除锈爬壁机器人控制系统的设计

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前言

For personal use only in study and research; not for commercial use

控制系统是船舶壁面除锈爬壁机器人的重要组成部分，其负责完成对除锈爬壁机器人的

行走和转向功能的控制，使机器人能够按照预定的轨迹去工作，因此对除锈爬壁机器人控制

系统提出如下基本要求

:

(1)

控制系统方便、可靠性高、操作灵活，便于操作人员使用

;

(2)

通过功能按键可以设定机器人的多极移动速度，并可实时调整运动方向和运动速度，实现

机器人在船体表面上的全方位移动

;

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(3)

由于船舶除锈现场环境恶劣，除锈爬壁机器人的工作环境制约了其控制方式，

本系统采用简单实用、可靠性高的有线遥控，其控制距离需大于

30

米。

(4)

控制系统能实现除锈爬壁机器人的简单作业，保证机器人在爬行过程中的除锈质量。

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除锈爬壁机器人控制系统的总体方案

除锈爬壁机器人在船体表面上的行走和转向是通过左右两个交流伺服电机的驱动来

实现的。当左右两个伺服电机的转速与转向相同时，爬壁除锈机器人在船体表面上实现

直线行走。电机正转时，机器人前进

;

电机反转时，机器人后退。当左右两个伺服电机的

转向相反时，除锈爬壁机器人在船体表面上实现转向。

综合考虑各种控制形式的优缺点，

结合船舶除锈的实际情况，

爬壁机器人的控制系统

采用上下位机二级分布式控制方式，以保证即使在无操作人员参与的情况下，下位机

也可以按照上位机通过串口预先给定的指令和参数实现自主作业，从而使船舶壁面除锈

爬壁机器人具有高效除锈、自动化水平高和减少操作人员操作强度的性能

;

操作人员也

以通过观测船体表面的实际锈蚀状况，根据除锈爬壁机器人的实际作业情况，随时切换

到人工操作状态，以提高机器人的实时性、实用性和高效性。