CN114535209A - 一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人 - Google Patents
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Abstract
一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人，它包含舱体、螺旋桨、底盘、超声清洁装置、电动滚刷清洁装置和控制模块；控制模块布置在舱体上的控制舱内，螺旋桨分为水平推进螺旋桨和垂直推进螺旋桨，并安装在舱体上，吊臂可转动地设置在舱体上，并由安装于舱体上的防水舵机驱动偏转，吊臂上设置有可驱动底盘旋转的防水舵机；底盘上均布有可偏摆和滚刷自传的电动滚刷清洁装置，控制模块分别与电动滚刷清洁装置、防水舵机、螺旋桨和高清运动摄像机通信，用于控制电动滚刷清洁装置多方位清洁、机器人在空间的矢量推进和清洁目标跟随观测。本发明可实现对海底网箱清理，可适应多种水下情况。
Description
技术领域
本发明涉及海洋网箱清洁装置，特别涉及一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人。
背景技术
水下机器人有着重量轻、成本低、能耗低且能实现多种功能的优点，许多面向水产养殖行业的不同种类的服务型机器人应运而出，其中深海网箱养殖一直是当下的热点，而网箱网衣长时间得不到有效清洗，会导致网孔附着大量藻类、贝类附着物，阻碍网箱水体交换，从而造成养殖鱼类质量下降，此类问题急需解决。
发明内容
本发明为克服现有技术，提供一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人。本发明在提高清洁程度的同时，也大大提高了效率，减小了对海洋生物的伤害。
一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人包含舱体、螺旋桨、底盘、超声清洁装置、电动滚刷清洁装置和控制模块；
控制模块布置在舱体上的控制舱内，螺旋桨分为水平推进螺旋桨和垂直推进螺旋桨，并安装在舱体上，吊臂可转动地设置在舱体上，并由安装于舱体上的防水舵机B驱动偏转，吊臂上设置有可驱动底盘旋转的防水舵机A；底盘上均布有可偏摆和滚刷自传的电动滚刷清洁装置，底盘的底部安装有超声清洁装置和高清运动摄像机；控制模块分别与电动滚刷清洁装置、防水舵机A、防水舵机B、螺旋桨和高清运动摄像机通信，用于控制电动滚刷清洁装置多方位清洁、机器人在空间的矢量推进和清洁目标跟随观测。
本发明相比现有技术的有益效果是：
本发明运动方面通过垂直方向推进的螺旋桨以及水平方向推进的螺旋桨相配合完成在空间任意方向的适量推进；清洁方面主要采用超声波使得网箱以及水下管道的附着物变得松散，再利用不同质地滚刷的电动滚刷清洁装置进行周期性的清洁，控制模块分别与电动滚刷清洁装置、防水舵机、螺旋桨和高清运动摄像机通信，用于控制电动滚刷清洁装置多方位清洁、机器人在空间的矢量推进和清洁目标跟随观测，不仅提高了效率，也提升了清洁程度，大大减少了相对于请他方式对水下生物的伤害，也实现了一个装置多个用途的功能，在海洋养殖市场中本发明产品可以实现对于海底网箱的清理，具有节约人工成本的优点，相较于高压水流冲洗不仅可进行更彻底的清洗，也可以进行水产品情况的实时观测。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为舱体的结构图；
图3为螺旋桨布置示意图；
图4为电动滚刷装置及超声清洁装置的布置图；
图5为电动滚刷清洁装置的示意图；
图6为清洁控制过程图。
具体实施方式
参见图1-图6所示，一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人，包含舱体1、螺旋桨3、底盘13、超声清洁装置15、电动滚刷清洁装置16和控制模块；
