CN102431630A

CN102431630A - 清除水下船体附着物机器人

Info

Publication number: CN102431630A
Application number: CN2011103283121A
Authority: CN
Inventors: 曹伟
Original assignee: Nantong Haiou Lift-Saving & Protection Equipment Co Ltd
Current assignee: Nantong Haiou Lift-Saving & Protection Equipment Co Ltd
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2012-05-02

Abstract

本发明公开了一种清除水下船体附着物机器人，包括电磁机架，电磁机架的内部设计成一个腔体，电磁机架上表面设置主电机，主电机带动两只传动轮，为使两个传动轮传动平稳，在主动轮与第二个传动轮间设置一个惰轮，使两个传动轮以相对的方向，对中旋转。在机架腔口两个传动轮的下方通过传动轴，连有两个粉碎轮，粉碎轮下设有切割片和刚性刷，经切割片和刚性刷清除下来的附着物，沿着线速度方向，通过粉碎轮和齿轮泵的高速水流带出水面，经消毒后收集处理。电磁机架上表面设有驱动电机，驱动一组主动车轮，后有一组遥控换向的从动轮。本发明具有结构合理、操纵方便、工作高效、保护环境等优点。

Description

清除水下船体附着物机器人

技术领域：

本发明涉及一种水下机器人，特别是一种清除水下船体附着物机器人。

背景技术：

因为海水的强烈腐蚀性和海洋生物顽固的附着力，在舰船下水一段时间后，船体上就会附着大量的藤壶类、藻类海洋生物以及锈斑等。这些附着物的存在一方面加速了船体的腐蚀，另一方面增加了舰船的阻力，使舰船航行速度下降，限制了舰船战斗力的发挥。从目前的技术水平来看，通过涂敷防污涂料可以抑制海洋生物的生长，但并不能达到一劳永逸的效果；定期坞修无论从经费和时间还是舰船的停航的时间上，其代价都是非常巨大的，而且对于军用舰艇来说，频繁的坞修还容易造成目标的暴露。

采用水下清洗技术可利用舰船停泊期间，随时对船体进行水下清洗，既不影响舰船航行，又能节省可观的经费和时间。因此开展水下船体清洗技术的研究，提高清洗技术的自动化水平，增大船体清洗的机动性和灵活性是目前急需解决的问题。另外，船体清洗技术还可以扩展应用到石油平台的海生物的清理上，因为石油平台在海中静止不动，附近又存在丰富的海生物赖以生存的物质，所以石油平台附着海生物的情况更加严重，海洋石油部门每年都要投入大量的资金来进行海生物的清理，但同样面临着效率低下、潜水员工作环境恶劣等情况。

水下清洗技术主要采用专用的水下清洗设备进行，按操作方式可分为潜水员操纵式和遥控式；按清除方法可分为接触式（刷具旋转清除）和非接触式（空泡冲击清除）；纵观水下清洗设备的发展历程，现如今经历了两阶段：一阶段为手持单刷式，由潜水员携带并操纵作业工具进行工作；二阶段为可行走多刷式，将多个刷头集中在一套装备中，只需潜水员导引设备行走，完成清洗作业。

在国内，现有的清洗设备属于第二代清洗设备，但在实际应用中存在许多问题，比如无法适应北方冬季寒冷的海水以及港口水域能见度低等问题，最终导致了设备利用率极低。也有的水下机器人采用了永磁吸附和履带移动的本体结构，这种结构比较适合在平坦、开阔的壁面作业，而对于有大量海生物附着的舰船多曲度表面的清洗并不适合。目前，我国船体清洗工作主要靠进坞后的打磨和高压水清洗，周期长、能源消耗大、作业强度高、环境污染严重。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种结构合理、操纵方便、工作效率高、保护环境的清除水下船体附着物机器人。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种清除水下船体附着物机器人，包括电磁机架，电磁机架的内部设有用于存储脏物的腔体，电磁机架上表面设有主电机，电磁机架的前端上表面设有两个左右对称设置的传动轮，两个传动轮之间的空隙为腔体的进口，主电机带动其中一个传动轮，主电机通过惰轮带动另一个传动轮，每个传动轮下方均通过转轴连有粉碎轮，粉碎轮的下方设有一圈刚性刷，每个转轴上套有切割片，切割片由一个长横向部、两个短横向部和两个竖向部组成，长横向部置于两个所述竖向部顶部之间，每个竖向部的底部外侧均连接有短横向部，刚性刷的下表面高于切割片的短横向部，切割片的长横向部与粉碎轮的下表面之间设有以延长刚性刷使用寿命的弹簧，电磁机架的下表面设有两组前后设置的车轮组，电磁机架上表面还设有驱动电机，驱动电机驱动一组或两组车轮组，电磁机架的后侧上表面设有齿轮泵。

本发明的进一步改进在于：驱动电机下设有减速器。

本发明的进一步改进在于：主电机带动与其相啮合的传动轮旋转，传动轮带动另一个传动轮转动，同时，主电机还带动惰轮转动，惰轮也能带动另一个传动轮转动，惰轮在主电机和另一个传动轮中间起传递的作用，一个传动轮逆时针方向转动，另一个传动轮顺时针方向转动。

本发明的进一步改进在于：机器人上还可安装有用于遥控、探测、摄像、监视的智能系统。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明为遥控清洗装置，这种装置通过在水面的遥控，采用切割片和刚性刷代替人工潜水清除船体表面附着的海洋生物，控制切割片和刚性刷自动完成作业任务，根本不需要潜水员的支持，而且本发明采用实时数字通讯，机器人在水下100米处能按人工指令完成清洗任务，切割片和刚性刷的相互配合，能彻底清除船体表面的海洋生物，显著地提高了作业效率；机器人还具有被清除附着物的收集装置，防止被清除和粉碎后的附着物再次排入海洋中，附着物经机架腔体，通过齿轮泵将其抽出，保护环境；机器人上还可以装上探测器、摄像头等，具有水下探测、摄像、监视功能。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A向的结构示意图；

