CN111532393A - 一种船底清洁机器人用行走机构及船底清洁机器人 - Google Patents

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CN111532393A CN202010532888.9A CN202010532888A CN111532393A CN 111532393 A CN111532393 A CN 111532393A CN 202010532888 A CN202010532888 A CN 202010532888A CN 111532393 A CN111532393 A CN 111532393A
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杨元鹏
祝元林
陶一锐
张梦涛
王亚丽
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Abstract

本发明提供一种船底清洁机器人用行走机构及船底清洁机器人，行走机构包括主框架、电气仓、磁吸轮组件、行走驱动组件和转向驱动组件，电气仓固定安装于主框架上，并通过电缆与水上控制平台相连接，水上控制平台为电气仓传输信号，电气仓分别与行走驱动组件和转向驱动组件电连接；磁吸轮组件包括第一磁吸轮、第二磁吸轮、第三磁吸轮、第四磁吸轮，第一磁吸轮和第二磁吸轮固定安装于主框架的右侧，第三磁吸轮和第四磁吸轮固定安装于主框架的左侧；转向驱动组件分别与第一磁吸轮、第二磁吸轮、第三磁吸轮、第四磁吸轮传动连接，且转向驱动组件分别单独控制第一磁吸轮、第二磁吸轮、第三磁吸轮、第四磁吸轮在船体上同步完成转向动作。

Description

一种船底清洁机器人用行走机构及船底清洁机器人
技术领域
本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种船底清洁机器人用行走机构及船底清洁机器人。
背景技术
轮船在海洋中行驶，海洋生物会附着在船体表面，大大增加了轮船的运行阻力，增加燃油消耗。针对这一现象，使用船底清洁机器人进行船体表面海洋生物的清扫工作，可是目前船底清洁机器人的行走机构复杂昂贵，大多采用履带式机构，其附着力不足，不容易控制，而且容易打滑。
船底清洁机器人常用的履带式行走机构是通过差速完成转向的，但是这种转向结构在轮船光滑表面的转向效率不高，而且容易打滑，不容易控制，并且其转向的角度不方便控制，不利于船底清洁机器人在水下作业。同时，现有技术中也采用磁吸轮式行走机构，但其通常为单组转向驱动，当机器人吸附在船底时，不易实现转向控制。
发明内容
本发明所要解决的问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种船底清洁机器人用行走机构及船底清洁机器人。
本发明的技术问题可以通过以下技术方案解决：
一种船底清洁机器人用行走机构，所述行走机构包括主框架、电气仓、磁吸轮组件、行走驱动组件和转向驱动组件，所述电气仓固定安装于所述主框架上，并通过电缆与水上控制平台相连接，所述水上控制平台为所述电气仓传输信号，所述电气仓分别与所述行走驱动组件和所述转向驱动组件电连接；
所述磁吸轮组件包括第一磁吸轮、第二磁吸轮、第三磁吸轮、第四磁吸轮，所述第一磁吸轮和所述第二磁吸轮固定安装于所述主框架的右侧，所述第三磁吸轮和所述第四磁吸轮固定安装于所述主框架的左侧；
所述转向驱动组件分别与所述第一磁吸轮、所述第二磁吸轮、所述第三磁吸轮、所述第四磁吸轮传动连接，且所述转向驱动组件分别单独控制所述第一磁吸轮、所述第二磁吸轮、所述第三磁吸轮、所述第四磁吸轮在船体上同步完成转向动作。
所述行走驱动组件分别与所述第一磁吸轮、所述第二磁吸轮、所述第三磁吸轮、所述第四磁吸轮传动连接，控制所述磁吸轮组件在船体上行走。
进一步，所述转向驱动组件包括结构相同、方向相反的右转向驱动装置和左转向驱动装置，所述右转向驱动装置控制所述第一磁吸轮和所述第二磁吸轮的转向运动，所述左转向驱动装置控制所述第三磁吸轮和所述第四磁吸轮的转向运动；
所述右转向驱动装置和所述左转向驱动装置的结构相同，均包括有转向驱动电机和转向涡杆，所述转向驱动电机固定设置于所述主框架上，并与所述电气仓电连接，所述转向驱动电机与所述转向涡杆传动连接，并且所述转向驱动电机带动所述转向涡杆转动；
