CN107855294A - 一种基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,包括主体、驱动机构、剔除机构和两个清扫机构,驱动机构设置在主体的一端,剔除机构固定在主体的上方,两个清扫机构分别设置在主体的两侧,驱动机构包括第一电机、第一驱动轴和若干扇叶,该基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,通过剔除机构初步清除导管架上的海洋生物污染,再通过清扫机构清除残留污染,通过调节机构可以控制主体的上浮与下潜,使清理工作的效率大大提高,同时也加强了清洁效果,通过驱动机构可以自由调整主体的位置,防止主体在波浪与海流的作用下发生碰撞,节省人力的同时,也保证了不会污染海洋环境。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人领域,特别涉及一种基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人。
背景技术
机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。
目前清理海洋平台导管架上生物污染的方式主要有涂敷具有杀死或抑制海生物的涂层、牺牲阳极或外加电流等电化学阴极保护、潜水员实施的高压水清除和专用装置,目前的专用装置存在明显的缺点,因为这类装置通过海水的自然能力为动力,所以海浪等外力作用容易导致装置与导管架发生剧烈碰撞,出现破损,不容易维修且更换备件困难,大大降低了该装置的实用性,该装置清理导管架也依靠海水的自然能力为动力,海水的自然能力存在很大的不确定因素,不便于清除导管架上生物污染这类对精度要求高的作业,大大降低了该装置的市场竞争力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足,提供一种基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,包括主体、驱动机构、剔除机构和两个清扫机构,所述驱动机构设置在主体的一端,所述剔除机构固定在主体的上方,两个所述清扫机构分别设置在主体的两侧;
所述驱动机构包括第一电机、第一驱动轴和若干扇叶,所述第一电机设置在主体内,所述扇叶设置在主体外,所述扇叶周向均匀分布在第一驱动轴的外周,所述第一电机通过第一驱动轴与扇叶传动连接,所述主体上设有第三通孔,所述第一驱动轴经第三通孔穿过主体;
所述剔除机构包括第一隔离室、动力组件、从动组件和两个固定杆,所述第一隔离室的竖向截面的形状为L形,所述第一隔离室通过固定杆与主体固定连接,两个所述固定杆分别设置在第一隔离室的两侧,所述动力组件和从动组件均设置在第一隔离室内,所述动力组件与从动组件传动连接;
所述动力组件包括第一气缸、第一气泵和第一活塞,所述第一气缸与第一气泵连通,所述第一气泵固定在主体上,所述第一活塞的底端设置在第一气缸内,所述第一活塞的顶端与从动组件连接;
所述从动组件包括第二电机、飞轮、第一连杆、第一滑块、滑道、连接块和两个摆动单元,所述第一活塞的顶端与第二电机固定连接,所述第二电机与飞轮传动连接,所述第一连杆的一端与飞轮铰接,所述第一连杆的另一端与第一滑块铰接,所述第一滑块设置在滑道内且与滑道相匹配,所述连接块设置在滑道的下方且与滑道固定连接,两个所述摆动单元分别设置在连接块的两侧;
所述摆动单元包括第二连杆、曲柄、连接板和夹紧块,所述第二连杆的一端与第一滑块铰接且远离第一连杆,所述第二连杆的另一端与曲柄的中端铰接,所述曲柄的一端与连接块铰接,所述曲柄的另一端与连接板固定连接,所述夹紧块固定在连接板上,所述夹紧块上设有第一凹槽,所述第一凹槽的竖向截面的形状为半圆形,所述第一凹槽的直径与导管架的外径相等。
作为优选,为了使清除效果更明显,所述清扫机构包括第三电机、第二驱动轴、第三连杆、第二滑块、第四连杆、第五连杆、第二隔离室、第三隔离室和毛刷,所述第二隔离室设置在第三隔离室的上方,所述第三隔离室上设有第一通孔,所述第二驱动轴经第一通孔穿过第三隔离室,所述第三电机通过第二驱动轴与第三连杆的一端传动连接,所述第三连杆的另一端与第二滑块铰接,所述第二滑块套设在第四连杆上,所述第四连杆的的一端与毛刷固定连接,所述第四连杆的另一端与第五连杆的顶端铰接,所述第五连杆的底端固定在第三隔离室的顶端。