图中标号：1-电磁机架、2-主电机、3-传动轮、4-惰轮、5-转轴、6-粉碎轮、7-刚性刷、8-切割片、9-弹簧、10-车轮组、11-驱动电机、12-齿轮泵、13-减速器、14-进口。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1和图2示出了本发明一种清除水下船体附着物机器人的一种实施方式，包括电磁机架1，电磁机架1的内部设有用于存储脏物的腔体，电磁机架1上表面设有主电机2，电磁机架1的前端上表面设有两个左右对称设置的传动轮3，两个传动轮3之间的空隙为腔体的进口14，主电机2带动其中一个传动轮3，主电机2通过惰轮4带动另一个传动轮3，每个传动轮3下方均通过转轴5连有粉碎轮6，粉碎轮6的下方设有一圈刚性刷7，每个转轴5上套有切割片8，切割片8由一个长横向部、两个短横向部和两个竖向部组成，长横向部置于两个竖向部顶部之间，每个竖向部的底部外侧均连接有短横向部，刚性刷7的下表面高于切割片8的短横向部，切割片8的长横向部与粉碎轮6的下表面之间设有弹簧9，电磁机架1的下表面设有两组前后设置的车轮组10，电磁机架1上表面还设有驱动电机11，驱动电机11下设有减速器13，驱动电机11带动一套遥控传动机构，电磁机架1的后侧上表面设有齿轮泵12。

主电机可通过远程的控制系统运转，主电机带动与其相啮合的传动轮旋转，此传动轮与惰轮带动另一个传动轮旋转，同时，惰轮在主电机和另一个传动轮中间起传递的作用，一个传动轮逆时针方向旋转，另一个传动轮顺时针方向旋转，经齿轮泵作用使高速水流从电磁机架内部的腔体中流出，切割片和刚性刷将船体表面的海洋生物清除下来，经粉碎轮进行粉碎，粉碎后的附着物随着高速水流经齿轮泵带出水面，经消毒后收集处理，使附着物不会流入海洋中，保护了环境；机架为电磁铁，机器人可被吸附在船体的表面上，驱动电机也可以被远程的控制系统控制，驱动电机驱动车轮组，使得机器人可在船体的表面行走，行走平稳；机器人上还可安装探测器、摄像头等，可对水下情况进行探测、摄像、监视等，并将探测或摄像到的情况及时传递到远程的控制系统，方便操作人员在水上及时了解水下的情况，也方便操作人员远程控制。

本发明为遥控清洗装置，这种装置通过在水面的遥控，采用切割片和刚性刷代替人工潜水清除船体表面附着的海洋生物，控制切割片和刚性刷自动完成作业任务，根本不需要潜水员的支持，而且本发明采用实时数字通讯，机器人在水下100米处能按人工指令完成清洗任务，切割片和刚性刷的相互配合，能彻底清除船体表面的海洋生物，显著地提高了作业效率；机器人还具有被清除附着物的收集装置，防止被清除和粉碎后的附着物再次排入海洋中，附着物经机架腔体通过齿轮泵快速抽出，保护环境；机器人上还可以装上探测器、摄像头等，具有水下探测、摄像、监视功能。

Claims

1.一种清除水下船体附着物机器人，其特征在于：包括电磁机架（1），所述电磁机架（1）的内部设有用于存储脏物的腔体，所述电磁机架（1）上表面设有主电机（2），所述电磁机架（1）的前端上表面设有两个左右对称设置的传动轮（3），两个所述传动轮（3）之间的空隙为所述腔体的进口（14），所述主电机（2）带动其中一个所述传动轮（3），所述主电机（2）通过惰轮（4）带动另一个所述传动轮（3），每个所述传动轮（3）下方均通过转轴（5）连有粉碎轮（6），所述粉碎轮（6）的下方设有一圈刚性刷（7），每个所述转轴（5）上套有切割片（8），所述切割片（8）由一个长横向部、两个短横向部和两个竖向部组成，所述长横向部置于两个所述竖向部顶部之间，每个所述竖向部的底部外侧均连接有所述短横向部，所述刚性刷（7）的下表面高于所述切割片（8）的短横向部，所述切割片（8）的长横向部与所述粉碎轮（6）的下表面之间设有以延长所述刚性刷（7）使用寿命的弹簧（9），所述电磁机架（1）的下表面设有两组前后设置的车轮组（10），所述电磁机架（1）上表面还设有驱动电机（11），所述驱动电机（11）驱动一组或两组所述车轮组（10），所述电磁机架（1）的后侧上表面设有齿轮泵（12）。

2.根据权利要求1所述清除水下船体附着物机器人，其特征在于：所述驱动电机（11）下设有减速器（13）。

3.根据权利要求1所述清除水下船体附着物机器人，其特征在于：所述主电机（2）带动与其相啮合的所述传动轮（3）旋转，所述传动轮（3）带动另一个所述传动轮（3）转动，同时，所述主电机（2）还带动所述惰轮（4）转动，所述惰轮（4）也能带动另一个所述传动轮（3）转动，所述惰轮（4）在所述主电机（2）和另一个所述传动轮（3）中间起传递的作用，一个所述传动轮（3）逆时针方向转动，另一个所述传动轮（3）顺时针方向转动。

4.根据权利要求1所述清除水下船体附着物机器人，其特征在于：所述机器人上还可安装有用于遥控、探测、摄像、监视的智能系统。