CN109080790B - 一种螺旋桨水下自动清洗设备及其清洗方法 - Google Patents

Abstract

一种螺旋桨水下自动清洗设备及其清洗方法，包括岸边上放置有高压供水设备，所述高压供水设备通过水下机器人通信线缆和高压水管与水下机器人连接，所述水下机器人的输出端安装水下机械手，所述水下机械手通过连接装置安装有空化清洗装置，所述空化清洗装置的输出口与螺旋桨的桨叶对接。水下机器人搭载水下机器手以连接装置夹持空化清洗装置射出由高压供水装置提供的高压水以空化原理清洗螺旋桨。水下机器人携带的三根定位杆以自身推进器产生侧向推力完成相对于螺旋桨的定位，水下机械手夹持空化清洗装置完成对螺旋桨叶面局部面积清洗，水下机器人按预设路径移动以清洗整个螺旋桨叶面，转动螺旋桨完成对螺旋桨所有叶面清洗。

Description

一种螺旋桨水下自动清洗设备及其清洗方法

技术领域

本发明涉及机械自动化装置技术领域，尤其是一种螺旋桨水下自动清洗设备及其清洗方法。

背景技术

螺旋桨在船舶航行中起着极为重要的作用，船舶长期在海水中浸泡会附着海洋生物，降低轮船推进系统的机械效率，增加燃油损耗，螺旋桨上附着的海洋生物使得螺旋桨有效功降低20％。定期清理船体及螺旋桨表面对保持船舶高效航行有着十分重要的意义。

螺旋桨结构具有空间位置复杂，不易自动化清洗等特点，并且其材质较软，这些都为清洗工作带来巨大困难。

目前，现有技术中，水下清洗方式主要有人工清洗、水下机器人自动清洗。

人工清洗是潜水员携带清洗设备(刮铲、液压刮刷、高压射流枪等)在水下清洗，工作环境恶劣，没有明确条理的清洗路径，并且伴随一定安全问题。

水下机器人自动清洗主要适用于清洗小曲率、大面积的船体表面，对于螺旋桨的复杂形状及浪流的影响则无法精确定位实现高效清洗。

这些清洗方式清洗效率低，清洗成本高，或多或少会损坏螺旋桨叶面。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的螺旋桨水下自动清洗设备及其清洗方法，从而可以有效的避免现有技术中清洗效率低和成本高的问题，大大提高工作可靠性，降低成本。

本发明所采用的技术方案如下：

一种螺旋桨水下自动清洗设备，包括岸边上放置有高压供水设备，所述高压供水设备通过水下机器人通信线缆和高压水管与水下机器人连接，所述水下机器人的输出端安装水下机械手，所述水下机械手通过连接装置安装有空化清洗装置，所述空化清洗装置的输出口与螺旋桨的桨叶对接。

其进一步技术方案在于：

水下机器人的水下机器人框架的左侧面三个位置分别安装有第一清洗装置定位杆、第二清洗装置定位杆和第三清洗装置定位杆。

所述高压供水设备的结构为：包括高压供水装置框架，所述高压供水装置框架的顶面间隔安装有水下机器人通信线缆绞车和高压水管绞车，并通过绞车驱动电机提供动力，所述高压供水装置框架内一端安装有水下机器人控制面板变压器，其上部依次间隔安装有增压供水设备控制面板和水下机器人控制面板，所述水下机器人控制面板变压器一旁的高压供水装置框架内部安装有入水口，所述入水口依次连接有增压自吸泵和过滤器，所述过滤器通过管路连接增压泵和增压泵电机，所述增压泵通过管路与水下机器人通信线缆绞车连接，增压泵电机上安装有压力表和调压把手；所述高压供水装置框架的底部安装有差速轮。

所述水下机器人的结构为：包括水下机器人框架，所述水下机器人框架内部从上往下依次形成有电子舱和电力舱，水下机器人框架的中部安装有机械手控制舱，水下机器人框架内部上下两层分别对称布置有垂向推进器和水平呈45度的推进器。

