CN110435845A - 一种旋转式船体清污机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及船体清洗设备领域，更具体地，涉及一种旋转式船体清污机器人，包括机器人本体，机器人本体包括有运动履带组件、驱动运动履带组件运动的驱动组件、清污组件和提供电能的电源，机器人本体的两侧设置有底部装有吸附装置的支撑架，支撑架设置有用于驱动支撑架伸出与船体抵接的驱动装置。本发明的清污机器人能够在清洗船体的时候，通过吸附装置吸附在船体上，避免了在清洗船体的时候，机器人受到反作用力导致位置不稳而发生移动。机器人能够稳定在工作位置上，能够持续清理船体的一个位置，清理效果更好，也不需要操作者频繁调整位置，提高效率和减轻劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及船体清洗设备领域，更具体地，涉及一种旋转式船体清污机器人。
背景技术
船舶长期在强腐蚀性海水和强附着力的海洋生物环境中航行，难以进行正常的维修保养，使得水下部分船体表面附着藤壶、海藻等难以清除的微生物，还有一些锈皮和锈斑等。这时往往会使船舶的速度下降，引起船舶油耗增加。
现有的一种清污方式是通过使用一种能够水下作业的机器人进行清洗工作，但是机器人在清理船体污物的时候，船体会对机器人产生一个反作用力，导致机器人无法稳定的原位置进行船体的清洗，导致即使是清理同一个位置，也需要经常对机器人进行调整，不能连贯的工作。公开号为“CN207959307U”的专利文件公开了一种电厂取水箱涵和水电站泄洪闸清污水下机器人，但该机器人只能够在水下的平面进行行驶和工作，并且在工作状态下，机器人难以稳定在工作的位置。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中水下机器人在船体清污过程中无法稳定在工作位置的问题，提供一种旋转式船体清污机器人，能够在清洗船体的时候稳定在工作位置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种旋转式船体清污机器人，包括机器人本体，所述机器人本体包括有运动履带组件、驱动所述运动履带组件运动的驱动组件、清污组件和提供电能的电源，所述机器人本体的两侧活动连接有底部装有吸附装置的支撑架，所述支撑架设置有用于驱动所述支撑架运动并与船体抵接的驱动装置。
在机器人本体行驶至工作区域后，驱动装置驱动支撑架伸出，使得支撑架上的吸附装置与船体抵接，吸附在船体上。在清污组件进行清污的时候，机器人本体通过支撑架的吸附作用，不会发生位置的偏移。当需要移动的时候，支撑架收回，不影响机器人本体的运动。
优选的，驱动装置为伸缩杆，支撑架包括横杆和设置于横杆两侧且与所述横杆转动连接的支撑臂，两个支撑臂通过伸缩杆连接，所述吸附装置为电磁铁，装于所述支撑臂的底部。支撑架为梯形，伸缩杆可以为电动伸缩杆也可以为液压伸缩杆，伸缩杆启动，拉动两侧的支撑臂绕着横杆向内侧运动，直至支撑臂的电磁铁与船体接触，并吸附在船体上。
优选的，所述清污组件包括与所述机器人本体转动连接的车体、设置于车体的三段式机械臂和安装于机械臂端部且与机械臂转动连接的洗刷装置。车体可以相对于机器人本体360度转动，机械臂能够带动洗刷装置移动至不同的距离。机器人本体固定在工作位置，也能够清理四周船体上的污物。
优选的，所述洗刷装置包括刷盘、驱动刷盘转动的第一电机和设置于所述刷盘和所述第一电机之间的弹性件，所述刷盘受力压缩所述弹性件。刷盘为扫刮一体的刷盘，刷盘与船体抵接后，第一电机带动刷盘转动能够通过摩擦力的作用清理船体上的污物。当刷盘与船体抵接后，刷盘压缩弹性件，弹性件能够缓冲船体给予刷盘的作用力，减少机器人本体受到的反作用力。