作为优选,为了提高结构稳定性与密封性,所述第二隔离室和第三隔离室为一体成型结构。
作为优选,为了提高毛刷的清洁效率,所述毛刷的材质为尼龙丝。
作为优选,为了使主体能够下潜或上浮,所述主体内设有三个调节机构,三个调节机构均匀设置在主体内,所述调节机构包括压载水舱和底阀,所述底阀设置在压载水舱的底端。
作为优选,为了更精确地控制主体的上浮或下潜,所述压载水舱的上方设有进气组件,所述进气组件包括空气压缩机、进气管道、输气管道、第一单向阀和第二单向阀,所述进气管道设置在空气压缩机的上方,所述输气管道设置在空气压缩机的下方,所述进气管道和输气管道均与空气压缩机连通,所述第一单向阀设置在进气管道的上方,所述第二单向阀设置在输气管道和压载水舱之间,所述进气管道通过第一单向阀与外界连通,所述输气管道通过第二单向阀与压载水舱连通。
作为优选,为了提高第一隔离室的密封性,所述第一隔离室上设有第二通孔,所述连接板和夹紧块经第二通孔穿过第一隔离室,所述第二通孔内设有密封圈,所述密封圈的材质为HNBR氢化丁腈橡胶密封圈。
作为优选,为了提高电机的精准度和延迟电机的使用寿命,所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。
作为优选,为了保证耐腐蚀性,所述主体、连接板和夹紧块的材质为钛合金。
作为优选,为了保证压载水舱的耐腐蚀性,所述压载水舱的材质为C276-哈氏合金。
本发明的有益效果是,该基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,通过剔除机构初步清除导管架上的海洋生物污染,再通过清扫机构清除残留污染,通过调节机构可以控制主体的上浮与下潜,使清理工作的效率大大提高,同时也加强了清洁效果,通过驱动机构可以自由调整主体的位置,防止主体在波浪与海流的作用下发生碰撞,节省人力的同时,也保证了不会污染海洋环境。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人的结构示意图;
图2是本发明的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人的从动组件的结构示意图;
图3是本发明的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人的清扫机构的结构示意图;
图4是本发明的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人的调节机构的结构示意图;
图5是本发明的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人的第一隔离室的结构示意图;
图6是本发明的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人的第二隔离室与第三隔离室的连接结构示意图;
图7是本发明的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人的驱动机构的结构示意图;
图中:1.主体,2.驱动机构,3.调节机构,4.剔除机构,5.清扫机构,6.第二电机,7.飞轮,8.第一连杆,9.滑道,10.第一滑块,11.连接块,12.第二连杆,13.曲柄,14.连接板,15.夹紧块,16.第三电机,17.第二驱动轴,18.第三连杆,19.第二滑块,20.第四连杆,21.毛刷,22.第五连杆,23.第一单向阀,24.空气压缩机,25.输气管道,26.压载水舱,27.底阀,28.第三隔离室,29.第二隔离室,30.第一隔离室,31.固定杆,32.第一电机,33.第一驱动轴,34.扇叶,35.第一气泵,36.第一气缸,37.第一活塞,38.进气管道,39.第二单向阀。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-7所示,一种基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,包括主体1、驱动机构2、剔除机构4和两个清扫机构5,所述驱动机构2设置在主体1的一端,所述剔除机构4固定在主体1的上方,两个所述清扫机构5分别设置在主体1的两侧;
