CN112474527A - 一种水下清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下作业工具领域，并具体公开了一种水下清洗机器人。该机器人包括主体框架、浮力模块、推进模块、清洗模块和控制配电模块，其中：主体框架由上至下分为顶层、中层和底层；浮力模块固定在主体框架的顶层；推进模块固定在主体框架的顶层和中层，用于带动水下清洗机器人移动，同时调整该水下清洗机器人的姿态；清洗模块包括侧面清洗组件和底面清洗组件，分别用于清洗网箱侧网和网箱底网；控制配电模块固定在主体框架的中层，用于为水下清洗机器人提供电源，以控制该水下清洗机器人的工作过程。本发明能够兼顾网箱侧网和底网的清洗工作，无需调整机器人的重心，有效提高了水下清洗机器人的清洗速度、稳定性和适应性。

Description

一种水下清洗机器人

技术领域

本发明属于水下作业工具领域，更具体地，涉及一种水下清洗机器人。

背景技术

随着“蓝色圈地”等概念的提出以及对海洋资源的不断探索，更好的利用海洋资源成为新时代的焦点，海洋牧场的概念也应运而生。这使得深海养殖渔场成为可能，这将极大的推动渔业往外海不断推进，对拓展深海养殖产业具有里程碑的意义。与此同时，深海海洋清洗机器人对深海养殖渔场的维护有着至关重要的意义。由于网箱长期浸泡在海水中，藤壶、藻类和其他海洋生物会附着在结构表面，通常称为海生物。海生物附着一方面会加大结构受力，使荷载能力受到削弱，影响网箱结构的可靠性。另一方面，大量的海生物生物附在网衣上，导致网眼堵塞，使海水的滤过性降低，不利于鱼体生长。

现阶段，国内的深海网箱养殖业配套设备研发滞后，尤其在网箱的清洗上缺少相应的自动化清洗设备。国内目前采用的清洗方法有：人工清洗法、生物清洗法、机械清洗法、药物清洗法等。传统人工携带水下清洗设备进行清洗的作业方式，效率低、成本高、风险大。

目前，国内在水下清洗机器人的研发还不完全，水下清洗机器人的发展受到水下机器人技术、水下定位导航技术、水下空间建模与运动技术等方面的限制。深海养殖网箱的底网和侧网均需要清洗，通常机器人在其底部安装清洗工具，按水平运动清洗底网。当清洗侧网时，则需要使机器人按90度仰角上下运动，而在这一姿态下，机器人的重心和浮心位置处于同一水平面内，不符合机器人稳定性要求，机器人处于不稳定状态，对机器人的运动控制带来极大困难，使得对侧网的清洗变得困难。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种水下清洗机器人，其中通过在主体框架的侧面和底面分别设置侧面清洗组件和底面清洗组件，能够兼顾网箱侧网和底网的清洗工作，无需调整机器人的重心，有效提高了水下清洗机器人的清洗速度、稳定性和适应性。

为实现上述目的，本发明提出了一种水下清洗机器人，该机器人包括主体框架、浮力模块、推进模块、清洗模块和控制配电模块，其中：

所述主体框架由上至下分为三层，分别记为顶层、中层和底层；

所述浮力模块固定在所述主体框架的顶层，用于提供浮力；

所述推进模块固定在主体框架的顶层和中层，用于带动所述水下清洗机器人移动，同时调整该水下清洗机器人的姿态；

所述清洗模块包括侧面清洗组件和底面清洗组件，所述侧面清洗组件固定在所述主体框架的侧面，用于清洗网箱侧网；所述底面清洗组件固定在所述主体框架的底层，用于清洗网箱底网；

所述控制配电模块固定在所述主体框架的中层，用于为所述水下清洗机器人提供电源，以控制该水下清洗机器人的工作过程。

作为进一步优选地，所述水下清洗机器人还包括无动力行走模块，所述无动力行走模块包括预设数量的行走轮，所述行走轮固定在所述主体框架的左右两侧，用于保证所述水下清洗机器人沿网箱壁面移动。

作为进一步优选地，所述推进模块包括竖直推进组件和水平推进组件，所述竖直推进组件固定在所述浮力模块中，用于带动所述水下清洗机器人沿竖直方向移动；所述水平推进组件固定在所述主体框架的中层，用于带动所述水下清洗机器人沿水平方向移动。

作为进一步优选地，所述竖直推进组件为多个沿竖直方向设置的螺旋桨，所述水平推进组件为多个沿水平方向设置的螺旋桨，工作时通过调整各个所述螺旋桨的转速以调整所述水下清洗机器人的姿态。

