CN114013611A - 一种清理装置和水下清理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下清理技术领域，具有涉及一种清理装置和水下清理机器人，清理装置包括支架，传动组件，清理组件和防卡组件，所述清理组件设于所述支架，所述传动组件与所述支架相连，所述传动组件带动所述支架和所述清理组件做往复运动，所述清理组件对闸门底部或门楣进行清理，所述防卡组件与所述支架相连，所述防卡组件作用于传动组件，用于清理所述传动组件。本发明提供的清理装置，用于闸门的底部和门楣清理，通过传动组件实现清理装置在清理机器人的框架上往复移动，通过清理组件实现对闸门的底部和门楣清理，通过防卡组件实现传动组件中杂物的清理，避免传动组件在运行过程中被杂物卡死停止工作，确保了清理过程的顺畅，进而提高了清理效率。

Description

一种清理装置和水下清理机器人

技术领域

本发明涉及水下清理技术领域，具有涉及一种清理装置和水下清理机器人。

背景技术

水闸门是一种用于水下起封闭和隔绝作用的闸门。闸门密封主要是闸门靠水流进水下流侧四周的密封条受海水压力挤压形成密封，其密封区域主要有两侧轨道靠闸门密封条侧、门楣和闸门底部。而水闸门的密封区域处于水下，因此会有大量的水生物和杂物附着于表面，尤其是用于海水中的闸门，例如PX 海水泵站的水闸门用于循环水过滤系统PX泵房进水渠道处，用于隔离进水渠道，由于海水中的贝类生物会在闸门处的密封区域大量黏附，使得水闸门无法关闭到位，密封区域不能有效密封，进而造成水体泄露。

因此需要定期对水闸门的密封区域闸门槽、门楣和闸门底部进行清理。现有的清理方式包括人工清理和机器人清理。其中人工清理时间长，并且清理人员在水下清理存在安全风险，而现有的机器人清理则存在稳定性差，在移动过程容易卡死。

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清理装置，用于闸门的门楣和底部清理。

该方案具体如下：

一种清理装置，应用于水下清理机器人，用于闸门的底部或门楣清理，其特征在于，包括支架，传动组件，清理组件和防卡组件，所述清理组件设于所述支架，所述传动组件与所述支架相连，所述传动组件带动所述支架和所述清理组件做往复运动，所述清理组件对闸门底部或门楣进行清理，所述防卡组件与所述支架相连，所述防卡组件作用于传动组件，用于清理所述传动组件。

进一步地，所述传动组件包括动力元件、齿轮和轮子，所述动力元件位于所述支架，所述动力元件与所述齿轮相连，所述齿轮与清理机器人中的齿条啮合，所述轮子位于所述支架两侧，与所述支架相连。

进一步地，所述动力元件为水下无刷电机。

进一步地，所述清理组件包括第一管路，第一喷头和第二喷头，所述第一管路的起始段与动力泵连通，所述第一管路的末尾段与所述第一喷头和第二喷头连通；

所述第一喷头朝向闸门底部，喷射方向为竖直方向，所述第二喷头朝向闸门门楣，喷射方向为水平方向；

所述第一喷头与第二喷头跟随所述支架同步运动。

进一步地，所述防卡组件包括第二管路和第三喷头，所述第二管路的起始段与动力泵连通，所述第二管路的末尾段与所述第三喷头连通，所述第三喷头朝向传动组件，所述第三喷头跟随所述支架同步运动。

进一步地，所述第三喷头朝向所述齿轮与齿条的啮合处。

进一步地，还包括照明组件和摄像组件，所述照明组件和摄像组件与所述支架相连。

进一步地，还包括声呐组件，所述声呐组件位于所述传动组件之上，与所述支架相连；

所述声呐组件包括工作台与声呐，所述声呐位于所述工作台上，所述工作台与所述支架固定连接，所述工作台包括第一转轴和第二转轴，所述第二转轴与所述第一转轴垂直相连，所述第二转轴跟随所述第一转轴转动，所述声呐与所述第二转轴相连，所述声呐跟随所述第二转轴转动。

进一步地，还包括接近开关和拉线式编码器，所述接近开关和拉线式编码器与所述支架相连，所述接近开关用于检测边缘，所述拉线式编码器用于获取支架的行进位移大小。

相应地，一种水下清理机器人，用于泵房闸门槽的清理，包括框架和上述的清理装置，所述清理装置设于所述框架，所述框架设有供所述清理装置安装定位的凹槽。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