控制模块布置在舱体1上的控制舱2内，螺旋桨3分为水平推进螺旋桨3-1和垂直推进螺旋桨3-2，并安装在舱体1上，吊臂5可转动地设置在舱体1上，并由安装于舱体1上的防水舵机B21驱动偏转，吊臂5上设置有可驱动底盘13旋转的防水舵机A；底盘13上均布有可偏摆和滚刷自传的电动滚刷清洁装置16，底盘13的底部安装有超声清洁装置15和高清水下摄像机；控制模块分别与电动滚刷清洁装置16、防水舵机A、防水舵机B21、螺旋桨3和高清运动摄像机通信，用于控制电动滚刷清洁装置16多方位清洁、机器人在空间的矢量推进和清洁目标跟随观测。
所述水平方向推进螺旋桨3-1呈四角对峙分布，与垂直推进螺旋桨3-2相配合可完成空间任意方向的矢量推进。控制模块可采用微小型stm32单片机驱动舵机实现圆盘的间歇性转动，电池给控制模块充电。本实施方式提高清洁程度的同时，也大大提高了效率，减小了对海洋生物的伤害。
所述底盘13上设置有三条进水通道，如此设置，有利于减小水阻。
如图2和图3所示，舱体1包含顶板1-1、中板1-2、底板1-3、侧板一1-4和侧板二1-5；顶板1-1、中板1-2和底板1-3由上至下布置并分别与两侧的侧板一1-4和侧板二1-5相连，中板1-2上固定有四个水平推进螺旋桨3-1，两个为一组，其中一组水平推进螺旋桨3-1和另一组水平推进螺旋桨3-1轴向垂直布置，顶板1-1上固定有垂直推进螺旋桨3-2。四个水平推进螺旋桨3-1呈对峙分布，可实现在水平方向矢量推进。
如图4和图5所示，每个电动滚刷清洁装置16由安装在底盘13上的驱动机构驱动，以实现相对底盘13偏摆，每个所述驱动机构包含防水舵机C22-1和连杆22-2；电动滚刷清洁装置16固装在连杆22-2上，连杆22-2可转动地设置在底盘13上，连杆22-2的一端与防水舵机C22-1的输出端连接，防水舵机C22-1设置在底盘13上。
如此设置，可实现电动滚刷清洁装置16偏摆运动，扩大了清洁范围，可实现1800旋转(水平基准下的上下900偏转)可进行底部和正面清洁。
进一步地，每个电动滚刷清洁装置16包含滚刷轮16-1、轮架16-2和防水舵机D16-3，滚刷轮16-1可转动地设置在轮架16-2上，轮架16-2设置在底盘13上并由防水舵机C22-1驱动，滚刷轮16-1由布置在轮架16-2上的防水舵机D16-3驱动自转。滚刷轮16-1的偏摆可实现更好的贴合网箱以及水下管道的外形的清洗。所述轮架16-2为U型体，滚刷轮16-1可转动地设在U型体内，连杆22-2与U型体的外侧固接。在防水舵机C22-1的驱动下，带动连杆6-2驱动U型体摆动位置，可实现滚刷轮更好的贴合网箱以及水下管道的外形清洗。利用滚刷在底盘上可实现偏转和自传，使得清洁装置具有至少四个自由度，超声波使得网箱以及水下管道的附着物变得松散，在利用滚刷清洗，可以适应多种水下情况
所述滚刷轮16-1上的滚刷为钢制刷或者硬质毛刷或者轻质毛刷，或者三者的任意组合。通常，滚刷轮16-1沿底盘13的周向设置3个，呈1200分布在底盘13上，可以是第一个滚刷轮16-1上的刷为钢制刷，第二个滚刷轮16-1上的刷为硬质毛刷，第三个滚刷轮16-1上的刷为轻质毛刷。利用三组不同质地的滚刷进行周期性的清洁。滚刷轮上可排布多条刷。采样超声波使得网箱以及水下管道的附着物变得松散，再利用不能质地的滚刷进行周期性的清洁，不仅提高了效率，也提升了清洁程度，大大减少了相对于请他方式对水下生物的伤害。滚刷轮16-1上可排布多条刷。
所述防水舵机D16-3和防水舵机C22-1固定在底盘13上的防水槽内。所述吊臂5与舱体1底部的固定座同心连接。使得连接方便可靠。
如图6为本发明网箱清洁控制过程流程图，通过垂直方向推进的螺旋桨以及水平方向推进的螺旋桨相配合完成在空间任意方向的适量推进；清洁方面主要采用超声波使得网箱以及水下管道的附着物变得松散，再利用不同质地滚刷的电动滚刷清洁装置进行周期性的清洁，控制模块分别与电动滚刷清洁装置、防水舵机、螺旋桨和高清水下摄像机通信，用于控制电动滚刷清洁装置多方位清洁、机器人在空间的矢量推进和清洁目标跟随观测。
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。
Claims (9)