所述转向涡杆包括正向蜗齿和反向蜗齿，所述正向蜗齿和所述反向蜗齿的旋向相反，且所述正向蜗齿和所述反向蜗齿分别与所述第一磁吸轮和所述第二磁吸轮和/或所述第三磁吸轮和所述第四磁吸轮传动连接，所述转向涡杆转动时，通过所述正向蜗齿和所述反向蜗齿带动所述第一磁吸轮和所述第二磁吸轮和/或所述第三磁吸轮和所述第四磁吸轮沿相反的方向同步转动，使得所述行走机构能实现转向和360度旋转的动作。
进一步，所述转向驱动组件包括转向涡轮，所述转向涡轮设置有多个，多个所述转向涡轮分别与所述第一磁吸轮、所述第二磁吸轮、所述第三磁吸轮、所述第四磁吸轮固定连接，多个所述转向涡轮与所述正向蜗齿和所述反向蜗齿相啮合；
当所述转向驱动电机带动所述转向涡杆同步转动时，所述转向涡杆通过所述正向蜗齿和所述反向蜗齿带动所述转向涡轮同步转动，进而带动所述第一磁吸轮和所述第二磁吸轮和/或所述第三磁吸轮和所述第四磁吸轮沿相反的方向同步转动。
进一步，所述转向驱动组件包括转向连接链条，所述转向驱动电机的输出轴上设置有转向驱动齿轮，所述转向涡杆包括固定设置于所述转向涡杆一端的连接齿轮，所述转向连接链条套设于所述连接齿轮和所述转向驱动齿轮的外侧；
当所述转向驱动电机运作时，通过所述转向驱动齿轮、所述转向连接链条、所述连接齿轮带动所述转向涡杆同步转动，进而带动所述第一磁吸轮和所述第二磁吸轮和/或所述第三磁吸轮和所述第四磁吸轮同步转动。
进一步，所述磁吸轮组件包括连接杆，所述连接杆设有多个，且多个所述连接杆的一端分别与所述第一磁吸轮、所述第二磁吸轮、所述第三磁吸轮、所述第四磁吸轮固定连接，多个所述连接杆固定连接在所述主框架，所述行走驱动组件与多个所述连接杆传动连接；
当所述行走驱动组件驱动所述连接杆转动时，分别带动所述第一磁吸轮、所述第二磁吸轮、所述第三磁吸轮、所述第四磁吸轮转动，实现所述行走机构的行走功能。
进一步，所述连接杆包括万向轴，所述万向轴固定设置于所述连接杆的与磁吸轮相连接的一端，所述连接杆通过所述万向轴分别与所述第一磁吸轮、所述第二磁吸轮、所述第三磁吸轮、所述第四磁吸轮固定连接。
进一步，所述行走驱动组件包括行走驱动电机以及传动机构，所述行走驱动电机固定设置于所述主框架上，并与所述电气仓电连接，所述行走驱动电机通过所述传动机构与多个所述连接杆传动连接，所述行走驱动电机接收到所述电气仓的指令后进行旋转，通过所述传动机构带动多个所述连接杆同步转动，进而带动所述第一磁吸轮、所述第二磁吸轮、所述第三磁吸轮、所述第四磁吸轮同步转动。
进一步，所述行走驱动电机的转速和/或转向能根据所述转向驱动组件转向角度的不同而进行调整，进而实现所述行走机构能在船体上平稳地转向且行走，亦能实现所述行走机构多角度及方向的行走功能。
进一步，所述磁吸轮组件设置有多组，并分布均匀的固定连接于所述主框架上，所述行走驱动组件与多组所述磁吸轮组件传动连接，用于控制多组所述磁吸轮组件在船体上行走，所述转向驱动组件与多组所述磁吸轮组件传动连接，用于控制多组所述磁吸轮组件在船体上同步完成转向动作。
一种应用上述的船底清洁机器人用行走机构的船底清洁机器人，包括行走机构、清洁机构、观测机构，所述行走机构为磁吸轮式结构，所述清洁机构安装于所述行走机构的前端，用于清除附着在船底及船侧的海洋生物，所述观测机构固定设置于所述行走机构上，用于确定船底清洁机器人在水下的位置。
与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：
本发明提供一种船底清洁机器人用行走机构及船底清洁机器人，其行走机构采用磁吸轮式结构，通过多组磁吸轮可产生较大的磁力，将船底清洁机器人稳定的吸附于船体表面，作业过程更加安全，增大了摩擦力，更利于在船体表面进行可靠高效的清扫作业。
本发明提供一种船底清洁机器人用行走机构及船底清洁机器人，行走机构内设有行走驱动组件和转向驱动组件，行走驱动组件用于驱动磁吸轮在船体上行走，转向驱动组件用于驱动磁吸轮在船体上同步完成转向动作，转向驱动组件通过涡轮涡杆控制多个磁吸轮同步完成转向动作，同时转向驱动组件通过涡杆上不同旋向的蜗齿，实现多个磁吸轮不同角度的旋转，使得船底清洁机器人在转向时的角度便于控制，有利于船底清洁机器人在水下作业，实现磁吸轮不同角度的转向。
附图说明
图1为本发明的船底清洁机器人安装铲刀装置的整体结构示意图；
图2为本发明的船底清洁机器人安装滚筒毛刷装置的整体结构示意图；
图3为本发明的行走机构的整体结构示意图；
