CN113022826A - 一种船舶推进器检测机器人 - Google Patents

Abstract

本发明适用于水下机器人技术领域，提供了一种船舶推进器检测机器人，所述船舶推进器检测机器人包括：主体，呈扁平状结构，形成支撑结构；水平推进模块，设置四个并互呈45°分布在主体的四边，用于推动主体水平移动；垂直推进模块，连接主体，用于推动主体升降；控制模块，与水平推进模块、垂直推进模块连接，用于获取检测数据；控制终端，与控制模块光纤连接，用于对控制模块传送指令并接收检测数据；其中，通过控制模块控制水平推进模块运行，使主体水平移动，通过垂直推进模块推进主体升降，从而进行全方位移动；通过控制模块完成检测数据的采集。本发明优点：外观新颖、结构紧凑，控制灵活，作业便捷。

Description

一种船舶推进器检测机器人

技术领域

本发明属于水下机器人技术领域，尤其涉及一种船舶推进器检测机器人。

背景技术

大型船只广泛采用的侧推器为一种涵道式侧推器，在船体下的首部或尾部各开一个或多个贯穿船体的涵道，其中装设螺旋桨，利用螺旋旋转形成向船侧的喷流以产生作用于船体的横向力，改变螺旋桨的旋转方向，可以改变作用力的方向，可对船舶进行控制。由于涵道贯穿船体，为避免水下异物对侧推螺旋桨造成损坏，所以在涵道的两端常安装格栅，用于对水下一些体积较大的异物进行过滤，防止其进入侧推螺旋桨中。但是这不能过滤体积较小的异物，并且侧推器需要进行定期的检查和维护作业。需要定期检查管系是否存在泄漏、检查电器设备绝缘、密封性能和轴承是否失效。目前，定期的检查和维护均采用人工作业的方式，这是一个极大的挑战，也是一笔不小的开支，作业环境中阻碍物多，检查难度大。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种在水下可钻过舰船涵道两端格栅的紧凑型ROV，用于完成对大型船只侧推进器的定期检查任务。实现利用机器人作业代替人工作业，解决人工作业时的难题，降低成本。

本发明是这样实现的，一种船舶推进器检测机器人，所述船舶推进器检测机器人包括：

主体，呈扁平状结构，形成支撑结构；

水平推进模块，设置四个并互呈45°分布在主体的四边，用于推动主体水平移动；

垂直推进模块，连接主体，用于推动主体升降；

控制模块，与水平推进模块、垂直推进模块连接，用于获取检测数据；

控制终端，与控制模块光纤连接，用于对控制模块传送指令并接收检测数据；

其中，通过控制模块控制水平推进模块运行，使主体水平移动，通过垂直推进模块推进主体升降，从而进行全方位移动；通过控制模块完成检测数据的采集。

在本发明实施例中，将检测机器人放置在水中，通过控制终端进行操控，控制终端发送指令给控制模块，控制模块接受指令，控制水平推进模块运行，使主体水平方向上移动，通过垂直推进模块推进主体升降，水平推进模块和垂直推进模块配合，实现了任意方向控制，从而进行全方位移动；通过控制模块完成检测数据的采集。控制模块将数据传送给控制终端。通过主体的扁平结构设计便于检测机器人穿过舰船涵道两端格栅，水平推进模块设置四个分布在主体的四边，使检测机器人便于任意水平方向的推动，不需水平推进模块转向进行推动力转换，仅仅通过四个水平推进模块推进力的方向、大小改变即可完成推动力方向改变，控制灵敏度高。不改变检测机器人形状，便于行走躲避阻碍物，提高了控制的精确性。采用扁平和菱形设置外观新颖、结构紧凑、在水下可钻过舰船涵道两端格栅，且操作过程中形状不发生改变，便于灵巧控制，用于完成对大型船只侧推器的定期检查任务。实现利用机器人作业代替人工作业，解决人工作业时的难题，降低成本，作业便捷。本发明优点：外观新颖、结构紧凑，控制灵活，作业便捷。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种船舶推进器检测机器人的立体结构图；

图2为本发明实施例提供的一种船舶推进器检测机器人中水平推进模块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种船舶推进器检测机器人中垂直推进模块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种船舶推进器检测机器人中控制模块的外部结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种船舶推进器检测机器人中控制模块的内部结构示意图；