优选的，所述机器人本体设置有用于承载所述车体的承载套和与所述机器人本体转动连接的内齿轮圈；所述车体内装有第二电机以及车体底部设置有连接部，所述第二电机的输出轴装有与所述内齿轮圈啮合的输出齿轮，所述连接部的内圈与所述内齿轮圈的外圈为过盈配合，所述连接部的外圈与所述承载套的内圈贴合。车体通过连接部安装在承载套和内齿轮圈之间实现与机器人本体的连接，第二电机通过输出齿轮驱动内齿轮圈转动，内齿轮圈带动连接部转动，从而实现车体的旋转。实现车体的更灵活转动，齿轮传动的传动稳定，且传动的摩擦力小，减小能源的消耗。
优选的，所述车体设置有散热槽；所述连接部的外圈沿圆周分布有凸起。海水通过流入表面的散热槽，更容易带走车体内部产生的热量。连接部外圈的凸起能够减少连接部和承载部的接触面积，减少运动阻力。
优选的，所述运动履带组件包括设置于所述机器人本体两侧且设置有磁体的履带、驱动所述履带转动的主动轮和从动轮；所述驱动组件包括分别安装于所述机器人本体内部两侧的驱动电机，所述驱动电机驱动所述主动轮转动。带有磁体的履带能够增强机器人本体吸附在船体上的吸附力。通过驱动电机转速不同，两条履带出现差速，从而使机器人进行转弯。
优选的，所述运动履带组件还包括与所述本体连接的辅助轮，所述辅助轮与所述履带抵接并保持所述履带平直。辅助轮不仅可以对车体提供支撑作用，还可以使履带保持平直更好的通过船体舭部。
优选的，所述机器人本体的底部装有电磁体和用于密封所述电磁体的水密封罩，所述电磁体与所述电源电连接。为了防止车体因磁性吸附力不足，而导致机器人脱离船体表面，因此在车体内部底层安装有电磁体结构(电磁体可以为电磁铁)，该电磁铁一半卡住在车体表面，另一侧裸露在车体外部。在其表面有一层水密罩，因为电磁铁需要通电产生磁性，要防止电磁铁的漏电。
优选的，所述清污组件装有前照灯。前照灯能够为水下作业提供光源。
与现有技术相比，有益效果是：本发明的清污机器人能够在清洗船体的时候，通过吸附装置吸附在船体上，避免了在清洗船体的时候，机器人受到反作用力导致位置不稳而发生移动。机器人能够稳定在工作位置上，能够持续清理船体的一个位置，清理效果更好，也不需要操作者频繁调整位置，提高效率和减轻劳动强度。
附图说明
图1是本发明的旋转式船体清污机器人的结构示意图；
图2是本发明的支撑架的结构示意图；
图3是本发明的旋转式船体清污机器人的左视结构示意图；
图4是本发明的洗刷装置的结构示意图；
图5是本发明的车体与内齿轮圈连接的结构示意图；
图6是本发明的履带组件结构示意图；
图7是本发明的机器人本体的内部结构示意图；
图8为本发明的车体与内齿轮圈连接的剖视示意图。
其中：1、机器人本体；101、承载套；102、内齿轮圈；2、运动履带组件；201、履带；202、主动轮；203、从动轮；204、辅助轮；3、清污组件；301、前照灯；4、吸附装置；5、支撑架；501、横杆；502、支撑臂；6、驱动装置；7、车体；701、第二电机；702、输出齿轮；703、连接部；704、散热槽；705、凸起；8、三段式机械臂；9、洗刷装置；901、刷盘；902、第一电机；903、弹性件；10、驱动电机；11、电磁体；12、水密封罩；13、蓄电池。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1
如图1-2所示为一种旋转式船体清污机器人的实施例，包括机器人本体1，机器人本体1包括有运动履带组件2、驱动运动履带组件运动2的驱动组件、清污组件3和提供电能的蓄电池13，机器人本体1的两侧活动连接有底部装有吸附装置4的支撑架5，支撑架5设置有用于驱动支撑架5运动并与船体抵接的驱动装置6。