本发明提供的清理装置，用于闸门的底部和门楣清理，通过传动组件实现清理装置在清理机器人的框架上往复移动，通过清理组件实现对闸门的底部和门楣清理，通过防卡组件实现传动组件中杂物的清理，避免传动组件在运行过程中被杂物卡死停止工作，确保了清理过程的顺畅，进而提高了清理效率。

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为本发明实施例清理装置示意图；

图2为本发明实施例清理装置侧视图；

图3为本发明实施例水下清理机器人示意图；

图4为本发明实施例水下清理机器人工作示意图；

图5为图3的局部放大图；

图6为本发明实施例水下清理机器人另一视角图；

图7为图6的局部放大图；

图8为本发明实施例水下清理机器人的剖视图；

图9为图8的局部放大图；

图10为本发明实施例第一种导向轮组示意图；

图11为本发明实施例U型槽内导向轮组示意图；

图12为本发明实施例第二种导向轮组示意图；

图13为本发明实施例T型槽内导向轮组示意图；

图14为本发明实施例导向轮结构示意图；

图15为本发明实施例导向轮俯视图；

图16为本发明实施例导向轮侧视图；

图17为本发明实施例摄像组件示意图；

图18为本发明实施例摄像组件剖视图；

图19为本发明实施例摄像组件分解图；

图20为本发明清理方法实施例流程图。

附图标记：

10-导向轮；11-第一导向轮；12-第二导向轮；20-连接部；100-第二清理组件；110-支架；111-通孔；120-传动组件；121-动力元件；122-齿轮；123-轮子； 130-清理组件；131-第一管路；132-第一喷头；133-第二喷头；140-防卡组件； 141-第二管路；142-第三喷头；150-声呐组件；151-工作台；151a-第一转轴； 151b-第二转轴；152-声呐；200-导向组件；201-导向轮组；210-支撑部；211- 安装空间；212-凹槽；220-弹性部；221-导向柱；222-弹簧；230-滚动部；231- 轮体；232-转轴；240-安装部；241-安装台阶；300-第一清理组件；301-第三管路；302-第四喷头；303-第五喷头；400-框架；401-第一侧边；402-第二侧边；403-悬挂吊耳；404-齿条；405-导轨；450-拖链；500-照明组件；600-摄像组件； 610-壳体；611-密封垫圈；620-摄像组件；621-摄像头；622-基座；623-转动组件；623a-动力件；623b-转动件；624-伸缩组件；625-通信组件；626-控制组件； 630-凸形弧面罩；640-滤光组件；650-水密插头线缆；1000-闸门；1001-闸门槽； 1002-门楣；1003-底面；a-第一表面；b-第二表面。

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1-2为本发明清理装置实施例的示意图。

请参考图1-2，为一种清理装置实施例，该实施例用于水下闸门的门楣和底部清理，具体包括支架110，传动组件120，清理组件130和防卡组件140

其中，支架110用于传动组件120、清理组件130和防卡组件140的支撑和连接。传动组件120用于带动支架110以及和支架110连接的相关组件在水中做往复运动。清理组件130对闸门的底部或门楣进行清理，在传动组件120 的带动下，清理组件130实现沿闸门底部或门楣移动，实现对闸门底部或门楣的逐步清理以及重复清理。防卡组件140与支架110相连，防卡组件140在传动组件120的作用下跟随支架110和清理组件130同步运动，防卡组件140作用于传动组件120，对传动组件120运行过程中的杂物进行清理，避免杂物卡入传动组件120中，避免传动组件120由于杂物造成的工作停止，可以确保清理组件130的工作效率。

具体地，本实施例中的支架110为矩形，支架110的宽度与清理机器人底部的宽度大小相适应。支架110采用耐腐蚀的材质制成，以适应水下尤其是海水环境下的工作。支架110表面具有多个通孔111可供水体穿过，减少阻力大小，并且还可以减少支架110的自身重量，从而减轻传动组件120的运载负担。