附图中：水平推进模块1、第一盖板2、浮体块3、垂直推进模块4、控制模块5、第二盖板6、水下照明灯7、照明灯安装板8、推进器罩101、第一侧面防撞壳102、第二侧面防撞壳103、第一安装壳104、第二安装壳105、推进器安装板106、螺旋桨推进器107、垂直推进器保护罩401、垂直推进器402、耐压玻璃501、第一端盖502、控制筒503、第二端盖504、螺杆505。

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。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种船舶推进器检测机器人的结构图，包括：

主体，呈扁平状结构，形成支撑结构；

水平推进模块1，设置四个并互呈45°分布在主体的四边，用于推动主体水平移动；

垂直推进模块4，连接主体，用于推动主体升降；

控制模块5，与水平推进模块1、垂直推进模块4连接，用于实现对推进器的控制；

控制终端，与控制模块5光纤连接，用于对控制模块5传送指令并接收检测数据；

其中，通过控制模块5控制水平推进模块1运行，使主体水平移动，通过垂直推进模块4推进主体升降，从而进行全方位移动；通过控制模块5完成检测数据的采集。

在本发明实施例中，将检测机器人放置在水中，通过控制终端进行操控，控制终端发送指令给控制模块5，控制模块5接收指令，控制水平推进模块1运行，使主体水平方向上水平移动，实现了任意方向的控制，通过垂直推进模块4推进主体升降，水平推进模块1和垂直推进模块4配合，实现了任意方向控制，从而进行全方位移动；通过控制模块5完成检测数据的采集。控制模块5将数据传送给控制终端。通过主体的扁平结构设计便于检测机器人穿过舰船涵道两端格栅，水平推进模块1设置四个并互呈45°分布在主体的四边，使检测机器人便于任意水平方向的推动，不需水平推进模块1转向进行推动力转换，仅仅通过四个水平推进模块1推进力的方向、大小改变即可完成推动力方向改变，控制灵敏度高。不改变检测机器人形状，便于行走躲避阻碍物，提高了控制的精确性。

在本发明的一个实例中，主体呈扁平状结构，水平推进模块1设置四个并互呈45°分布在主体的四边，从而使检测机器人呈菱形结构，水平推进模块1的推动力呈现交叉分布，并呈菱形，菱形的尖角部分呈现主要推动力进行前进，菱形的钝角部分呈现次要推动力进行转向和横向移动，从而可以最大限度利用动能并呈现前进和转向的主要动力区别，两个相邻的水平推进模块1作用，可以使反向作用力抵消，同向作用力叠加，从而可以实现了前进和横向移动，避免了前进过程中的移动，实现了横向移动。控制模块5和控制终端通过光纤进行连接，光纤连接和控制终端为现有技术，在此不做赘述。控制模块5内置多个传感器、控制芯片、水下专用摄像头等，在此不做赘述。

作为本发明的一种优选实施例，主体包括第一盖板2和第二盖板6，第一盖板2和第二盖板6固定连接形成支撑结构，控制模块5安装在第一盖板2和第二盖板6之间，第一盖板2和第二盖板6对控制模块5进行保护，避免了移动过程中控制模块5碰撞造成损坏。水平推进模块1通过螺钉连接的方式分别连接到第一盖板2和第二盖板6上，实现水平推进模块1的固定。垂直推进模块4分别与第一盖板2和第二盖板6通过螺钉连接的方式固定连接，当然并不排除其他的连接方式，例如焊接、粘结等。四个水平推进模块1采用互成45°方向布置，从而便于最优的推动力分布，便于充分利用推动力前后移动同时便于横向移动。当然并不排除其他角度的设置，通过45°设置，更加有利加速和平移。第一盖板2和/或第二盖板6上设置至少一个浮体块3，浮体块3可以通过树脂胶粘、螺钉连接、卡接等方式连接在上盖板2上，其中浮体块3的数量可以根据检测机器人的重量进行任意调节，实现检测机器人在水中浮力可调。附体块还可以是泡沫板、空心板等结构，在此不做赘述。

