CN113020042B - 水下格栅表面附着物的清理方法和水下清洁系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下清洁技术领域，尤其涉及一种水下格栅表面附着物的清理方法和水下清洁系统，包括以下步骤，移动步骤：清洁机器人移动至预定区域；图像获取步骤：获取水下图像信息；固定步骤：将清洁机器人固定于格栅的表面；清理步骤：清洁机器人对格栅表面的附着物或杂物进行清理。本发明提供的水下格栅表面附着物清理方法，该方法适用于水下格栅的自动化清洁，可以替换现有的人工水下清洁方法，不需要停工后清洁，因此极大地提高了清洁效率和生产效率。

Description

水下格栅表面附着物的清理方法和水下清洁系统

技术领域

本发明涉及水下清洁技术领域，具有涉及一种水下格栅表面附着物的清理方法和水下清洁系统。

背景技术

水下拦污装置用于水下拦污，格栅结构作为一种常用的拦污装置能够将大于格栅孔的杂物和污垢抵挡在格栅外面，避免杂物和污垢进入水下水流通道中对通道造成堵塞。

然而随着时间积累，格栅结构的表面会堆积污垢，堆积到一定程度就会将格栅孔堵塞，格栅孔内卡住大块的杂物也会造成格栅孔的堵塞，尤其是自然环境下的水流管道更易堵塞，例如海水下的贝壳类海生物以及水草会附着在格栅结构的表面，积累到一定程度时会对格栅孔造成堵塞。因此，需要定期对格栅结构的表面进行清理，以确保水流管道的畅通。

现有的清理方法是人工清洁，对于海水中的格栅清洁，需要潜水员手持工具进行清理，或者封闭管道两端，人员深入地下清理。然而这种人工的清理方法存在效率低下，且危险性极高的缺陷。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的第一目的在于提供一种水下格栅表面附着物清理方法，用于水下格栅的清洁，通过清洁机器人执行，以替换人工清洁。

该方案具体如下：

一种水下格栅表面附着物清理方法，包括以下步骤：

移动步骤：清洁机器人移动至预定区域；

图像获取步骤：获取水下图像信息；

固定步骤：将清洁机器人固定于格栅的表面；

清理步骤：清洁机器人对格栅表面的附着物或杂物进行清理。

进一步地，还包括运送步骤，所述运送步骤具体包括：

将清洁机器人与吊缆装置连接；

控制吊缆装置将清洁机器人从岸基送至水下；

或者，将清洁机器人与吊缆装置连接；

控制吊缆装置将清洁机器人从回收至岸基。

进一步地，还包括定位步骤，所述定位步骤包括：清洁机器人获取环境信息，将环境信息传输至岸基的控制终端，对清洁机器人进行导航和定位。

进一步地，所述移动步骤具体包括以下步骤：通过推动器实现清洁机器人在水下的移动，或者通过吊缆装置带动清洁机器人在水下移动，将清洁机器人移动至待清洁的格栅区域。

进一步地，在所述固定步骤之前还包括判断步骤，所述判断步骤包括：判断清洁机器人是否移动至预定区域，若是，则进行固定步骤。

进一步地，所述清理步骤具体包括以下步骤：清洁机器人控制清障工具对格栅进行清洁。

进一步地，所述清理步骤包括粗加工清理和细加工清理。

进一步地，还包括清障工具更换步骤，所述清障工具更换步骤包括：根据所述清理步骤中的粗加工清理或细加工清洗更换对应的清障工具。

进一步地，还包括行走步骤，所述行走步骤包括：当清洁机器人处于水底或即将接触水底时，清洁机器人展开行走装置沿水底进行行走。

相应地，还提供一种水下清洁系统，包括清洁机器人和岸基组件，所述岸基组件控制清洁机器人在水下进行格栅清洁工作；

所述岸基组件包括吊缆装置和控制终端，所述吊缆装置执行移动步骤和运送步骤，所述控制终端控制所述清洁机器人；

所述清洁机器人执行定位步骤，图像获取步骤，移动步骤，固定步骤和清理步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

