CN208085969U - 水下清污装置 - Google Patents

Abstract

一种水下清污装置，包含：水上操作装置，其用于控制水下清污装置的工作；水下机器人装置，其用于根据控制进行水下清污工作；脐带装置，其分别连接水上操作装置和水下机器人装置，用于将水上机器人装置的控制指令传递给水下机器人装置，并将水下机器人装置的操作数据反馈给水上操作装置。本实用新型克服了传统坞内清刷和水下人工清刷的速度慢、费用高、易污染、劳动强度大和风险高等问题，实现了高效安全的水下清污作业，操作简单，劳动强度低，使用寿命长。

Description

水下清污装置

技术领域

本实用新型涉及一种水下清污装置。

背景技术

随着中国经济的发展，海运越来越繁忙，船舶在长时间航行和停泊的过程中，会在底部附着大批的海生物，海生物的堆积会严重影响船舶的航行速度，并会增加油耗，更会给船舶航行带来安全隐患，船舶清污势在必行。

原有清污方法主要分为坞内清刷和水下人工清刷两类。坞内清刷需要把船停进船坞，再把船坞内的水排干，由人工加机器清刷，弊端在于增加了船舶的停航损失，费用高，易造成环境污染。而水下人工清刷依靠潜水员借助工具完成，需要专业潜水员，具有时间长且劳动强度大、风险高等缺点。

实用新型内容

本实用新型提供一种水下清污装置，实现了高效安全的水下清污作业，操作简单，劳动强度低，使用寿命长。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种水下清污装置，包含：

水上操作装置，其用于控制水下清污装置的工作；

水下机器人装置，其用于根据控制进行水下清污工作；

脐带装置，其分别连接水上操作装置和水下机器人装置，用于将水下机器人装置的控制指令传递给水下机器人装置，并将水下机器人装置的操作数据反馈给水上操作装置。

所述的水上操作装置包含：

操作显示箱，其用于输入操作指令并显示操作过程；

主控箱，其通过电缆连接操作显示箱，并通过脐带装置连接水下机器人装置，用于处理输入的操作指令和水下机器人装置反馈的操作数据。

所述的水下机器人装置包含：

水下机体，其通过脐带装置连接水上操作装置，用于控制整个水下机器人装置的工作；

清污机械手，其通过电缆连接水下机体，用于水下清污；

检测装置，其通过电缆连接水下机体，用于检测水下机体周围的状态；

视觉分析装置，其通过电缆连接水下机体，用于采集水下机体周围的视觉数据；

推进装置，其通过电缆连接水下机体，用于实现水下机器人装置的上浮下潜和转向；

运动装置，其通过电缆连接水下机体，用于实现水下机器人装置的前后左右运动。

所述的运动装置包含：

固定机械手，其通过电缆连接水下机体；

行走装置，其通过电缆连接水下机体。

所述的水下机体包含：

控制模块，其通过脐带装置连接水上操作装置；

水下计算机，其通过电缆连接控制模块；

多个驱动模块，每一个驱动模块通过电缆连接控制模块和水下计算机，清污机械手、检测装置、视觉分析装置、推进装置、固定机械手和行走装置都分别通过电缆连接一个驱动模块；

常压仓，其固定在机架上，用于容纳控制模块、水下计算机和驱动模块；

平衡水柜，其设置在机架上，用于浮力平衡。

所述的清污机械手包含安装在水下机体前端的机械臂和安装在机械臂前端的破碎装置。

所述的检测装置包含安装在水下机体上的多个主动和被动声纳、超声波传感器、温度传感器、水深传感器，以及安装在水下机体内部的漏水检测传感器。

所述的视觉分析装置包含多个安装在水下机体上的水下摄像机。

所述的推进装置包含多个安装在水下机体上的推进器。

所述的固定机械手包含安装在水下机体上的机械臂和安装在机械臂前端的吸盘，所述的行走装置包含安装在水下机体底部的固定支架和安装在固定支架上的导向轮和吸盘。

本实用新型克服了传统坞内清刷和水下人工清刷的速度慢、费用高、易污染、劳动强度大和风险高等问题，实现了高效安全的水下清污作业，操作简单，劳动强度低，使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种水下清污装置的结构示意图。