所述空化清洗装置的结构为：包括空化清洗枪安装板，所述空化清洗枪安装板上固定有连接装置，所述连接装置中部穿过空化清洗枪进水管，所述空化清洗枪进水管连接空化清洗枪主体管，所述空化清洗枪主体管的一端安装空化清洗枪反向喷嘴，所述空化清洗枪主体管的另一端安装有空化清洗枪正向喷嘴和空化清洗枪顶杆，空化清洗枪主体管中部外圈安装有浮力块。

，所述高压供水设备的一端通过吸水管安装有吸水管过滤装置。

吸水管过滤装置的结构为：包括与吸水管连接的接入端，接入端内部开有台阶孔，所述台阶孔的底部安装有过滤网，接入端的外端底部安装有半球形结构的外端口，所述外端口上开有均匀间隔的圆孔。

一种螺旋桨水下自动清洗设备的清洗方法，包括如下操作步骤：

第一步：设备连接；包括高压供水设备与高压水管连接、水下机器人控制面板与水下机器人通信线缆连接，各个控制器与控制台的通信线缆连接；

第二步：模拟清洗；针对选择的螺旋桨型号，模拟清洗过程，水下机械手模拟完成单个定位点局部清洗动作，水下机器人选择定位点与清洗路径；

第三步：调水压；检查装置连接无误后，供电，单独起动增压自吸泵，待高压水管内空气排完后，起动增压泵电机并旋转调压把手，将水压调至15～20MPa；

第四步：水下定位；将水下机器人吊放至水中，通过控制台利用操纵手柄将水下机器人缓慢移动至距离起始定位点1较近的位置，进一步调节水下机械手的姿态，以防在水下机器人靠近螺旋桨的过程中，空化清洗枪顶杆触碰螺旋桨发生损坏，利用第一清洗装置定位杆、第二清洗装置定位杆和第三清洗装置定位杆协同作用及水下机器人侧向推力将水下机器人贴附在螺旋桨的叶面，完成初始定位；

第五步：正面单叶片清洗；根据水下机器人所搭载的摄像头拍摄的水下情况，操纵控制台上的控制手柄来控制水下机械手完成扇形清洗动作，在起始定位点1处清洗完成后，控制水下机器人向后作直线运动进入定位点2，清洗对应的区域，水下机器人在定位杆未超出螺旋桨叶面的前提下，一直做直线向后运动进入下一个定位点，清洗对应的扇形区域，

第六步：正面循环清洗；单个叶片清洗完成后，控制水下机器人远离螺旋桨叶面，旋转螺旋桨，将未清洗的螺旋桨叶片转至已清洗好的叶片位置，控制水下机器人至起始定位点1，重复第五步的清洗内容，完成螺旋桨叶片正面清洗；

第七步：背面清洗；重复第四步、第五步和第六步的定位和清洗动作，完成螺旋桨叶片的背面清洗；

第八步：清洗效果检查；控制水下机器人绕螺旋桨运动，通过摄像头观察叶片清洗效果，对于清洗效果不佳区域以及螺旋桨根部狭小区域，进行局部清洗；

第九步：设备回收；旋转调压把手，降低供水压力至0MPa，关闭高压供水设备电源，控制水下机器人浮出水面并吊起回收，完成螺旋桨水下清洗任务。

第五步中，清洗过程中，若第一清洗装置定位杆、第二清洗装置定位杆、第三清洗装置定位杆任意一个超出螺旋桨叶面范围，调整水下机器人姿态，使其完成调头动作或转动一定角度后继续清洗，直至完成所有定位点的清洗任务。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，水下机器人搭载水下机器手以连接装置夹持空化清洗装置射出由高压供水装置提供的高压水以空化原理清洗螺旋桨。水下机器人携带的三根定位杆以自身推进器产生侧向推力完成相对于螺旋桨的定位，水下机械手夹持空化清洗装置完成对螺旋桨叶面局部面积清洗，水下机器人按预设路径移动以清洗整个螺旋桨叶面，转动螺旋桨完成对螺旋桨所有叶面清洗。