图4为本发明的行走机构的俯视图一；
图5为本发明的行走机构的俯视图二；
图6为本发明的行走机构的俯视图三；
图7为本发明的观测机构的整体结构示意图。
图中标号：
行走机构1，主框架10，电气仓11，磁吸轮组件12，第一磁吸轮121，第二磁吸轮122，第三磁吸轮123，第四磁吸轮124，连接杆125，万向轴1251，行走驱动组件13，右行走驱动装置131，右行走驱动电机1311，右驱动齿轮箱1312，左行走驱动装置132，左行走驱动电机1321，左驱动齿轮箱1322，联动组件133，链轮1331，连接链条1332，转向驱动组件14，右转向驱动装置141，右转向驱动电机1411，右转向驱动齿轮14111，右转向涡杆1412，右连接齿轮14121，正向蜗齿14122，反向蜗齿14123，右转向连接链条1413，右转向涡轮1414，左转向驱动装置142，左转向驱动电机1421，连接架15；
清洁机构2，铲刀装置21，滚筒毛刷装置22；
观测机构3，摄像头31，照明灯32；
防护机构4。
具体实施方式
以下，基于优选的实施方式并参照附图对本发明进行进一步说明。
此外，为了方便理解，放大(厚)或者缩小(薄)了图纸上的各种构件，但这种做法不是为了限制本发明的保护范围。
单数形式的词汇也包括复数含义，反之亦然。
在本发明实施例中的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中，为了区分不同的单元，本说明书上用了第一、第二等词汇，但这些不会受到制造的顺序限制，也不能理解为指示或暗示相对重要性，其在发明的详细说明与权利要求书上，其名称可能会不同。
本说明书上的词汇是为了说明本发明的实施例而使用的，但不是试图要限制本发明。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以具体理解上述属于在本发明中的具体含义。
本发明提供一种船底清洁机器人，包括行走机构1、清洁机构2、观测机构3、防护机构4，行走机构1为磁吸轮式结构，用于为整个船底清洁机器人提供移动的动力，清洁机构2安装于行走机构1的前端，用于清除附着在船底及船侧的海洋生物，观测机构3固定设置于行走机构1上，用于确定船底清洁机器人在水下的位置，为作业人员提供实时水下作业区域的视频影像。本发明提供的一种船底清洁机器人，行走机构1采用磁吸轮式结构，可将船底清洁机器人稳定的附着于船体上，便于清洁机构2对船体进行清洁。
行走机构1包括主框架10、电气仓11、磁吸轮组件12、行走驱动组件13和转向驱动组件14，电气仓11固定安装于主框架10上，并通过电缆与水上控制平台相连接，水上控制平台为电气仓11传输信号，电气仓11分别与行走驱动组件13和转向驱动组件14电连接，当电气仓11接收指令时，电气仓11分别控制行走驱动组件13和转向驱动组件14进行相应的运动。
行走驱动组件13和转向驱动组件14分别与磁吸轮组件12传动连接，行走驱动组件13用于控制磁吸轮组件12在船体上的行走动作，转向驱动组件14用于控制磁吸轮组件12在船体上的同步转向动作，行走驱动组件13和转向驱动组件14相互配合，共同完成船底清洁机器人在船体上的移动动作。
磁吸轮组件12包括第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124、连接杆125，第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124分别固定安装于主框架10的左右两侧，具体地，第一磁吸轮121和第二磁吸轮122固定安装于主框架10的右侧，第三磁吸轮123和第四磁吸轮124固定安装于主框架10的左侧，连接杆125设有多个，在本实施例中，多个连接杆125的一端分别与第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124固定连接，多个连接杆125的另一端通过轴承与主框架10固定连接，行走驱动组件13与多个连接杆125传动连接，当行走驱动组件13驱动连接杆125转动时，分别带动第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124转动，使得行走机构1完成行走功能。第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124均具有磁性可吸附于船体表面，以保证磁吸轮组件12稳定地吸附于船体表面，进而保证船底清洁机器人稳定地对船体进行清洁工作。
