CN207328780U - 用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，由于设置多个相互铰接的铰接座，且每一关节的两端铰接座形成的运动中心线位于两垂直方向上，这样在驱动机构的驱动下就可实现机械臂的柔性弯曲，以适应水下清洗作业的不同角度和方向，而在驱动机构的俯仰驱动机构或侧摆驱动机构的单独模式下，相当于两个相邻关节依次形成一个整体关节，进行俯仰或侧摆运动，而当俯仰驱动机构或侧摆驱动机构共同工作模式下，通过成垂直方向设置的铰接座，可实现空间运动，从而提高灵活性；本实用新型通过将柔性结构件与刚性结构件的组合实现了刚柔耦合，具有柔性机械臂的高灵活性和刚性机械臂的高承载能力，可以实现对水下螺旋桨复杂空间的自动化清洗。

Description

用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂

技术领域

本实用新型涉及水下清洗领域，特别涉及一种用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂。

背景技术

针对目前日益增长的轮船货运量，相应的船体清洗工作却自动化程度不高。目前，较多的轮船螺旋桨清洗还是依赖于人工清洗或者大型机械清洗。人工清洗是由潜水员携带清洗器具潜入水中进行清洗，作业难度大，而且清洗效果不能得到有效保证，效率较低，有些情况下还可能伴随着安全事故的发生。而大型器械清洗是将轮船开进船坞中进行清洗，而大型器械清洗面临着船坞数量有限，大型船坞日益增长的问题。

因此，需要对现有的轮船螺旋桨的清洗方式进行改进，使其不用人员潜入水中即可满足水下清洗，也就不需要将轮船开进船坞进行清洗，降低工作难度，并保证清洗效果，大大降低清洗成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，其不用人员潜入水中即可满足水下清洗，也就不需要将轮船开进船坞进行清洗，降低工作难度，并保证清洗效果，大大降低清洗成本。

本实用新型的用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，包括臂机构、贯穿臂机构设置并用于水射流的柔性内胆和驱动臂机构弯曲运动的驱动机构；

臂机构包括至少两个依次设置的关节，每一关节的轴向两端分别设置有与相邻部件对应形成铰接转动配合的铰接座，且每一关节两端的铰接座与相邻部件对应铰接后所形成的运动中心线相对成垂直；

驱动机构包括用于驱动臂机构做俯仰运动的俯仰驱动机构和用于驱动臂机构做侧摆运动的侧摆驱动机构。

进一步，俯仰驱动机构包括俯仰驱动装置、俯仰驱动轮和俯仰驱动索，俯仰驱动索与每一关节的上下方向其中一侧依次连接并缠绕过俯仰驱动轮与每一关节的上下方向其中另一侧依次连接形成驱动，俯仰驱动轮与俯仰驱动装置传动连接。

进一步，侧摆驱动机构包括侧摆驱动装置、侧摆驱动轮和侧摆驱动索，侧摆驱动索与每一关节的左右方向其中一侧依次连接并缠绕过侧摆驱动轮与每一关节的左右方向其中另一侧依次连接形成驱动，侧摆驱动轮与侧摆驱动装置传动连接。

进一步，臂机构的两端分别设置有与对应端关节铰接的底部基座和顶部基座，俯仰驱动索和侧摆驱动索均穿过底部基座设置，并末端均与顶部基座形成连接。

进一步，机械臂还包括固定支架，侧摆驱动装置和俯仰驱动装置均安装在固定支架上，底部基座固定设置在固定支架上。

进一步，柔性内胆包括内胆本体和设置在内胆本体出流体端并伸出臂机构的射流喷头，内胆本体的外侧与每一关节的内部紧贴配合。

进一步，每一铰接座均由关节的端部沿轴向延伸并成径向对称设置的两铰接臂形成，位于关节一端的两铰接臂的孔中心连线形成运动中心线；同一关节上一端两铰接臂的铰接孔中心连线与另一端两铰接臂的铰接孔中心连线相对成垂直设置。