本发明提供的水下格栅表面附着物清理方法，该方法适用于水下格栅的自动化清洁，通过获取水下格栅的图像信息确定工况，通过移动步骤将清洁机器人移动至待清洁的格栅区域，通过固定步骤将清洁机器人固定于水下格栅的表面，通过清理步骤对格栅表面的附着物或杂物进行清理，本发明提供的清理方法可以替换现有的人工水下清洁方法，不需要停工后清洁，因此极大地提高了清洁效率和生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例清洁方法流程示意图。

图2为本发明实施例清洁系统示意图；

图3为本发明实施例清洁机器人示意图；

图4为本发明实施例清洁机器人立体图；

图5为本发明实施例清洁机器人后视图；

图6为本发明实施例清洁机器人分解示意图；

图7为本发明实施例清洁机器人工作状态示意图；

图8为本发明实施例清洁组件示意图；

图9为本发明实施例清洁组件分解示意图；

图10为本发明实施例旋转刀头示意图；

图11为本发明实施例固定组件示意图；

图12为本发明实施例固定组件第一剖视图；

图13为本发明实施例固定组件第二剖视图；

图14为本发明实施例固定组件内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

图1为本发明实施例清理方法流程示意图。

请参考图1，该方法通过清洁机器人执行，具体包括以下步骤：

S1、移动步骤；S2、图像获取步骤；S3、固定步骤；S4、清理步骤。

其中图像获取步骤用于获取水下图像信息，移动步骤用于将清洁机器人移动至预定区域，固定步骤用于将清洁机器人固定于格栅的表面，清理步骤则是控制清洁机器人对格栅表面的附着物或杂物进行清理。

具体地，本实施例中的移动步骤S1通过推动器实现清洁机器人在水下的移动，或者通过吊缆装置带动清洁机器人在水下移动，将清洁机器人移动至待清洁的格栅区域。

本实施例中，还包括定位步骤，用于清洁机器人在水下的定位，定位步骤具体内容为：清洁机器人获取环境信息，将环境信息传输至岸基的控制终端，对清洁机器人进行导航和定位。具体地，清洁机器人通过搭载声纳装置或定位系统实现清洁机器人在水下的定位和导航，为清洁机器人执行移动步骤S1提供参数支持。

具体地，本实施例中的图像获取步骤S2通过视觉传感器或声纳装置执行。清洁机器人上的搭载的视觉传感器获取格栅的图像信息，为清洁机器人执行固定步骤提供判断依据，避免清洁机器人在固定过程中对固定组件造成损坏。

具体地，本实施例中固定步骤S3通过固定组件执行，清洁机器人搭载有固定组件，通过固定组件可将清洁机器人固定于格栅表面，避免清洁机器人在对格栅进行清理时的不稳定性。

本实施例中，在固定步骤S3之前还包括判断步骤，判断步骤内容为判断清洁机器人是否移动至预定区域，若是，则进行固定步骤S3，这里所说的预定区域是指格栅待清洁区域，且该格栅待清洁区域中的格栅杆位于固定组件所夹持的区域之间。

具体地，清理步骤S4具体内容包括：清洁机器人控制清障工具对格栅进行清洁。这里所说的清障工具为清洁组件中的一种或多种，清洁组件具体可以为旋转刀头、挖掘组件、多关节机器臂或者高压水枪。清理步骤S4具体还包括粗加工清理和细加工清理两种清理模式，粗加工清理针对格栅表面难以清理的附着物的清理，细加工清理则是针对格栅表面相对好清理的附着物的清理。

由于两种清理模式的存在，因此本实施例还包括清障工具更换步骤，该步骤清理步骤中的粗加工清理或细加工清理更换对应的清障工具，例如粗加工清理可以采用旋转铣刀、细加工清理可以钢刷刀。

