CN114715348A - 一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，包括前后设置的前支架与后支架，所述前支架与后支架的上端分别固定连接有前顶板与后顶板，所述后顶板靠近前顶板的一侧铰接有第一伸缩气缸，所述第一伸缩气缸的伸缩端与前顶板铰接，所述前支架与后支架共同密封固定连接与弹性伸缩囊，所述前支架与后支架的下端均固定连接有两个下接板。本发明通过永磁轮、第一电机、弹性伸缩囊、第一伸缩气缸、第二伸缩气缸、前电磁板、后电磁板的相互配合，使第一伸缩气缸提供第一前进力，第一电机驱动永磁轮提供第二前进动力，两个第二伸缩气缸交替伸缩，前电磁板与后电磁板交替通断电，以与舱壁产生较大的磁吸力，确保能够负载实现清扫的结构。

Description

一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机。

背景技术

当货舱清洁状况对船舶航次拟装货物品质有影响，就需要在船舶装货前或卸货后对货舱进行清扫作业，由于货舱具有一定高度，人为清扫需借助登高梯，且清扫较为浪费人力时间，现有技术采用爬壁机器人进行清扫，其利用永磁体与舱壁之间的磁吸力来相对维持机器人与舱壁之间的间距，而永磁体与舱壁的磁吸力是一定的，负重不能超过一定范围内，因此不能在机器人装载功能较为完全的清扫结构，具有使用上的缺陷。

为此，我们提出一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机来解决上述问题。

发明内容

本发明意在提供一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机以解决背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，包括前后设置的前支架与后支架，所述前支架与后支架的上端分别固定连接有前顶板与后顶板，所述后顶板靠近前顶板的一侧铰接有第一伸缩气缸，所述第一伸缩气缸的伸缩端与前顶板铰接，所述前支架与后支架共同密封固定连接与弹性伸缩囊，所述前支架与后支架的下端均固定连接有两个下接板，各所述下接板的外侧转动安装有永磁轮，所述前支架与后支架的下端均固定安装有第二伸缩气缸，两个所述第二伸缩气缸的伸缩端分别滚动连接有前电磁板与后电磁板。

优选地，各所述下接板的内侧均固定安装有用于驱动永磁轮的第一电机。

优选地，所述第二伸缩气缸的伸缩端均设有球形头，所述前电磁板与后电磁板的上端均开设有与球形槽，且球形头与球形槽滚动连接，所述球形槽的开口处内径小于球形头的直径。

优选地，所述后电磁板的下端开设有凹槽，所述凹槽处固定设置有吸盘，所述吸盘连通有连接管，所述连接管远离吸盘的一端贯穿后电磁板、后支架并与弹性伸缩囊连通。

优选地，所述吸盘的下端高于后电磁板的下端面。

优选地，所述前支架内自上至下依次开设有收集腔、转动槽、吸气腔，所述前支架在转动槽的上方、收集腔的的后方嵌设有第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有转动轴，所述转动轴的下端贯穿转动槽、吸气腔并向下延伸，且转动轴和转动槽与吸气腔之间夹层转动连接，所述吸气槽的内壁上端均匀开设有多个与吸气腔连通的连通槽，所述转动轴的下端开设有吸气槽，所述吸气槽内在竖直方向上气密滑动连接有伸缩管，所述转动轴的外壁对称固定安装有第三伸缩气缸，所述第三伸缩气缸的伸缩端固定连接有固定板，且固定板与伸缩管水平固定连接，所述伸缩管的下端连通有旋转箱，所述旋转箱的下端呈矩阵分布有多个刷毛，所述旋转箱的下端开设有呈矩阵分布的吸尘孔，且多个刷毛与多个吸尘孔交错分布，所述转动轴在转动槽内连接有泵气组件，所述吸气腔的内顶端靠前处开设有与转动槽连通的第一单向孔，所述转动槽的内顶壁靠前处开设有与收集腔连通的第二单向孔，所述第二单向孔连接有滤尘袋，且滤尘袋位于收集腔内。