本实用新型的有益效果：本实用新型的用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，由于设置多个相互铰接的铰接座，且每一关节的两端铰接座形成的运动中心线位于两垂直方向上，这样在驱动机构的驱动下就可实现机械臂的柔性弯曲，以适应水下清洗作业的不同角度和方向，而在驱动机构的俯仰驱动机构或侧摆驱动机构的单独模式下，相当于两个相邻关节依次形成一个整体关节，进行俯仰或侧摆运动，而当俯仰驱动机构或侧摆驱动机构共同工作模式下，通过成垂直方向设置的铰接座，可实现空间运动，从而提高灵活性；本实用新型通过将柔性结构件与刚性结构件的组合实现了刚柔耦合，具有柔性机械臂的高灵活性和刚性机械臂的高承载能力，可以实现对水下螺旋桨复杂空间的自动化清洗。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型整体立体结构示意图；

图2为本实用新型整体平面结构示意图；

图3为本实用新型中驱动索布置结构示意图；

图4为本实用新型中臂机构立体结构示意图；

图5为本实用新型中臂机构俯视结构示意图；

图6为图5纵向剖面结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型整体立体结构示意图；图2为本实用新型整体平面结构示意图；图3为本实用新型中驱动索布置结构示意图；图4为本实用新型中臂机构立体结构示意图；图5为本实用新型中臂机构俯视结构示意图；图6为图5纵向剖面结构示意图，如图所示：本实施例的用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，包括臂机构、贯穿臂机构设置并用于水射流的柔性内胆和驱动臂机构弯曲运动的驱动机构；柔性内胆设置在臂机构内部用于形成射流水以对螺旋桨进行清洗，柔性内胆可随臂机构的弯曲运动而运动，从而变化角度和方向对螺旋桨清洗；

臂机构包括至少两个依次设置的关节，每一关节的轴向两端分别设置有与相邻部件对应形成铰接转动配合的铰接座，且每一关节两端的铰接座与相邻部件对应铰接后所形成的运动中心线相对成垂直；其中，关节至少设置两个，可为两个、三个、四个或更多，如图所示，本实施例中，关节设置五个，以排列位数进行划分，关节包括奇数位关节(为第一关节1、第三关节3和第五关节5)和偶数位关节(第二关节2和第四关节4)，每一关节均为环形结构，每一关节的两端分别设置一个铰接座，同一关节上的铰接座所形成的转动中心线相对成垂直设置(即位于垂直方向上，非相交)，奇数位关节的结构相同，即奇数位关节的两端的铰接座的布置位置和方向相同，偶数位关节的结构相同，偶数位关节两端的铰接座与奇数位关节两端的铰接座的位置成相反设置，反过来说，即偶数位关节与奇数位关节相邻的端部上设置的铰接座相对应设置；如图所示，铰接座在图中为铰接座6和铰接座6a，关节的具体数量可根据需要进行设置，当关节数量足够多时，臂机构整体可完成360°角度的弯曲调整；

驱动机构包括用于驱动臂机构做俯仰运动的俯仰驱动机构和用于驱动臂机构做侧摆运动的侧摆驱动机构；如图所示，当俯仰驱动机构单独工作时，第一关节1和第二关节2结合为一个组合关节，第一关节1和第二关节2不可相对转动，第三关节3可相对第二关节2转动，以此类推；而当侧摆驱动机构单独工作时，第二关节2和第三关节3形成为一个组合关节，第二关节2可相对第一关节1产生侧摆运动，同样以此类推，剩余关节同理工作；而当俯仰驱动机构和侧摆驱动机构同时工作时，则每一个关节均可形成单独的运动，进而进行空间运动。

本实施例中，俯仰驱动机构包括俯仰驱动装置7、俯仰驱动轮8和俯仰驱动索9，俯仰驱动索9与每一关节的上下方向其中一侧依次连接并缠绕过俯仰驱动轮8与每一关节的上下方向其中另一侧依次连接形成驱动，俯仰驱动轮8与俯仰驱动装置7传动连接；俯仰驱动索9为钢丝绳，俯仰驱动轮8为槽轮，俯仰驱动索9缠绕在槽轮圆周设置的槽内，俯仰驱动索9由俯仰驱动装置7驱动转动，俯仰驱动装置7为驱动电机。