应当指出的是，本发明对连接杆125固定连接在主框架10上的结构不作限制，连接杆125亦可通过多点固定连接在主框架10，凡是利用连接杆125带动第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124转动的结构连接方式，均在本发明权利要求的保护范围内。优选地，多个连接杆125与磁吸轮相连接的一端均固定设置有万向轴1251，多个连接杆125通过万向轴1251分别与第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124固定连接，万向轴1251能可靠地传递转矩和运动，传动效率高，使得第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124能连续回转。
应当指出的是，本发明对磁吸轮组件12设置的个数不做限制，磁吸轮组件12可设置有多个，并分布均匀的固定连接于主框架10上，优选地，在本实施例中，磁吸轮组件12设置有两组，两组磁吸轮组件12分布均匀的设置于主框架10。
行走驱动组件13用于控制磁吸轮组件12在船体上行走，包括右行走驱动装置131和左行走驱动装置132，两者的结构相同，方向相反，右行走驱动装置131与第一磁吸轮121和第二磁吸轮122活动连接，并控制第一磁吸轮121和第二磁吸轮122的行走运动，左行走驱动装置132与第三磁吸轮123和第四磁吸轮124活动连接，并控制第三磁吸轮123和第四磁吸轮124的行走运动。
具体地，右行走驱动装置131包括右行走驱动电机1311，左行走驱动装置132包括左行走驱动电机1321，右行走驱动电机1311和左行走驱动电机1321均固定设置于主框架10上，并与电气仓11电连接，并且右行走驱动电机1311和左行走驱动电机1321均通过传动机构与多个连接杆125传动连接，并控制多个连接杆125的转动，即，右行走驱动电机1311通过传动机构与多个连接杆125传动连接，左行走驱动电机1321通过传动机构与多个连接杆125传动连接。
具体地，在本实施例中，右行走驱动装置131包括右驱动齿轮箱1312，左行走驱动装置132包括左驱动齿轮箱1322，右行走驱动电机1311与右驱动齿轮箱1312活动连接，左行走驱动电机1321与左驱动齿轮箱1322活动连接，右驱动齿轮箱1312和左驱动齿轮箱1322均与多个连接杆125传动连接，并控制多个连接杆125的转动，即，右驱动齿轮箱1312与多个连接杆125传动连接，左驱动齿轮箱1322与多个连接杆125传动连接。
当右行走驱动电机1311接收到电气仓11的指令后进行旋转，通过固定在右行走驱动电机1311输出端的齿轮带动右驱动齿轮箱1312内固定在连接杆125上的齿轮转动，带动连接杆125转动，进而带动第一磁吸轮121和第二磁吸轮122同步转动；当左行走驱动电机1321接收到电气仓11的指令后进行旋转，通过固定在左行走驱动电机1321输出端的齿轮带动左驱动齿轮箱1322内固定在连接杆125上的齿轮转动，带动连接杆125转动，进而带动第三磁吸轮123和第四磁吸轮124同步转动。
应当指出的是，本发明对传动机构的结构设计形式不做限制，在本实施例中，传动机构为齿轮箱传动，在其他实施例中，传动机构也可以为链条、同步带等传动形式，凡是通过行走驱动电机带动传动机构，进而带动连接杆125转动的结构设计，均在本发明权利要求的保护范围内。
优选地，右驱动齿轮箱1312和左驱动齿轮箱1322均与多个连接杆125固定连接，右驱动齿轮箱1312和左驱动齿轮箱1322带动多个连接杆125同步转动，进而带动多个第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124同步转动，使得多组磁吸轮组件12同步运动，可以为船底清洁机器人提供更大的驱动力，更利于船底清洁机器人附着在船体表面进行可靠高效的清扫作业。