优选地，所述泵气组件包括与转动槽气密滑动连接的活塞板，所述转动轴上固定套设有凸轮，且凸轮与活塞板滚动接触，所述活塞板远离凸轮的一侧且与转动槽内壁共同固定连接有弹簧。

优选地，所述收集腔内盛装有清洗液。

优选地，所述前支架的下端转动连接有吊杆，所述吊杆上在对称位置同轴固定连接有半锥齿轮，所述前支架的下端固定安装有第三电机，所述第三电机的输出端同轴固定连接有全锥齿轮，且全锥齿轮始终啮合其中一个半锥齿轮，所述吊杆的下端固定连接有高压喷头，所述高压喷头的一端连接有输水管。

优选地，所述前支架开设有用于更换滤尘袋的开关窗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过永磁轮、第一电机、弹性伸缩囊、第一伸缩气缸、第二伸缩气缸、前电磁板、后电磁板的相互配合，使第一伸缩气缸提供第一前进力，第一电机驱动永磁轮提供第二前进动力，两个第二伸缩气缸交替伸缩，前电磁板与后电磁板交替通断电，以与舱壁产生较大的磁吸力，确保能够负载实现清扫的结构。

2、本发明通过第三伸缩气缸、伸缩管、吸气槽、吸气腔、连通槽、转动轴、转动槽、泵气组件、收集腔、滤尘袋的相互配合，第二电机驱动转动轴转动，并带动伸缩管、旋转箱、刷毛旋转，刷毛将舱壁上粘附的灰尘刷除，另外转动轴使泵气组件工作，依次通过吸尘孔、旋转箱、伸缩管、吸气槽、连通槽、吸气腔、第一单向孔吸入转动槽的左侧，后通过第二单向孔压入滤尘袋内，无尘空气通过收集腔流入大气，实现了舱壁的无水清扫。

3、本发明不断将收集腔内的清洗液不断吸出，最终通过吸尘孔喷出，对舱壁顽固处进行喷水清扫。

4、本发明由外界通过输水管进行高压输水，在此过程中，第三电机驱动全锥齿轮，而由于两个半锥齿轮对称设置，且轮齿部分侧视无重合部分，全锥齿轮在分别啮合两个半锥齿轮的过程中，吊杆与高压喷头在一定角度范围内往复摆动，从而扩大高压喷水范围，提高清扫效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机实施例1正视的结构示意图；

图2为本发明提出的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机实施例1正视的结构剖面图；

图3为图2中局部放大的结构示意图；

图4为本发明提出的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机实施例1侧视的结构示意图。

图5为本发明提出的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机实施例2局部正视的结构示意图；

图6为本发明提出的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机实施例3局部正视的结构示意图。

图中：1前支架、2后支架、3下接板、4永磁轮、5第一电机、6弹性伸缩囊、7前顶板、8后顶板、9第一伸缩气缸、10第二伸缩气缸、11球形头、12前电磁板、13后电磁板、14吸盘、15连接管、16收集腔、17滤尘袋、18第二电机、19转动轴、20转动槽、21吸气腔、22弹簧、23活塞板、24凸轮、25吸气槽、26连通槽、27伸缩管、28固定板、29第三伸缩气缸、30旋转箱、31刷毛、32吸尘孔、33清洗液、34高压喷头、35吊杆、36半锥齿轮、37全锥齿轮、38第三电机、39输水管。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，包括前后设置的前支架1与后支架2，前支架1与后支架2的上端分别固定连接有前顶板7与后顶板8，后顶板8靠近前顶板7的一侧铰接有第一伸缩气缸9，第一伸缩气缸9的伸缩端与前顶板7铰接，前支架1与后支架2共同密封固定连接与弹性伸缩囊6，前支架1与后支架2的下端均固定连接有两个下接板3，各下接板3的外侧转动安装有永磁轮4，永磁轮4的最外圈采用磁性材料做成，前支架1与后支架2的下端均固定安装有第二伸缩气缸10，两个第二伸缩气缸10的伸缩端分别滚动连接有前电磁板12与后电磁板13。