本实施例中，还包括运送步骤，用于清洁机器人的运输，运送步骤具体内容为：将清洁机器人与吊缆装置连接，控制吊缆装置将清洁机器人从岸基送至水下，该内容通常执行于整个清理过程之前；或者将清洁机器人与吊缆装置连接，控制吊缆装置将清洁机器人从回收至岸基，该内容通常执行于清理过程结束之后或者部分清理工作结束之后，部分清理工作结束是指更换清洁工具头时需要将清洁机器人回收至岸基更换。

本实施例中，还包括行走步骤，当清洁机器人处于水底或即将接触水底时，清洁机器人展开行走装置沿水底进行行走。该步骤能够方便清洁机器人在格栅底部的清理，增大了清理的面积。

上述实施例提供的清理方法，该方法适用于水下格栅的自动化清洁，通过获取水下格栅的图像信息确定工况，通过移动步骤将清洁机器人移动至待清洁的格栅区域，通过固定步骤将清洁机器人固定于水下格栅的表面，通过清理步骤对格栅表面的附着物或杂物进行清理，本发明提供的清理方法可以替换现有的人工水下清洁方法，不需要停工后清洁，因此极大地提高了清洁效率和生产效率。

图2为本发明实施例水下清洁系统示意图。

请参考图2，该系统实施例用于水下管路污垢的清洁，尤其是水下管路钢构格栅污垢的清洁，具体地，可以是核电站海水进口与出口的钢构格栅污垢的清理。该实施例具体包括清洁机器人10和岸基组件20。

岸基组件20包括吊缆装置21和控制终端22，吊缆装置21执行移动步骤和运送步骤，控制终端22控制清洁机器人10。清洁机器人10执行定位步骤，图像获取步骤，移动步骤，固定步骤和清理步骤。

岸基组件20位于岸基，清洁机器人10用于水下格栅清洁。吊缆装置21用于将清洁机器人放置于水下，以及从水下回收至岸基，并且可以带动清洁机器人在水下运动。岸基组件20通过线缆与清洁机器人10相连，为清洁机器人提供电力，以及与清洁机器人10进行通信，岸基组件20还通过气管与清洁机器人10相连，为清洁机器人提供压缩气体。

具体地，本实施例采用的动力源为48V直流电源和0.5Mpa压缩空气两种，其中压缩空气的排泄被引出至岸基；本实施例中的电源功率为20KVA，耗气为间歇式，最大耗气量为2L/min。

具体地，图3-14为一种上述实施例中的清洁机器人的结构示意图。

请参考图3-14，该清洁机器人用于水下管路污垢的清洁，尤其是水下管路钢构格栅污垢的清洁，具体地，可以是核电站海水进口与出口的钢构格栅污垢的清理。本实施例具体包括框架100，清洁组件200，动力组件300，定位组件400，固定组件500和控制组件600。其中框架100为清洁机器人的主体，用于承载或连接各组件，本实施例中的框架100为方形结构，框架100的上方与岸基上的吊缆装置相连。

图8-10为清洁组件200的结构示意图，清洁组件200包括行走组件210、旋转刀头组件220和直线模组230，其中行走组件210设于直线模组230之上，行走组件210沿直线模组230做直线运动，旋转刀头组件220与行走组件210相连，因此旋转刀头组件220在行走组件210的带动下沿直线模组230做直线运动。因此当水下清洁机器人固定于格栅上时，通过行走组件210实现对旋转刀头组件220的移动，进而实现对格栅大范围的清理。