优选地，行走驱动装置13还包括联动组件133，在本实施例中，行走驱动装置13还包括四个联动组件133，磁吸轮组件12设置有两组，第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124均设置有两个，四个联动组件133两两一组，分别与四对第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124相对应，相邻的两个相同的磁吸轮的连接杆125上固定连接有一个联动组件133，联动组件133用于驱动相邻的两个连接杆125同步转动，以便保证相邻的两个相同的磁吸轮同步转动，进而使得多个第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124同步转动，保证船底清洁机器人稳定地在船体上运动。
具体地，联动组件133包括链轮1331和连接链条1332，链轮1331分别固定设置于相邻的两个连接杆125上，连接链条1332套设于两个链轮1331的外侧，两个连接杆125中的一个与驱动齿轮箱132内的齿轮固定连接，当驱动齿轮箱132内的齿轮转动运动时，带动与其固定连接的连接杆125转动，连接杆125上的链轮1331随之转动，通过连接链条1332的联动，进而带动另一个连接杆125上链轮1331转动，带动另一个连接杆125转动，从而保证两个连接杆125同步转动，进而连接在两个连接杆125一端的第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124也同步转动。
通过上述行走驱动组件13的结构设置，使得两个磁吸轮组件12同步转动，进而同步带动八个第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124同步转动，有利于控制船底清洁机器人的行走动作，增强船底清洁机器人的操作性，便于控制船底清洁机器人。
转向驱动组件14用于控制磁吸轮组件12在船体上同步完成转向动作，包括右转向驱动装置141和左转向驱动装置142，两者的结构相同，方向相反，右转向驱动装置141与第一磁吸轮121和第二磁吸轮122活动连接，并控制第一磁吸轮121和第二磁吸轮122的转向运动，左转向驱动装置142与第三磁吸轮123和第四磁吸轮124活动连接，并控制第三磁吸轮123和第四磁吸轮124的转向运动。
下面仅以右转向驱动装置141为例进行详细的说明，左转向驱动装置142与右转向驱动装置141的结构相同，方向相反。
具体地，右转向驱动装置141包括右转向驱动电机1411、右转向涡杆1412、右转向连接链条1413、右转向涡轮1414，右转向驱动电机1411固定设置于主框架10上，并与电气仓11电连接，右转向驱动电机1411的输出轴上设置有右转向驱动齿轮14111，当右转向驱动电机1411接收到电气仓11的指令时，带动右转向驱动齿轮14111转动。
优选地，右转向涡轮1414设置有多个，多个右转向涡轮1414均通过轴承设置于主框架10上，并与第一磁吸轮121和第二磁吸轮122固定连接，当右转向涡轮1414转动时，带动第一磁吸轮121和第二磁吸轮122同步转动，从而完成第一磁吸轮121和第二磁吸轮122的转向动作。
在本实施例中，右转向涡轮1414设置有四个，四个右转向涡轮1414分别与两组磁吸轮组件12中的第一磁吸轮121和第二磁吸轮122固定连接。
右转向涡杆1412设置于第一磁吸轮121和第二磁吸轮122的上方，并与主框架10通过轴承活动连接，当右转向涡杆1412转动时，带动右转向涡轮1414转动，进而带动第一磁吸轮121和第二磁吸轮122同步转动，从而完成第一磁吸轮121和第二磁吸轮122的转向动作。
具体地，右转向涡杆1412包括右连接齿轮14121、正向蜗齿14122和反向蜗齿14123，右连接齿轮14121固定设置于右转向涡杆1412的一端，正向蜗齿14122和反向蜗齿14123设置于右转向涡杆1412上，且正向蜗齿14122和反向蜗齿14123的旋向相反，正向蜗齿14122和反向蜗齿14123分别与第一磁吸轮121和第二磁吸轮122上方的右转向涡轮1414相啮合，当右转向涡杆1412转动时，带动正向蜗齿14122和反向蜗齿14123转动，进而带动右转向涡轮1414随之转动，由于正向蜗齿14122和反向蜗齿14123的旋向相反，则第一磁吸轮121和第二磁吸轮122转动的方向也相反。
在本实施例中，右转向涡杆1412包括四个蜗齿，即，右转向涡杆1412上分别设有两个正向蜗齿14122和两个反向蜗齿14123，且四个蜗齿均匀的设置于右转向涡杆1412上，两个正向蜗齿14122与两个第一磁吸轮121上方的右转向涡轮1414相啮合，两个反向蜗齿14123与两个第二磁吸轮122上方的右转向涡轮1414相啮合。
