【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及除胶机器人，尤其涉及一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法。
技术介绍
1、风电叶片制造加工过程中需要进行上下两部分的合模工作，叶片合模后，腹板前缘、中间以及后缘会有较多的残胶挤出并悬挂在粘接角边缘。叶尖段空间狭小，工人无法进行残胶清理作业。这部分残胶会在叶片运行过程中掉落，除了产生噪音外，还会砸伤隔板、叶尖壳体，损坏防雷系统，堵塞排水孔等，造成重大质量隐患。在叶片内部人不可达区域，需要通过风电叶片除胶机器人等自动清理残胶设备进行除胶。但是风电叶片除胶机器人需要深入叶片内部，在相对狭窄的空间中，相对腹板平行运动，如何保证机器人底盘稳定运行于平行于腹板的线路上是风电叶片除胶机器人清理残胶工作过程中的难点。
2、由于残胶相对腹板的距离大致不变，因此需要保证除胶机构入口始终贴合残胶条，即保证运动底盘稳定运行于平行于腹板的线路上。
技术实现思路
1、有鉴于此，为了解决风电叶片除胶机器人如何稳定运行于平行于腹板，保证除胶机构入口始终贴合风电叶片腹板一侧残胶条的问题，本专利技术的实施例提供了一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法。
2、本专利技术的实施例提供一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，所述除胶机器人包括牵引小车、以及与所述牵引小车后端刚性连接的除胶平台，所述牵引小车具有两驱动轮，所述除胶平台具有两转向轮，该巡线控制方法包括以下步骤：
3、s1、分别测量所述牵引小车与除胶平台相对风电叶片内腹板的直线距离l1、l2，计算出所述牵引小车距所述腹板的垂
4、s2、基于阿克曼转向原理对所述除胶机器人构建四轮运动模型：
5、
6、其中，δ1、δ2为两转向轮偏转角，d为两驱动轮与两转向轮竖直方向间距，k为两转向轮的水平间距；
7、将四轮运动模型简化为后轮转向的单车模型，前轮位于两驱动轮中点,后轮位于两转向轮中点，旋转半径为r，前进速度v与角速度ω有：
8、
9、计算出两转向轮偏转角δ1、δ2：
10、
11、
12、s3、构建双层pid控制器，外层输入为所述牵引小车距所述腹板的垂直距离的期望值distd和实际值dist，外层输出与所述除胶平台相对所述腹板偏离的姿态角θ相加和所述除胶平台相对所述腹板偏离的期望姿态角θd作为内层输入，内层输出为期望角速度ωd；
13、s4、根据期望角速度ωd计算出两转向轮的期望偏转角δ1、δ2；
14、s5、根据两转向轮的期望偏转角δ1、δ2控制两所述转向轮转动。
15、进一步地，所述步骤s3中，双层pid控制器的计算公式如下：
16、
17、
18、其中，kpd,kid,kdd为距离矫正的根据实际测试情况和工况进行调整的比例增益参数、积分增益参数和微分增益参数，kpθ,kiθ,kdθ为姿态矫正的根据实际测试情况和工况进行调整的比例增益参数、积分增益参数和微分增益参数；ud(k)表示第k次的外层pid输出，uθ(k)表示第k次的内层pid输出；ed(k)为第k次距离期望值与距离实际值的差，eθ(k)为第k次姿态期望值与姿态实际值的差与外层输出ud(k)的和。
19、进一步地，所述除胶平台相对所述腹板偏离的期望姿态角θd为0。
20、进一步地，所述步骤s1中所述牵引小车距所述腹板的垂直距离dist和所述除胶平台相对所述腹板偏离的姿态角θ的计算方法为：
21、由几何关系可得：
22、dist＝l1*cos(θ)；
23、
24、其中bias1为所述牵引小车和所述除胶平台上测量点之间的水平间距，bias2为所述牵引小车和所述除胶平台上测量点之间的竖直间距；
25、从而可计算出：
26、
27、
28、进一步地，所述牵引小车与除胶平台相对风电叶片内腹板的直线距离l1、l2分别通过两测距传感器测量获得。
29、进一步地，两所述测距传感器分别为前测距传感器和后测距传感器，所述前测距传感器水平设置于所述牵引小车上，所述后测距传感器水平设置于所述除胶平台上，且所述前测距传感器和所述后测距传感器位于所述除胶机器人靠近所述风电叶片腹板一侧。
30、进一步地，所述除胶平台位于两所述测距传感器的一侧设有除胶机构。
31、进一步地，所述转向轮为由电机驱动的舵轮。
32、进一步地，两所述转向轮设置于所述除胶平台的后端底部。
33、进一步地，所述除胶平台后端的两侧分别设有安全导轮。
34、本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
35、1、本专利技术的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，通过牵引小车和除胶平台上的两测距传感器，经过相对位置标定后可使除胶机器人可相对腹板进行定位，得到除胶平台与腹板之间的距离以及小车运动朝向的偏转角，通过距离-姿态双层pid控制器，得到期望角速度进行舵角的分解与分别控制，实现了除胶机器人巡线运动的稳定控制，可控制除胶机器人运动过程中保持除胶平台侧面除胶机构与腹板间距等于胶条与腹板间距，保证除胶机构入口始终贴合残胶条，即保证除胶平台稳定运行于平行于腹板的线路上。