具体实施方式

以下根据图1具体说明本实用新型的较佳实施例。

如图1所示，本实用新型提供一种水下清污装置，包含：

水上操作装置1，其用于控制水下清污装置的工作；

水下机器人装置，其用于根据控制进行水下清污工作；

脐带装置2，其分别连接水上操作装置1和水下机器人装置，用于将水下机器人装置1的控制指令传递给水下机器人装置，并将水下机器人装置的操作数据反馈给水上操作装置1。

进一步地，所述的水上操作装置1包含：

操作显示箱12，其用于输入操作指令并显示操作过程；

主控箱11，其通过电缆连接操作显示箱12，并通过脐带装置2连接水下机器人装置，用于处理输入的操作指令和水下机器人装置反馈的操作数据。

所述的水下机器人装置包含：

水下机体3，其通过脐带装置2连接水上操作装置1，用于控制整个水下机器人装置的工作；

清污机械手4，其通过电缆连接水下机体3，用于水下清污；

检测装置6，其通过电缆连接水下机体3，用于检测水下机体3周围的状态；

视觉分析装置8，其通过电缆连接水下机体3，用于采集水下机体3周围的视觉数据；

推进装置9，其通过电缆连接水下机体3，用于实现水下机器人装置的上浮下潜和转向；

运动装置，其通过电缆连接水下机体3，用于实现水下机器人装置的前后左右运动。

更进一步地，所述的运动装置包含：

固定机械手5，其通过电缆连接水下机体3；

行走装置7，其通过电缆连接水下机体3。

所述的水下机体3包含：

控制模块32，其通过脐带装置2连接水上操作装置1；

水下计算机31，其通过电缆连接控制模块32；

多个驱动模块33，每一个驱动模块33通过电缆连接控制模块32和水下计算机31，清污机械手4、检测装置6、视觉分析装置8、推进装置9、固定机械手5和行走装置7都分别通过电缆连接一个驱动模块33；

常压仓，其固定在机架上，用于容纳控制模块32、水下计算机31和驱动模块33；

平衡水柜，其设置在机架上，用于浮力平衡。

在本实施例中，主控箱11内安装电控元件和工业计算机等，操作箱12内安装操作手柄和按钮及显示屏等；脐带装置2由电缆自动收放架和零浮力脐带电缆组成，由脐带电缆连接水上操作装置1和水下机体3，脐带电缆缠绕在电缆收放架上；控制模块32的动力输出与各个驱动模块33连接，驱动模块33连接执行机构（清污机械手4、检测装置6、视觉分析装置8、推进装置9、固定机械手5和行走装置7），然后将执行机构的数据反馈给水下计算机31，控制模块32、水下计算机31和驱动模块33密封在常压仓内，平衡水柜和泵阀件（因为用到多喷嘴射流喷杆，所以要用到加压泵和阀件，它们是把海水加压后，由阀件控制流量，再由喷嘴除污）固定在机架上；清污机械手4由机械臂、回转马达、破碎装置等组成，在水下机体3前端安装电动或液动机械臂，机械臂前端安装破碎装置（包含回转钢刷和多喷嘴射流喷杆）（回转马达是动力源）；检测装置6由多种传感器组成，传感器检测到的数据反馈给水下计算机31，传感器包含安装在水下机体3四周的主动和被动声纳、超声波传感器、温度传感器、水深传感器等，以及安装在常压仓内的漏水检测传感器等；视觉分析装置8由两台水下摄像机组成，两台水下摄像机一前一后，一高一低安装在水下机体3上部，带有强光照明和云台控制；推进装置9由四台推进器组成，其中两台推进器水平安装在水下机体3上，负责上浮和下潜，另外两台推进器竖直安装在水下机体3后部，并能控制旋转一定角度，负责前进、后退、转向；固定机械手5由机械臂、电磁吸盘或真空吸盘组成，在水下机体3后端安装多关节机械臂，机械臂前端安装吸盘；行走装置7由固定支架、导向轮、吸盘组成，在水下机体3的底部安装固定支架、导向轮和吸盘，再配合固定机械手5做前后左右运动。

本实用新型的控制过程分为手动控制和自动控制。手动控制是由水上操作装置1发送指令给水下机器人装置中的水下计算机31，水下计算机31根据指令要求，具体操作行走装置7及固定机械手5和清刷机械手4运动，然后把各项数据反馈回来；自动控制是由操作人员根据船舶和水力参数，在水上操作装置1中设定好数据和轨迹，发送给水下机器人装置中的水下计算机31，水下计算机31根据要求，自动完成相关作业，并实时传回各项数据。