右转向连接链条1413套设于右连接齿轮14121和右转向驱动齿轮14111的外侧，当右转向驱动电机1411带动右转向驱动齿轮14111转动时，通过右转向连接链条1413的传导，带动右连接齿轮14121同步转动，进而带动右转向涡杆1412同步转动，右转向涡杆1412上的正向蜗齿14122和反向蜗齿14123随之转动，带动与正向蜗齿14122和反向蜗齿14123相啮合的右转向涡轮1414同步转动，进而带动第一磁吸轮121和第二磁吸轮122同步转动。
通过上述结构设置，本发明实现一个右转向驱动电机1411分别控制第一磁吸轮121和第二磁吸轮122沿相反的方向同步转向的动作，使得船底清洁机器人在转向时的角度便于控制，增加船底清洁机器人的可调性，有利于船底清洁机器人在水下作业。
同理，左转向驱动装置142与右转向驱动电机1411的结构相同，方向相反，左转向驱动装置142包括左转向驱动电机1421，左转向驱动装置142通过左转向驱动电机1421分别控制第三磁吸轮123和第四磁吸轮124沿相反的方向同步转向的动作，使得船底清洁机器人在转向时的角度便于控制，增加船底清洁机器人的可调性，有利于船底清洁机器人在水下作业。
优选的，右转向驱动电机1411和左转向驱动电机1421均为单独控制，两者相互配合，分别单独控制第一磁吸轮121和第二磁吸轮122、第三磁吸轮123和第四磁吸轮124的不同的转向，进而控制磁吸轮组件12的旋转方位，实现行走机构1的多角度旋转。
优选地，右行走驱动电机1311和左行走驱动电机1321可接收电气仓11的指令，调整为不同的转速和/或转向。当转向驱动组件14分别调整第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124为不同的角度时，右行走驱动电机1311和左行走驱动电机1321通过不同的转速能保证第一磁吸轮121和第二磁吸轮122、第三磁吸轮123和第四磁吸轮124在船体上平稳地转向且行走，防止第一磁吸轮121和第二磁吸轮122、第三磁吸轮123和第四磁吸轮124之间由于距离的远近而导致的行走不稳定的问题发生；右行走驱动电机1311和左行走驱动电机1321亦能通过不同的转向控制第一磁吸轮121和第二磁吸轮122、第三磁吸轮123和第四磁吸轮124的前进方向，使得行走机构1能实现多角度及方向的行走功能。
例如，请参照图5至图6，图5中的第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124通过转向驱动组件14转动至如图所示的角度，右行走驱动电机1311和左行走驱动电机1321通过控制不同的转向使得第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124沿图中箭头所指的方向移动，因此，图5中的行走机构1能实现转向的动作。
图6中的第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124通过转向驱动组件14转动至如图所示的角度，右行走驱动电机1311和左行走驱动电机1321通过控制不同的转向使得第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124沿图中箭头所指的方向移动，因此，图6中的行走机构1能实现360度旋转的动作。
在其他实施例中，第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124也可单独放置行走驱动电机并分别通过连接杆125进行驱动，即，第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124均单独由行走驱动电机进行驱动，以保证第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124能相互配合在船体上平稳地转向且行走。应当指出的是，本发明对行走驱动电机设置的个数不做限制，凡是能驱动第一磁吸轮121、第二磁吸轮122、第三磁吸轮123、第四磁吸轮124的行走驱动电机的结构设计，均在本发明权利要求的保护范围内。
优选地，行走机构1还包括连接架15，清洁机构2与连接架15固定连接。