本实施例中，传动组件120包括动力元件121、齿轮122和轮子123。其中动力元件121具体采用水下直流无刷电机，轴承使用耐海水腐蚀的陶瓷轴承，电机作防水设计，可在水深100m环境下正常工作。采用防水直流电机相比于采用液压马达方式，可以避免液压油泄漏对水环境和下游换热器及仪表的污染；电机控制系统比液压控制系统简单可靠，不需要相对复杂的液压泵油管路系统、各种阀门控制等，工作稳定性高。动力元件121位于支架110的上方，并且与支架110固定连接，动力元件121的动力输出端朝下，动力输出端与齿轮122 相连，带动齿轮122转动。齿轮122位于动力元件121与支架110之间，齿轮 122为水平设置，其端面与水平面平行，其齿槽呈竖直状态，这样水中的杂物不易在齿槽中堆积。齿轮122与清理机器人底部设置的齿条404啮合，动力元件121带动齿轮122转动，齿轮122沿齿条404运动，进而带动支架110以及与支架110相连的相关组件在清理机器人的底部运动。本实施例中的轮子123 数量为四个，分布于支架110的两侧边，在齿轮122和齿条404传动过程中，轮子123于清理机器人底部的导轨405中滚动，导轨405与齿条平行设置，轮子123具有支撑支架110的作用，以及限定支架110在清理机器人底部运动方向的作用。

本实施例中，清理组件130包括第一管路131，第一喷头132和第二喷头133，第一管路131的起始段与动力泵连通，动力泵位于岸基，具体采用空化动力泵，第一管路131的末尾段与第一喷头132和第二喷头133连通，第一喷头132与第二喷头133跟随支架110同步运动。动力泵采用空化动力泵，第一喷头132和第二喷头133具体采用空化射流喷头。在以海洋设施为主的水下设施清洗领域中，空化射流清洗技术较高压水清洗技术更为高效、节能，并能有效保护设施表面的防腐层，是海洋水下设施清洗更为合理的选择。空化射流水下清洗装置是空化射流发生系统(空化动力泵站)、控制系统(机械控制)、电气控制、空化射流清洗喷头组成。空化动力泵站用于增加水压或其他液体压力，并将水流输送到执行系统。空化射流喷头由控制阀、喷杆和喷嘴总成(包括一列或多列喷嘴)等组成的空化射流装置。它通常通过空化软管总成与空化动力泵站输出端的调压装置直接连接。组合式卸荷型空化喷枪，可根据需要安装不同长度枪管，专为清洗小面积的曲线、曲面和柱面，以及难以清洗到的孔洞，利用后置喷头来抵消后坐力，射流压力根据需要可在0-25MPa之间调节。

具体地，第一管路131的末尾段位于支架110的下方，与支架110平行设置，第一管路131的末尾段由两段管路组成，两段管路平行设置。其中一段管路与第一喷头132连接，第一喷头132的数量为两个，分布于支架的前后方向，第一喷头132朝向闸门底部，喷射方向为竖直方向，用于闸门底部清理。剩余一段管路与第二喷头133相连，第二喷头133的数量为两个，分布于支架的前后方向，第二喷头133朝向闸门门楣，喷射方向为水平方向，用于闸门门楣的清理。本实施例中第一喷头132和第二喷头133的数量可以根据实际情况进行选择，并不限定为两个，本实施例中的数量仅用作说明。

当本实施例用于水下清理机器人时，第一管路131的末尾段要高出水下清理机器人的框架的高度，避免框架对第一管路131所连的第一喷头132和第二喷头133产生干涉。

本实施例中，防卡组件140包括第二管路141和第三喷头142，第二管路 141的起始段与动力泵连通，动力泵位于岸基，具体采用空化动力泵，第二管路141的末尾段与第三喷头142连通，第三喷头142跟随支架110同步运动，第三喷头142具体采用空化射流喷头。第三喷头142朝向传动组件120，用于传动组件120中的杂物清理，具体地，第三喷头142朝向齿轮122和齿条的啮合处，第三喷头142的水流喷射里将齿轮122和齿条啮合处的杂物冲走，避免齿轮122和齿条在啮合时由于杂物存在导致的卡涩现象，确保了清理装置清理过程的流畅度和效率。

本实施例中，还包括声呐组件150，声呐组件150可以对底部轨道实时监测对底距离，保护清理装置和清理机器人，避免与底部轨道冲撞，造成损坏。声呐组件150位于动力元件121之上，与支架110相连。具体地，声呐组件150 包括工作台151与声呐152，声呐152位于工作台151上，工作台151与支架110固定连接，工作台151可以进行大角度范围内的旋转，进而实现声呐152 多方位的检测。工作台151包括第一转轴151a和第二转轴151b，第二转轴151b 与第一转轴151a垂直相连，第二转轴151b跟随第一转轴151a转动，第一转轴151a实现水平方向的360度旋转，声呐152与第二转轴151b相连，声呐152 跟随第二转轴151b转动，第二转轴151b实现竖直方向大角度的旋转。

