CN217598801U - 仿蜘蛛船底清理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种仿蜘蛛船底清理装置，属于船底清理设备技术领域，包括主壳体、两个驱动轴和两个行动体；主壳体的下端设有切割机构，切割机构包括关节刀、组合刀和狼牙刀；驱动轴连接有主动齿轮；驱动轴具有沿其轴向的自由度；行动体包括齿轮轴和行走腿，行走腿的端部设有电磁脚；齿轮轴上设有第一被动齿轮和第二被动齿轮；主动齿轮与第一被动齿轮或第二被动齿轮啮合；驱动轴移动使主动齿轮切换连接第一被动齿轮和第二被动齿轮。本实用新型提供的仿蜘蛛船底清理装置，借助电磁脚吸附在船底板上，且通过齿轮啮合和切换，实现前进和转弯的功能，提高了装置的灵活性；多种切割刀具改善了清理效果，提高了清理效率。

Description

仿蜘蛛船底清理装置

技术领域

本实用新型属于船底清理设备技术领域，更具体地说，是涉及一种仿蜘蛛船底清理装置。

背景技术

船舶在正常使用过程中，会有大量的水生物附着在船底表面，并随着时间的积累，固着在船底表面，十分坚固，且很难清洗，会造成船舶自身重量增加，增加航行阻力，从而造成能耗的增加；甚至会有水生物附着于船体的管道口，破坏船舶的动力系统，严重降低了船舶的航行速度和航线距离；其次，船底的藻类附着物会分泌强酸物质，严重腐蚀船体，加速船底老化。

常规的清理船底方法是人工清理和化学清理。人工清理，船舶定期进港维修，工人用铲子或者高压水枪进行清理，贝类等海洋生物具有吸附性，清理进度缓慢，消耗大量人力物力，清理成本昂贵；化学清理，在船舶底部喷涂氯水等化学药剂，灭杀附着于船底的海洋生物，但残留的化学药剂会造成海洋污染。因此，船舶底部清理已成为国内港口运输业的难点问题。为提高清洗效率同时避免水质污染，多采用机械清理。但现有的机械清理装置，多采用在单一刀盘，无法同时满足水中多种动植物的清理工作，且清理效果不佳；且机械清理装置多采用履带行走，履带与船底贴合度差，且转弯困难，工作效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种仿蜘蛛船底清理装置，旨在解决机械清理装置在船底移动不便，清理效率低，清理效果差的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种仿蜘蛛船底清理装置，包括：

主壳体，所述主壳体的下端设有切割机构，所述切割机构包括关节刀、设于所述关节刀后侧的组合刀和设于所述关节刀上方的狼牙刀；

两个驱动轴，分别设于所述主壳体的两侧，所述驱动轴的端部连接有主动齿轮；所述驱动轴具有沿其轴向的自由度；

两个行动体，两个所述行动体分别设于所述主壳体的两侧，所述行动体包括与所述驱动轴平行的齿轮轴和设于所述齿轮轴上的行走腿，所述行走腿的端部设有电磁脚；所述齿轮轴上依次设有第一被动齿轮和第二被动齿轮，且所述第一被动齿轮的外径大于所述第二被动齿轮的外径；

所述主动齿轮与所述第一被动齿轮或所述第二被动齿轮啮合，驱动所述行走腿移动；所述驱动轴沿其轴向移动，使所述主动齿轮切换连接所述第一被动齿轮和所述第二被动齿轮。

作为本申请另一实施例，所述关节刀包括：

多个扇形刀片，所述扇形刀片活动连接在所述关节刀的旋转轴上。

作为本申请另一实施例，所述关节刀上设有扭矩传感器，所述扭矩传感器借助控制器连接所述狼牙刀。

作为本申请另一实施例，所述狼牙刀包括：

柱形刀盘，转动连接在所述主壳体的下端，所述柱形刀盘的下端位于所述关节刀的上方；

多个刀尖，等间距设于所述柱形刀盘的外侧壁上。

作为本申请另一实施例，所述组合刀的外侧设有锯齿状的刀齿。

作为本申请另一实施例，所述驱动轴远离所述主动齿轮的一端设有伸缩件，所述伸缩件驱动所述驱动轴沿其轴向移动。

作为本申请另一实施例，所述行走腿包括对称设于所述驱动轴两侧的前腿和后腿；所述齿轮轴包括对称设于所述驱动轴两侧的前齿轮轴和后齿轮轴，所述前齿轮轴和所述前腿连接，所述后齿轮轴与所述后腿连接；所述主动齿轮同时与所述前齿轮轴和所述后齿轮轴上的所述第一被动齿轮或所述第二被动齿轮相啮合。