本发明提供一种船底清洁机器人，清洁机构2包括铲刀装置21和滚筒毛刷装置22，铲刀装置21和滚筒毛刷装置22可更换的与连接架15固定连接，实现船底清洁机器人的组合清理，铲刀装置21用于清洁附着于船体上的贝类海洋生物，滚筒毛刷装置22用于清洁附着于船体上的藻类海洋生物。
观测机构3包括设置于云台上的摄像头31和照明灯32。
优选地，摄像头31采用200W像素定焦彩色镜头，照明灯32设置有两个，且采用水下15W LED灯。
防护机构4设置于船底清洁机器人的外侧，其采用高强度的航空铝材制成，用于保护船底清洁机器人，同时可有效的减轻船底清洁机器人的重量。
优选的，防护机构4包括固定设置于防护机构4内的浮体材料，浮体材料粘结于防护机构4上，用于为整个船底清洁机器人在水中提供浮力，使得船底清洁机器人的浮力和重力平衡，减小整个机器人在水下的受力。
下面对本发明提供的一种船底清洁机器人的工作原理进行详细的介绍。
首先在岸边或者船上将船底清洁机器人的电气仓11与水上控制平台相连接，然后通过绞车将机器人释放到目标船体的一侧，通过行走机构1将船底清洁机器人与船体相贴合，打开观测机构4，通过观测机构4观测周围环境的情况，然后利用行走机构1将机器人移动至船体上需要的清理位置，使用铲刀装置21或滚筒毛刷装置22清理附着在船体上的海洋生物。机器人通过软件控制实现行走与清洁的配合动作，实现整个船底的清洁工作。
本发明提供的一种船底清洁机器人通过行走机构1和清洁机构2实现边清理边前进的效果，进而实现将整个船底清洁的目的。
以上对本发明的具体实施方式进行了详细介绍，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰和改进，这些修饰和改进也都属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种船底清洁机器人用行走机构，其特征在于：
所述行走机构(1)包括主框架(10)、电气仓(11)、磁吸轮组件(12)、行走驱动组件(13)和转向驱动组件(14)，所述电气仓(11)固定安装于所述主框架(10)上，并通过电缆与水上控制平台相连接，所述水上控制平台为所述电气仓(11)传输信号，所述电气仓(11)分别与所述行走驱动组件(13)和所述转向驱动组件(14)电连接；所述磁吸轮组件(12)包括第一磁吸轮(121)、第二磁吸轮(122)、第三磁吸轮(123)、第四磁吸轮(124)，所述第一磁吸轮(121)和所述第二磁吸轮(122)固定安装于所述主框架(10)的右侧，所述第三磁吸轮(123)和所述第四磁吸轮(124)固定安装于所述主框架(10)的左侧；
所述转向驱动组件(14)分别与所述第一磁吸轮(121)、所述第二磁吸轮(122)、所述第三磁吸轮(123)、所述第四磁吸轮(124)传动连接，且所述转向驱动组件(14)分别单独控制所述第一磁吸轮(121)、所述第二磁吸轮(122)、所述第三磁吸轮(123)、所述第四磁吸轮(124)在船体上同步完成转向动作；
所述行走驱动组件(13)分别与所述第一磁吸轮(121)、所述第二磁吸轮(122)、所述第三磁吸轮(123)、所述第四磁吸轮(124)传动连接，控制所述磁吸轮组件(12)在船体上行走。
2.根据权利要求1所述的一种船底清洁机器人用行走机构，其特征在于，
所述转向驱动组件(14)包括结构相同、方向相反的右转向驱动装置(141)和左转向驱动装置(142)，所述右转向驱动装置(141)控制所述第一磁吸轮(121)和所述第二磁吸轮(122)的转向运动，所述左转向驱动装置(142)控制所述第三磁吸轮(123)和所述第四磁吸轮(124)的转向运动；
所述右转向驱动装置(141)和所述左转向驱动装置(142)的结构相同，均包括有转向驱动电机和转向涡杆，所述转向驱动电机固定设置于所述主框架(10)上，并与所述电气仓(11)电连接，所述转向驱动电机与所述转向涡杆传动连接，并且所述转向驱动电机带动所述转向涡杆转动；
所述转向涡杆包括正向蜗齿和反向蜗齿，所述正向蜗齿和所述反向蜗齿的旋向相反，且所述正向蜗齿和所述反向蜗齿分别与所述第一磁吸轮(121)和所述第二磁吸轮(122)和/或所述第三磁吸轮(123)和所述第四磁吸轮(124)传动连接，所述转向涡杆转动时，通过所述正向蜗齿和所述反向蜗齿带动所述第一磁吸轮(121)和所述第二磁吸轮(122)和/或所述第三磁吸轮(123)和所述第四磁吸轮(124)沿相反的方向同步转动，使得所述行走机构(1)能实现转向和360度旋转的动作。