本实用新型的有益技术效果：

采用可视化及双机械手操作，使操作直观可靠，劳动强度低，为用户带来极大的效益；

使用了前后两个云台高清水下摄像头，大屏显示器，使操作一目了然；

使用了主动被动声呐，数据化显示，并且加入GPS定位，运行轨迹安全可靠；

使用仿形操作手柄，操作简单，劳动强度低；

可编程运行轨迹，让清污变得更简单；

采用了自动悬浮机体设计，并且使用了九轴罗盘控制方式，使控制变得简单可靠并且能耗低；

采用了温度传感器和水深传感器，并且加入多处漏水检测，当超过水深、温度及漏水，发出报警并自动上浮；

采用了推进器和爬行机构，推进器保证机器人在水下自由潜行工作，爬行机构使用电磁铁或吸盘吸附在船体表面行走作业；

脐带装置使用了电缆自动收放架和零浮力电缆，使脐带对机器人行动影响到最少；

机器人水下部分大量使用铝合金和工程塑料，有体积小、重量轻、易防腐、温度范围宽等优点，大大提高了使用寿命。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种水下清污装置，其特征在于，包含：

水上操作装置（1），其用于控制水下清污装置的工作；

水下机器人装置，其用于根据控制进行水下清污工作；

脐带装置（2），其分别连接水上操作装置（1）和水下机器人装置，用于将水上操作装置（1）的控制指令传递给水下机器人装置，并将水下机器人装置的操作数据反馈给水上操作装置（1）。

2.如权利要求1所述的水下清污装置，其特征在于，所述的水上操作装置（1）包含：

操作显示箱（12），其用于输入操作指令并显示操作过程；

主控箱（11），其通过电缆连接操作显示箱（12），并通过脐带装置（2）连接水下机器人装置，用于处理输入的操作指令和水下机器人装置反馈的操作数据。

3.如权利要求1所述的水下清污装置，其特征在于，所述的水下机器人装置包含：

水下机体（3），其通过脐带装置（2）连接水上操作装置（1），用于控制整个水下机器人装置的工作；

清污机械手（4），其通过电缆连接水下机体（3），用于水下清污；

检测装置（6），其通过电缆连接水下机体（3），用于检测水下机体（3）周围的状态；

视觉分析装置（8），其通过电缆连接水下机体（3），用于采集水下机体（3）周围的视觉数据；

推进装置（9），其通过电缆连接水下机体（3），用于实现水下机器人装置的上浮下潜和转向；

运动装置，其通过电缆连接水下机体（3），用于实现水下机器人装置的前后左右运动。

4.如权利要求3所述的水下清污装置，其特征在于，所述的运动装置包含：

固定机械手（5），其通过电缆连接水下机体（3）；

行走装置（7），其通过电缆连接水下机体（3）。

5.如权利要求4所述的水下清污装置，其特征在于，所述的水下机体（3）包含：

控制模块（32），其通过脐带装置（2）连接水上操作装置（1）；

水下计算机（31），其通过电缆连接控制模块（32）；

多个驱动模块（33），每一个驱动模块（33）通过电缆连接控制模块（32）和水下计算机（31），清污机械手（4）、检测装置（6）、视觉分析装置（8）、推进装置（9）、固定机械手（5）和行走装置（7）都分别通过电缆连接一个驱动模块（33）；

常压仓，其固定在机架上，用于容纳控制模块（32）、水下计算机（31）和驱动模块（33）；

平衡水柜，其设置在机架上，用于浮力平衡。

6.如权利要求3所述的水下清污装置，其特征在于，所述的清污机械手（4）包含安装在水下机体（3）前端的机械臂和安装在机械臂前端的破碎装置。

7.如权利要求3所述的水下清污装置，其特征在于，所述的检测装置（6）包含安装在水下机体（3）上的多个主动和被动声纳、超声波传感器、温度传感器、水深传感器，以及安装在水下机体（3）内部的漏水检测传感器。

8.如权利要求3所述的水下清污装置，其特征在于，所述的视觉分析装置（8）包含多个安装在水下机体（3）上的水下摄像机。

9.如权利要求3所述的水下清污装置，其特征在于，所述的推进装置（9）包含多个安装在水下机体（3）上的推进器。

10.如权利要求4所述的水下清污装置，其特征在于，所述的固定机械手（5）包含安装在水下机体（3）上的机械臂和安装在机械臂前端的吸盘，所述的行走装置（7）包含安装在水下机体（3）底部的固定支架和安装在固定支架上的导向轮和吸盘。