作为进一步优选地，所述水下清洗机器人还包括监控模块，所述监控模块固定在所述浮力模块上，用于拍摄水下情况。

作为进一步优选地，所述侧面清洗组件包括3个呈三角形分布的清洗盘，并通过第一电磁阀的开闭控制清洗水流的通断；所述底面清洗组件包括3个呈三角形分布的清洗盘，并通过第二电磁阀的开闭控制清洗水流的通断，以此提高所述水下清洗机器人的清洗质量。

作为进一步优选地，所述控制配电模块包括配电耐压舱和控制耐压舱，所述配电耐压舱用于为水下清洗机器人提供电源，所述控制耐压舱用于对所述推进模块发送控制命令，以控制所述水下清洗机器人的运动轨迹，同时还用于控制所述第一电磁阀和第二电磁阀的开闭，以调节所述水下清洗机器人的清洗过程。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明提供了一种水下清洗机器人，其通过在主体框架的侧面和底面分别设置侧面清洗组件和底面清洗组件，能够兼顾网箱侧网和底网的清洗工作，无需调整机器人的重心，解决了因底网清洗和侧网清洗两种不同工作平面切换而造成的稳性变化问题，有效提高了水下清洗机器人的清洗速度、稳定性和适应性；

2.尤其是，本发明通过设置无动力行走模块，并将多个行走轮固定在主体框架的左右两侧，能够保证水下清洗机器人在作业时更好地吸附在网箱上，并能够沿网箱壁面移动，以此提高水下清洗机器人的；

3.同时，本发明通过设置监控模块，能够实时拍摄水下情况并传回给母船，方便操作人员实时了解水下清洗机器人的工作状态，并通过控制配电模块调节水下清洗机器人的工作过程。

附图说明

图1是按照本发明优选实施例构建的水下清洗机器人的结构示意图；

图2是本发明优选实施例提供的水下清洗机器人中主体框架的示意图；

图3是本发明优选实施例提供的水下清洗机器人中浮力模块的安装示意图；

图4是本发明优选实施例提供的水下清洗机器人中浮力模块的结构示意图；

图5是本发明优选实施例提供的水下清洗机器人中控制配电模块的安装示意图；

图6是本发明优选实施例提供的水下清洗机器人的管线线路示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-主体框架，2-浮力模块，3-螺旋桨，4-控制耐压舱，5-配电耐压舱，6-清洗盘，7-行走轮，8-监控模块，9-第一电磁阀，10-第二电磁阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-5所示，本发明实施例提供了一种水下清洗机器人，该机器人包括主体框架1、浮力模块2、推进模块、清洗模块和控制配电模块，其中：

主体框架1由上至下分为三层，分别记为顶层、中层和底层；

浮力模块2固定在主体框架1的顶层，用于提供浮力；

推进模块包括竖直推进组件和水平推进组件，竖直推进组件固定在浮力模块中，用于带动水下清洗机器人沿竖直方向移动；水平推进组件固定在主体框架1的中层，用于带动水下清洗机器人沿水平方向移动；竖直推进组件为多个沿竖直方向设置的螺旋桨3，水平推进组件为多个沿水平方向设置的螺旋桨，工作时通过调整各个螺旋桨3的转速以调整水下清洗机器人的姿态；

清洗模块包括侧面清洗组件和底面清洗组件，侧面清洗组件固定在主体框架1的侧面，其包括3个呈三角形分布的清洗盘6，并通过第一电磁阀9的开闭控制清洗水流的通断，用于清洗网箱侧网；底面清洗组件固定在主体框架1的底层，其包括3个呈三角形分布的清洗盘6，并通过第二电磁阀10的开闭控制清洗水流的通断，用于清洗网箱底网；

控制配电模块固定在主体框架1的中层，控制配电模块包括配电耐压舱5和控制耐压舱4，配电耐压舱5用于为水下清洗机器人提供电源，控制耐压舱4用于对推进模块发送控制命令，以控制水下清洗机器人的运动轨迹，同时还用于控制第一电磁阀9和第二电磁阀10的开闭，以调节水下清洗机器人的清洗过程。

进一步，水下清洗机器人还包括无动力行走模块，无动力行走模块包括预设数量的行走轮7，行走轮7固定在主体框架1的左右两侧，使水下清洗机器人能够较好地接触网箱底面和侧面并进行移动，从而实现底网清洗和侧网清洗的过程衔接，省去了因水下机器人的位姿状态的改变而需进行重心调整的步骤，提高其对工作环境的适应性和灵活性。

