CN110194253A - 一种海底门水下堵漏机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海底门水下堵漏机器人，包括磁力吸附装置、密封装置、机器视觉装置、动力装置、箱体装置和遥控装置，密封装置和磁力吸附装置设置于箱体装置的上端，机器视觉装置设置于箱体装置上，动力装置设置于箱体装置的下部，遥控装置设置于箱体装置内部，遥控装置分别与磁力吸附装置、机器视觉装置、箱体装置和动力装置连接；磁力吸附装置用于将本设备与船体外侧固连，密封装置用于海水隔开，机器视觉装置用于获取视野，动力装置用于本设备水下运动和调整姿态，箱体装置用于调整本设备的整体浮力，遥控装置用于收发外部无限信号并协调各装置运作。实现水上遥控操作即可完成堵漏作业，有效减轻工作人员的负担，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及水下作业设备技术领域，具体涉及一种海底门水下堵漏机器人。
背景技术
船舶在长久运行后，由于腐蚀等原因造成船舶海门处阀损坏。阀门损坏，将对船舶的正常运作造成极大影响。目前，对于此种故障阀门的维修是将船舶驶回船坞修理。维修周期长，成本高昂，对船舶的工作周期影响大。而若不进坞，在水上修理阀门，首先就是要从外部封锁海水入口，阻止水流进入船舶内部，然后将多余的水排除方能满足修理作业的而条件。
目前的堵漏方法主要是潜水潜入船底作业，将堵漏装置固定于海底门处。专利“浮船坞海底门水下封堵水密装置”，专利申请号为200920039083.X，公开一种浮船坞水上修理时的海底门水下封堵水密装置，潜水员通过拧紧构型螺丝组件，使水密门盖和密封垫贴紧船体外侧，达到密封效果。专利“海底门外部的封堵装置”，专利申请号为201621081376.0，公开一种海底门外部封堵装置，潜水员将锁紧钩与海底门格栅锁紧限位，然后拧紧锁紧螺母，使密封胶条贴紧海底门外沿达到密封效果。以上两种装置需要潜水员下水操作，对潜水员技术和体能要求高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种海底门水下堵漏机器人，实现水上遥控操作即可完成堵漏作业，有效减轻工作人员的负担，提高工作效率。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种海底门水下堵漏机器人，包括磁力吸附装置、密封装置、机器视觉装置、动力装置、箱体装置和遥控装置，密封装置和磁力吸附装置设置于箱体装置的上端，机器视觉装置设置于箱体装置上，动力装置设置于箱体装置的下部，遥控装置设置于箱体装置内部，遥控装置分别与磁力吸附装置、机器视觉装置、箱体装置和动力装置连接；磁力吸附装置用于将所述的海底门水下堵漏机器人整体与漏水船体外侧固连，密封装置用于将漏水船体的漏点封堵后并将其与海水隔开，机器视觉装置用于获取视野，动力装置用于所述的海底门水下堵漏机器人水下运动和调整姿态，箱体装置用于调整所述的海底门水下堵漏机器人整体浮力，遥控装置用于收发外部无限信号，并根据外部信号协调控制磁力吸附装置、机器视觉装置、箱体装置和动力装置运作。
按照上述技术方案，磁力吸附装置包括电磁铁和电磁铁座，电磁铁通过电磁铁座分布于箱体装置的上端。
按照上述技术方案，电磁铁的个数为多个，电磁铁分为两排，均匀分布于箱体装置的上端，电磁铁通电后形成磁吸点阵；电磁铁与遥控装置连接。
按照上述技术方案，密封装置包括橡胶环和橡胶座，橡胶环通过橡胶座布置于箱体装置的上端，在所述的海底门水下堵漏机器人靠近船体时与带修改船体紧密贴合形成密封环境。
按照上述技术方案，橡胶座与箱体装置之间分布有多个肋板。
按照上述技术方案，机器视觉装置设置在所述箱体装置上侧中部，布置于橡胶环内。
按照上述技术方案，机器视觉装置包括相机、伸缩关节和旋转关节，相机设置于旋转关节上，旋转关节设置于伸缩关节上，伸缩关节设置于箱体装置上，伸缩关节与旋转关节联合控制视觉角度；相机、伸缩关节和旋转关节均与遥控装置连接。
按照上述技术方案，动力装置包括螺旋桨、动力源和尾舵，螺旋桨与动力源之间连接有连接轴，动力源固设于箱体装置上，连接轴和尾舵均连接于箱体装置的下端；动力源和尾舵均与遥控装置连接。
按照上述技术方案，箱体装置为空腔结构，箱体装置上设有水泵，水泵用于将外部的水从箱体装置的空腔内排除或吸入；水泵与遥控装置连接。