3.根据权利要求2所述的一种船底清洁机器人用行走机构，其特征在于，
所述转向驱动组件(14)包括转向涡轮，所述转向涡轮设置有多个，多个所述转向涡轮分别与所述第一磁吸轮(121)、所述第二磁吸轮(122)、所述第三磁吸轮(123)、所述第四磁吸轮(124)固定连接，多个所述转向涡轮与所述正向蜗齿和所述反向蜗齿相啮合；
当所述转向驱动电机带动所述转向涡杆同步转动时，所述转向涡杆通过所述正向蜗齿和所述反向蜗齿带动所述转向涡轮同步转动，进而带动所述第一磁吸轮(121)和所述第二磁吸轮(122)和/或所述第三磁吸轮(123)和所述第四磁吸轮(124)沿相反的方向同步转动。
4.根据权利要求2所述的一种船底清洁机器人用行走机构，其特征在于，
所述转向驱动组件(14)包括转向连接链条，所述转向驱动电机的输出轴上设置有转向驱动齿轮，所述转向涡杆包括固定设置于所述转向涡杆一端的连接齿轮，所述转向连接链条套设于所述连接齿轮和所述转向驱动齿轮的外侧；
当所述转向驱动电机运作时，通过所述转向驱动齿轮、所述转向连接链条、所述连接齿轮带动所述转向涡杆同步转动，进而带动所述第一磁吸轮(121)和所述第二磁吸轮(122)和/或所述第三磁吸轮(123)和所述第四磁吸轮(124)同步转动。
5.根据权利要求1所述的一种船底清洁机器人用行走机构，其特征在于，
所述磁吸轮组件(12)包括连接杆(125)，所述连接杆(125)设有多个，且多个所述连接杆(125)的一端分别与所述第一磁吸轮(121)、所述第二磁吸轮(122)、所述第三磁吸轮(123)、所述第四磁吸轮(124)固定连接，多个所述连接杆(125)固定连接在所述主框架(10)，所述行走驱动组件(13)与多个所述连接杆(125)传动连接；
当所述行走驱动组件(13)驱动所述连接杆(125)转动时，分别带动所述第一磁吸轮(121)、所述第二磁吸轮(122)、所述第三磁吸轮(123)、所述第四磁吸轮(124)转动，实现所述行走机构(1)的行走功能。
6.根据权利要求5所述的一种船底清洁机器人用行走机构，其特征在于，
所述连接杆(125)包括万向轴(1251)，所述万向轴(1251)固定设置于所述连接杆(125)的与磁吸轮相连接的一端，所述连接杆(125)通过所述万向轴(1251)分别与所述第一磁吸轮(121)、所述第二磁吸轮(122)、所述第三磁吸轮(123)、所述第四磁吸轮(124)固定连接。
7.根据权利要求5所述的一种船底清洁机器人用行走机构，其特征在于，
所述行走驱动组件(13)包括行走驱动电机以及传动机构，所述行走驱动电机固定设置于所述主框架(10)上，并与所述电气仓(11)电连接，所述行走驱动电机通过所述传动机构与多个所述连接杆(125)传动连接，所述行走驱动电机接收到所述电气仓(11)的指令后进行旋转，通过所述传动机构带动多个所述连接杆(125)同步转动，进而带动所述第一磁吸轮(121)、所述第二磁吸轮(122)、所述第三磁吸轮(123)、所述第四磁吸轮(124)同步转动。
8.根据权利要求7所述的一种船底清洁机器人用行走机构，其特征在于，
所述行走驱动电机的转速和/或转向能根据所述转向驱动组件(14)转向角度的不同而进行调整，进而实现所述行走机构(1)能在船体上平稳地转向且行走，亦能实现所述行走机构(1)多角度及方向的行走功能。
9.根据权利要求1所述的一种船底清洁机器人用行走机构，其特征在于，
所述磁吸轮组件(12)设置有多组，并分布均匀的固定连接于所述主框架(10)，所述行走驱动组件(13)与多组所述磁吸轮组件(12)传动连接，用于控制多组所述磁吸轮组件(12)在船体上行走，所述转向驱动组件(14)与多组所述磁吸轮组件(12)传动连接，用于控制多组所述磁吸轮组件(12)在船体上同步完成转向动作。
10.一种应用权利要求1-9所述的船底清洁机器人用行走机构的船底清洁机器人，其特征在于，
包括行走机构(1)、清洁机构(2)、观测机构(3)，所述行走机构(1)为磁吸轮式结构，所述清洁机构(2)安装于所述行走机构(1)的前端，用于清除附着在船底及船侧的海洋生物，所述观测机构(3)固定设置于所述行走机构(1)上，用于确定船底清洁机器人在水下的位置。
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