具体地，本实施例中的旋转刀头组件220包括旋转刀头221、主轴222、主轴结构组件223、主轴推动装置224、主轴动力装置225和主轴电机226。其中主轴222的一端与旋转刀头221相连，主轴222的另一端伸入主轴结构组件223，主轴结构组件223为一筒状结构，主轴222可在主轴结构组件223中进行伸缩运动。主轴推动装置224位于主轴结构组件223的尾端，并且主轴推动装置224与伸入主轴结构组件223的主轴222相连，通过主轴推动装置224带动主轴做伸缩运动，进而带动旋转刀头221做伸缩运动，该伸缩结构的目的在于实现旋转刀头221的伸缩，当水下机器人处于移动状态时，此时旋转刀头221跟随主轴222缩进，避免旋转刀头221跟随水下机器人移动过程中造成损坏，当水下机器人固定于格栅上进行清洁时，此时旋转刀头221跟随主轴222伸出，对格栅进行清洁。主轴电机226与主轴222相连，主轴电机226带动主轴222转动，进而带动旋转刀头221旋转，对格栅进行清洁。主轴动力装置225分别与主轴电机226和主轴推动装置224相连，为主动电机226和主轴推动装置224提供动力。旋转刀头221采用旋转铣刀、钢刷刀、海绵刀或砂轮刀中的一种或多种。其中旋转铣刀用于粗加工清洁，清洁对象为比较难清理的附着物，类似贝类等附着物，钢刷刀、海绵刀、砂轮刀等旋转刀头用于细加工清洁，清洁对象为相对比较容易清洗的附着物和污垢。旋转刀头221的选择可以根据实际需要进行选择。并且，主轴222开有与旋转刀头221形状相匹配的凹槽，凹槽底部设有螺纹孔与定位槽，旋转刀头222插入凹槽中与主轴222通过螺钉连接，这种安装方法方便旋转刀头221的安装和更换。行走组件210包括底座211和行走伺服电机212。其中底座211与直线模组230相连，底座211还与行走伺服电机212相连，行走伺服电机212设于底座211的内部，行走伺服电机212带动底座211沿直线模组230做直线运动。除此之外，本实施例中的直线模组230两端设有极限传感器231，用于监控行走组件210在直线模组230上的行走进程，避免行走组件210在直线模组230上行走距离过界。进一步地，底座211上设有滑槽213，主轴结构组件223设于滑槽213内，主轴结构组件223可在滑槽213内做直线运动。通过调整主轴结构组件223在滑槽213中的位置来调整旋转刀头221与格栅之间的间隔，通过调整滑槽213来适应不同宽度格栅上表面附着物的清理，避免旋转刀头221在工作时与格栅产生干涉碰撞，进而避免对格栅和旋转刀头221造成损坏。主轴结构组件223在滑槽213中的位置通常在水上进行人工手动调整，滑槽213上设有刻度，能够方便操作人员进行距离的调整，调整后随水下机器人放入水下，对格栅进行清洁，在清洁过程中，主轴结构组件223在滑槽213内的位置是固定的，以防止清洁过程中旋转刀头221在滑槽中位移对刀具或格栅造成损坏，造成清洁效果的变差。还包括视觉组件240，视觉组件240与底座211相连，并且与旋转刀头221设于同一侧，用于获取旋转刀头221的运行工况，具体地，视觉组件可以为一种摄像装置，或者在其他实施例也可以为其他图像获取装置。视觉组件240将获取的旋转刀头221运行工况传输至操作人员所控制的终端，操作人员通过运行工况可以判断旋转刀头221运行位置是否正确，判断运行情况是否正常；当发生紧急情况时能够根据视觉组件240所获取的运行工况，操作人员能够及时进行操作和补救，以防止旋转刀头221或格栅遭到损坏。还包括挖掘组件250。具体地，挖掘组件250包括挖掘结构251，连杆252、第一转轴253、第二转轴254和动力装置。挖掘组件250能够实现对特殊地理条件的清理，例如格栅的地方安装槽、侧壁槽等领域的清洁。本实施例中的动力装置具体为一种气缸，通过气动的方式驱动挖掘结构251的运行，挖掘组件250在非使用状态下，可以通过气动动作收纳起来，收纳状态下的挖掘组件高度小于水下清洁机器人的防撞栏杆的高度，以减少水下机器人在水下运动的阻力，以及防止挖掘组件250在运行过程中遭到损坏。其中，第一转轴253设于底座211，动力装置与第一转轴253相连，动力装置为第一转轴253提供旋转动力，第一转轴253与连杆252相连，连杆252与挖掘结构251通过第二转轴254相连，通过第一转轴253、连杆253以及第二转轴254的配合，实现挖掘结构251的翻转挖掘功能。挖掘结构251为一半开口的容器形状，开口处还分布有齿状结构，便于挖掘。挖掘组件250也可以替换为多关节机器臂或者为高压水枪用于格栅清洁，或者在现有底座211上新增加多关节机器臂或高压水枪与挖掘组件250配合使用，具体选择可以根据实际需要进行选择，并不限定选择其中的几种，安装的位置也可以根据实际需求进行选择，可以安装在框架100的左侧也可以安装在右侧，上述实施例提到的位置仅用作说明，并不用做限定。