通过剔除机构4初步清除导管架上的海洋生物污染,再通过清扫机构5清除残留污染,通过调节机构3可以控制主体1的上浮与下潜,使清理工作的效率大大提高,同时也加强了清洁效果,通过驱动机构2可以自由调整主体1的位置,防止主体1在波浪与海流的作用下发生碰撞,节省人力的同时,也保证了不会污染海洋环境。
所述驱动机构2包括第一电机32、第一驱动轴33和若干扇叶34,所述第一电机32设置在主体1内,所述扇叶34设置在主体1外,所述扇叶34周向均匀分布在第一驱动轴33的外周,所述第一电机32通过第一驱动轴33与扇叶34传动连接,所述主体1上设有第三通孔,所述第一驱动轴33经第三通孔穿过主体1;
第一电机32通过第一驱动轴33驱动扇叶34旋转,从而带动主体1前行,从而通过驱动机构2可以自由调整主体1的位置,防止主体1在波浪与海流的作用下发生碰撞。
所述剔除机构4包括第一隔离室30、动力组件、从动组件和两个固定杆31,所述第一隔离室30的竖向截面的形状为L形,所述第一隔离室30通过固定杆31与主体1固定连接,两个所述固定杆31分别设置在第一隔离室30的两侧,所述动力组件和从动组件均设置在第一隔离室30内,所述动力组件与从动组件传动连接;
所述动力组件包括第一气缸36、第一气泵35和第一活塞37,所述第一气缸36与第一气泵35连通,所述第一气泵35固定在主体1上,所述第一活塞37的底端设置在第一气缸36内,所述第一活塞37的顶端与从动组件连接;
所述从动组件包括第二电机6、飞轮7、第一连杆8、第一滑块10、滑道9、连接块11和两个摆动单元,所述第一活塞37的顶端与第二电机6固定连接,所述第二电机6与飞轮7传动连接,所述第一连杆8的一端与飞轮7铰接,所述第一连杆8的另一端与第一滑块10铰接,所述第一滑块10设置在滑道9内且与滑道9相匹配,所述连接块11设置在滑道9的下方且与滑道9固定连接,两个所述摆动单元分别设置在连接块11的两侧;
所述摆动单元包括第二连杆12、曲柄13、连接板14和夹紧块15,所述第二连杆12的一端与第一滑块10铰接且远离第一连杆8,所述第二连杆12的另一端与曲柄13的中端铰接,所述曲柄13的一端与连接块11铰接,所述曲柄13的另一端与连接板14固定连接,所述夹紧块15固定在连接板14上,所述夹紧块15上设有第一凹槽,所述第一凹槽的竖向截面的形状为半圆形,所述第一凹槽的直径与导管架的外径相等;
第一气缸36与第一气泵35通过气压驱动第一活塞37做活塞运动,从而带动从动组件升降,第二电机6驱动飞轮7转动,从而带动第一连杆8摆动,从而带动第一滑块10沿着滑道9滑动,从而带动第二连杆12做往复运动,从而带动曲柄13往复摆动,从而带动连接板14摆动,从而带动夹紧块15往复摆动,夹紧块15夹紧导管架后,从动组件升降,从而初步清除导管架上的海洋生物污染。
作为优选,为了使清除效果更明显,所述清扫机构5包括第三电机16、第二驱动轴17、第三连杆18、第二滑块19、第四连杆20、第五连杆22、第二隔离室29、第三隔离室28和毛刷21,所述第二隔离室29设置在第三隔离室28的上方,所述第三隔离室28上设有第一通孔,所述第二驱动轴17经第一通孔穿过第三隔离室28,所述第三电机16通过第二驱动轴17与第三连杆18的一端传动连接,所述第三连杆18的另一端与第二滑块19铰接,所述第二滑块19套设在第四连杆20上,所述第四连杆20的的一端与毛刷21固定连接,所述第四连杆20的另一端与第五连杆22的顶端铰接,所述第五连杆22的底端固定在第三隔离室28的顶端,第三电机16通过第二驱动轴17驱动第三连杆18做圆周运动,带动第二滑块19沿着第四连杆20滑动,从而带动第四连杆20以第五连杆22的顶端为圆心往复摆动,从而带动毛刷21摆动,从而清除残留污染,使清理工作的效率大大提高,同时也加强了清洁效果。
作为优选,为了提高结构稳定性与密封性,所述第二隔离室29和第三隔离室28为一体成型结构。
作为优选,为了提高毛刷21的清洁效率,所述毛刷21的材质为尼龙丝。
作为优选,为了使主体1能够下潜或上浮,所述主体1内设有三个调节机构3,三个调节机构3均匀设置在主体1内,所述调节机构3包括压载水舱26和底阀27,所述底阀27设置在压载水舱26的底端,通过压载水舱26的进水与出水来控制浮力的大小,从而实现主体1的下潜或上浮。