本实施例中，还包括接近开关(未示出)和拉线式编码器(未示出)，接近开关和拉线式编码器与支架110相连。接近开关用于清理机器人的框架检测边缘，避免清理装置在清理机器人框架底部运行时撞击到两侧的框架，对清理装置造成损坏，拉线式编码器用于获取清理装置的行进位移大小，实现对清理装置的定位。

本发明提供的清理装置实施例，用于闸门的底部和门楣清理，通过传动组件实现清理装置在清理机器人的框架上往复移动，通过清理组件实现对闸门的底部和门楣清理，通过防卡组件实现传动组件中杂物的清理，避免传动组件在运行过程中被杂物卡死停止工作，确保了清理过程的顺畅，进而提高了清理效率。

图3-19为本发明水下清理机器人实施例的示意图。

请参考3-19，为一种水下清理机器人实施例，用于清理泵房闸门1000的密封区域，闸门的密封区域包括闸门槽1001、门楣1002和底面1003，该实施例包括框架400，导向组件200，第一清理组件300，第二清理组件100，其中第二清理组件为上述实施例中的清理装置。其中，框架400与闸门1000的长度和宽度相匹配，框架400的形状为矩形，框架400包括两条平行的第一侧边 401和两条平行的第二侧边402，框架400于闸门槽1001内运动时，第一侧边 401位于闸门槽1001内，第二侧边402与闸门1000的门楣1002或底部1003 平行。导向组件200与第一侧边401相连，导向组件200工作时与闸门槽1001 的表面滚动接触，滚动接触可以减少框架在闸门槽1001中运动的摩擦力，提高框架400在闸门槽1001中运动的顺畅度，避免水下清理机器人在水流作用下晃动造成的卡死现象。第一清理组件300与第一侧边401相连，第一清理组件300用于清理闸门槽1001的表面。第二清理组件400与第二侧边402相连，第二清理组件400用于清理闸门1000的门楣1002和底部1003。通过第一清理组件300和第二清理组件100实现对闸门1000的所有封闭区域进行清理，确保密封区域的密封性，避免闸门1000漏水。

本实施例中，框架400由多根杆组合而成，可以减少水下清理机器人的重量，杆之间的空间可以供液体流过，减少水下清理机器人在水下的运行阻力。框架400的第一侧边401的长度大于第二侧边402的长度，这种高度大于长度的设计能够避免水下清理机器人在闸门槽1001发生倾斜，避免水下清理机器人在闸门槽1001卡涩，进而避免可预见的重大事故。框架400顶部设有悬挂吊耳403，悬挂吊耳403的数量为两个，在框架400顶部以框架400中心为轴对称分布，悬挂吊耳403用于将水下清理机器人与吊缆装置的连接。

本实施例中，导向组件200包括若干个导向轮组201，具体地，本实施例中的导向轮组201的数量为六组，导向轮组201均匀分布于框架的第一侧边401，每条第一侧边401分布有三组导向轮组201，三组导向轮组201分别分布于第一侧边401的顶部、中部和尾部。导向轮组201包括若干个导向轮10，导向轮10与闸门槽1001的侧面和底面接触，导向轮10为可伸缩导向轮，因此框架 400在水流作用下晃动时，导向轮10可以对应发生一定的位移，抵消水流的作用力，下面具体说明。

如图10-11所示，为第一种导向轮组的结构示意图，适用于形状为U形的闸门槽1001。导向轮组201包括若干个导向轮10和连接部20。连接部20用于连接若干个导向轮10，连接部20具体可以为水下清理机器人的框架。导向轮10包括用于第一方向导向的第一导向轮11，第一导向轮11的数量至少为二个，第一导向轮11工作时的轮面与闸门槽的第一表面a接触。第一表面可以为闸门槽的侧面或者底面，本实施例中的第一表面a为闸门槽的侧面，第一导向轮11与闸门槽的侧面紧密贴合，实现安装有第一导向轮11的装置或设备于闸门槽内在侧面方向的位移限制，从而起到导向的作用，避免闸门槽中的装置或设备晃动，进而避免闸门槽中的装置或设备运行过程中卡死现象的发生。