同时，本发明还具备如下优点：

(1)由于采用可移动式高压供水装置、ROV搭载空化清洗装置，使得整个清洗系统便于移动，方便实施清洗工作；

(2)岸上控制台和高压供水装置融合布置，便于整个清洗系统移动，节省人力；

(3)由于采用差速轮移动高压供水装置，使得整个清洗系统移动灵活，方便完成清洗工作；

(4)由于采用了水下机器人搭载机械手及空化清洗装置，代替了人工下水清洗，降低清洗成本；

(5)由于采用的清洗技术为空化清洗技术，在对螺旋桨叶面进行清洗时，可以有效的清除螺旋桨叶面附着物，并且不会损伤螺旋桨叶面；

(6)由于搭载空化清洗枪的水下机器人外部结构采用型材搭建，结构简单方便研制且性能良好；

(7)水下机器人搭载具有高自由度的机械手，清洗动作具有高灵活性，可对螺旋桨叶面进行全面清洗；

(8)空化射流枪与机械手之间的连接卡扣结构设计简单，装夹牢固易操作；

(9)水下机器人采用正浮力设计，遇到故障具有良好自救能力，减小损失；

(10)水下机器人相对螺旋桨采用定位杆定位，可实现与螺旋桨良好贴合；

(11)水下机器人采用定位杆定位，定位杆安装方便，易调节；

(12)水下机器人具有条理的清洗路径规划，提高了清洗效率；

(13)高压供水装置带有绞车，有利于高压水管、水下机器人通信线缆收放，方便整个清洗装置的移动清洗；

(14)高压供水装置带有的绞车以电机驱动，加快收放高压水管与通信线缆速率，节省人力；

(15)空化清洗枪采用两个分支喷管加快清洗效率；

(16)空化清洗枪装有反向喷嘴，喷嘴产生的向后推力可与前端推力抵消，实现平衡清洗；

(17)空化清洗枪安装浮力块，使得空化清洗枪零浮力，不对清洗装置的动态平衡产生干扰；

(18)吸水管过滤装置外端口采用可拆卸结构，便于清洁。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明高压供水设备的结构示意图。

图3为本发明水下清洗装置的结构示意图。

图4为本发明空化清洗装置的结构示意图。

图5为本发明清洗装置的定位图。

图6为本发明污水过滤器的内部结构图。

图7为本发明螺旋桨叶正面清洗路径图。

图8为本发明螺旋桨叶反面清洗路径图。

其中：1、水下机器人通信线缆绞车；2、高压水管绞车；3、高压供水设备；4、水下机器人；5、连接装置；6、空化清洗装置；7、螺旋桨；8、吸水管过滤装置；9、吸水管；10、高压水管；11、水下机器人通信线缆；12、岸边；13、绞车驱动电机；14、高压供水装置框架；15、压力表；16、增压泵电机；17、入水口；18、差速轮；19、增压自吸泵；20、过滤器；21、水下机器人控制面板变压器；22、增压供水设备控制面板；23、水下机器人控制面板；24、调压把手；25、增压泵；26、电子舱；27、推进器；28、机械手控制舱；29、水下机器人框架；30、电力舱；31、水下机械手；32、空化清洗枪反向喷嘴；33、空化清洗枪安装板；34、空化清洗枪进水管；35、空化清洗枪顶杆；36、空化清洗枪正向喷嘴；37、浮力块；38、空化清洗枪主体管；39、第一清洗装置定位杆；40、第二清洗装置定位杆；41、第三清洗装置定位杆；42、接入端；43、过滤网；44、外端口。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图6所示，本实施例的螺旋桨水下自动清洗设备，包括岸边12上放置有高压供水设备3，高压供水设备3通过水下机器人通信线缆11和高压水管10与水下机器人4连接，水下机器人4的输出端安装水下机械手31，水下机械手31通过连接装置5安装有空化清洗装置6，空化清洗装置6的输出口与螺旋桨7的桨叶对接。