在本实施例中，框架100的两侧设有对称的防撞栏杆101，用于上述实施例中清洁组件200的保护，避免清洁机器人在运动过程中对清洁组件200造成碰撞损坏，防撞栏杆101的高度大于上述实施例中挖掘结构、多关节机器臂以及高压水枪收纳时的高度，从而实现对上述清洁组件200的保护。具体地，防撞栏杆101由两根相对设置的弯曲挡杆组成，这种挡杆设计与挡板设计相比具有以下优点，一是中间的空格区域能够方便刀头伸出，刀头非工作状态时缩进，避免刀头在清洁机器人行进过程中被撞击损坏，刀头在工作状态时伸出，防撞栏杆101构成的空格区域可供刀头的行进；二是采用挡杆用的材料更少，能够减轻整个清洁机器人的重量，除此之外，防撞栏杆101中间为空心结构，空心结构中可供水的流入，因此可以进一步地减少整个清洁机器人的重量。

在本实施例中，动力组件300包括推动器301，推进器301分布于框架100之中，推动器301的数量为七个，其中四个推动器301均布于框架100正表面的四角，剩余三个推动器301分布于框架100的上表面，推动器301可以推动框架100做垂直于格栅方向的运动以及平行于格栅表面的左右运动，通过姿态感知结合运动算法，可实现水下自主姿态控制。推动器301在清洁过程中，推动整个清洁机器人靠近格栅，固定组件500对格栅进行抓附，将整个清洁机器人固定于格栅表面，清洁机器人固定后，清洁组件200对格栅的表面附着物进行清理，清理完当前区域的格栅后，固定组件500松开格栅，推动器301推动清洁机器人至下一待清洁区域进行清洁，重复上述步骤完成整个格栅的清洁。

除此之外，动力组件300还包括吊装结构302，吊装结构302用于连接框架100和吊缆装置(图未示)，吊装结构302在吊缆装置(图未示)的作用下，拉动框架100做与格栅之间的相对运动，以实现清洁机器人在水下的运动，还实现清洁机器人放入水下操作以及清洁机器人的回收操作。

本实施例中，固定组件500为平行夹钳机构，平行夹钳机构设置于框架100上，平行夹钳机构用于将清洁机器人夹持在格栅的杆上。如图11-14所示，固定组件500包括基座510，基座510上设有推动组件520，夹持组件530和同步组件540。其中推动组件520与夹持组件530相连，推动组件520带动夹持组件530做夹紧和松开的动作，同步组件540与推动组件520相连，同步组件540用于使推动组件520保持相同步幅运动。具体地，基座510的一侧与清洁机器人相连，另一侧与推动组件520相连。推动组件520包括壳体521和位于壳体内相对设置的气缸522。壳体521由一块底块521a、二块滑块侧板521b、二块滑块端板521c、中央上盖521d和二块侧上盖521e。

气缸522的数量为两个，通过气缸支撑座522a设置于底块521a上，气缸522为相对设置，这里所说的相对设置是指气缸522的活动端为相对设置，且两个气缸522位于同一直线上，是一种对称式相对设置。气缸522上设有气缸接头522b，通过气缸接头522b连接电磁阀。