作为本发明的一种优选实施例，主体上固定设置有水下照明灯7，通过水下照明灯7可以对水下作业场景进行照明，便于提供足够光线，便于水下视频图像的采集。水下照明灯7可以通过照明灯安装板8进行安装，水下照明灯7可以设置在主体的移动前端或者四角。照明灯安装板8通过螺钉连接固定到第一盖板2和/或第二盖板6上，水下照明灯7通过螺钉连接到照明灯安装板8上，实现照明灯的固定。主体采用耐腐蚀、强度较高的电木板和/或高强度尼龙材料中的一种或者组合材料3D打印而成，外观新颖美观，水下防腐蚀，具有一定的强度，有效地减小了检测机器人的总重。

如图2所示，作为本发明的一种优选实施例，水平推进模块1包括螺旋桨推进器107、推进器安装板106和保护罩壳，螺旋桨推进器107固定连接推进器安装板106，保护罩壳固定连接推进器安装板106并将螺旋桨推进器107罩住。用于对螺旋桨推进器107起到保护作用，防止螺旋桨推进器107在水下与异物撞击，造成损坏。保护罩壳包括推进器罩101、第一侧面防撞壳102和第二侧面防撞壳103，第一侧面防撞壳102和第二侧面防撞壳103用于对螺旋桨推进器107起到保护作用，防止在水下与异物撞击。推进器罩101通过螺钉连接的安装方式固定到螺旋桨推进器107上。螺旋桨推进器107上嵌有方螺母，并通过螺钉连接方螺母的方式固定到推进器安装板106上。第一侧面防撞壳102和第二侧面防撞壳103均嵌有方螺母，通过螺钉连接方螺母固定到推进器安装板106上。第一安装壳104和第二安装壳105上嵌有方螺母，通过螺钉连接方螺母的方式固定到第一侧面防撞壳102和第二侧面防撞壳103上。当然并不排除其他的连接方式，例如焊接、铆接、粘结等。第一侧面防撞壳102，第二侧面防撞壳103与第一安装壳104、第二安装壳105均采用高强度尼龙材料3D打印而成。在保持新颖精巧结构的同时具有较高的强度，可以有效的保护螺旋桨推进器107。当然并不排除水平推进器为其他的结构，在此不做赘述。

如图3所示，作为本发明的一种优选实施例，垂直推进模块4包括垂直推进器保护罩401和垂直推进器402。垂直推进器保护罩401通过螺钉连接螺母的安装方式固定到垂直推进器402，实现对垂直推进器402的保护。当然并不排除其他的连接方式，例如焊接、铆接、粘结等。

作为本发明的一种优选实施例，控制模块5包括安装筒、摄像头506、扩展模块510、控制芯片511、电源模块512和安装架。安装架安装在安装筒的内部，安装筒形成密封结构，安装架安装有摄像头506、扩展模块510、控制芯片511、电源模块512，摄像头506用于对水下作业环境进行实时拍摄，控制芯片511用于实现控制各模块按程序运行，摄像头506的控制线和电源线直接连接到控制芯片511端。电源模块512为巡检机器人提供电源，扩展模块510可以是传感器、控制器等，从而增加巡检机器人的监控能力。

如图4所示，作为本发明的一种优选实施例，安装架包括径向固定环507、摄像头固定支架508、扩展模块固定架509、控制模块安装板513、直角固定架514，控制模块安装板513固定连接有控制芯片511、电源模块512，控制模块安装板513两端固定连接有径向固定环507，控制模块安装板513可以通过直角固定架514与径向固定环507进行螺钉连接。控制模块安装板513通过径向固定环507连接在安装筒上，控制芯片511、电源模块512、扩展模块固定架509、摄像头固定支架508通过与控制模块安装板513螺钉、焊接或者卡接等连接的方式进行连接。摄像头506通过螺钉连接的方式固定到摄像头固定支架508上。由于控制模块5内部空间有限，为了使控制模块可以根据实际需要添加更多的传感器和控制器，设计了扩展模块固定架509，可以将要扩展的模块安装到扩展模块固定架509上。从而增加了安装空间。

如图5所示，作为本发明的另一种优选实施例，安装筒包括耐压玻璃501、第一端盖502、控制筒503、第二端盖504、全螺纹螺杆505。第一端盖502和第二端盖504套设在控制筒503两端，耐压玻璃501固定连接第一端盖502，耐压玻璃501为控制筒内置摄像头提供清晰的外部视野，使内置摄像头可以实时返回水下环境的图像，耐压玻璃501通过树脂胶粘的方式固定在第一端盖502上。控制筒503采用高强度耐压透明材料，与第一端盖502和第二端盖504形成防水密封舱体，保证内部各模块正常工作。第一端盖502采用树脂胶粘的方式固定在控制筒503上，通过纹螺杆505穿过第一端盖502和第二端盖504并通过安装垫片和螺母进行固定，保证左右端盖轴向位置的固定。当然并不排除安装筒其他结构，例如第一端盖502、第二端盖504螺纹连接控制筒503上，控制筒503为一端密封结构等，在此不做赘述。

