CN109795647A - 电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电磁吸附‑螺旋桨推进式水下清理机器人，包括机身躯干机构、旋转机构、抱紧吸附机构及清洗机构，其中，机身躯干机构包括两侧均设有多个第一、第二螺旋桨推进器的机身主筒，第二螺旋桨推进器的旋转轴线呈八字形倾斜设置；旋转机构包括旋转轨道及绕旋转轨道转动的旋转支架，旋转支架的一端与机身主筒的一端连接，机身躯干机构绕旋转支架的中轴线转动；旋转轨道嵌在旋转支架的另一端；抱紧吸附机构包括结构相同的第一、第二电磁吸附组件，第一、第二电磁吸附组件分别固定于旋转轨道的两端；清洗机构固定于旋转支架的一端，用于发射高压水射流。该水下清理机器人代替了人的清洗工作，具有运动灵活、清洗效率高、安全可靠等优点。

Description

电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人

技术领域

本申请涉及水下管道清理机器人技术领域，尤其涉及一种电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人。

背景技术

海上油井平台是一种由钢质管桩、导管架和甲板组成的固定式桩基导管架平台。导管架设置于海洋底部，表面通常会吸附着大量的海洋生物，附着的海洋生物增加了导管架的总重量，使平台稳定性及抗风暴能力下降。同时海洋生物长期附着在导管架表面也加剧了海洋环境对井口平台的腐蚀，给安全生产带来巨大威胁，因此井口平台导管架需要进行定期清理。

目前，油井平台导管架的清洗工作还是依赖于潜水员潜入水底，手持高压水射流枪进行清洗。人工清理的劳动强度大、清理成本高、效率低且受天气影响大，特别是在深度大、水质差等复杂环境的水域作业时，会对潜水员的生命安全产生严重的威胁。

发明内容

本申请提供了一种电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，以解决目前油井平台管道架的清洗工作效率低、易对潜水员的生命安全造成严重威胁的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例公开了一种电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，包括机身躯干机构、旋转机构、抱紧吸附机构及清洗机构，其中，

所述机身躯干机构包括机身主筒，所述机身主筒的两侧均设有多个第一螺旋桨推进器与第二螺旋桨推进器，多个所述第二螺旋桨推进器的旋转轴线呈八字形倾斜设置；

所述旋转机构包括旋转支架与旋转轨道，所述旋转支架的一端与所述机身主筒的一端连接，所述机身躯干机构绕所述旋转支架的中轴线转动；所述旋转轨道嵌在所述旋转支架的另一端，所述旋转支架绕所述旋转轨道转动；

所述抱紧吸附机构包括结构相同的第一电磁吸附组件与第二电磁吸附组件，所述第一电磁吸附组件与所述第二电磁吸附组件分别固定于所述旋转轨道的两端；

所述清洗机构固定于所述旋转支架靠近所述机身躯干机构的一端，用于发射高压水射流。

可选的，所述机身躯干机构还包括对称设置的螺旋桨固定支架，所述螺旋桨固定支架固定于所述机身主筒上；所述第一螺旋桨推进器与所述第二螺旋桨推进器分别固定于所述螺旋桨固定支架上；

所述机身主筒的一端设有第一端盖、另一端设有第二端盖，所述第二端盖的中心处设有旋转轴与躯干旋转驱动件，所述躯干旋转驱动件与所述旋转轴的一端连接，用于驱动所述机身躯干机构绕所述旋转轴转动。

可选的，所述旋转机构包括第一旋转支架板、第二旋转支架板与第三旋转支架板，所述第二旋转支架板的两端分别与所述第一旋转支架板、第三旋转支架板连接；所述旋转轴的另一端与所述第二旋转支架板的中心处连接；