本发明如何实现爬壁功能的工作原理如下：

以图1为初始状态，当需要前进时，与后支架2连接的第二伸缩气缸10为伸出状态、与前支架1连接的第二伸缩气缸10为缩回状态，后电磁板13与舱壁接触、前电磁板12不与舱壁接触，后电磁板13处于通电状态、前电磁板12处于断电状态，在永磁轮4与舱壁产生磁吸力之外，后电磁板13也与舱壁产生磁吸力，使整体能够吸附在舱壁上；

然后第一伸缩气缸9推出前顶板7并带动前支架1下端的永磁轮4向前滚动行驶，弹性伸缩囊6逐渐伸展，需要说明的是，弹性伸缩囊6具有较高的韧性与弹力，可在弯曲至一定程度后复位；

而后与前支架1连接的第二伸缩气缸10推出前电磁板12使之与舱壁接触，前电磁板12通电并对舱壁产生磁吸力，实现整体的前端固定，后电磁板13断电，不再与舱壁产生磁吸力，与后支架2连接的第二伸缩气缸10带动后电磁板13缩回，后电磁板13向上提升，不再与舱壁接触，第一伸缩气缸9缩回，并且在弹性伸缩囊6的弹力复位下使后支架2整体向前运动；

需要说明的是，在遇到货舱棱角处，由于弹性伸缩囊6的设置以及第一伸缩气缸9的缸端与伸缩端分别与前顶板7、后顶板8铰接，使整体具有很高的自由度，能够适用于的棱角处的跨越。

进一步地，各下接板3的内侧均固定安装有用于驱动永磁轮4的第一电机5。永磁轮4与舱壁产生一定大小的磁吸力，增强吸附性，每个永磁轮4均采用单独驱动的方式，相较于后驱、前驱方式，应用很强，能够根据舱壁特征来控制各永磁轮4的驱动速度。

进一步地，第二伸缩气缸10的伸缩端均设有球形头11，前电磁板12与后电磁板13的上端均开设有与球形槽，且球形头11与球形槽滚动连接，球形槽的开口处内径小于球形头11的直径，球形头11不会脱离球形槽。通过球形槽与球形头11的滚动连接，使前电磁板12与后电磁板13均具有较高的自由度，使前电磁板12与后电磁板13能够适应于不同曲面的舱壁。

进一步地，后电磁板13的下端开设有凹槽，凹槽处固定设置有吸盘14，吸盘14连通有连接管15，连接管15远离吸盘14的一端贯穿后电磁板13、后支架2并与弹性伸缩囊6连通。另外设置于弹性伸缩囊6连接的吸盘14，使在与后支架2连接的第二伸缩气缸10处于伸长状态，后电磁板13与舱壁接触，吸盘14也与舱壁处于紧密贴合状态，在弹性伸缩囊6逐渐伸展时，吸盘14通过连接管15逐渐呈现为负压状态，在弹性伸缩囊6由伸展逐渐恢复原长之前，第二伸缩气缸10间接带动吸盘14脱离舱壁。

进一步地，吸盘14的下端高于后电磁板13的下端面。吸盘14与后电磁板13存在高度差，使吸盘14与舱壁能够接触紧密。

进一步地，前支架1内自上至下依次开设有收集腔16、转动槽20、吸气腔21，前支架1在转动槽20的上方、收集腔16的的后方嵌设有第二电机18，第二电机18的输出端固定连接有转动轴19，转动轴19的下端贯穿转动槽20、吸气腔21并向下延伸，且转动轴19和转动槽20与吸气腔21之间夹层转动连接，吸气槽25的内壁上端均匀开设有多个与吸气腔21连通的连通槽26，连通槽26为环形分布，其数目以不影响转动轴19整体结构强度为前提，转动轴19的下端开设有吸气槽25，吸气槽25内在竖直方向上气密滑动连接有伸缩管27，伸缩管27可相对于吸气槽25进行轴向方向上的气密滑动，转动轴19的外壁对称固定安装有第三伸缩气缸29，第三伸缩气缸29的伸缩端固定连接有固定板28，且固定板28与伸缩管27水平固定连接，伸缩管27的下端连通有旋转箱30，旋转箱30的下端呈矩阵分布有多个刷毛31，旋转箱30的下端开设有呈矩阵分布的吸尘孔32，且多个刷毛31与多个吸尘孔32交错分布，转动轴19在转动槽20内连接有泵气组件，吸气腔21的内顶端靠前处开设有与转动槽20连通的第一单向孔，转动槽20的内顶壁靠前处开设有与收集腔16连通的第二单向孔，第一单向孔与第二单向孔使含尘空气的方向为吸气腔21、转动槽20、收集腔16，第二单向孔连接有滤尘袋17，滤尘袋17能够过滤灰尘，且滤尘袋17位于收集腔16内。