作为本申请另一实施例，所述铰接杆包括前侧铰接杆和后侧铰接杆，所述前侧铰接杆连接所述驱动轴和所述前齿轮轴，所述后侧铰接杆连接所述驱动轴和所述后齿轮轴。

作为本申请另一实施例，所述行动体包括沿所述齿轮轴的轴向间隔设置的内侧行动体和外侧行动体，所述内侧行动体和所述外侧行动体同轴设置。

作为本申请另一实施例，所述电磁脚包括前掌和转动连接在所述前掌上的后跟，所述前掌和所述后跟内均设有电磁线圈，所述前掌和所述后跟之间设有复位弹簧。

本实用新型提供的仿蜘蛛船底清理装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型仿蜘蛛船底清理装置，借助电磁脚吸附在船底板上，且通过齿轮啮合和切换，实现前进和转弯的功能，提高了装置的灵活性；在主壳体的下端设有多种切割刀具，以便于清理不同种类的动植物；提高了清理效率，且节约了清理的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的仿蜘蛛船底清理装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的仿蜘蛛船底清理装置的主视图；

图3为本实用新型实施例提供的仿蜘蛛船底清理装置的仰视图；

图4为本实用新型实施例提供的行动体的结构示意图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为本用新型实施例提供的主动齿轮和第一被动齿轮以及第二被动齿轮的连接示意图；

图7为本用新型实施例提供的行动体的侧视图；

图8为本用新型实施例提供的电磁脚的结构示意图。

图中：100、主壳体；101、天线；102、驱动轴；103、主动齿轮；104、伸缩件；105、铰接杆；110、关节刀；111、狼牙刀；112、组合刀；120、安装板；121、前腿；122、后腿；123、前掌；124、后跟；125、第一被动齿轮；126、第二被动齿轮；127、前齿轮轴；128、后齿轮轴。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1至图8，现对本实用新型提供的仿蜘蛛船底清理装置进行说明。所述仿蜘蛛船底清理装置，包括主壳体100、两个驱动轴102和两个行动体；主壳体100的下端设有切割机构，切割机构包括关节刀110、设于关节刀110后侧的组合刀112和设于关节刀110上方的狼牙刀111；两个驱动轴102分别设于主壳体100的两侧，驱动轴102的端部连接有主动齿轮103；驱动轴102具有沿其轴向的自由度；两个行动体分别设于主壳体100的两侧，行动体包括与驱动轴102平行的齿轮轴和设于齿轮轴上的行走腿，行走腿的端部设有电磁脚；齿轮轴上依次设有第一被动齿轮125和第二被动齿轮126，且第一被动齿轮125的外径大于第二被动齿轮126的外径；主动齿轮103与第一被动齿轮125或第二被动齿轮126啮合，驱动行走腿移动；驱动轴102沿其轴向移动，使主动齿轮103切换连接第一被动齿轮125和第二被动齿轮126。

本实用新型提供的仿蜘蛛船底清理装置，与现有技术相比，主壳体100两侧的驱动轴102连接主动齿轮103；主动齿轮103与主壳体100两侧的齿轮轴上的第一被动齿轮125或者第二被动齿轮126啮合；驱动轴102旋转驱动主动齿轮103转动，从而借助第一被动齿轮125或第二被动齿轮126带动齿轮轴转动，以实现行动体移动。

第一被动齿轮125和第二被动齿轮126的外径不同，其外径上所设置的齿数不同。主动齿轮103转速一定时，主动齿轮103分别与第一被动齿轮125和第二被动齿轮126啮合时，行动体所产生的位移速度会发生改变。

当主壳体100移动方向需要调整时，将一侧的驱动轴102移动，在铰接杆105的带动下，驱动轴102上的主动齿轮103与第一被动齿轮125脱离并与第二被动齿轮126啮合或驱动轴102与第二被动齿轮126脱离并与第一被动齿轮125啮合；使主壳体100两侧的主动齿轮103分别与第一被动齿轮125和第二被动齿轮126啮合，两侧行动体的移动速度存在偏差，主壳体100的移动方向发生改变。

主壳体100的下方设置多种刀具，其中包括位于主壳体100前侧的关节刀110和位于关节刀110后方的组合刀112，其中关节刀110在前侧随着主壳体100的移动用于清理船底的贝壳类动物，而组合刀112的下端面更贴近于船底，用于切割贴附在船底的软体动物，如藤壶等。为防止在切割过程中前侧的关节刀110被水中的藻类植物所缠绕，影响其转动速度，在关节刀110的上方设置狼牙刀111，用于清理关节刀110上所缠绕的藻类植物，提高关节刀110的工作效率和使用寿命。