所述第一旋转支架板与所述第三旋转支架板之间设有旋转驱动装置，所述旋转驱动装置驱动所述旋转机构绕所述旋转轨道转动。

可选的，所述第一旋转支架板与所述第三旋转支架板之间依次设有第一滑道固定组件与第二滑道固定组件，所述旋转轨道嵌在所述第一滑道固定组件与所述第二滑道固定组件之间；

所述第一滑道固定组件包括多组第一滑道滚轮、第一滑道滚轮固定轴与第二滑道滚轮，所述第一滑道滚轮与所述第二滑道滚轮分别安装于所述第一滑道滚轮固定轴的两端；

所述第二滑道固定组件包括多组第三滑道滚轮、第二滑道滚轮固定轴与第四滑道滚轮，所述第三滑道滚轮与所述第四滑道滚轮分别安装于所述第二滑道滚轮固定轴的两端；

所述旋转轨道包括第一旋转轨道、第二旋转轨道与旋转轨道隔套，所述第一旋转轨道通过所述旋转轨道隔套与所述第二旋转轨道连接；所述第一旋转轨道卡在所述第一滑道滚轮与所述第三滑道滚轮之间，所述第二旋转轨道卡在所述第二滑道滚轮与所述第四滑道滚轮之间。

可选的，所述旋转驱动装置包括第一伺服电机、第一齿轮、第二齿轮、转动轴、第一旋转齿轮与第二旋转齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮固定于所述第三旋转支架板上；所述第一齿轮套设在所述第一伺服电机的输出轴上，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合连接；

所述第一旋转齿轮与所述第二旋转齿轮分别固定于所述转动轴的两端，所述转动轴与所述第二齿轮连接；所述第一旋转齿轮与所述第一旋转轨道的齿道轮齿相啮合，所述第二旋转齿轮与所述第二旋转轨道的齿道轮齿相啮合。

可选的，所述第一旋转支架板与所述第三旋转支架板之间还设有浮筒电器仓，所述第一伺服电机设在所述浮筒电器仓内；

所述第一旋转支架板与所述第三旋转支架板的两侧对称设有浮筒，用于调节所述旋转机构的浮力；

所述第一旋转支架板上还设有摄像头支架，所述摄像头支架上安装有一体灯光摄像头。

可选的，所述清洗机构包括空话射流喷枪与摆动组件，所述摆动组件包括第三伺服电机、蜗杆传动杆与对称设置的涡轮摆动臂与拉杆，两个所述涡轮摆动臂的一端均设有涡齿轮，所述第三伺服电机、所述蜗杆传动杆与所述涡齿轮分别安装于所述第二旋转支架板上；

所述第三伺服电机的输出轴与所述蜗杆传动杆连接，所述蜗杆传动杆分别与所述涡齿轮相啮合；两个所述涡轮摆动臂的另一端分别与所述拉杆的一端连接，两个拉杆的另一端均设有对心圆孔，所述空话射流喷枪插在所述对心圆孔内。

可选的，两个所述拉杆的连接处还设有导向槽块与对称设置的推杆，两个所述推杆的一端分别与两个所述拉杆连接，两个所述推杆的另一端分别设有对心孔，两个所述推杆的对心孔与导向槽块一端通过销轴连接；

所述导向槽块套设在所述空话射流喷枪的尾部。

可选的，所述第一电磁吸附组件包括第一摆动支架、第二摆动支架、电磁铁摆动支架与弹簧推板，所述第一摆动支架与所述第二摆动支架之间设有第三螺旋桨推进器；所述第一摆动支架与所述第二旋转轨道连接，所述第二摆动支架与所述第一旋转轨道连接；所述第一摆动支架上设有摆动齿轮，所述第一摆动支架与所述第二旋转轨道连接处设有第二伺服电机与第三齿轮，所述第二伺服电机的输出轴与所述第三齿轮连接，所述第三齿轮与所述摆动齿轮相啮合；