36、2、本专利技术的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，自动巡线除胶机器人的除胶平台设计为前两轮同步驱动后两轮可调节舵角的运动模块，以实时矫正自身的位姿，能够沿着距离腹板一定间距的残胶条平行运动，自适应叶片内一定弧度的曲线路线循迹。
37、3、本专利技术的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，采用双层pid控制器有良好的控制性能，通过适当的参数设计后具有快速收敛的特性，对阿克曼类运动底盘的巡线导航控制有良好的适配性，具有通用性。
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1.一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，所述除胶机器人包括牵引小车、以及与所述牵引小车后端刚性连接的除胶平台，所述牵引小车具有两驱动轮，所述除胶平台具有两转向轮，其特征在于，该巡线控制方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：所述步骤S3中，双层PID控制器的计算公式如下：
3.如权利要求1或2所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：所述除胶平台相对所述腹板偏离的期望姿态角θD为0。
4.如权利要求1所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：所述步骤S1中所述牵引小车距所述腹板的垂直距离dist和所述除胶平台相对所述腹板偏离的姿态角θ的计算方法为：
5.如权利要求1所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：所述牵引小车与除胶平台相对风电叶片内腹板的直线距离L1、L2分别通过两测距传感器测量获得。
6.如权利要求5所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：两所述测距传感器分别为前测距传感器和后测距传感器，所述前测距传感器水平设
7.如权利要求6所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：所述除胶平台位于两所述测距传感器的一侧设有除胶机构。
8.如权利要求1所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：所述转向轮为由电机驱动的舵轮。
9.如权利要求1所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：两所述转向轮设置于所述除胶平台的后端底部。
10.如权利要求1所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：所述除胶平台后端的两侧分别设有安全导轮。
...【技术特征摘要】
1.一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，所述除胶机器人包括牵引小车、以及与所述牵引小车后端刚性连接的除胶平台，所述牵引小车具有两驱动轮，所述除胶平台具有两转向轮，其特征在于，该巡线控制方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：所述步骤s3中，双层pid控制器的计算公式如下：
3.如权利要求1或2所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：所述除胶平台相对所述腹板偏离的期望姿态角θd为0。
4.如权利要求1所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：所述步骤s1中所述牵引小车距所述腹板的垂直距离dist和所述除胶平台相对所述腹板偏离的姿态角θ的计算方法为：
5.如权利要求1所述的一种风电叶片除胶机器人巡线控制方法，其特征在于：所述牵引小车与除胶平台相对风电叶片内腹板的直线距离l1、l2分别通过两测...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶波，刘晨煜，龚泽宇，朱建康，郑飞帆，江扬新，陈超，周颐，范亚军，
申请(专利权)人：武汉数字化设计与制造创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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