按照上述技术方案，遥控装置包括无限信号收发及处理模块和运动协调控制模块，运动协调控制模块分别与磁力吸附装置、机器视觉装置、箱体装置和动力装置连接，运动协调控制模块与无限信号收发及处理模块连接。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于机器视觉的遥控式海底门水下堵漏机器人设备通过遥控装置远程控制，无需潜水员下水作业，有效减少潜水员的负担；磁力吸附装置通电即形成强大的磁吸力，操作简单，易于控制；密封装置具有一定弹性缓冲所述磁力固定装置工作时的冲击力，提高设备的抗冲击性；机器视觉装置获取海底门的视野，方便遥控操作所述基于机器视觉的遥控式海底门水下堵漏机器人设备；箱体装置可平衡浮力，实现设备整体在水中上下运动，动力装置可协同作业实现前进转向等功能；实现水上遥控操作即可完成堵漏作业，有效减轻工作人员的负担，提高工作效率。
附图说明
图1是本发明实施例中海底门水下堵漏机器人的立面图；
图2是本发明实施例中海底门水下堵漏机器人的主视图；
图3是图2的俯视图；
图4是图2的仰视图；
图5是本发明实施例中机器视觉装置的结构示意图；
图中，1-磁力吸附装置，11-电磁铁，12-电磁铁座，2-密封装置，21-橡胶环，22-橡胶座， 23-肋板，3-机器视觉装置，31-伸缩关节，32-旋转关节，33-相机，4-箱体装置，41-水泵，5- 动力装置，51-动力源，52-螺旋桨，53-尾舵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图5所示，本发明提供的一个实施例中的海底门水下堵漏机器人，包括磁力吸附装置1、密封装置2、机器视觉装置3、动力装置5、箱体装置4和遥控装置，密封装置2和磁力吸附装置1设置于箱体装置4的上端，机器视觉装置3设置于箱体装置4上表面内侧，动力装置5设置于箱体装置4的下部，遥控装置设置于箱体装置4内部，遥控装置分别与磁力吸附装置1、机器视觉装置3、箱体装置4和动力装置5连接；磁力吸附装置1用于将本设备整体与漏水船体外侧固连，密封装置2用于将漏水船体的漏点封堵后并将其与海水隔开，机器视觉装置3用于获取视野，动力装置5用于所述的海底门水下堵漏机器人水下运动和调整姿态，箱体装置4用于调整所述的海底门水下堵漏机器人整体浮力，遥控装置用于收发外部无限信号，并根据外部信号协调各装置运作，所述的各装置包括磁力吸附装置1、机器视觉装置3、箱体装置4和动力装置5。
进一步地，磁力吸附装置1包括电磁铁11和电磁铁座12，电磁铁11通过电磁铁座12分布于箱体装置4的上端。
进一步地，电磁铁11的个数为多个，电磁铁11分为两排，均匀分布于箱体装置4的上侧内表面，电磁铁11通电后形成磁吸点阵；实现本机器人设备吸附于船体外表面。
进一步地，电磁铁11的个数为6～10个，成两排对称分布，电磁铁11对称点阵分布，吸力平衡稳定；电磁铁与遥控装置连接。
进一步地，密封装置2包括橡胶环21和橡胶座22，橡胶环21通过橡胶座22布置于箱体装置4的上端，在所述的海底门水下堵漏机器人靠近船体时与带修改船体紧密贴合形成密封环境。
进一步地，橡胶座22与箱体装置4之间分布有多个肋板23。
进一步地，橡胶环21呈环形分布。
进一步地，机器视觉装置3设置在所述箱体装置4上侧中部，布置于橡胶环21内。
进一步地，机器视觉装置3包括相机33、伸缩关节31和旋转关节32，相机33设置于旋转关节32上，旋转关节32设置于伸缩关节31上，伸缩关节31设置于箱体装置4上，伸缩关节31与旋转关节32联合控制视觉角度；相机、伸缩关节和旋转关节均与遥控装置连接，旋转关节带动相机旋转，伸缩关节带动相机伸缩移动。
进一步地，动力装置5包括螺旋桨52、动力源51和尾舵53，螺旋桨52与动力源51之间连接有连接轴，动力源51固设于箱体装置4上，连接轴和尾舵53均连接于箱体装置4的下端或下表面；动力源和尾舵均与遥控装置连接，动力源带动螺旋桨52转动提供推进动力，尾舵53为所述的海底门水下堵漏机器人掌控方向。
进一步地，箱体装置4为空腔结构，箱体装置4上设有水泵41，水泵41用于将外部的水从箱体装置4的空腔内排除或吸入；水泵与遥控装置连接。
进一步地，水泵41的个数2个，分布于箱体装置4的两侧，用于调整浮力的水泵41，以提供上浮冲力，箱体装置4尺寸约2m×2m。
进一步地，遥控装置包括无限信号收发及处理模块和运动协调控制模块，运动协调控制模块分别与磁力吸附装置1、机器视觉装置3、箱体装置4和动力装置5连接，运动协调控制模块与无限信号收发及处理模块连接；无限信号收发及处理模块用于收发外部信号。
本发明的工作原理：
如图1所示，本发明所述一种基于机器视觉的遥控式海底门水下堵漏机器人设备，包括磁力吸附装置1、密封装置2、机器视觉装置3、箱体装置4、动力装置5、附属装置。密封装置2和磁力吸附装置1设置在所述箱体装置4上面，机器视觉装置3设置在所述箱体装置上侧中部，动力装置5设置在箱体装置下面。