所述电磁铁摆动支架的一端分别与所述第一摆动支架、第二摆动支架转动连接，所述电磁铁摆动支架的另一端与所述弹簧推板的一端转动连接；所述弹簧推板的另一端分别与所述第一旋转轨道、第二旋转轨道固定连接；所述电磁铁摆动支架上设有多个电磁铁。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人包括机身躯干机构、旋转机构、抱紧吸附机构及清洗机构，其中，机身躯干机构包括机身主筒，机身主筒的两侧均设有多个第一螺旋桨推进器与第二螺旋桨推进器，多个第二螺旋桨推进器的旋转轴线呈八字形倾斜设置，第一螺旋桨推进器与第二螺旋桨推进器可推动水下机器人进行横滚、侧滚、上下及旋转等多种姿态调整，方便水下机器人靠近油井平台导管架；旋转机构包括旋转支架与旋转轨道，旋转支架的一端与机身主筒的一端连接，机身躯干机构绕旋转支架的中轴线转动，旋转轨道嵌在旋转支架的另一端，旋转支架绕旋转轨道转动，使得水下机器人可绕管道旋转；抱紧吸附机构包括结构相同的第一电磁吸附组件与第二电磁吸附组件，第一电磁吸附组件与第二电磁吸附组件分别固定于旋转轨道的两端，第一电磁吸附组件与第二电磁吸附组件可进行一定范围直径管道的夹紧和固定作用，便于水下清理机器人灵活固定于油井平台导管架上；清洗机构固定于旋转支架靠近机身躯干机构的一端，用于发射高压水射流，清洗机构可随旋转机构绕管道转动，其发射高压水射流对管道表面进行清理。本申请提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人能够代替人的清洗工作，具有运动灵活、清洗效率高、安全可靠等优点。

本申请提供的本申请实施例提供的一种应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中机身躯干机构的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中机身躯干机构的俯视图；

图4为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中机身主筒的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中螺旋桨固定支架的结构示意图；

图6为图3中A-A剖面示意图；

图7为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中旋转机构的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中旋转机构另一角度的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中旋转支架的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中抱紧吸附机构的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中抱紧吸附机构另一角度的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中摆动支架与旋转轨道的安装示意图；

图13为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中清洗机构的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人中空话射流喷枪的安装示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

水下管道清洗工作是一种技术难度大又极具市场潜力的领域，目前该领域还十分依赖于潜水员潜入海底进行作业。然而人工作业具有危险性高、工作效率低、人力成本大等缺陷。针对现有技术缺陷，本申请提出一种电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，其能够代替人的清洗工作，具有运动灵活、清洗效率高、安全可靠等优点。

如图1所示，本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人包括机身躯干机构1、旋转机构3、抱紧吸附机构4及清洗机构2，其中，

如图2、图3所示，机身躯干机构1包括机身主筒18，机身主筒18的两侧均设有多个第一螺旋桨推进器13与第二螺旋桨推进器14。具体地，机身躯干机构1还包括对称设置的螺旋桨固定支架17，螺旋桨固定支架17固定于机身主筒18上，第一螺旋桨推进器13与第二螺旋桨推进器14分别固定于螺旋桨固定支架17上。如图4、图5所示，将螺旋桨固定支架17(两个对称)通过螺栓穿过螺栓孔77固定在机身主筒18两侧螺栓孔68上，从而将螺旋桨固定支架17固定于机身主筒18上。

固定好螺旋桨固定支架17后，将第一螺旋桨推进器13(两个对称)垂直放入到两侧螺旋桨固定支架17的孔75中，再通过两个螺栓将第一螺旋桨推进器13固定在孔78处，使得第一螺旋桨推进器13固定安装于螺旋桨固定支架17上，第一螺旋桨推进器13可推动机器人上下运动。同理，将第二螺旋桨推进器14(两个对称)通过4个螺栓固定在螺旋桨固定支架17的两侧孔79处，且两个第二螺旋桨推进器14的旋转轴线呈八字形倾斜设置(第二螺旋桨推进器14与机身主筒18的两侧各形成45度夹角)，如此第二螺旋桨推进器14可推动机器人靠近油井平台导管架。

机身主筒18的一端设有第一端盖19、另一端设有第二端盖22，第一端盖19通过水密封处理安装在机身主筒18的后段孔71处，再将带有防水密封圈上下防水电缆接头15(两个对称)插入机身主筒18的孔72处，并通过4个螺钉将它固定在上下两处孔73处。第二端盖22通过水密封处理安装在机身主筒18的前段孔74处。

如图6所示，第二端盖22的中心处设有旋转轴与躯干旋转驱动件21，躯干旋转驱动件21与旋转轴的一端连接，用于驱动机身躯干机构1绕旋转轴转动。具体地，躯干旋转驱动件21安装在第二端盖22中心处，并与该中心处的固定连接旋转轴连接，躯干旋转驱动件21可驱动机身躯干机构1绕旋转轴转动，从而机身躯干机构1上的第一螺旋桨推进器13与第二螺旋桨推进器14可处于不同位置，实现水下机器人在海里的错综复杂石油平台管道进行横滚、侧滚、上下及旋转等多种姿态调整。