具体地，夹持组件530包括两块相对设置的夹爪块531，夹爪块531表面设有爪片532，爪片532于夹爪块531之间通过螺纹连接，夹爪块531带动爪片532相互靠近或远离，并且这里所说的夹爪块531的相对设置是指一种对称式的相对设置，并且是一种正对的相对设置。夹爪块531位于壳体521的外部，夹爪块531连有滑座533，滑座533的数量也为两个，滑座533穿过壳体521，两个滑座533与壳体521内部的两个气缸522的活动端对应连接，滑座533的两侧设有导轨条534，壳体521的内表面设有导向条535，导轨条534与导向条535相互匹配，导轨条534沿导向条535方向做线性运动，通过导轨条533和导向条535实现滑座533在壳体521中的有效滑动。因此，当气缸522伸缩时带动两个滑座533相对运动，进而可以带动与滑座533相连的夹爪块531相对运动，从而实现夹紧格栅和松开格栅的操作。

爪片532可以为金属钉式爪片或橡胶平面爪片中的一种或多种。爪片532的类型可以根据实际情况进行选择，由于爪片532与夹爪块531之间通过螺纹连接，因此可以方便替换。图示中的爪片532类型为属钉式爪片，这种爪片的材质为金属材质，硬度相对较高，且表面为分布均匀的钉状结构，适用于格栅表面附着物较多时或者格栅表面粗糙程度较大时的情况，能够有效地在格栅表面进行夹持，避免清洁机器人在清理过程中发生相对位移对清洁刀具造成损坏。橡胶平面爪片则是一种橡胶材质制成的爪片，其本身相对硬度较低，且具有一定的弹性，并且爪片的表面是平面，这种爪片适用于格栅表面附着物较少或者格栅表面粗糙度程度较小的情况，这种爪片在格栅表面附着物较少的情况下对格栅进行夹持时，能够减少爪片对格栅的刮损。

同步组件540位于壳体521内，具体包括同步带541、连接件542、同步轮543和同步轴544。其中，同步轴544与气缸522对应设置，两个同步轴544分别设于气缸522下方，两个同步轴544对称设置，同步轮543的数量为两个，且分别与同步轴544相连，同步轮543可以通过同步轴544进行转动。同步带541连接两个同步轮543，与同步轮啮合，同步带541可绕两个同步轮543之间进行转动，同步带541、同步轮543和同步轴544三者形成一种类似于链条式结构。同步带541与滑座533通过连接件542相连，连接方式为固定连接，连接件542数量为两个，且两个连接件542为异侧设置，异侧设置如图中所示是指其中一个连接件位于其中一个气缸的左侧，那么余下一个连接件则位于余下气缸的右侧，这种设置方式能够确保两个气缸在工作时带动连接件542的运动方向为同向的，即都为顺时针转动或者都为逆时针转动。

同步组件540实现的同步原理如下：

当夹持组件530对格栅进行夹持时，夹持对象为构成格栅的杆，杆不一定位于两块夹爪块531中的中心位置，杆有可能离其中的一块夹爪块531比较近，此时杆离余下的一块夹爪块531则相对较远。对于离杆相对较远的夹爪块531，由于气缸522的行程限制，气缸522在推动夹爪块531向内夹紧的过程可能存在达到气缸522的行程极限时，夹爪块531与杆之间还存在一定距离，因此不能实现对杆的有效夹持。同步组件540则是用于解决该情况所造成的夹持失效的问题。采用同步组件540后，由于气缸522连接的滑座533通过连接件542与同步带541固定连接，因此实现了两个气缸522的工作时的联动，当其中一个气缸522伸出的行程相对于另一个气缸522伸出的行程要小时，由于同步带541限制了一个总的行程，此时伸出行程较大的气缸522回缩，伸出行程较小的气缸继续向内伸出，进而实现了两个气缸522的同步幅运动，避免了其中一个气缸522由于达到行程极限造成的夹持失效的情况。

壳体521与基座510通过滑槽511相连，壳体521与基座510之间通过滑槽511能产生相对位移。基座510与清洁机器人为固定连接，因此将可以521与基座510采用这种能够产生相对位移的连接，能够增加整个夹钳组件的灵活度。由于夹钳组件在实际使用过程中，通常会多个该夹钳装置同时使用时，为避免同时有二个以上的相同夹钳装置组在抓紧同一个大型工件上距离固定的抓取点产生干涉，而发生抓取不牢靠或破坏夹钳装置的可能，因此采用壳体521与基座510之间能够相对位移的设计，能够在夹持过程对夹持组件530的位置进行自适应调整。