作为优选,为了更精确地控制主体1的上浮或下潜,所述压载水舱26的上方设有进气组件,所述进气组件包括空气压缩机24、进气管道38、输气管道25、第一单向阀23和第二单向阀39,所述进气管道38设置在空气压缩机24的上方,所述输气管道25设置在空气压缩机24的下方,所述进气管道38和输气管道25均与空气压缩机24连通,所述第一单向阀23设置在进气管道38的上方,所述第二单向阀39设置在输气管道25和压载水舱26之间,所述进气管道38通过第一单向阀23与外界连通,所述输气管道25通过第二单向阀39与压载水舱26连通,当主体1需要下潜时,底阀27打开,海水在水压的作用下流入压载水舱26内,到达一定量时,浮力小于重力,从而实现主体1的下潜,通过控制底阀27的打开时间可以控制压载水舱26内的水量,从而精确地控制主体1的下潜,当主体1需要上浮时,第二单向阀39打开,高压空气进入压载水舱26,底阀27打开,在压强差的作用下,压载水舱26内的海水被排出,到达一定量时,浮力大于重力,从而实现主体1的上浮,通过控制第二单向阀39和底阀27的打开时间可以控制压载水舱26内的水量,从而精确地控制主体1的上浮,使清理工作的效率大大提高,同时也加强了清洁效果。
作为优选,为了提高第一隔离室30的密封性,所述第一隔离室30上设有第二通孔,所述连接板14和夹紧块15经第二通孔穿过第一隔离室30,所述第二通孔内设有密封圈,所述密封圈的材质为HNBR氢化丁腈橡胶密封圈。
作为优选,为了提高电机的精准度和延迟电机的使用寿命,所述第一电机32、第二电机6和第三电机16均为伺服电机。
作为优选,为了保证耐腐蚀性,所述主体1、连接板14和夹紧块15的材质为钛合金。
作为优选,为了保证压载水舱26的耐腐蚀性,所述压载水舱26的材质为C-276哈氏合金。
与现有技术相比,该基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,通过剔除机构4初步清除导管架上的海洋生物污染,再通过清扫机构5清除残留污染,通过调节机构3可以控制主体1的上浮与下潜,使清理工作的效率大大提高,同时也加强了清洁效果,通过驱动机构2可以自由调整主体1的位置,防止主体1在波浪与海流的作用下发生碰撞,节省人力的同时,也保证了不会污染海洋环境。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,其特征在于,包括主体(1)、驱动机构(2)、剔除机构(4)和两个清扫机构(5),所述驱动机构(2)设置在主体(1)的一端,所述剔除机构(4)固定在主体(1)的上方,两个所述清扫机构(5)分别设置在主体(1)的两侧;
所述驱动机构(2)包括第一电机(32)、第一驱动轴(33)和若干扇叶(34),所述第一电机(32)设置在主体(1)内,所述扇叶(34)设置在主体(1)外,所述扇叶(34)周向均匀分布在第一驱动轴(33)的外周,所述第一电机(32)通过第一驱动轴(33)与扇叶(34)传动连接,所述主体(1)上设有第三通孔,所述第一驱动轴(33)经第三通孔穿过主体(1);
所述剔除机构(4)包括第一隔离室(30)、动力组件、从动组件和两个固定杆(31),所述第一隔离室(30)的竖向截面的形状为L形,所述第一隔离室(30)通过固定杆(31)与主体(1)固定连接,两个所述固定杆(31)分别设置在第一隔离室(30)的两侧,所述动力组件和从动组件均设置在第一隔离室(30)内,所述动力组件与从动组件传动连接;
所述动力组件包括第一气缸(36)、第一气泵(35)和第一活塞(37),所述第一气缸(36)与第一气泵(35)连通,所述第一气泵(35)固定在主体(1)上,所述第一活塞(37)的底端设置在第一气缸(36)内,所述第一活塞(37)的顶端与从动组件连接;
所述从动组件包括第二电机(6)、飞轮(7)、第一连杆(8)、第一滑块(10)、滑道(9)、连接块(11)和两个摆动单元,所述第一活塞(37)的顶端与第二电机(6)固定连接,所述第二电机(6)与飞轮(7)传动连接,所述第一连杆(8)的一端与飞轮(7)铰接,所述第一连杆(8)的另一端与第一滑块(10)铰接,所述第一滑块(10)设置在滑道(9)内且与滑道(9)相匹配,所述连接块(11)设置在滑道(9)的下方且与滑道(9)固定连接,两个所述摆动单元分别设置在连接块(11)的两侧;