躯干旋转驱动件21可包括电机，电机的输出轴上套设有齿轮，旋转轴上套设有另一齿轮，两个齿轮相互啮合，电机启动后，电机带动输出轴上的齿轮转动，电机输出轴上的齿轮带动旋转轴上的齿轮转动，使得旋转轴随着转动，与旋转轴连接的机身躯干机构也随着转动。躯干旋转驱动件21也可为其他结构，只要其能带动机身躯干机构1转动即可，其均属于本申请实施例的保护范围。

机身主筒18内部两侧动臂轴孔69之间还装有机器臂驱动件20，同时，两侧动臂轴孔69处装入动臂轴伸出外侧，并在两侧动臂轴孔69外侧通过4个螺钉将带有防水密封圈的压盖固定在两侧孔70处，再将机器臂转动链接轴16(两个对称)安装在两侧外伸动轴上，为以后此处安装机器工作臂链接使用。

如图7、图8所示，旋转机构3包括旋转支架与旋转轨道，旋转支架的一端与机身主筒18的一端连接。具体地，旋转支架包括第一旋转支架板25、第二旋转支架板26与第三旋转支架板29，第二旋转支架板26的两端分别与第一旋转支架板25、第三旋转支架板29连接，即第一旋转支架板25、第二旋转支架板26与第三旋转支架板29形成旋转框架。

旋转轨道嵌在旋转支架的另一端，第一旋转支架板25与第三旋转支架板29之间设有旋转驱动装置，旋转驱动装置用于驱动旋转支架绕旋转轨道转动。具体地，第一旋转支架板25与第三旋转支架板29之间依次设有第一滑道固定组件与第二滑道固定组件，旋转轨道嵌在第一滑道固定组件与第二滑道固定组件之间。也就说，第一滑道固定组件与第二滑道固定组件用于固定旋转轨道，旋转驱动装置用于驱动旋转机构绕旋转轨道转动。

本示例中，第一滑道固定组件包括第一滑道滚轮33(对称两个)、第一滑道滚轮固定轴34(对称两个)与第二滑道滚轮38(对称两个)，如图9所示，第一滑道滚轮固定轴34装配在第一旋转支架板25与第三旋转支架板29之间的两侧上下对称孔59处，且提前将第一滑道滚轮33与第二滑道滚轮38分别安装于第一滑道滚轮固定轴34的两端，第一滑道滚轮33与第二滑道滚轮38之间有一定距离C2。

同理，第二滑道固定组件包括第三滑道滚轮41(对称两个)、第二滑道滚轮固定轴42(对称两个)与第四滑道滚轮43(对称两个)，第二滑道滚轮固定轴42装配在第一旋转支架板25与第三旋转支架板29之间的两侧上下对称孔60处，且第三滑道滚轮41与第四滑道滚轮43分别安装于第二滑道滚轮固定轴42的两端，第三滑道滚轮41与第四滑道滚轮43之间也有一定距离C2。

旋转轨道包括第一旋转轨道35、第二旋转轨道37与旋转轨道隔套36，第一旋转轨道35通过旋转轨道隔套36与第二旋转轨道37连接，且第一旋转轨道35卡在第一滑道滚轮33与第三滑道滚轮41之间，第二旋转轨道37卡在第二滑道滚轮38与第四滑道滚轮43之间，如此将旋转轨道嵌在旋转支架内。