在本发明的一个优选实施例中，竖直推进组件包括三个螺旋桨3，并且呈正三角对称分布；水平推进组件包括四个螺旋桨3，分布于主体框架1中层的四个角，左侧两个螺旋桨3与左端面呈5度角放置，右侧两个螺旋桨3与右端面呈5度角放置。无动力行走模块包括六个行走轮7，其中四个行走轮7固定在主体框架1的底部，以保证水下清洗机器人水平方向的正常行驶，另外两个行走轮7固定在主体框架1的顶部，使得水下清洗机器人能够在侧网清洗过程中能够沿网箱壁面进行移动。

进一步，水下清洗机器人还包括监控模块8，监控模块8固定在浮力模块2上，用于拍摄水下情况并传回给母船，方便操作人员实时了解水下清洗机器人的工作状态。

进一步，该水下清洗机器人的管线线图如图6所示，高压泵从海面抽吸海水并加压至高压，通过第一电磁阀9和具有三通接头的水管连接至侧面清洗组件的三个清洗盘6，或者通过第二电磁阀10和具有三通接头的水管连接至底面清洗组件的三个清洗盘6中，使得高压水从清洗盘6喷射并对渔网进行清洗。同时清洗盘6呈三角形分布，能够进一步提高水下清洗机器人的清洗质量和清洗效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水下清洗机器人，其特征在于，该机器人包括主体框架(1)、浮力模块(2)、推进模块、清洗模块和控制配电模块，其中：

所述主体框架(1)由上至下分为三层，分别记为顶层、中层和底层；

所述浮力模块(2)固定在所述主体框架(1)的顶层，用于提供浮力；

所述推进模块固定在主体框架(1)的顶层和中层，用于带动所述水下清洗机器人移动，同时调整该水下清洗机器人的姿态；

所述清洗模块包括侧面清洗组件和底面清洗组件，所述侧面清洗组件固定在所述主体框架(1)的侧面，用于清洗网箱侧网；所述底面清洗组件固定在所述主体框架(1)的底层，用于清洗网箱底网；

所述控制配电模块固定在所述主体框架(1)的中层，用于为所述水下清洗机器人提供电源，以控制该水下清洗机器人的工作过程。

2.如权利要求1所述的水下清洗机器人，其特征在于，所述水下清洗机器人还包括无动力行走模块，所述无动力行走模块包括预设数量的行走轮(7)，所述行走轮(7)固定在所述主体框架(1)的左右两侧，用于保证所述水下清洗机器人沿网箱壁面移动。

3.如权利要求1所述的水下清洗机器人，其特征在于，所述推进模块包括竖直推进组件和水平推进组件，所述竖直推进组件固定在所述浮力模块中，用于带动所述水下清洗机器人沿竖直方向移动；所述水平推进组件固定在所述主体框架(1)的中层，用于带动所述水下清洗机器人沿水平方向移动。

4.如权利要求3所述的水下清洗机器人，其特征在于，所述竖直推进组件为多个沿竖直方向设置的螺旋桨(3)，所述水平推进组件为多个沿水平方向设置的螺旋桨，工作时通过调整各个所述螺旋桨(3)的转速以调整所述水下清洗机器人的姿态。

5.如权利要求1所述的水下清洗机器人，其特征在于，所述水下清洗机器人还包括监控模块(8)，所述监控模块(8)固定在所述浮力模块(2)上，用于拍摄水下情况。

6.如权利要求1～5任一项所述的水下清洗机器人，其特征在于，所述侧面清洗组件包括3个呈三角形分布的清洗盘(6)，并通过第一电磁阀(9)的开闭控制清洗水流的通断；所述底面清洗组件包括3个呈三角形分布的清洗盘(6)，并通过第二电磁阀(10)的开闭控制清洗水流的通断，以此提高所述水下清洗机器人的清洗质量。

7.如权利要求6所述的水下清洗机器人，其特征在于，所述控制配电模块包括配电耐压舱(5)和控制耐压舱(4)，所述配电耐压舱(5)用于为水下清洗机器人提供电源，所述控制耐压舱(4)用于对所述推进模块发送控制命令，以控制所述水下清洗机器人的运动轨迹，同时还用于控制所述第一电磁阀(9)和第二电磁阀(10)的开闭，以调节所述水下清洗机器人的清洗过程。

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