孙立新，孙志龙，陈 帮，王 伟

(1.河北工业大学机械工程学院，天津 300130；2.洛阳圣瑞有限公司，河南 洛阳 471000)

1 引言

我国在重工业方面取得了辉煌的发展，在一些行业中广泛应用着大型钢铁立面，比如油轮外壳、大型桥梁钢构和储油罐等，在长时间使用后，除锈问题俨然而生。人工或者化学除锈是目前市场上的主要手段，过程繁琐且效率不高，危险性高，而且工人容易得硅肺病和眼疾，威胁着工人的生命和健康。随着工业科技不断更新换代，除锈爬壁机器人技术也在不断地进步[1]。结合机器人的工作特点和工作环境因素，针对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进行详细分析，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，改善和提高了除锈质量和效率。

2 除锈车体和控制系统简介

2.1 机器人本体

机器人本体结构主要包括驱动单元、磁吸附单元、除锈单元、摄像模块、激光传感测距模块、超声探边模块、控制盒以及机器人框架等，如图1所示。除锈机器人动力主要由车体前部的两个驱动轮单元提供，驱动单元主要由伺服电机及其驱动器、减速机和充气轮等组成；车体的支撑由两个驱动轮和车体后部的万向轮提供，保证车体法稳定，并且三轮式的小车具有动作灵活，转向方便等优点。在车体前部安装有两个以纵轴线为基准对称的两个磁体，以及安装在纵轴线上的万向轮内部磁铁，保证车体能够有足够的磁力吸附在立面上。……