水下机器人4的水下机器人框架29的左侧面三个位置分别安装有第一清洗装置定位杆39、第二清洗装置定位杆40和第三清洗装置定位杆41。

高压供水设备3的结构为：包括高压供水装置框架14，高压供水装置框架14的顶面间隔安装有水下机器人通信线缆绞车1和高压水管绞车2，并通过绞车驱动电机13提供动力，高压供水装置框架14内一端安装有水下机器人控制面板变压器21，其上部依次间隔安装有增压供水设备控制面板22和水下机器人控制面板23，水下机器人控制面板变压器21一旁的高压供水装置框架14内部安装有入水口17，入水口17依次连接有增压自吸泵19和过滤器20，过滤器20通过管路连接增压泵25和增压泵电机16，增压泵25通过管路与水下机器人通信线缆绞车1连接，增压泵电机16上安装有压力表15和调压把手24；高压供水装置框架14的底部安装有差速轮18。

水下机器人4的结构为：包括水下机器人框架29，水下机器人框架29内部从上往下依次形成有电子舱26和电力舱30，水下机器人框架29的中部安装有机械手控制舱28，水下机器人框架29内部上下两层分别对称布置有垂向推进器27和水平呈45度的推进器27。

空化清洗装置6的结构为：包括空化清洗枪安装板33，空化清洗枪安装板33上固定有连接装置5，连接装置5中部穿过空化清洗枪进水管34，空化清洗枪进水管34连接空化清洗枪主体管38，空化清洗枪主体管38的一端安装空化清洗枪反向喷嘴32，空化清洗枪主体管38的另一端安装有空化清洗枪正向喷嘴36和空化清洗枪顶杆35，空化清洗枪主体管38中部外圈安装有浮力块37。

高压供水设备3的一端通过吸水管9安装有吸水管过滤装置8。

吸水管过滤装置8的结构为：包括与吸水管9连接的接入端42，接入端42内部开有台阶孔，台阶孔的底部安装有过滤网43，接入端42的外端底部安装有半球形结构的外端口44，外端口44上开有均匀间隔的圆孔。

本实施例的螺旋桨水下自动清洗设备的清洗方法，包括如下操作步骤：

第一步：设备连接；包括高压供水设备3与高压水管10连接、水下机器人控制面板23与水下机器人通信线缆11连接，各个控制器与控制台的通信线缆连接；

第二步：模拟清洗；针对选择的螺旋桨7型号，模拟清洗过程，水下机械手31模拟完成单个定位点局部清洗动作，水下机器人4选择定位点与清洗路径；

第三步：调水压；检查装置连接无误后，供电，单独起动增压自吸泵19，待高压水管内空气排完后，起动增压泵电机16并旋转调压把手24，将水压调至15～20MPa；

第四步：水下定位；将水下机器人4吊放至水中，通过控制台利用操纵手柄将水下机器人4缓慢移动至距离起始定位点1较近的位置，进一步调节水下机械手31的姿态，以防在水下机器人4靠近螺旋桨7的过程中，空化清洗枪顶杆35触碰螺旋桨7发生损坏，利用第一清洗装置定位杆39、第二清洗装置定位杆40和第三清洗装置定位杆41协同作用及水下机器人4侧向推力将水下机器人4贴附在螺旋桨7的叶面，完成初始定位；

第五步：正面单叶片清洗；根据水下机器人4所搭载的摄像头拍摄的水下情况，操纵控制台上的控制手柄来控制水下机械手31完成扇形清洗动作，在起始定位点1处清洗完成后，控制水下机器人4向后作直线运动进入定位点2，清洗对应的区域，水下机器人4在定位杆未超出螺旋桨7叶面的前提下，一直做直线向后运动进入下一个定位点，清洗对应的扇形区域，

第六步：正面循环清洗；单个叶片清洗完成后，控制水下机器人4远离螺旋桨7叶面，旋转螺旋桨7，将未清洗的螺旋桨7叶片转至已清洗好的叶片位置，控制水下机器人4至起始定位点1，重复第五步的清洗内容，完成螺旋桨7叶片正面清洗；

第七步：背面清洗；重复第四步、第五步和第六步的定位和清洗动作，完成螺旋桨7叶片的背面清洗；

第八步：清洗效果检查；控制水下机器人4绕螺旋桨7运动，通过摄像头观察叶片清洗效果，对于清洗效果不佳区域以及螺旋桨7根部狭小区域，进行局部清洗；

第九步：设备回收；旋转调压把手24，降低供水压力至0MPa，关闭高压供水设备3电源，控制水下机器人4浮出水面并吊起回收，完成螺旋桨7水下清洗任务。

第五步中，清洗过程中，若第一清洗装置定位杆39、第二清洗装置定位杆40、第三清洗装置定位杆41任意一个超出螺旋桨叶面范围，调整水下机器人4姿态，使其完成调头动作或转动一定角度后继续清洗，直至完成所有定位点的清洗任务。