本实用新型提供的仿蜘蛛船底清理装置，借助高匝数电磁脚吸附在船底板上，且通过齿轮间啮合和切换，实现前进和转弯的功能，提高了装置的灵活性；在主壳体100的下端设有多种切割刀具，以便于清理不同种类的动植物；提高了清理效率，且节约了清理的成本。

可选的，主壳体100为椭圆形，减少水下作业的压力。主壳体100内部包含DSP处理器、高扭矩电机、电子调速器、陀螺仪、GPS等传感器，外设天线101用于接收遥控器的指令，控制整体的行动姿态。

可选的，驱动轴102连接有驱动电机，驱动电机位于主壳体100内部。

请参阅图2及图3，关节刀110包括多个扇形刀片，扇形刀片活动连接在关节刀110的旋转轴上。

关节刀110借助旋转轴连接在主壳体100上，主壳体100内设有驱动旋转轴旋转的驱动电机。旋转轴的下端设有关节刀110安装座，关节刀110的扇形刀片依次活动连接在旋转轴上。在驱动电机关闭状态下，扇形刀片处于下垂状态；当驱动电机开启时，旋转轴转动，带动扇形刀片旋转，由于离心角速度的作用，扇形刀片向外延伸，使扇形刀片的刀刃的旋切面积更贴合弧形船体，提高切割效率。

在关节刀110的旋转轴上设有扭矩传感器，扭矩传感器借助主壳体100内的控制器与狼牙刀111联动，当扭矩传感器的数值发生波动时，控制器控制狼牙刀111进行旋转切割。狼牙刀111位于关节刀110的上方，且狼牙刀111包括柱形刀盘和设于柱形刀盘外侧壁上的多个刀尖；柱形刀盘转动连接在主壳体100的下端，柱形刀盘的下端位于关节刀110的上方。当狼牙刀111工作时，柱形刀盘绕其轴向旋转，位于柱形刀盘外侧的刀尖对阻碍物进行切割。

在关节刀110正常工作状态下，位于关节刀110上方的狼牙刀111处于静止的待机状态。在主壳体100在水中对船底进行清理时，主壳体100上的关节刀110容易被水中的藻类植物缠绕；当关节刀110被藻类植物缠绕时，关节刀110的旋转速度被动下降，扭矩下降，此时扭矩传感器接收到扭矩变化信号并传输至控制器内，由控制器启动狼牙刀111，狼牙刀111快速旋转，刀尖将藻类植物割破，使关节刀110回复正常转速；待关节刀110的扭矩正常后，扭矩传感器将信号传送至控制器，由控制器将狼牙刀111调整至待机状态。

在一些可能的实施例中，请参阅图2及图3，位于关节刀110后侧的组合刀112更贴合于船底，且组合刀112的外侧设有锯齿状的刀齿，以便于提高其切割效率，用于切割贴附在船底的软体动物如藤壶等。

关节刀110受离心力作业较强，适合清除与船底贴合强度较小的贝壳类，而软体动物与船底贴合面积大，连接强度较高，关节刀110很难将其清除，因此采用带有锯齿状刀齿的组合刀112。组合刀112在作业时高速旋转，将藤壶等软体动物快速清理。

在一些可能的实施例中，请参阅图4至图6，驱动轴102远离主动齿轮103的一端设有伸缩件104，伸缩件104驱动该驱动轴102沿其轴向移动。

驱动轴102的端部设有伸缩件104，伸缩件104具有沿驱动轴102的轴向的自由度，伸缩件104伸缩用于驱动该驱动轴102水平移动，以使驱动轴102端部的主动齿轮103切换连接第一被动齿轮125和第二被动齿轮126。实现对主壳体100的调速和转弯。可选的，伸缩件104为气缸或液压缸或电动推杆。

行走腿包括对称设于驱动轴102两侧的前腿121和后腿122；齿轮轴包括对称设于驱动轴102两侧的前齿轮轴127和后齿轮轴128，前齿轮轴127和前腿121连接，后齿轮轴128与后腿122连接；主动齿轮103同时与前齿轮轴127和后齿轮轴128上的第一被动齿轮125或第二被动齿轮126相啮合。