第一导向轮11的数量为两个，两个第一导向轮11平行设置，两个第一导向轮11工作时的轮面分别与两个平行的第一表面a接触。两个平行的第一表面a为U型闸门槽的两侧边，两个第一导向轮11安装于水下清理机器人的框架上，用于水下清理机器人框架在闸门槽内侧面方向的位移。

导向轮10还包括用于第二方向导向的第二导向轮12，第二导向轮12的数量至少为一个，第二导向轮12工作时的轮面与闸门槽的第二表面b接触，第二表面b与第一种实施例中的第一表面a垂直。本实施例中的闸门槽为U型槽，其中第一表面a为闸门槽的侧面，第二表面b为闸门槽的底面。

具体地，第一导向轮11的数量为两个，第二导向轮12的数量为一个，两个第一导向轮11平行设置，第二导向轮12位于两个第一导向轮11之间，第二导向轮12与第一导向轮11相互垂直。两个第一导向轮11工作时的轮面分别与两个平行的第一表面a接触，第二导向轮12工作时的轮面与第二表面b 接触。第一导向轮11和第二导向轮12安装于水下清理机器人的框架上，用于水下清理机器人框架在闸门槽内侧面和底面方向的位移。

若将上述闸门槽的类型替换为T型槽1001，则如图12-13所示，第一导向轮11的数量为两个，第二导向轮12的数量为两个，两个第一导向轮11平行设置，两个第二导向轮12平行设置，并且第一导向轮11与第二导向轮12相互垂直，第一导向轮11位于两个第二导向轮12之间。T型槽内具有一隔板，两个第一导向轮11分别隔板的两侧面接触，两个第二导向轮12位于隔板两侧，分别与闸门槽的底面接触。第一导向轮11和第二导向轮12安装于水下清理机器人的框架上，用于水下清理机器人框架在闸门槽内侧面和底面方向的位移。

如图14-16所示，为本实施例中导向轮的结构示意图。导向轮10包括支撑部210，弹性部220，滚动部230和安装部240。其中，支撑部210用于弹性部220和滚动部230的支撑，弹性部220位于滚动部230的侧面，弹性部220 位于滚动部230的侧面，可以减小安装空间，使得导向轮体积减小，因此导向轮可以适用于狭小空间内的使用，例如用于水下清理机器人在闸门槽内的导向。弹性部220与滚动部230相连，在弹性部220的弹力作用下，滚动部230于支撑部210中可以进行一定的位移，进而提高导向轮的灵活度。安装部240与支撑部210相连，安装部240用于导向轮与水下清理机器人的连接。

本实施例中，支撑部210包括贯通的安装空间211，安装空间211具体为两头贯通四周封闭的筒状结构，安装空间211用于滚动部230的安装，滚动部 230在安装空间211中滚动，安装空间211的侧面设有凹槽212，凹槽212用于弹性部220的安装，支撑部210的结构与弹性部220位于滚动部230侧面的结构相适应。

本实施例中，滚动部230包括轮体231和转轴232。其中轮体230为常规圆形轮子，转轴232穿过轮体231中心，轮体231以转轴232为转动中心转动，轮体231位于安装空间211中，转轴232伸入支撑部210的凹槽212内，进而与凹槽212内的弹性部220连接，转轴232在弹性部220的作用下能够于凹槽 212内产生一定的位移，进而带动与转轴232相连的轮体231在安装空间211 内产生相应地位移。并且，轮体231的直径大于安装空间211的两端开口之间的宽度，以确保轮体231的外径表面始终伸出安装空间211的两端开口，这样导向轮在使用工作过程中，轮体231始终与工作表面接触，工作表面具体可以是闸门槽的表面。

本实施例中，弹性部220包括导向柱221和弹簧222，导向柱221固定于凹槽212内，并且导向柱221贯穿位于凹槽212内的转轴232，转轴232可沿导向柱221做往复运动，弹簧222套装于导向柱221上，弹簧222一端与转轴 232固定连接，另一端与凹槽212表面固定连接。本实施例中弹性部220的数量为两个，分别位于滚动部230的两侧，为对称设置，这样滚动部230的受力更加均匀，不易发生损坏。当轮体231受到外力作用时，转轴232跟随轮体231同步运动，转轴232沿导向柱221发生位移，进而拉伸或压缩与其相连的弹簧 222，当外力消失时，轮体231在弹簧222的弹性作用下恢复原位，进而完成导向和限位的作用。以水下清理机器人为例，水下清理机器人用于闸门槽的清理，导向轮安装于水下清理机器人上，用于水下清理机器人在闸门槽内运动时的导向，导向轮与闸门槽表面接触，水下清理机器人在水下工作遇到水流作用晃动时，由于导向轮具有形变能力可以跟随水下清理机器人晃动，平衡水流作用的晃动力，避免水下清理机器人在闸门槽中运动的卡涩，确保清理过程的流畅性。在其他实施例中，设置方式可以有所不同，弹簧222套设于导向柱221，弹簧222一端与转轴232固定连接，弹簧222的另一端与凹槽212表面固定连接，导向柱221的一端与伸入凹槽212中的转轴232固定连接，导向柱221的另一端与凹槽212表面活动连接，导向柱221可以穿过凹槽2212表面内做伸缩运动。