本示例中，旋转驱动装置包括第一伺服电机、第一齿轮39、第二齿轮40、转动轴、第一旋转齿轮31与第二旋转齿轮32，第一齿轮39与第二齿轮40固定于第三旋转支架板29上。具体地，第一伺服电机通过4个螺栓固定在孔64处，第一伺服电机的转动轴穿过孔64与第一齿轮39连接，第一齿轮39固定在孔64处，可以随第一伺服电机转动。再把第二齿轮40装配在第三旋转支架板29的孔62处，第一旋转支架板25上设有与第三旋转支架板29上的孔62对应的孔，将转动轴装配在第一旋转支架板25与第三旋转支架板29之间的孔62处之间，转动轴的下端与第二齿轮40连接，第二齿轮40与第一齿轮39啮合连接。第一旋转齿轮31与第二旋转齿轮32分别固定于转动轴的两端，第一旋转齿轮31与第一旋转轨道35的齿道轮齿相啮合，第二旋转齿轮32与第二旋转轨道37的齿道轮齿相啮合。

旋转驱动装置驱动旋转支架绕旋转轨道转动的原理为：第一伺服电机转动，第一伺服电机带动第一齿轮39转动，第一齿轮39带动第二齿轮40转动，第二齿轮40带动转动轴转动，转动轴带动第一旋转齿轮31与第二旋转齿轮32转动，第一旋转齿轮31绕第一旋转轨道35圆弧转动，第二旋转齿轮32绕第二旋转轨道37圆弧转动，这样可以达到第一旋转轨道35与第二旋转轨道37固定时，通过伺服控制旋转支架绕第一旋转轨道35与第二旋转轨道37圆弧旋转。

装配好旋转机构3后，最后将旋转轴27的前端固定在第二旋转支架板26的中心孔66处，旋转轴27的后段装配在机身躯干机构1中，实现机身躯干机构1与旋转机构3的装配，且机身躯干机构1可绕旋转轴27转动，从而机身躯干机构1上的第一螺旋桨推进器13与第二螺旋桨推进器14配合实现旋转机构3的推进、升沉、横移、转艏、纵倾、横倾的六自由度运动。

第一旋转支架板25与第三旋转支架板29之间还设有浮筒电器仓28，浮筒电器仓28套在第一伺服电机上，且通过4个螺栓固定在第一旋转支架板25与第三旋转支架板29上的孔63处，同时也将防水电缆接头件24通过4个螺栓固定在第一旋转支架板25上的孔67处，实现浮筒电器仓28内第一伺服电机的供电控制线路接通。

第一旋转支架板25与第三旋转支架板29的两侧对称设有浮筒30，用于调节旋转机构3的浮力。两个浮筒30分别装配在第一旋转支架板25与第三旋转支架板29的两侧对称孔58处，每个浮筒上下两端都通过浮筒盖子扣上，如果浮筒电器仓28无法盛放所有电器元件，浮筒30里面也可以放置电器元件。浮筒30主要功能是调节浮力作用，如水下机器人沿水下管道上浮时，可以通过浮筒30增加机器人的浮力，使得机器人直接上浮，而不需要通过螺旋桨推进器进行上升推进；浮筒30也可与螺旋桨推进器相配合，加快机器人的上浮速度。

第一旋转支架板25上还设有摄像头支架23，摄像头支架23上安装有一体灯光摄像头。摄像头支架23装配在第一旋转支架板25的孔61处，其上固定安装灯光摄像头，灯光摄像头用于水下环境监测，方便操作人员控制水下机器人。

如图10、图11所示，抱紧吸附机构4包括结构相同的第一电磁吸附组件与第二电磁吸附组件，第一电磁吸附组件与第二电磁吸附组件分别固定于旋转轨道的两端，用于夹紧水下管道，固定水下清理机器人。具体地，第一电磁吸附组件包括第一摆动支架45、第二摆动支架53、电磁铁摆动支架56与弹簧推板49，第一摆动支架45与第二摆动支架53之间设有第三螺旋桨推进器44，第一摆动支架45与第二旋转轨道37连接，第二摆动支架53与第一旋转轨道35连接。如图12所示，将两侧的第一摆动支架45(对称两个)、第二摆动支架53(对称两个)通过固定轴分别固定在第二旋转轨道37与第一旋转轨道35上下通孔85处，从而将第一电磁吸附组件安装至旋转轨道的一端。再将第三螺旋桨推进器44(对称两个)分别转配在两侧的第一摆动支架45与第二摆动支架53对应的孔86处，装配推进器时一定保持高度相同。