本发明实现清扫功能的工作原理如下：

通过第三伸缩气缸29调整伸缩管27相对于吸气槽25的位置，使刷毛31与舱壁始终保持接触，第二电机18驱动转动轴19转动，并带动伸缩管27、旋转箱30、刷毛31旋转，刷毛31将舱壁上粘附的灰尘刷除，另外转动轴19使泵气组件工作，依次通过吸尘孔32、旋转箱30、伸缩管27、吸气槽25、连通槽26、吸气腔21、第一单向孔吸入转动槽20的左侧，后通过第二单向孔压入滤尘袋17内，无尘空气通过收集腔16流入大气，实现了舱壁的无水清扫。

具体的，泵气组件包括与转动槽20气密滑动连接的活塞板23，转动轴19上固定套设有凸轮24，且凸轮24与活塞板23滚动接触，活塞板23远离凸轮24的一侧且与转动槽20内壁共同固定连接有弹簧22。在转动轴19转动过程中，凸轮24随转动轴19的转动而转动，活塞板23在弹簧22弹力下始终与凸轮24保持接触，进而使活塞板23左侧空间的容积周期性地发生变化，进而将含尘空气吸入泵出，还可采用其他类型的机械结构特征，以实现活塞板23水平往复运动为基础。

进一步地，前支架1开设有用于更换滤尘袋17的开关窗。可通过开关窗对滤尘袋17进行更换。

实施例2

参照图5，收集腔16内盛装有清洗液33。在此需要说明的是，收集腔16非密封空间，可在收集腔16内设置加液口，并在加液口设置旋塞以进行加液，并设置单向孔，使外界空气能因收集腔16压强发生变化时自动进入收集腔16，避免在发生抽吸时产生阻力。

与实施例1整体吸尘思路不同的是，在本实施例中，第一单向孔与第二单向孔设置流体流动方向相反，因此流体(实施例1中的含尘空气/本实施例中的清洗液)流向相反，进而不断将收集腔16内的清洗液33不断吸出，最终通过吸尘孔32喷出，对舱壁顽固处进行喷水清扫。

实施例3

参照图6，前支架1的下端转动连接有吊杆35，吊杆35上在对称位置同轴固定连接有半锥齿轮36，前支架1的下端固定安装有第三电机38，第三电机38的输出端同轴固定连接有全锥齿轮37，且全锥齿轮37始终啮合其中一个半锥齿轮36，即两个半锥齿轮36的轮齿部分在侧视观察时无重合部分，吊杆35的下端固定连接有高压喷头34，高压喷头34的一端连接有输水管39。

本实施例替代实施例1中的无水吸尘与实施例2的喷水清扫，转而改变技术思路，将高压喷头34设置在前支架1的下端，由外界通过输水管39进行高压输水，在此过程中，第三电机38驱动全锥齿轮37，而由于两个半锥齿轮36对称设置，且轮齿部分侧视无重合部分，全锥齿轮37在分别啮合两个半锥齿轮36的过程中，吊杆35与高压喷头34在一定角度范围内往复摆动，从而扩大高压喷水范围，提高清扫效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，其特征在于：包括前后设置的前支架(1)与后支架(2)，所述前支架(1)与后支架(2)的上端分别固定连接有前顶板(7)与后顶板(8)，所述后顶板(8)靠近前顶板(7)的一侧铰接有第一伸缩气缸(9)，所述第一伸缩气缸(9)的伸缩端与前顶板(7)铰接，所述前支架(1)与后支架(2)共同密封固定连接与弹性伸缩囊(6)，所述前支架(1)与后支架(2)的下端均固定连接有两个下接板(3)，各所述下接板(3)的外侧转动安装有永磁轮(4)，所述前支架(1)与后支架(2)的下端均固定安装有第二伸缩气缸(10)，两个所述第二伸缩气缸(10)的伸缩端分别滚动连接有前电磁板(12)与后电磁板(13)。