本实施例中，安装部240位于安装空间211的侧面，或者位于安装空间211 的开口侧，以适用不同角度的安装。安装部240包括安装台阶241，安装台阶 241上设有螺纹孔。

本实施例中，第一清理组件300包括第三管路301，第三管路301的起始段连接动力泵，第三管路301的末尾段水平贴合框架400，末尾段位于第一侧边401的底部，第三管路301的末尾段连接第四喷头302和第五喷头303，第四喷头302朝向闸门槽的侧面，第五喷头303朝向闸门槽的底面，第四喷头302 的喷射方向为闸门槽的侧面，第五喷头303的喷射方向为闸门槽的底面。

本实施例中，如图所示，第二清理组件100位于框架400的底部，用于闸门1000的门楣1002和底部1003清理。

本实施例中，还包括拖链450，拖链450与第二清理组件100相连，拖链 450用于第一管路、第二管路和线路的收纳，拖链450跟随第二清理组件100 做伸缩运动。拖链450起到收纳和保护线路管道的作用。

本实施例中，还包括照明组件500和摄像组件600，照明组件500和摄像组件600分布于第一清理组件300和第二清理组件400，摄像组件600用于获取闸门槽图像、闸门门楣图像或者闸门底部图像。其中摄像组件600的数量为六个，其中两个分别设于支架410的前后两端，与支架410固定连接，用于获取闸门门楣或底部的图像，进而判断清理情况以及清理装置的运行状态，剩余四个分布于框架400的第一侧边401，与第一清理组件300位于临近区域，用于获取闸门槽的图像。对应地，照明组件500的数量为六个，与摄像组件600 对应设置，用于照明，为摄像组件600提供光照，以获得清晰图像。

具体地，如图17-19所示，摄像组件600包括壳体610、摄像组件620和凸形弧面罩630。其中，壳体610与凸形弧面罩630构成一密闭空间，摄像组件620位于密闭空间内，凸形弧面罩630为透光体，摄像组件620通过凸型弧面罩630获取水下图像。凸形弧面罩630具体为一种半圆形玻璃罩。摄像组件 620安装于水下清理机器人上，跟随水下清理机器人运动时，凸形弧面罩630 在运动过程中会排开其周边的杂物，避免水下杂物在摄像组件620前面堆积，影响成像效果。

摄像组件620包括摄像头621、基座622、转动组件623、控制组件626、伸缩组件624和通信组件625。其中摄像头621与凸形弧面罩630相对设置，摄像头621可伸入到凸形弧面罩630所围成的空间内，因此可以扩大摄像头621 的视野范围。转动组件623与壳体610的底部固定连接，转动组件623与基座 622相连，转动组件623带动基座622转动，基座622与伸缩组件624相连，伸缩组件624与摄像头621相连。转动组件623带动基座622转动，进而带动基座622上的摄像头621转动，以实现摄像头621的俯仰调节，调节角度范围为90°。伸缩组件624带动摄像头621做伸缩运动以实现变焦，可遥控5倍光学变焦，本实施例中伸缩组件624具体为两相四线步进微型马达。控制组件626 设于基座622上，控制组件626分别与摄像头621、转动组件623和伸缩组件 624相连，控制组件626用于各组件的控制和数据处理。通信组件625设于基座622，通信组件625与控制组件626相连，用于摄像装置的通信。

具体地，本实施例中的转动组件623包括动力件623a和转动件623b，其中动力件623a与壳体610底部固定连接，动力件623a与转动件623b相连，动力件623a带动转动件623b转动，转动件623b与基座622相连。本实施例中，动力件623a具体包括金属微型减速器和非接触磁感应位置传感器，具有精度高尺寸小的优点。