本发明的具体结构如下：

如图1所示，它包括：高压供水设备3、水下机器人4、水下机械手31、连接装置5、空化清洗装置6；

螺旋桨水下清洗装置由高压供水设备3提供高压水经高压水管10接入空化清洗枪进水管34，水下机器人4与水下机械手31连接，水下机械手31通过连接装置5与空化清洗枪安装板33连接，通过操控水下机器人控制面板23来控制水下机器人4在六个自由度方向的移动，同时操作水下机械手31夹持空化清洗枪进水管34做多自由度运动以空化清洗枪正向喷嘴36喷出高压水用空化原理清洗螺旋桨7的叶面；

如图2所示，高压供水设备3包括压力表15、增压泵电机16、调压把手24、增压泵25、入水口17、差速轮18、增压自吸泵19、过滤器20、水下机器人控制面板变压器21、增压供水设备控制面板22、水下机器人控制面板23、绞车驱动电机13、高压供水装置框架14；

高压供水设备3框架底部与四个差速轮18连接，差速轮18能够实现自由转向与移动，既高效又省力将高压供水设备3移动到岸边12，高压供水设备3顶端与水下机器人通信线缆绞车1和高压水管绞车2连接，绞车端部与绞车驱动电机13相连；高压供水设备3框架内左侧部分为水下机器人控制面板23、水下机器人控制面板变压器21、增压供水设备控制面板22，右侧部分为增压泵电机16、增压泵25、入水口17、增压自吸泵19、过滤器20，入水口17与过滤器20连接，增压自吸泵19与过滤器20连接，过滤器20与增压泵25连接，增压泵25与高压水管10连接，增压泵电机16与增压泵25连接、增压供水设备控制面板22连接；

河水或海水在增压自吸泵19的作用下，经入吸水管过滤装置8去除杂质，如图6吸水管过滤装置8包含接入端42、过滤网43、外端口44，吸水管过滤装置8外端口44为可拆卸装置，便于对污渍的清洗，接入端42接入吸水管9，通过吸水管9被吸入高压供水设备3的入水口17，水源经过过滤器20进一步去除杂质后，供给增压泵25，增压泵25上装有压力表15，用于监测出水压力；增压泵25出水口设有调压把手24，用于调节增压泵25出水压力；

增压泵25出水经过高压水管10供给空化清洗装置6，高压水管10通过高压水管绞车2收放，高压水管绞车2由绞车驱动电机13驱动；

如图3所示，水下机器人4包括电子舱26、推进器27、机械手控制舱28、水下机器人框架29、电力舱30、水下机械手31；

水下机器人4的电子舱26和电力舱30安装在水下机器人框架29的中间位置呈上下分布，机械手控制舱28与水下机器人框架29相连位于水下机器人4左侧面中间位置，推进器27包含垂向四个和水平方向四个，垂向四个推进器27分布于水下机器人4上层四角与水下机器人框架29连接，水平方向四个推进器27分布于水下机器人4下层四角，呈45度分布于水下机器人框架29相连，水下机器人4主体与水下机械手31连接；水下机器人4搭载水下机械手31、空化清洗装置6经吊机吊放入河水或海水中，操控水下机器人控制面板23通过水下机器人通信线缆11将操控面板的控制信号传送给位于水下机器人4电子舱26的主控系统，通过解算控制信号进而调控八个推进器27实现水下机器人4六自由度运动，进而调控水下机器人4各推进器27的推力实现水下机器人4调平，继续调节各推进器27的推力使水下机器人4完成下潜，通过水下机器人控制面板23观察是否接近螺旋桨7清洗目标，水下机器人4进入起始定位点，调整水下机械手31通过连接装置5夹持空化清洗装置6完成对螺旋桨7部分页面的清洗，清洗为水下机械手31的一个清洗动作，水下机械手31在水下机器人控制面板23操控下，通过水下机器人通信线缆11将操控面板的控制信号传送给机械手控制舱28进而控制水下机械手31做多自由度运动以夹持空化清洗装置6完成螺旋桨7部分叶面的清洗。清洗面近似为扇形，水下机器人4完成一个定位点的清洗，需进行直线不掉头向后运动进入下一个定位点，水下机械手31完成整个清洗动作，水下机器人4继续直线不掉头向后运动，若定位点在螺旋桨7之外，需调整水下机器人4一定角度或调头，继续完成剩余螺旋桨7叶面的清洗，螺旋桨7单个桨叶正面需六次水下机械手31局部动作完成清洗，反面需五次完成清洗；