本发明采用这样的结构设置，通过箱体装置4用于支撑整个设备和调整浮力，通过动力装置控制其在水下的运动，通过相机33装置获取海底门的视野，通过磁力吸附装置将机器人整体吸附于船体外侧实现堵漏。本发明整个设备结构简单，空间设置紧凑，易于操作。
如图3所示，所述磁力吸附装置1包括电磁铁11和电磁铁座12，所述电磁铁11分为两排，共八个，均匀分布于所述箱体装置上侧内表面。采用这样的结构设置，其工作原理：当机器人在海底门附近调整好姿态后，磁力吸附装置上电，形成磁吸点阵，将机器人整体牢固吸附于船体外侧。
如图2所示，所述密封装置2包括橡胶环21、橡胶座22和肋板23，通过橡胶座22固连于箱体装置4上侧，并略高于磁力吸附装置1。采用这样的结构设置，其工作原理：当磁力吸附装置工作时，所述橡胶环会优先触碰到船体外表面，橡胶环在磁力吸附作用下与船体外表面紧密贴合，形成密封环境，达到密封效果。
如图2所示，所述机器视觉装置3包括伸缩关节31、旋转关节32、相机33。机器视觉装置3设置在所述箱体装置上侧中部。采用这样的结构设置，其工作原理：相机33用于获取视野，伸缩关节31和旋转关节32配合实现三自由度角度调整，用于获取机器人设备上方和四周视野，指导机器人在水中时位姿的调整，以准确堵住海底门。
如图4所示，所述箱体装置4内部为空腔结构，两侧设置有水泵41。采用这样的结构设置，其工作原理：空腔结构用于存储水，两侧水泵根据需要排水或者吸水以平衡浮力，进一步控制机器人整体下潜深度和形成上浮冲力以配合磁力吸附装置作业。
如图2所示，所述动力装置5，包括动力源51、螺旋桨52、尾舵53。螺旋桨52连接于所述动力源51，动力源51连接于所述箱体装置5，尾舵53连接于所述箱体装置下表面。采用这样的结构设置，其工作原理：螺旋桨旋转推动水流，形成前进动力，水流冲击在尾舵表面，调整尾舵角度即可改变机器人整体在水下的运动方向。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种海底门水下堵漏机器人，其特征在于，包括磁力吸附装置、密封装置、机器视觉装置、动力装置、箱体装置和遥控装置，密封装置和磁力吸附装置设置于箱体装置的上端，机器视觉装置设置于箱体装置上，动力装置设置于箱体装置的下部，遥控装置设置于箱体装置内部，遥控装置分别与磁力吸附装置、机器视觉装置、箱体装置和动力装置连接；磁力吸附装置用于将所述的海底门水下堵漏机器人整体与漏水船体外侧固连，密封装置用于将漏水船体的漏点封堵后并将其与海水隔开，机器视觉装置用于获取视野，动力装置用于所述的海底门水下堵漏机器人水下运动和调整姿态，箱体装置用于调整所述的海底门水下堵漏机器人整体浮力，遥控装置用于收发外部无限信号，并根据外部信号协调各装置运作。
2.根据权利要求1所述的海底门水下堵漏机器人，其特征在于，磁力吸附装置包括电磁铁和电磁铁座，电磁铁通过电磁铁座分布于箱体装置的上端。
3.根据权利要求2所述的海底门水下堵漏机器人，其特征在于，电磁铁的个数为多个，电磁铁分为两排，均匀分布于箱体装置的上端，电磁铁通电后形成磁吸点阵。
4.根据权利要求1所述的海底门水下堵漏机器人，其特征在于，密封装置包括橡胶环和橡胶座，橡胶环通过橡胶座布置于箱体装置的上端，在所述的海底门水下堵漏机器人靠近船体时与带修改船体紧密贴合形成密封环境。
5.根据权利要求4所述的海底门水下堵漏机器人，其特征在于，橡胶座与箱体装置之间分布有多个肋板。
6.根据权利要求4所述的海底门水下堵漏机器人，其特征在于，机器视觉装置设置在所述箱体装置上侧中部，布置于橡胶环内。
7.根据权利要求1所述的海底门水下堵漏机器人，其特征在于，机器视觉装置包括相机、伸缩关节和旋转关节，相机设置于旋转关节上，旋转关节设置于伸缩关节上，伸缩关节设置于箱体装置上，伸缩关节与旋转关节联合控制视觉角度。
8.根据权利要求1所述的海底门水下堵漏机器人，其特征在于，动力装置包括螺旋桨、动力源和尾舵，螺旋桨与动力源之间连接有连接轴，动力源固设于箱体装置上，连接轴和尾舵均连接于箱体装置的下端。
9.根据权利要求1所述的海底门水下堵漏机器人，其特征在于，箱体装置为空腔结构，箱体装置上设有水泵，水泵用于将外部的水从箱体装置的空腔内排除或吸入。
10.根据权利要求1所述的海底门水下堵漏机器人，其特征在于，遥控装置包括无限信号收发及处理模块和运动协调控制模块，运动协调控制模块分别与磁力吸附装置、机器视觉装置和动力装置连接，运动协调控制模块与无限信号收发及处理模块连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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