主壳体100的两侧设有安装板120，前腿121和后腿122均铰接在安装板120上。前齿轮轴127和后齿轮轴128均借助轴套转动连接在安装板120上，前支撑杆铰接在前齿轮轴127的轴套上；前支撑杆的另一端铰接在前腿121上，前支撑杆绕前齿轮轴127转动，带动前腿121展开和收回；同理，在后齿轮轴128的轴套上设有后支撑杆，后支撑杆铰接在后腿122上，后支撑杆绕后齿轮轴128旋转，带动后腿122展开和收回。前支撑杆和后支撑杆以驱动轴102为对称轴形成轴对称，当前支撑杆驱动前腿121向前展开时，后支撑杆驱动后腿122向后展开；当前支撑杆驱动前腿121收回时，后支撑杆驱动后腿122收回。

可选的，如图7所示，前支撑杆和后支撑杆的中部均借助支杆与安装板120的下端铰接。

前腿121和后腿122对称设置，且前腿121和后腿122上分别设有前齿轮轴127和后齿轮轴128，前齿轮轴127和后齿轮轴128上均设有第一被动齿轮125和第二被动齿轮126。主动齿轮103同时啮合前齿轮轴127上的第一被动齿轮125和后齿轮轴128上的第一被动齿轮125，或主动齿轮103同时啮合前齿轮轴127上的第二被动齿轮126和后齿轮轴128上的第二被动齿轮126，使前腿121和后腿122同步移动。

前齿轮轴127靠近主壳体100的一侧延伸至主壳体100内部；后齿轮轴128靠近主壳体100的一侧延伸至主壳体100内部。

如图4至图6所示，为便于主动齿轮103切换连接第一被动齿轮125和第二被动齿轮126，在驱动轴102和前齿轮轴127之间设有前侧铰接杆，在驱动轴102和后齿轮轴128之间设有后侧铰接杆。当伸缩件104带动驱动轴102水平移动时，前齿轮轴127和后齿轮轴128同时移动，前齿轮轴127和后齿轮轴128同时向靠近主壳体100的一侧移动，驱动轴102上的主动齿轮103同时脱离前齿轮轴127和后齿轮轴128上的第一被动齿轮125并与前齿轮轴127和后齿轮轴128上的第二被动齿轮126啮合，反之亦然。

如图1至图4所示，行动体包括沿齿轮轴的轴向间隔设置的内侧行动体和外侧行动体，内侧行动体和外侧行动体同轴设置。

以主壳体100一侧的行动体为例，内侧行动体和外侧行动体同轴设置，内侧行动体和外侧行动体均包括安装板120、前腿121和后腿122，以及前齿轮轴127和后齿轮轴128；内侧行动体的前齿轮轴127和外侧行动体的前齿轮轴127同轴设置，内侧行动体的后齿轮轴128和外侧行动体的后齿轮轴128同轴设置。

可选的，内侧行动体的安装板120和外侧行动体的安装板120间隔设置，第一被动齿轮125和第二被动齿轮126设于两个安装板120之间，驱动轴102延伸至两个安装板120之间并借助主动齿轮103与第一被动齿轮125或第二被动齿轮126啮合。

可选的，内侧行动体和外侧行动体具有同一前齿轮轴127和同一后齿轮轴128。

可选的，前齿轮轴127的轴套上设有两个连接孔，这两个连接孔为轴对称设置，其对称轴为前齿轮轴127的轴线，内侧行动体的前腿121上的前支撑杆和外侧行动体的前腿121上的前支撑杆分别连接在两个连接孔内，内侧行动体的前腿121和外侧行动体的前腿121交错展开和收回；同理，后齿轮轴128的轴套上也设有对称的两个连接孔，内侧行动体的后腿122上的后支撑杆和外侧行动体的后腿122上的后支撑杆分别连接在两个连接孔内，内侧行动体的后腿122和外侧行动体的后腿122交错展开和收回；致使内侧行动体和外侧行动体交替移动，提高主壳体100移动的稳定性。

在一些可能的实施例中，请参阅图4、图5及图8，电磁脚包括前掌123和转动连接在前掌123上的后跟124，前掌123和后跟124内均设有高匝数电磁线圈，前掌123和后跟124之间设有复位弹簧。

前腿121和后腿122上均设有电磁脚，电磁脚用于电磁吸附在船底。电磁脚包括前掌123和后跟124，其中前掌123和后跟124内均设有高匝数线圈，使前掌123和后跟124内都具有高磁性。

后跟124转动连接在前掌123上，当前掌123向前移动时，后跟124与前掌123之间的夹角变大，在前掌123固定后，后跟124被抬起，后跟124在复位弹簧的作用下恢复与前掌123之间的夹角角度，并固定吸附在船底；再由前掌123向前移动，已完成迈步。在行动时，前掌123先与船底吸附连接，后跟124跟随前掌123吸附，复位弹簧可实现后跟124自动归位。