如图4所示，空化清洗装置6包括空化清洗枪顶杆35、空化清洗枪进水管34、空化清洗枪安装板33、空化清洗枪反向喷嘴32、空化清洗枪主体管38、浮力块37、空化清洗枪正向喷嘴36；

空化清洗装置6的空化清洗枪安装板33经连接装置5夹持安装在水下机械手31末端，高压供水设备3提供高压水，在空化清洗枪进水管34通入高压供水设备3提供的高压水之后，空化清洗枪主体管38所连接的空化清洗枪正向喷嘴36和空化清洗枪反向喷嘴32分别分成两个喷水分支通过空化作用向外射水，空化清洗装置6的空化清洗枪正向喷嘴36以两个分支射水以提高清洗效率，清洗枪主体管38后端也会喷出高压水以抵消空化清洗枪正向喷嘴36喷出高压水的反冲力，空化清洗枪主体管383安装有浮力块37使空化清洗装置6为零浮力以防止对水下机器4动态平衡产生干扰，空化清洗枪主体管38安装有空化清洗枪顶杆35，以保证在清洗过程中空化清洗枪正向喷嘴36与螺旋桨7叶面保持安全有效距离；

如图5所示，水下机器人4左侧面安装有第一清洗装置定位杆39、第二清洗装置定位杆40和第三清洗装置定位杆41，水下机器人控制面板23观察螺旋桨7叶面情况，选择水下机器人4在螺旋桨7上的合适定位点，操控水下机器人4靠近螺旋桨7靠近合适定位点后，水下机器人4上的第一清洗装置定位杆39、第二清洗装置定位杆40和第三清洗装置定位杆41依靠水下机器人4的侧向推力分别定在螺旋桨7的定位点上，由于螺旋桨7有一定的曲率，定位后的水下机器人4会出现不同程度的倾斜但总垂直于螺旋桨7的相对平面，水下机器人4三根定位杆必须都落在螺旋桨7页面上才能完成清洗动作；

本发明所述的螺旋桨水下自动清洗设备的使用方法如下：

步骤一：设备连接；包括高压供水设备3与高压水管10连接、水下机器人控制面板23与通信、水下机器人通信线缆11连接，各个控制器与控制台的通信线缆连接；

步骤二：模拟清洗；针对选择的螺旋桨7型号，模拟清洗过程，水下机械手31模拟完成单个定位点局部清洗动作，水下机器人选择定位点与清洗路径；

步骤三：调水压；检查装置连接无误后，给装置供电，单独起动增压自吸泵19，待高压水管内空气排完后，起动增压泵电机16并旋转调压把手24，将水压调至15～20MPa。

步骤四：水下定位；将水下机器人4吊放至水中，通过控制台利用操纵手柄将水下机器人4缓慢移动至距离起始定位点1较近的位置，进一步调节水下机械手31的姿态，以防在水下机器人4靠近螺旋桨7的过程中，空化清洗枪顶杆35触碰螺旋桨7发生损坏，利用第一清洗装置定位杆39、第二清洗装置定位杆40和第三清洗装置定位杆41协同作用及水下机器人4侧向推力将水下机器人4贴附在螺旋桨7的叶面，完成初始定位；