2.根据权利要求1所述的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，其特征在于：各所述下接板(3)的内侧均固定安装有用于驱动永磁轮(4)的第一电机(5)。

3.根据权利要求1所述的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，其特征在于：所述第二伸缩气缸(10)的伸缩端均设有球形头(11)，所述前电磁板(12)与后电磁板(13)的上端均开设有与球形槽，且球形头(11)与球形槽滚动连接，所述球形槽的开口处内径小于球形头(11)的直径。

4.根据权利要求1所述的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，其特征在于：所述后电磁板(13)的下端开设有凹槽，所述凹槽处固定设置有吸盘(14)，所述吸盘(14)连通有连接管(15)，所述连接管(15)远离吸盘(14)的一端贯穿后电磁板(13)、后支架(2)并与弹性伸缩囊(6)连通。

5.根据权利要求4所述的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，其特征在于：所述吸盘(14)的下端高于后电磁板(13)的下端面。

6.根据权利要求1所述的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，其特征在于：所述前支架(1)内自上至下依次开设有收集腔(16)、转动槽(20)、吸气腔(21)，所述前支架(1)在转动槽(20)的上方、收集腔(16)的的后方嵌设有第二电机(18)，所述第二电机(18)的输出端固定连接有转动轴(19)，所述转动轴(19)的下端贯穿转动槽(20)、吸气腔(21)并向下延伸，且转动轴(19)和转动槽(20)与吸气腔(21)之间夹层转动连接，所述吸气槽(25)的内壁上端均匀开设有多个与吸气腔(21)连通的连通槽(26)，所述转动轴(19)的下端开设有吸气槽(25)，所述吸气槽(25)内在竖直方向上气密滑动连接有伸缩管(27)，所述转动轴(19)的外壁对称固定安装有第三伸缩气缸(29)，所述第三伸缩气缸(29)的伸缩端固定连接有固定板(28)，且固定板(28)与伸缩管(27)水平固定连接，所述伸缩管(27)的下端连通有旋转箱(30)，所述旋转箱(30)的下端呈矩阵分布有多个刷毛(31)，所述旋转箱(30)的下端开设有呈矩阵分布的吸尘孔(32)，且多个刷毛(31)与多个吸尘孔(32)交错分布，所述转动轴(19)在转动槽(20)内连接有泵气组件，所述吸气腔(21)的内顶端靠前处开设有与转动槽(20)连通的第一单向孔，所述转动槽(20)的内顶壁靠前处开设有与收集腔(16)连通的第二单向孔，所述第二单向孔连接有滤尘袋(17)，且滤尘袋(17)位于收集腔(16)内。

7.根据权利要求6所述的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，其特征在于：所述泵气组件包括与转动槽(20)气密滑动连接的活塞板(23)，所述转动轴(19)上固定套设有凸轮(24)，且凸轮(24)与活塞板(23)滚动接触，所述活塞板(23)远离凸轮(24)的一侧且与转动槽(20)内壁共同固定连接有弹簧(22)。

8.根据权利要求6所述的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，其特征在于：所述前支架(1)开设有用于更换滤尘袋(17)的开关窗。

9.根据权利要求6所述的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，其特征在于：所述收集腔(16)内盛装有清洗液(33)。

10.根据权利要求1所述的一种带爬壁功能的船舶智能扫舱机，其特征在于：所述前支架(1)的下端转动连接有吊杆(35)，所述吊杆(35)上在对称位置同轴固定连接有半锥齿轮(36)，所述前支架(1)的下端固定安装有第三电机(38)，所述第三电机(38)的输出端同轴固定连接有全锥齿轮(37)，且全锥齿轮(37)始终啮合其中一个半锥齿轮(36)，所述吊杆(35)的下端固定连接有高压喷头(34)，所述高压喷头(34)的一端连接有输水管(39)。

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