CR4D船舶除锈爬壁机器人行走纠偏和姿态调整

近年来，我国在重工业方面取得了辉煌的发展，在船舶方面，已经可以自行研发生产排水量达350000吨以上的远洋轮船。这种远洋巨轮外壳有着超大型的钢铁立面，在长时间运行后，除锈问题也伴随而来。目前人工喷砂除锈是船厂广泛使用的手段，过程繁琐且效率较低，对周边环境污染严重，危险系数也高居不下，而且工人容易得硅肺病和眼疾。
 
随着工业科技不断更新换代，超高压水技术得以逐步应用各大领域，我公司针对船舶外立面除锈难的问题开发了超高压水除锈爬壁机器人，最初的第一代除锈爬壁机器人问题较多，例如除锈爬壁机器人在立面上进行水平行走时容易出现的位置偏移和姿态倾斜问题，针对这种问题我们设计出一种基于PID算法的纠偏控制系统，优化了除锈爬壁机器人在立面上行走过程中的位姿问题，改善并提高了除锈质量和效率。

CR4D船舶除锈爬壁机器人控制系统：

CR4D船舶除锈爬壁机器人控制系统主要包括PLC主控单元、驱动单元、传感单元、触摸屏、无线遥控单元、云台单元以及除锈盘单元等。

PLC主控单元作为核心，通过CAN总线可快速并准确的控制电机动作及读取返回的编码器信息，通过RS-485控制云台动作、与无线遥控器通讯以及经过DAM模块接受激光传感器返回的信息等组成一个近乎闭环的控制系统。操作人员可以通过无线控制器或触摸屏操控机器人动作。安装在车身上的激光传感器将信息返回至PLC，经过计算分析得出当前车体的状态，并且下达下一步指令，对车体的姿态和位置进行调整，达到机器人行走纠偏的目的。
 
但实际应用时发现，除锈机器人在行走时随着前进距离的增大，机器人的姿态发生倾斜并且位置相对于机器人初始纵轴线也有一定的偏差，而且随着行进距离的增大，偏差愈发明显。这种现象导致除锈线路大幅度变动。

为了解决这种现象，我们将除锈机器人两个驱动轮动作由PLC控制进行，纠偏过程中将左轮速度设为定值，单独控制右轮的速度进行调整除锈机器人的位置与姿态。PLC作为控制除锈爬壁机器人的核心单元，通过接收激光传感器返回的信息，求得机器人的位姿偏差值，从而控制右轮驱动电机的速度。船舶除锈爬壁机器人纠偏控制系统在增量式PID算法的基础上融合了设计模糊控制器思路，在机器人发生位姿倾斜时，纠偏控制系统响应更加稳定，抗干扰性也有所加强，能够更加稳定的以比较好的速度进行纠偏控制，目前我们的机器人已升级到第四代产品，产品已在各大船厂稳定运行。