步骤五：正面单叶片清洗；根据水下机器人4所搭载的摄像头拍摄的水下情况，操纵控制台上的控制手柄来控制水下机械手31完成扇形清洗动作，在起始定位点1处清洗完成后，控制水下机器人4向后作直线运动进入定位点2，清洗对应的区域，水下机器人4在定位杆没超出螺旋桨7叶面的前提下，一直做直线向后运动进入下一个定位点，清洗对应的扇形区域，单个螺旋桨7的叶面上每个定位点对应的清洗区域如图7和图8所示，清洗过程中，若第一清洗装置定位杆39、第二清洗装置定位杆40、第三清洗装置定位杆41任意一个超出螺旋桨叶面范围，须调整水下机器人4姿态，使其完成调头动作或转动一定角度后继续清洗，直至完成所有定位点的清洗任务；

步骤六：正面循环清洗；单个叶片清洗完成后，控制水下机器人4远离螺旋桨7叶面，旋转螺旋桨7，将未清洗的螺旋桨7叶片转至已清洗好的叶片位置，控制水下机器人4至起始定位点1，重复步骤五的清洗内容，完成螺旋桨7叶片正面清洗；

步骤七：背面清洗；螺旋桨7的叶片背面清洗定位点及对应的清洗区域如图8所示，重复步骤四、步骤五和步骤六的定位和清洗动作，完成螺旋桨7叶片的背面清洗；

步骤八：清洗效果检查；控制水下机器人4绕螺旋桨7运动，通过摄像头观察叶片清洗效果，对于清洗效果不佳区域以及螺旋桨7根部狭小区域，进行局部清洗；

步骤九：设备回收；旋转调压把手24，降低供水压力至0MPa，关闭高压供水设备3电源，控制水下机器人4浮出水面并吊起回收，完成螺旋桨7水下清洗任务。

通过上述步骤即可方便快速的完成螺旋桨7的清洗任务，工作可靠，工作效率高。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (7)

1.一种螺旋桨水下自动清洗设备，其特征在于：包括岸边(12)上放置有高压供水设备(3)，所述高压供水设备(3)通过水下机器人通信线缆(11)和高压水管(10)与水下机器人(4)连接，所述水下机器人(4)的输出端安装水下机械手(31)，所述水下机械手(31)通过连接装置(5)安装有空化清洗装置(6)，所述空化清洗装置(6)的输出口与螺旋桨(7)的桨叶对接；水下机器人(4)的水下机器人框架(29)的左侧面三个位置分别安装有第一清洗装置定位杆(39)、第二清洗装置定位杆(40)和第三清洗装置定位杆(41)；所述高压供水设备(3)的结构为：包括高压供水装置框架(14)，所述高压供水装置框架(14)的顶面间隔安装有水下机器人通信线缆绞车(1)和高压水管绞车(2)，并通过绞车驱动电机(13)提供动力，所述高压供水装置框架(14)内一端安装有水下机器人控制面板变压器(21)，其上部依次间隔安装有增压供水设备控制面板(22)和水下机器人控制面板(23)，所述水下机器人控制面板变压器(21)一旁的高压供水装置框架(14)内部安装有入水口(17)，所述入水口(17)依次连接有增压自吸泵(19)和过滤器(20)，所述过滤器(20)通过管路连接增压泵(25)和增压泵电机(16)，所述增压泵(25)通过管路与水下机器人通信线缆绞车(1)连接，增压泵电机(16)上安装有压力表(15)和调压把手(24)；所述高压供水装置框架(14)的底部安装有差速轮(18)。

2.如权利要求1所述的一种螺旋桨水下自动清洗设备，其特征在于：所述水下机器人(4)的结构为：包括水下机器人框架(29)，所述水下机器人框架(29)内部从上往下依次形成有电子舱(26)和电力舱(30)，水下机器人框架(29)的中部安装有机械手控制舱(28)，水下机器人框架(29)内部上下两层分别对称布置有垂向推进器(27)和水平呈45度的推进器(27)。