电磁铁摆动支架56的一端分别与第一摆动支架45、第二摆动支架53转动连接，电磁铁摆动支架56的另一端与弹簧推板49的一端转动连接；弹簧推板49的另一端分别与第一旋转轨道35、第二旋转轨道37固定连接；电磁铁摆动支架56上设有多个电磁铁。具体地，将电磁铁摆动支架56(对称两个)的一端孔通过固定长轴55分别装配在第一摆动支架45上的孔87与第二摆动支架53上的孔88处，电磁铁摆动支架56可绕固定长轴摆动，同时提前在每个电磁铁摆动支架56上的三个孔89上装配上电磁铁54，在装配电磁铁54的电磁铁摆动支架56对应背面都装配上端电磁铁防水接头48、中磁铁防水电缆接头51与下端电磁铁防水接头52，进行电磁铁54提供电线连接。再将两侧的弹簧推板49(对称两个)一端通过固定长轴57固定在第一旋转轨道35、第二旋转轨道37对应的孔91处，而另一端也通过固定长轴50固定在电磁铁摆动支架56上的孔90处。

第一摆动支架45上设有摆动齿轮，第一摆动支架45与第二旋转轨道37连接处设有第二伺服电机47与第三齿轮46，第二伺服电机47的输出轴与第三齿轮46连接，第三齿轮46与摆动齿轮相啮合。具体地，将第二伺服电机47分别安装在第一旋转轨道35与第二旋转轨道37相对应的孔84处，同时将第三齿轮46分别装配在两侧对称孔处的电机转动轴上，同两侧第三齿轮46分别与两侧第一摆动支架45的摆动齿轮相互啮合。

这样可以实现：当两侧的第二伺服电机47转动时带动两侧的第三齿轮46转动，两侧的第三齿轮46通过齿轮啮合带动两侧的第一摆动支架45、第二摆动支架53摆动摆动变化，这是带动电磁铁摆动支架56而调节两侧的电磁铁摆动支架56的收缩大小，以适应不同直径尺寸的水下管道。

本示例中，如图13所示，清洗机构2包括空话射流喷枪8与摆动组件，摆动组件包括第三伺服电机5、蜗杆传动杆12与对称设置的涡轮摆动臂6与拉杆7，两个涡轮摆动臂6的一端均设有涡齿轮，第三伺服电机5、蜗杆传动杆12与涡齿轮分别安装于第二旋转支架板26上；第三伺服电机5的输出轴与蜗杆传动杆12连接，蜗杆传动杆12分别与涡齿轮相啮合。具体地，将第三伺服电机5固定在第二旋转支架板26上，再将涡轮摆动臂6(对称两个)通过固定轴分别固定在第二旋转支架板26上，涡轮摆动臂6可绕固定轴转动；然后将一端设有涡齿轮的蜗杆传动杆12装配在涡轮摆动臂6之间，并且涡齿轮与两侧的涡轮摆动臂6的涡轮两两相互啮合，蜗杆传动杆12的另一端与第三伺服电机5的电机转动轴连接转动。

两个涡轮摆动臂6的另一端分别与拉杆7的一端连接，两个拉杆7的另一端均设有对心圆孔，空话射流喷枪8插在对心圆孔内。具体地，将拉杆7(0对称两个)的一端分别装配在涡轮摆动臂6(对称两个)的下端，通过转动销轴连接两端；再将两侧拉杆7下端的对心圆孔进行对心，将空话射流喷枪8的头部穿过对心圆孔，以固定空话射流喷枪8。

清洗机构2的空话射流喷枪8与摆动组件均可随旋转机构3转动，即清洗机构2绕旋转轨道做圆弧转动，如此，空话射流喷枪8可边旋转，边发射高压水射流清洗管道壁面。清洗机构2除了可绕管道转动外，还可做上下摆动。如图14所示，两个拉杆7的连接处还设有导向槽块9与对称设置的推杆10，两个推杆10的一端分别与两个拉杆7连接，两个推杆10的另一端分别设有对心孔，两个推杆10的对心孔与导向槽块9的一端通过销轴连接；导向槽块9套设在空话射流喷枪8的尾部。