本实用新型提供仿蜘蛛船底清理装置，其外形设计以“蜘蛛”为原型，可在水下或水上作业，当进行水下作业时，整体装备进行防水处理。依据船舶整体尺寸，每艘船舶配备2～4个仿蜘蛛清理装置，可定期清理船底，替代了人工进港清理和化学腐蚀清理，减少人力投入，绿色环保，应用前景广阔。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.仿蜘蛛船底清理装置，其特征在于，包括：

主壳体(100)，所述主壳体(100)的下端设有切割机构，所述切割机构包括关节刀(110)、设于所述关节刀(110)后侧的组合刀(112)和设于所述关节刀(110)上方的狼牙刀(111)；

两个驱动轴(102)，分别设于所述主壳体(100)的两侧，所述驱动轴(102)的端部连接有主动齿轮(103)；所述驱动轴(102)具有沿其轴向的自由度；

两个行动体，两个所述行动体分别设于所述主壳体(100)的两侧，所述行动体包括与所述驱动轴(102)平行的齿轮轴和设于所述齿轮轴上的行走腿，所述行走腿的端部设有电磁脚；所述齿轮轴上依次设有第一被动齿轮(125)和第二被动齿轮(126)，且所述第一被动齿轮(125)的外径大于所述第二被动齿轮(126)的外径；

所述主动齿轮(103)与所述第一被动齿轮(125)或所述第二被动齿轮(126)啮合，驱动所述行走腿移动；所述驱动轴(102)沿其轴向移动，使所述主动齿轮(103)切换连接所述第一被动齿轮(125)和所述第二被动齿轮(126)。

2.如权利要求1所述的仿蜘蛛船底清理装置，其特征在于，所述关节刀(110)包括：

多个扇形刀片，所述扇形刀片活动连接在所述关节刀(110)的旋转轴上。

3.如权利要求2所述的仿蜘蛛船底清理装置，其特征在于，所述关节刀(110)上设有扭矩传感器，所述扭矩传感器借助控制器连接所述狼牙刀(111)。

4.如权利要求3所述的仿蜘蛛船底清理装置，其特征在于，所述狼牙刀(111)包括：

柱形刀盘，转动连接在所述主壳体(100)的下端，所述柱形刀盘的下端位于所述关节刀(110)的上方；

多个刀尖，等间距设于所述柱形刀盘的外侧壁上。

5.如权利要求1所述的仿蜘蛛船底清理装置，其特征在于，所述组合刀(112)的外侧设有锯齿状的刀齿。

6.如权利要求1所述的仿蜘蛛船底清理装置，其特征在于，所述驱动轴(102)远离所述主动齿轮(103)的一端设有伸缩件(104)，所述伸缩件(104)驱动所述驱动轴(102)沿其轴向移动。

7.如权利要求6所述的仿蜘蛛船底清理装置，其特征在于，所述行走腿包括对称设于所述驱动轴(102)两侧的前腿(121)和后腿(122)；所述齿轮轴包括对称设于所述驱动轴(102)两侧的前齿轮轴(127)和后齿轮轴(128)，所述前齿轮轴(127)和所述前腿(121)连接，所述后齿轮轴(128)与所述后腿(122)连接；所述主动齿轮(103)同时与所述前齿轮轴(127)和所述后齿轮轴(128)上的所述第一被动齿轮(125)或所述第二被动齿轮(126)相啮合。

8.如权利要求7所述的仿蜘蛛船底清理装置，其特征在于，所述驱动轴(102)与所述齿轮轴之间设有铰接杆(105)，所述铰接杆(105)包括前侧铰接杆和后侧铰接杆，所述前侧铰接杆连接所述驱动轴(102)和所述前齿轮轴(127)，所述后侧铰接杆连接所述驱动轴(102)和所述后齿轮轴(128)。

9.如权利要求1所述的仿蜘蛛船底清理装置，其特征在于，所述行动体包括沿所述齿轮轴的轴向间隔设置的内侧行动体和外侧行动体，所述内侧行动体和所述外侧行动体同轴设置。

10.如权利要求1所述的仿蜘蛛船底清理装置，其特征在于，所述电磁脚包括前掌(123)和转动连接在所述前掌(123)上的后跟(124)，所述前掌(123)和所述后跟(124)内均设有高匝数电磁线圈，所述前掌(123)和所述后跟(124)之间设有复位弹簧。

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