具体地，上述自适应调整的方案如下：壳体521与基座510通过自适应居中组件550连接，该自适应居中组件550位于壳体521与基座510的中部。自适应居中组件550包括弹座551和压块552，弹座551的一端为开口端，压块552设于弹座551内，压块552的一端为突起端，突起端从弹座551内伸出，突起端连有轴承553，压块552的另一端与弹座551的底部弹性连接，弹性连接具体为通过弹簧554和螺栓555连接，螺栓555用于弹座551与压块552之间的连接，螺栓555一端与压块552固定连接，另一端与弹座551活动连接，弹簧554位于压块552与弹座551之间，用于提供弹性力。压块552在弹座551内通过弹簧554可做伸缩运动，基座510设有凹型槽512，轴承553与凹型槽512接触，轴承553于凹型槽512内滑动，未受力状态下，轴承553处于凹型槽512的底部，受力状态下，轴承553可在凹型槽512中左右滑动。该自适应居中组件550具有两个作用，一是通过自适应居中组件550可以实现壳体521与基座510发生位移后的复位，二是限定了壳体521与基座510相对位移的位移区间。

当不需要壳体521与基座510产生相对位移时，可以通过卡持件556进行卡死，卡持件556插入壳体521与基座510之间，具体地，卡持件556插入自适应居中组件550中，限制自适应居中组件550中轴承553的滚动，进而实现壳体521与基座510的卡死，防止两者产生相对位移。并且卡持件556可以自由的插入或拔出。本实施例中的卡持件556为燕尾垫条。

为了防尘防沙，在推动组件520，夹持组件530和同步组件540的连接部位设有毛毡560或防护盖561，毛毡560和防护盖561的具体设置位置如图中所示。

由于本实施例的清洁机器人在清洁过程中，需要固定于格栅上然后再进行清洁，对于核电站海底的进出水口的格栅，这种格栅的面积和尺寸通常都很大，因此需要大尺寸的清洁机器人进行清洁，这种大尺寸的清洁机器人通常具有较大的质量，这种大质量的清洁机器人固定在格栅上时，可能会对格栅造成损坏。因此，本实施例通过在框架中设置浮力块102来增加整个清洁机器人的浮力，以抵消一部分清洁机器人对格栅的作用力，避免对格栅造成损坏。浮力块102嵌于框架100的前表面，浮力块102具有一定的厚度，确保能够提供足够的浮力，具体地，浮力块102选用密度小的材质制成，例如采用密度0.45g/cm³的材质在本实施例中至少可以提供300kg的浮力。

本实施例中，定位组件400包括声纳成像仪401和视觉传感器402。其中声纳成像仪401的数量为四个，一个声纳成像仪401设于浮力块上开设的扇形槽内，剩余三个声纳成像仪401分别设于框架100的两侧和底部，用于感知清洁机器人所处环境和位置，以及清洁机器人的姿态。视觉传感器402与固定组件500对应设置，以及与旋转刀头221对应设置，视觉传感器402与框架相连固定，视觉传感器402用于感知固定组件500以及刀头的动作、位置和姿态。

本实施例中，框架100的底部还设有可伸缩行走装置103，具体地，可伸缩行走装置103为行走履带，可伸缩行走装置103通过伸缩气缸实现伸缩。可伸缩行走装置103在不工作时处于收缩状态，收缩进框架100的内部，这样可以减少清洁机器人在行进过程中的阻力，也可以防止可伸缩行走装置103在清洁机器人的行进过程中造成损坏；当清洁机器人接触或者将要接触至水下的底部时，伸缩气缸推动可伸缩行走装置103伸出，伸出后，清洁机器人依靠可伸缩行走装置103在水底行进，便于清洁机器人在水底的控制，以及便于清洁机器人对底部格栅的清洁。