具体地，将导向槽块9装配在空话射流喷枪8的尾部滑槽中，然后将推杆10(对称两个)分别通过圆柱销装配在拉杆7(对称两个)下端的孔80、81处，再将两推杆10另一端的对心孔83进行对心，再将导向槽块9上端的圆孔与对心孔83进行对心，最后将圆柱销装配连接此处。工作时，导向槽块9可上下来回移动，带动空话射流喷枪8上下来回移动，可增大空话射流喷枪8的清洗范围，提高清洗效率。

空话射流喷枪8的尾部还设有空话射流注入管道11，可通过空话射流注入管道11与外部链接使用，为空话射流喷枪8提供高压水等。

综上，本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人的工作原理为：

水下清理机器人通过机身躯干机构上的第一螺旋桨推进器与第二螺旋桨推进器实现机器人在海里的错综复杂石油平台管道进行横滚、侧滚、上下及旋转等多种姿态，使得水下清理机器人靠近水下管道；当水下清理机器人移动至所需要清洁的管道时，利用推进器调整姿态，利用第二螺旋桨推进器反推，其所产生的反推力将机器人的抱紧吸附机构贴合在管道表面，同时电磁吸附组件进行范围变化定位吸附，使得机器人固定在管道上；然后清理机构的空话射流喷枪发射高压水射流，对管道壁面进行清洗，同时摆动组件带动空话射流喷枪上下来回移动，清洗定位点上下范围的管道壁面；再通过第二螺旋桨推进器或旋转机构的齿轮和圆弧齿条配合绕着石油管道圆周旋转，使得清洗机构围绕管道边旋转边对表面污浊物进行清洗；当需要更换清洗位置时，可通过旋转机构的第三螺旋将推进器或浮筒调整机器人在管道上的位置。

本申请实施例提供的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人能代替潜水员进行管道清洗工作，能实现包括推进、升沉、横移、转艏、纵倾、横倾的六自由度运动，运动灵活，工作效率高，对于维护油井平台安全性、清理经济效益具有重大意义。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (9)

1.一种电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，其特征在于，包括机身躯干机构、旋转机构、抱紧吸附机构及清洗机构，其中，

所述机身躯干机构包括机身主筒，所述机身主筒的两侧均设有多个第一螺旋桨推进器与第二螺旋桨推进器，多个所述第二螺旋桨推进器的旋转轴线呈八字形倾斜设置；

所述旋转机构包括旋转支架与旋转轨道，所述旋转支架的一端与所述机身主筒的一端连接，所述机身躯干机构绕所述旋转支架的中轴线转动；所述旋转轨道嵌在所述旋转支架的另一端，所述旋转支架绕所述旋转轨道转动；

所述抱紧吸附机构包括结构相同的第一电磁吸附组件与第二电磁吸附组件，所述第一电磁吸附组件与所述第二电磁吸附组件分别固定于所述旋转轨道的两端；

所述清洗机构固定于所述旋转支架靠近所述机身躯干机构的一端，用于发射高压水射流。

2.根据权利要求1所述的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，其特征在于，所述机身躯干机构还包括对称设置的螺旋桨固定支架，所述螺旋桨固定支架固定于所述机身主筒上；所述第一螺旋桨推进器与所述第二螺旋桨推进器分别固定于所述螺旋桨固定支架上；

所述机身主筒的一端设有第一端盖、另一端设有第二端盖，所述第二端盖的中心处设有旋转轴与躯干旋转驱动件，所述躯干旋转驱动件与所述旋转轴的一端连接，用于驱动所述机身躯干机构绕所述旋转轴转动。

3.根据权利要求2所述的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，其特征在于，所述旋转机构包括第一旋转支架板、第二旋转支架板与第三旋转支架板，所述第二旋转支架板的两端分别与所述第一旋转支架板、第三旋转支架板连接；所述旋转轴的另一端与所述第二旋转支架板的中心处连接；

所述第一旋转支架板与所述第三旋转支架板之间设有旋转驱动装置，所述旋转驱动装置驱动所述旋转机构绕所述旋转轨道转动。

4.根据权利要求3所述的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，其特征在于，所述第一旋转支架板与所述第三旋转支架板之间依次设有第一滑道固定组件与第二滑道固定组件，所述旋转轨道嵌在所述第一滑道固定组件与所述第二滑道固定组件之间；