本实施例中，还包括辅助照明组件(未示出)，辅助照明组件(未示出) 位于壳体610内，辅助照明组件发出的光照射于凸形弧面罩630。具体采用 300K～5000K的色温的LED灯珠作为辅助照明组件灯光照明光源，对水下图像的色彩还原效果最好，对水下图像背景细节的分辨率最高。单个照明强度为 5000流明，使用恒流驱动，通过PWM控制灯光强度。由控制系统对每个照明灯进行单独控制。根据实际工作环境下的水质条件和视频画质效果，可线性调节灯光强度从0～100％，，减少悬浮物反射光强度，提高水下成像质量。

本实施例中，还包括滤光组件640，滤光组件640对摄像头621获取的光学信号进行处理。采用绿光频段透过率高的滤光片作为感光自动切换，从而提高在水下环境中的图像清晰度。本发明摄像装置在室内游泳池清水环境中测试的可视距离超过3m。图像处理芯片为国产华为海思处理器，实现1080P 彩色高清图像的实时传输，传输带宽为100Mbit/s。

本实施例中，还包括水密插头线缆650，摄像组件620的数据传输线通过水密插头线缆650从壳体610内接出，以保证壳体610内空间的密封。壳体610 底部设有底盖，底盖与壳体610的接合处设有密封垫圈611，壳体610与凸形弧面罩630的接合处设有密封垫圈611，通过密封垫圈611提升密封效果。

本实施例中，还包括惯导系统(未示出)，惯导系统用于获取框架400的姿态，框架400姿态不正常时，通过吊缆装置及时进行调整，防止事故发生。

本发明还提供一种水下清理系统实施例，包括吊缆装置、岸基组件和上述实施例中的水下清理机器人，吊缆装置用于将所述水下清理机器人投放至水下或者从水下回收至岸基，水下清理机器人对闸门两侧门槽、门楣和底部进行清理，岸基组件用于控制水下清理机器人和吊缆装置，岸基组件与所述水下清理机器人进行通信。

图20为本发明泵房闸门密封区域清理方法实施例流程图。

请参考图20，该方法实施例用于泵房闸门密封区域的清理，包括以下步骤：

S100、第一清理步骤

水下清理机器人下行过程中，第一清理组件清理闸门两侧门槽。

S200、第二清理步骤

第二清理组件对闸门的门楣进行清理。

S300、第三清理步骤

第二清理组件对闸门的底部进行清理。

S400、姿态调整步骤

通过惯导系统结合吊缆装置对水下清理机器人的姿态进行调整。

具体地，第一清理步骤S100中，水下清理机器人通过吊缆装置运送至水下，水下机器人与闸门槽对齐后，沿闸门槽向下运动，同时第一清理组件开始工作，对闸门槽进行清理。

本实施例中，第二清理步骤S200之前还包括第一判断步骤S101，第一判断步骤S101具体包括：通过声呐组件、摄像组件和深度探测器判断水下清理机器人的第二清理组件是否到达第一预定位置，若到达第一预定位置，则暂停第一清理步骤S100，执行第二清理步骤S200。本实施例中的第一预定位置是指闸门的门楣，若通过声呐组件、摄像组件和深度探测器判断水下清理机器人下行至门楣位置，则停止清理机器人下行，并且停止第一清理组件的工作，启动第二清理组件，对门楣开始清理。

进一步地，在第二清理步骤S200中还包括第四判断步骤S201，第四判断步骤S201包括：通过摄像组件判断闸门的门楣是否清理干净，若没有清理干净则重复执行第二清理步骤S200直至清理干净，若清理干净则停止第二清理步骤S200，执行第一清理步骤S100，清理机器人继续下行，第一清理组件重新工作，对闸门槽进行清理。

本实施例中，第三清理步骤S300之前还包括第二判断步骤S202，第二判断步骤S202包括：通过声呐组件、摄像组件和深度探测器判断水下清理机器人的第二清理组件是否到达第二预定位置，若到达第二预定位置，则暂停第一清理步骤S100，执行第三清理步骤S300。实施例中的第二预定位置是指闸门的底部，若通过声呐组件、摄像组件和深度探测器判断水下清理机器人下行至接近底部位置，则停止清理机器人下行，并且停止第一清理组件的工作，启动第二清理组件，对底部开始清理。