本实施例中的控制组件600为控制仓组件，位于框架的内部，与清洁组件200，动力组件300，定位组件400和固定组件500等组件相连，用于各组件的控制，控制组件600通过线缆与岸基上的控制终端进行通信和数据传输，例如机器参数、声纳数据、影像数据等。

本实施例还包括应急电源700和电磁阀组件800，应急电源700和电磁阀组件800都设于框架内部。其中应急电源700可以实现危机工况下的供能，以确保数据保存、以及启动并配合救援方案的协调；电磁阀组件800通过气管801与岸基上的压缩空气泵相连，电磁阀组件800与推动器301相连，为推动器301提供气动力，固定组件500以及可伸缩行走装置103的气缸相连，为气缸提供动力。

上述实施例中的各组件都尽量采用耐腐蚀的非金属材料制成，例如不锈钢和塑料等材料，或者在零部件的表面涂覆耐腐蚀涂层来防腐蚀。避免生锈以及泥沙对运动部分结构的破坏，以适应于水下工况的工作，例如海水、污浊淤泥环境下的工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种水下格栅表面附着物的清理方法，其特征在于，通过清洁机器人执行，包括以下步骤：

移动步骤：清洁机器人通过推动器实现清洁机器人在水下的移动，或者通过吊缆装置带动清洁机器人在水下移动，将清洁机器人移动至待清洁的格栅区域；

图像获取步骤：获取水下图像信息，清洁机器人搭载的视觉传感器获取格栅的图像信息；

固定步骤：将清洁机器人固定于格栅的表面，所述清洁机器人的平行钳机构将所述清洁机器人夹持在格栅的杆上；

清理步骤：清洁机器人对格栅表面的附着物或杂物进行清理，清洁机器人控制清障工具对格栅进行清洁，所述清障工具包括旋转刀头，清洁机器人控制所述旋转刀头伸入到所述格栅的间隔中，控制所述旋转刀头旋转对所述格栅的间隔杂物进行清洁。

2.根据权利要求1所述的一种水下格栅表面附着物的清理方法，其特征在于，还包括运送步骤，所述运送步骤具体包括：

将清洁机器人与吊缆装置连接；

控制吊缆装置将清洁机器人从岸基送至水下；

或者，将清洁机器人与吊缆装置连接；

控制吊缆装置将清洁机器人从回收至岸基。

3.根据权利要求1所述的一种水下格栅表面附着物的清理方法，其特征在于，还包括定位步骤，所述定位步骤包括：清洁机器人获取环境信息，将环境信息传输至岸基的控制终端，对清洁机器人进行导航和定位。

4.根据权利要求1所述的一种水下格栅表面附着物的清理方法，其特征在于，在所述固定步骤之前还包括判断步骤，所述判断步骤包括：判断清洁机器人是否移动至预定区域，若是，则进行固定步骤。

5.根据权利要求1所述的一种水下格栅表面附着物的清洁方法，其特征在于，所述清理步骤包括粗加工清理和细加工清理。

6.根据权利要求5所述的一种水下格栅表面附着物的清理方法，其特征在于，还包括清障工具更换步骤，所述清障工具更换步骤包括：根据所述清理步骤中的粗加工清理或细加工清洗更换对应的清障工具。

7.根据权利要求1所述的一种水下格栅表面附着物的清理方法，其特征在于，还包括行走步骤，所述行走步骤包括：当清洁机器人处于水底或即将接触水底时，清洁机器人展开行走装置沿水底进行行走。

8.一种水下清洁系统，其特征在于，包括清洁机器人和岸基组件，所述岸基组件控制清洁机器人在水下进行格栅清洁工作；

所述岸基组件包括吊缆装置和控制终端，所述吊缆装置执行移动步骤和运送步骤，所述控制终端控制所述清洁机器人；

所述清洁机器人执行定位步骤，图像获取步骤，移动步骤，固定步骤和清理步骤。

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