所述第一滑道固定组件包括多组第一滑道滚轮、第一滑道滚轮固定轴与第二滑道滚轮，所述第一滑道滚轮与所述第二滑道滚轮分别安装于所述第一滑道滚轮固定轴的两端；

所述第二滑道固定组件包括多组第三滑道滚轮、第二滑道滚轮固定轴与第四滑道滚轮，所述第三滑道滚轮与所述第四滑道滚轮分别安装于所述第二滑道滚轮固定轴的两端；

所述旋转轨道包括第一旋转轨道、第二旋转轨道与旋转轨道隔套，所述第一旋转轨道通过所述旋转轨道隔套与所述第二旋转轨道连接；所述第一旋转轨道卡在所述第一滑道滚轮与所述第三滑道滚轮之间，所述第二旋转轨道卡在所述第二滑道滚轮与所述第四滑道滚轮之间。

5.根据权利要求4所述的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，其特征在于，所述旋转驱动装置包括第一伺服电机、第一齿轮、第二齿轮、转动轴、第一旋转齿轮与第二旋转齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮固定于所述第三旋转支架板上；所述第一齿轮套设在所述第一伺服电机的输出轴上，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合连接；

所述第一旋转齿轮与所述第二旋转齿轮分别固定于所述转动轴的两端，所述转动轴与所述第二齿轮连接；所述第一旋转齿轮与所述第一旋转轨道的齿道轮齿相啮合，所述第二旋转齿轮与所述第二旋转轨道的齿道轮齿相啮合。

6.根据权利要求5所述的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，其特征在于，所述第一旋转支架板与所述第三旋转支架板之间还设有浮筒电器仓，所述第一伺服电机设在所述浮筒电器仓内；

所述第一旋转支架板与所述第三旋转支架板的两侧对称设有浮筒，用于调节所述旋转机构的浮力；

所述第一旋转支架板上还设有摄像头支架，所述摄像头支架上安装有一体灯光摄像头。

7.根据权利要求4所述的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，其特征在于，所述第一电磁吸附组件包括第一摆动支架、第二摆动支架、电磁铁摆动支架与弹簧推板，所述第一摆动支架与所述第二摆动支架之间设有第三螺旋桨推进器；所述第一摆动支架与所述第二旋转轨道连接，所述第二摆动支架与所述第一旋转轨道连接；所述第一摆动支架上设有摆动齿轮，所述第一摆动支架与所述第二旋转轨道连接处设有第二伺服电机与第三齿轮，所述第二伺服电机的输出轴与所述第三齿轮连接，所述第三齿轮与所述摆动齿轮相啮合；

所述电磁铁摆动支架的一端分别与所述第一摆动支架、第二摆动支架转动连接，所述电磁铁摆动支架的另一端与所述弹簧推板的一端转动连接；所述弹簧推板的另一端分别与所述第一旋转轨道、第二旋转轨道固定连接；所述电磁铁摆动支架上设有多个电磁铁。

8.根据权利要求3所述的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，其特征在于，所述清洗机构包括空话射流喷枪与摆动组件，所述摆动组件包括第三伺服电机、蜗杆传动杆与对称设置的涡轮摆动臂与拉杆，两个所述涡轮摆动臂的一端均设有涡齿轮，所述第三伺服电机、所述蜗杆传动杆与所述涡齿轮分别安装于所述第二旋转支架板上；

所述第三伺服电机的输出轴与所述蜗杆传动杆连接，所述蜗杆传动杆分别与所述涡齿轮相啮合；两个所述涡轮摆动臂的另一端分别与所述拉杆的一端连接，两个拉杆的另一端均设有对心圆孔，所述空话射流喷枪插在所述对心圆孔内。

9.根据权利要求8所述的电磁吸附-螺旋桨推进式水下清理机器人，其特征在于，两个所述拉杆的连接处还设有导向槽块与对称设置的推杆，两个所述推杆的一端分别与两个所述拉杆连接，两个所述推杆的另一端分别设有对心孔，两个所述推杆的对心孔与导向槽块一端通过销轴连接；

所述导向槽块套设在所述空话射流喷枪的尾部。