第三清理步骤S300在清理的同时执行第四清理步骤S301，第四清理步骤 S301对第二清理组件中的传动组件进行清理。通过防卡组件对第二清理组件中的传动组件进行清理，避免传动组件由于水中杂物造成卡涩，影响清理效率。具体是指通过防卡组件对传动组件中齿轮与齿条的啮合处进行清理。

进一步地，在第三清理步骤S300中还包括第五判断步骤S302，第五判断步骤S302包括：通过摄像组件判断闸门的底部是否清理干净，若没有清理干净则重复执行第三清理步骤S300直至清理干净，若清理干净则停止第三清理步骤S300。

本实施例中，还包括第三判断步骤S102，第三判断步骤S102包括：通过摄像组件判断第一清理步骤S100是否对闸门两侧门槽清理干净，若没有清理干净，水下清理机器人上行一定距离，重复执行第一清理步骤S100直至清理干净。

本实施例中，还包括投放步骤和回收步骤，投放步骤通过吊缆将水下清理机器人投放至水下，并控制水下清理机器人沿闸门槽运动，回收步骤在水下清理机器人清理结束后对水下清理机器人回收至水上。

本实施例中，姿态调整步骤S400包括：判断水下清理机器人在闸门槽中的姿态与预设姿态的偏差是否满足预定值，若不满足则对水下清理机器人的姿态进行调整。姿态参数具体包括水下清理机器人的倾斜角度等参数，通过吊缆装置对水下清理机器人的姿态及时进行调整，避免水下清理机器人在水下卡涩以及发生事故。

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 (10)

1.一种清理装置，应用于水下清理机器人，用于闸门的底部或门楣清理，其特征在于，包括支架，传动组件，清理组件和防卡组件，所述清理组件设于所述支架，所述传动组件与所述支架相连，所述传动组件带动所述支架和所述清理组件做往复运动，所述清理组件对闸门底部或门楣进行清理，所述防卡组件与所述支架相连，所述防卡组件作用于传动组件，用于清理所述传动组件。

2.根据权利要求1所述的一种清理装置，其特征在于，所述传动组件包括动力元件、齿轮和轮子，所述动力元件位于所述支架，所述动力元件与所述齿轮相连，所述齿轮与清理机器人中的齿条啮合，所述轮子位于所述支架两侧，与所述支架相连。

3.根据权利要求2所述的一种清理装置，其特征在于，所述动力元件为水下无刷电机。

4.根据权利要求1所述的一种清理装置，其特征在于，所述清理组件包括第一管路，第一喷头和第二喷头，所述第一管路的起始段与动力泵连通，所述第一管路的末尾段与所述第一喷头和第二喷头连通；

所述第一喷头朝向闸门底部，喷射方向为竖直方向，所述第二喷头朝向闸门门楣，喷射方向为水平方向；

所述第一喷头与第二喷头跟随所述支架同步运动。

5.根据权利要求2所述的一种清理装置，其特征在于，所述防卡组件包括第二管路和第三喷头，所述第二管路的起始段与动力泵连通，所述第二管路的末尾段与所述第三喷头连通，所述第三喷头朝向传动组件，所述第三喷头跟随所述支架同步运动。

6.根据权利要求5所述的一种清理装置，其特征在于，所述第三喷头朝向所述齿轮与齿条的啮合处。

7.根据权利要求1所述的一种清理装置，其特征在于，还包括照明组件和摄像组件，所述照明组件和摄像组件与所述支架相连。

8.根据权利要求1所述的一种清理装置，其特征在于，还包括声呐组件，所述声呐组件位于所述传动组件之上，与所述支架相连；

所述声呐组件包括工作台与声呐，所述声呐位于所述工作台上，所述工作台与所述支架固定连接，所述工作台包括第一转轴和第二转轴，所述第二转轴与所述第一转轴垂直相连，所述第二转轴跟随所述第一转轴转动，所述声呐与所述第二转轴相连，所述声呐跟随所述第二转轴转动。

9.根据权利要求1所述的一种清理装置，其特征在于，还包括接近开关和拉线式编码器，所述接近开关和拉线式编码器与所述支架相连，所述接近开关用于检测边缘，所述拉线式编码器用于获取支架的行进位移大小。

10.一种水下清理机器人，用于泵房闸门槽的清理，其特征在于，包括框架和如权利要求1-9任一项所述的清理装置，所述清理装置设于所述框架，所述框架设有供所述清理装置安装定位的凹槽。

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