所述摆动单元包括第二连杆(12)、曲柄(13)、连接板(14)和夹紧块(15),所述第二连杆(12)的一端与第一滑块(10)铰接且远离第一连杆(8),所述第二连杆(12)的另一端与曲柄(13)的中端铰接,所述曲柄(13)的一端与连接块(11)铰接,所述曲柄(13)的另一端与连接板(14)固定连接,所述夹紧块(15)固定在连接板(14)上,所述夹紧块(15)上设有第一凹槽,所述第一凹槽的竖向截面的形状为半圆形,所述第一凹槽的直径与导管架的外径相等。
2.如权利要求1所述的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,其特征在于,所述清扫机构(5)包括第三电机(16)、第二驱动轴(17)、第三连杆(18)、第二滑块(19)、第四连杆(20)、第五连杆(22)、第二隔离室(29)、第三隔离室(28)和毛刷(21),所述第二隔离室(29)设置在第三隔离室(28)的上方,所述第三隔离室(28)上设有第一通孔,所述第二驱动轴(17)经第一通孔穿过第三隔离室(28),所述第三电机(16)通过第二驱动轴(17)与第三连杆(18)的一端传动连接,所述第三连杆(18)的另一端与第二滑块(19)铰接,所述第二滑块(19)套设在第四连杆(20)上,所述第四连杆(20)的一端与毛刷(21)固定连接,所述第四连杆(20)的另一端与第五连杆(22)的顶端铰接,所述第五连杆(22)的底端固定在第三隔离室(28)的顶端。
3.如权利要求2所述的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,其特征在于,所述第二隔离室(29)和第三隔离室(28)为一体成型结构。
4.如权利要求2所述的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,其特征在于,所述毛刷(21)的材质为尼龙丝。
5.如权利要求1所述的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,其特征在于,所述主体(1)内设有三个调节机构(3),三个调节机构(3)均匀设置在主体(1)内,所述调节机构(3)包括压载水舱(26)和底阀(27),所述底阀(27)设置在压载水舱(26)的底端。
6.如权利要求5所述的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,其特征在于,所述压载水舱(26)的上方设有进气组件,所述进气组件包括空气压缩机(24)、进气管道(38)、输气管道(25)、第一单向阀(23)和第二单向阀(39),所述进气管道(38)设置在空气压缩机(24)的上方,所述输气管道(25)设置在空气压缩机(24)的下方,所述进气管道(38)和输气管道(25)均与空气压缩机(24)连通,所述第一单向阀(23)设置在进气管道(38)的上方,所述第二单向阀(39)设置在输气管道(25)和压载水舱(26)之间,所述进气管道(38)通过第一单向阀(23)与外界连通,所述输气管道(25)通过第二单向阀(39)与压载水舱(26)连通。
7.如权利要求1所述的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,其特征在于,所述第一隔离室(30)上设有第二通孔,所述连接板(14)和夹紧块(15)经第二通孔穿过第一隔离室(30),所述第二通孔内设有密封圈,所述密封圈的材质为HNBR氢化丁腈橡胶密封圈。
8.如权利要求2所述的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,其特征在于,所述第一电机(32)、第二电机(6)和第三电机(16)均为伺服电机。
9.如权利要求1所述的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,其特征在于,所述主体(1)、连接板(14)和夹紧块(15)的材质为钛合金。
10.如权利要求5所述的基于物联网的用于清理海洋生物污染的智能机器人,其特征在于,所述压载水舱(26)的材质为C-276哈氏合金。
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