本实施例中，侧摆驱动机构包括侧摆驱动装置10、侧摆驱动轮11和侧摆驱动索12，侧摆驱动索12与每一关节的左右方向其中一侧依次连接并缠绕过侧摆驱动轮11与每一关节的左右方向其中另一侧依次连接形成驱动，侧摆驱动轮11与侧摆驱动装置10传动连接；侧摆驱动索12为钢丝绳，侧摆驱动轮11为槽轮，侧摆驱动索12缠绕在槽轮圆周设置的槽内，侧摆驱动索12由侧摆驱动装置10驱动转动，侧摆驱动装置10为驱动电机；如图所示，每一关节上在相互垂直的两个径向上分别设置有用于侧摆驱动索穿过的侧摆索耳19和俯仰驱动索穿过的俯仰索耳18。

本实施例中，臂机构的两端分别设置有与对应端关节铰接的底部基座14和顶部基座15，俯仰驱动索9和侧摆驱动索12均穿过底部基座14设置，并末端均与顶部基座15形成连接；如图所示，第一关节1与底部基座14铰接，且第一关节1与底部基座14铰接的铰接座和第一关节1与第二关节2间铰接的铰接座位于垂直方向上，这样第一关节1可相对底部基座14做运动，增加了灵活性，第五关节5与顶部基座15的铰接同理。

本实施例中，机械臂还包括固定支架13，侧摆驱动装置10和俯仰驱动装置7均安装在固定支架13上，底部基座14固定设置在固定支架上。

本实施例中，柔性内胆包括内胆本体16和设置在内胆本体出流体端并伸出臂机构的射流喷头17，内胆本体的外侧与每一关节的内部紧贴配合；通过紧贴配合可有效地保证柔性内胆随臂机构运动，射流喷头的内部沿流体方向为内径逐渐变小的锥形孔结构。

本实施例中，每一铰接座均由关节的端部沿轴向延伸并成径向对称设置的两铰接臂形成，位于关节一端的两铰接臂的孔中心连线形成运动中心线；同一关节上一端两铰接臂的铰接孔中心连线与另一端两铰接臂的铰接孔中心连线相对成垂直设置；相邻关节间铰接臂的铰接通过轴和轴承实现。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，其特征在于：包括臂机构、贯穿臂机构设置并用于水射流的柔性内胆和驱动臂机构弯曲运动的驱动机构；

所述臂机构包括至少两个依次设置的关节，每一关节的轴向两端分别设置有与相邻部件对应形成铰接转动配合的铰接座，且每一关节两端的铰接座与相邻部件对应铰接后所形成的运动中心线相对成垂直；

所述驱动机构包括用于驱动臂机构做俯仰运动的俯仰驱动机构和用于驱动臂机构做侧摆运动的侧摆驱动机构。

2.根据权利要求1所述的用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，其特征在于：所述俯仰驱动机构包括俯仰驱动装置、俯仰驱动轮和俯仰驱动索，所述俯仰驱动索与每一关节的上下方向其中一侧依次连接并缠绕过俯仰驱动轮与每一关节的上下方向其中另一侧依次连接形成驱动，所述俯仰驱动轮与俯仰驱动装置传动连接。

3.根据权利要求2所述的用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，其特征在于：所述侧摆驱动机构包括侧摆驱动装置、侧摆驱动轮和侧摆驱动索，所述侧摆驱动索与每一关节的左右方向其中一侧依次连接并缠绕过侧摆驱动轮与每一关节的左右方向其中另一侧依次连接形成驱动，所述侧摆驱动轮与所述侧摆驱动装置传动连接。

4.根据权利要求3所述的用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，其特征在于：所述臂机构的两端分别设置有与对应端关节铰接的底部基座和顶部基座，所述俯仰驱动索和侧摆驱动索均穿过底部基座设置，并末端均与所述顶部基座形成连接。

5.根据权利要求4所述的用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，其特征在于：所述机械臂还包括固定支架，所述侧摆驱动装置和所述俯仰驱动装置均安装在固定支架上，所述底部基座固定设置在所述固定支架上。

6.根据权利要求5所述的用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，其特征在于：所述柔性内胆包括内胆本体和设置在内胆本体出流体端并伸出臂机构的射流喷头，所述内胆本体的外侧与每一关节的内部紧贴配合。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的用于船体螺旋桨水下清洗的机械臂，其特征在于：每一铰接座均由关节的端部沿轴向延伸并成径向对称设置的两铰接臂形成，位于关节一端的两铰接臂的孔中心连线形成所述运动中心线，

同一关节上一端两铰接臂的铰接孔中心连线与另一端两铰接臂的铰接孔中心连线相对成垂直设置。