具体的，驱动装置6为液压伸缩杆，支撑架5包括横杆501和设置于横杆501两侧且与横杆501转动连接的支撑臂502，两个支撑臂502通过伸缩杆连接，吸附装置4为电磁铁，装于支撑臂502的底部。支撑架5为梯形，伸缩杆启动，拉动两侧的支撑臂502绕着横杆501向内侧运动，直至支撑臂502的电磁铁与船体接触，并吸附在船体上。
另外的，所述清污组件装有前照灯301，本实施例中的前照灯设置于清污组件上。前照灯能够为水下作业提供光源。
本实施例的工作原理或工作流程：在机器人本体1行驶至工作区域后，伸缩杆驱动支撑臂502绕着横杆501转动，相对于机器人本体1，即支撑臂502伸出。支撑臂502上的吸附装置4与船体抵接，吸附在船体上。在清污组件3进行清污的时候，机器人本体1通过支撑架5的吸附作用，不会发生位置的偏移。当需要移动的时候，支撑架5收回，运动履带组件2带动机器人本体1运动，而支撑架5不影响机器人本体1的运动。
本发明的有益效果：清污机器人能够在清洗船体的时候，通过吸附装置吸附在船体上，避免了在清洗船体的时候，机器人受到反作用力导致位置不稳而发生移动。机器人能够稳定在工作位置上，能够持续清理船体的一个位置，清理效果更好，也不需要操作者频繁调整位置，提高效率和减轻劳动强度。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，如图1-8所示，本实施例的清污组件3包括与所述机器人本体1转动连接的车体7、设置于车体7的三段式机械臂8和安装于三段式机械臂8端部且与三段式机械臂8转动连接的洗刷装置9。车体7可以相对于机器人本体1进行360度转动，机械臂8能够带动洗刷装置9移动至不同的距离。机器人本体1固定在工作位置，也能够清理四周船体上的污物。
具体的，洗刷装置9包括刷盘901、驱动刷盘901转动的第一电机902和设置于刷盘901和第一电机902之间的弹性件903(可以为弹簧)，刷盘901受力压缩弹性件903。刷盘901为扫刮一体的刷盘，刷盘901与船体抵接后，第一电机902带动刷盘901转动，通过摩擦力的作用清理船体上的污物。当刷盘901与船体抵接后，刷盘901压缩弹性件903，弹性件903能够缓冲船体给予刷盘901的作用力，减少机器人本体1受到的反作用力。
具体的，机器人本体1设置有用于承载车体7的承载套101和与机器人本体1转动连接的内齿轮圈102；车体7内装有第二电机701以及车体7底部设置有连接部701，第二电机701的输出轴装有与内齿轮圈102啮合的输出齿轮702，连接部703的内圈与内齿轮圈102的外圈为过盈配合，连接部703的外圈与承载套101的内圈贴合。车体通过连接部703安装在承载套101和内齿轮圈102之间实现与机器人本体1的连接，第二电机701通过输出齿轮702驱动内齿轮圈102转动，内齿轮圈102带动连接部703转动，从而实现车体7的旋转。实现车体的更灵活转动，齿轮传动的传动稳定，且传动的摩擦力小，减小能源的消耗。
其中，车体7设置有散热槽704；连接部703的外圈沿圆周分布有凸起705。海水通过流入表面的散热槽704，更容易带走车体7内部产生的热量。连接部703外圈的凸起能够减少连接部703和承载部101的接触面积，减少运动阻力。
还有，本实施例的运动履带组件2包括设置于机器人本体两侧且设置有磁体的履带201、驱动履带201转动的主动轮202和从动轮203；驱动组件包括分别安装于机器人本体内部两侧的驱动电机10，驱动电机10驱动主动轮202转动。带有磁体的履带201能够增强机器人本体1吸附在船体上的吸附力。通过驱动电机10转速不同，两条履带201出现差速，从而使机器人进行转弯。
其中，运动履带组件2还包括与机器人本体1连接的辅助轮204，辅助轮204位于主动轮202和从轮轮203之间，辅助轮204与履带201抵接并保持履带201平直。辅助轮204不仅可以对车体提供支撑作用，还可以使履带201保持平直更好的通过船体舭部。