本发明上述实施例中提供了一种船舶推进器检测机器人，通过主体的扁平结构设计便于检测机器人穿过舰船涵道两端格栅，水平推进模块1设置四个并互呈45°分布在主体的四边，使检测机器人便于任意水平方向的推动，不需水平推进模块1转向进行推动力转换，仅仅通过四个水平推进模块1推进力的方向、大小改变即可完成推动力方向改变，控制灵敏度高。不改变检测机器人形状，便于行走躲避阻碍物，提高了控制的精确性。菱形的钝角部分呈现次要推动力进行转向和横向移动，从而可以最大限度利用动能并呈现前进和转向的主要动力区别，两个相邻的水平推进模块1作用，可以使反向作用力抵消，同向作用力叠加，从而可以实现了前进和横向移动，避免了前进过程中的移动，实现了一维横向移动。

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 (10)

1.一种船舶推进器检测机器人，其特征在于，所述船舶推进器检测机器人包括：

主体，呈扁平状结构，形成支撑结构；

水平推进模块，设置四个并在主体的四边，用于推动主体水平移动；

垂直推进模块，连接主体，用于推动主体升降；

控制模块，与水平推进模块、垂直推进模块电气连接，用于获取检测数据；

控制终端，与控制模块光纤连接，用于对控制模块传送指令并接收检测数据；

其中，通过控制模块控制水平推进模块运行，使主体水平移动，通过垂直推进模块推进主体升降，从而进行三维移动；通过控制模块完成检测数据的采集。

2.根据权利要求1所述的一种船舶推进器检测机器人，其特征在于，所述主体包括第一盖板和第二盖板，第一盖板和第二盖板固定连接形成支撑结构，控制模块安装在第一盖板和第二盖板之间。

3.根据权利要求1所述的一种船舶推进器检测机器人，其特征在于，所述四个水平推进模块采用互成45°方向布置。

4.根据权利要求1所述的一种船舶推进器检测机器人，其特征在于，所述主体上设置至少一个浮体块。

5.根据权利要求1所述的一种船舶推进器检测机器人，其特征在于，所述主体采用电木板和/或高强度尼龙材料中的一种或者组合材料3D打印制成。

6.根据权利要求1所述的一种船舶推进器检测机器人，其特征在于，所述水平推进模块包括螺旋桨推进器、推进器安装板和保护罩壳，螺旋桨推进器固定连接推进器安装板，保护罩壳固定连接推进器安装板并将螺旋桨推进器罩住。

7.根据权利要求6所述的一种船舶推进器检测机器人，其特征在于，所述保护罩壳包括推进器罩、第一侧面防撞壳和第二侧面防撞壳，推进器罩固定连接螺旋桨推进器，第一侧面防撞壳和第二侧面防撞壳分别通过第一安装壳、第二安装壳连接推进器安装板。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种船舶推进器检测机器人，其特征在于，所述控制模块包括安装筒、摄像头、扩展模块、控制芯片、电源模块和安装架，安装架安装在安装筒的内部，安装筒形成密封结构，安装架安装有摄像头、扩展模块、控制芯片、电源模块。

9.根据权利要求8所述的一种船舶推进器检测机器人，其特征在于，所述安装架包括径向固定环、摄像头固定支架、扩展模块固定架、控制模块安装板，控制模块安装板固定连接有控制芯片、电源模块，控制模块安装板两端固定连接有径向固定环，并通过径向固定环连接在安装筒上，控制芯片、电源模块、扩展模块固定架、摄像头固定支架连接控制模块安装板，扩展模块安装在扩展模块固定架上。

10.根据权利要求9所述的一种船舶推进器检测机器人，其特征在于，所述安装筒包括耐压玻璃、第一端盖、控制筒、第二端盖、全螺纹螺杆，第一端盖和第二端盖套设在控制筒两端，耐压玻璃固定连接第一端盖，纹螺杆穿过第一端盖和第二端盖并用螺母进行固定。

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