3.如权利要求1所述的一种螺旋桨水下自动清洗设备，其特征在于：所述空化清洗装置(6)的结构为：包括空化清洗枪安装板(33)，所述空化清洗枪安装板(33)上固定有连接装置(5)，所述连接装置(5)中部穿过空化清洗枪进水管(34)，所述空化清洗枪进水管(34)连接空化清洗枪主体管(38)，所述空化清洗枪主体管(38)的一端安装空化清洗枪反向喷嘴(32)，所述空化清洗枪主体管(38)的另一端安装有空化清洗枪正向喷嘴(36)和空化清洗枪顶杆(35)，空化清洗枪主体管(38)中部外圈安装有浮力块(37)。

4.如权利要求1所述的一种螺旋桨水下自动清洗设备，其特征在于：所述高压供水设备(3)的一端通过吸水管(9)安装有吸水管过滤装置(8)。

5.如权利要求4所述的一种螺旋桨水下自动清洗设备，其特征在于：吸水管过滤装置(8)的结构为：包括与吸水管(9)连接的接入端(42)，接入端(42)内部开有台阶孔，所述台阶孔的底部安装有过滤网(43)，接入端(42)的外端底部安装有半球形结构的外端口(44)，所述外端口(44)上开有均匀间隔的圆孔。

6.一种利用权利要求1所述的螺旋桨水下自动清洗设备的清洗方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

第一步：设备连接；包括高压供水设备(3)与高压水管(10)连接、水下机器人控制面板(23)与水下机器人通信线缆(11)连接，各个控制器与控制台的通信线缆连接；

第二步：模拟清洗；针对选择的螺旋桨(7)型号，模拟清洗过程，水下机械手(31)模拟完成单个定位点局部清洗动作，水下机器人(4)选择定位点与清洗路径；

第三步：调水压；检查装置连接无误后，供电，单独起动增压自吸泵(19)，待高压水管内空气排完后，起动增压泵电机(16)并旋转调压把手(24)，将水压调至15～20MPa；

第四步：水下定位；将水下机器人(4)吊放至水中，通过控制台利用操纵手柄将水下机器人(4)缓慢移动至距离起始定位点1较近的位置，进一步调节水下机械手(31)的姿态，以防在水下机器人(4)靠近螺旋桨(7)的过程中，空化清洗枪顶杆(35)触碰螺旋桨(7)发生损坏，利用第一清洗装置定位杆(39)、第二清洗装置定位杆(40)和第三清洗装置定位杆(41)协同作用及水下机器人(4)侧向推力将水下机器人(4)贴附在螺旋桨(7)的叶面，完成初始定位；

第五步：正面单叶片清洗；根据水下机器人(4)所搭载的摄像头拍摄的水下情况，操纵控制台上的控制手柄来控制水下机械手(31)完成扇形清洗动作，在起始定位点1处清洗完成后，控制水下机器人(4)向后作直线运动进入定位点2，清洗对应的区域，水下机器人(4)在定位杆未超出螺旋桨(7)叶面的前提下，一直做直线向后运动进入下一个定位点，清洗对应的扇形区域，

第六步：正面循环清洗；单个叶片清洗完成后，控制水下机器人(4)远离螺旋桨(7)叶面，旋转螺旋桨(7)，将未清洗的螺旋桨(7)叶片转至已清洗好的叶片位置，控制水下机器人(4)至起始定位点1，重复第五步的清洗内容，完成螺旋桨(7)叶片正面清洗；

第七步：背面清洗；重复第四步、第五步和第六步的定位和清洗动作，完成螺旋桨(7)叶片的背面清洗；

第八步：清洗效果检查；控制水下机器人(4)绕螺旋桨(7)运动，通过摄像头观察叶片清洗效果，对于清洗效果不佳区域以及螺旋桨(7)根部狭小区域，进行局部清洗；

第九步：设备回收；旋转调压把手(24)，降低供水压力至0MPa，关闭高压供水设备(3)电源，控制水下机器人(4)浮出水面并吊起回收，完成螺旋桨(7)水下清洗任务。

7.如权利要求6所述的螺旋桨水下自动清洗设备的清洗方法，其特征在于：第五步中，清洗过程中，若第一清洗装置定位杆(39)、第二清洗装置定位杆(40)、第三清洗装置定位杆(41)任意一个超出螺旋桨叶面范围，调整水下机器人(4)姿态，使其完成调头动作或转动一定角度后继续清洗，直至完成所有定位点的清洗任务。

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