另外的，机器人本体1的底部装有电磁体11和用于密封电磁体11的水密封罩12，电磁体11与电源电连接。为了防止机器人本体因磁性吸附力不足，而导致机器人脱离船体表面，因此在本体内部底层安装有电磁体结构(电磁体可以为电磁铁)，该电磁铁一半卡住在本体表面，另一侧裸露在本体外部。表面的水密罩12，因为电磁铁需要通电产生磁性，要防止电磁铁的漏电。
本实施例的其余特征与工作原理与实施例1一致。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种旋转式船体清污机器人，包括机器人本体(1)，所述机器人本体(1)包括有运动履带组件(2)、驱动所述运动履带组件运动(2)的驱动组件、清污组件(3)和提供电能的电源(13)，其特征在于，所述机器人本体(1)的两侧活动连接有底部装有吸附装置(4)的支撑架(5)，所述支撑架(5)设置有用于驱动所述支撑架(5)运动并与船体抵接的驱动装置(6)。
2.根据权利要求1所述的一种旋转式船体清污机器人，其特征在于，所述驱动装置(6)为伸缩杆，所述支撑架(5)包括横杆(501)和设置于横杆(501)两侧且与所述横杆(501)转动连接的支撑臂(502)，两个支撑臂(502)通过伸缩杆连接；所述吸附装置(4)为电磁铁，装于所述支撑臂(502)的底部。
3.根据权利要求1所述的一种旋转式船体清污机器人，其特征在于，所述清污组件(3)包括与所述机器人本体(1)转动连接的车体(7)、设置于车体(7)上的机械臂(8)和安装于机械臂(8)端部且与所述机械臂(8)转动连接的洗刷装置(9)。
4.根据权利要求3所述的一种旋转式船体清污机器人，其特征在于，所述洗刷装置(9)包括刷盘(901)、驱动刷盘(901)转动的第一电机(902)和设置于所述刷盘(901)和所述第一电机(902)之间用于缓冲作用力的弹性件(903)。
5.根据权利要求3所述的一种旋转式船体清污机器人，其特征在于，所述机器人本体(1)设置有用于承载所述车体(7)的承载套(101)和与所述机器人本体(1)转动连接的内齿轮圈(102)；所述车体(7)内装有第二电机(701)以及所述车体(7)底部设置有连接部(703)，所述第二电机(701)的输出轴装有与所述内齿轮圈(102)啮合的输出齿轮(702)，所述连接部(703)的内圈与所述内齿轮圈(102)的外圈为过盈配合，所述连接部(703)的外圈与所述承载套(101)的内圈贴合。
6.根据权利要求5所述的一种旋转式船体清污机器人，其特征在于，所述车体(7)设置有散热槽(704)；所述连接部(703)的外圈沿圆周分布有凸起(705)。
7.根据权利要求1所述的一种旋转式船体清污机器人，其特征在于，所述运动履带组件(2)包括设置于所述机器人本体(1)两侧且设置有磁体的履带(201)、驱动所述履带(201)转动的主动轮(202)和从动轮(203)；所述驱动组件包括分别安装于所述机器人本体(1)内部两侧的驱动电机(10)，所述驱动电机(10)驱动所述主动轮(202)转动。
8.根据权利要求7述的一种旋转式船体清污机器人，其特征在于，所述运动履带组件(2)还包括与所述机器人本体(1)连接的辅助轮(204)，所述辅助轮(204)与所述履带(201)抵接并保持所述履带(201)平直。
9.根据权利要求1所述的一种旋转式船体清污机器人，其特征在于，所述机器人本体(1)的底部装有电磁体(11)和用于密封所述电磁体(11)的水密封罩(12)，所述电磁体(11)与所述电源(13)电连接。
10.根据权利要求1述的一种旋转式船体清污机器人，其特征在于，所述清污组件(3)装有前照灯(301)。
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