摘要
目前，大型罐体设备的检测工作仍以人工作业为主，其检测流程复杂、效率低，且难以保障检测人员的安全。近年来，磁吸附爬壁机器人逐渐被应用到工业生产中对金属压力容器、船体等设备进行检测，以遥控操作为主，自动化、智能化程度低，因此在爬壁机器人上搭载智能化模块及技术以有效优化检测过程。 本文针对智能化程度低的爬壁机器人研究了以下三种关键技术，使其在大型罐体的检测任务中可以实现自主巡检和故障点标记的功能。 焊缝特征识别及提取：在理想情况下，通过图像采集、图像预处理、焊缝特征提取等一系列操作实现了焊缝的特征识别及提取，随后针对爬壁机器人在实际应用中会出现水渍干扰的问题，提出图像信息融合的方法来消除干扰项，以保证爬壁机器人在该状态下仍能准确提取焊缝信息。 爬壁机器人的运动控制：根据爬壁机器人的结构，对其进行静力学、动力学及运动学建模，在简介爬壁机器人的电机控制的基础上，设计了模糊自整定PID控制算法来实现爬壁机器人的实时焊缝跟踪，最后在Simulink中对爬壁机器人的轨迹跟踪进行仿真分析，分别对传统PID控制和模糊自整定PID控制两种控制算法进行仿真，比较两种控制算法对不同跟踪轨迹进行跟踪的运动状态和跟踪误差曲线，仿真结果表明，模糊自整定PID控制可以更快跟踪目标轨迹，超调量和稳态误差较小，跟踪精度更高。 故障点自主标记：通过将绝对定位与相对定位相结合的方法来实现爬壁机器人的自主定位，再使用TOFD检测技术对焊缝进行检测与分析，最后建立MySQL数据库对故障点的信息进行存储和管理。 本文完成了罐体焊缝的特征识别及提取，爬壁机器人的运动控制仿真研究并设计机器人的自主定位系统，有效提升爬壁机器人作业智能化。
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