1.一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人，其特征在于：包含舱体(1)、螺旋桨(3)、底盘(13)、超声清洁装置(15)、电动滚刷清洁装置(16)和控制模块；
控制模块布置在舱体(1)上的控制舱(2)内，螺旋桨(3)分为水平推进螺旋桨(3-1)和垂直推进螺旋桨(3-2)，并安装在舱体(1)上，吊臂(5)可转动地设置在舱体(1)上，并由安装于舱体(1)上的防水舵机B(21)驱动偏转，吊臂(5)上设置有可驱动底盘(13)旋转的防水舵机A；
底盘(13)上均布有可偏摆和滚刷自传的电动滚刷清洁装置(16)，底盘(13)的底部安装有超声清洁装置(15)和高清运动摄像机；控制模块分别与电动滚刷清洁装置(16)、防水舵机A、防水舵机B(21)、螺旋桨(3)和高清水下摄像机通信，用于控制电动滚刷清洁装置(16)多方位清洁、机器人在空间的矢量推进和清洁目标跟随观测。
2.根据权利要求1所述一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人，其特征在于：舱体(1)包含顶板(1-1)、中板(1-2)、底板(1-3)、侧板一(1-4)和侧板二(1-5)；顶板(1-1)、中板(1-2)和底板(1-3)由上至下布置并分别与两侧的侧板一(1-4)和侧板二(1-5)相连，中板(1-2)上固定有四个水平推进螺旋桨(3-1)，两个为一组，其中一组水平推进螺旋桨(3-1)和另一组水平推进螺旋桨(3-1)轴向垂直布置，顶板(1-1)上固定有垂直推进螺旋桨(3-2)。
3.根据权利要求1所述一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人，其特征在于：每个电动滚刷清洁装置(16)由安装在底盘(13)上的驱动机构驱动，以实现相对底盘(13)偏摆，每个所述驱动机构包含防水舵机C(22-1)和连杆(22-2)；电动滚刷清洁装置(16)固装在连杆(22-2)上，连杆(22-2)可转动地设置在底盘(13)上，连杆(22-2)的一端与防水舵机C(22-1)的输出端连接，防水舵机C(22-1)设置在底盘(13)上。
4.根据权利要求3所述一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人，其特征在于：每个电动滚刷清洁装置(16)包含滚刷轮(16-1)、轮架(16-2)和防水舵机D(16-3)，滚刷轮(16-1)可转动地设置在轮架(16-2)上，轮架(16-2)设置在底盘(13)上并由防水舵机C(22-1)驱动，滚刷轮(16-1)由布置在轮架(16-2)上的防水舵机D(16-3)驱动自转。
5.根据权利要求4所述一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人，其特征在于：所述轮架(16-2)为U型体，滚刷轮(16-1)可转动地设在U型体内，连杆(22-2)与U型体的外侧固接。
6.根据权利要求4或5所述一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人，其特征在于：所述滚刷轮(16-1)上的滚刷为钢制刷或者硬质毛刷或者轻质毛刷，或者三者的任意组合。
7.根据权利要求4或5所述一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人，其特征在于：所述防水舵机D(16-3)和防水舵机C(22-1)固定在底盘(13)上的防水槽内。
8.根据权利要求1所述一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人，其特征在于：所述吊臂(5)与舱体(1)底部的固定座同心连接。
9.根据权利要求1或8所述一种多清洁盘式海洋网箱清洁机器人，其特征在于：所述底盘(13)上设置有三条进水槽。
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