CN220298723U - 水下机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水下机器人，用于船舶清洗，包括清洗装置、主体、安装在所述主体上的螺旋桨推进器、控制模块和设置于所述主体底部的多个第一弹性辅助轮，所述第一弹性辅助轮适于受力伸缩，所述清洗装置包括高压进水机构和与所述高压进水机构连接的空化喷嘴，所述高压进水机构固定于所述主体底部，所述第一弹性辅助轮位于所述空化喷嘴外侧，所述控制模块分别与所述螺旋桨推进器和所述高压进水机构电连接。本实用新型涉及的水下机器人无需人工水下作业或手持清洗装置清理，能够减少人工参与，提高清洗效率。

Description

水下机器人

技术领域

本实用新型涉及水下航行器技术领域，具体涉及一种水下机器人。

背景技术

船舶在海洋运输、渔业、油气开采等多方面扮演着至关重要的角色。由于船体表面浸泡在海水中，常年行驶在海平面以下的船体会粘附大量的海洋生物及污物，大大增加船舶阻力，缩短船舶服务寿命。因此，为了保护船体不受藤壶和其他生物的侵害，需要定期对船舶进行清洗。

相关技术中，往往会采用人工手持清洗装置的方式来清理船舶表面污染物和附着物。但是，这种清洗方式需要耗费大量人力和时间，存在清洗效率低、人工成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水下机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种水下机器人，其特征在于，包括清洗装置、主体、安装在所述主体上的螺旋桨推进器、控制模块和设置于所述主体底部四角处的多个第一弹性辅助轮，所述第一弹性辅助轮适于受力伸缩，所述清洗装置包括高压进水机构和与所述高压进水机构连接的空化喷嘴，所述高压进水机构固定于所述主体底部，所述第一弹性辅助轮位于所述空化喷嘴外侧，所述控制模块分别与所述螺旋桨推进器和所述高压进水机构电连接。

优选的，所述清洗装置还包括设置于所述高压进水机构与所述空化喷嘴之间的保护罩，所述空化喷嘴末端低于所述保护罩，所述保护罩为碗状结构，所述保护罩表面设置有镂空孔洞。

优选的，所述保护罩上设有至少三个第二弹性辅助轮，所述第二弹性辅助轮沿所述保护罩外围圆周方向等距分布，所述第二弹性辅助轮小于所述第一弹性辅助轮。

优选的，所述水下机器人还包括摄像头和活动支架，所述活动支架一端固定于所述主体顶部侧边，另一端与所述摄像头固定连接，所述活动支架适于调整摄像头朝向，所述主体底部侧边设置有通孔，所述通孔位置与所述摄像头位置对应。

优选的，所述水下机器人还包括环绕所述摄像头设置和/或设于所述通孔两侧的探照灯，所述探照灯适于提供光源。

优选的，所述第一弹性辅助轮和/或所述第二弹性辅助轮包括弹性组件和与所述弹性组件连接的万向轮，其中，所述弹性组件包括弹簧伸缩杆或橡胶弹簧。

优选的，所述高压进水机构包括输水管、增压泵、入水口，所述入水口通过增压泵与所述输水管连接，所述增压泵适于增大入水口处水流压强，所述清洗装置还包括固定进水杆和旋转接头，所述保护罩套设在所述固定进水杆上，所述固定进水杆一端连接所述进水口，另一端设置有旋转接头，所述空化喷嘴安装在所述旋转接头上，其中，所述空化喷嘴数量为3，相邻空化喷嘴之间间隔120度。

优选的，所述螺旋桨推进器数量为8，8个螺旋桨推进器在所述主体内壁空间立体对称设置。

优选的，所述螺旋桨推进器包括固定螺距螺旋桨推进器、可变螺距螺旋桨推进器和带导流罩螺旋桨推进器中的至少一者。

优选的，所述主体顶部设有浮力模块，所述浮力模块由固体浮力材料组成。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

本实用新型提供的水下机器人搭载有清洗装置，能够依靠机器人内部的螺旋桨推进器，快速移动清洗装置到达船舶表面需要清理的各个地方，无需人工水下作业或手持清洗装置清理，有利于提高清洗效率，减少人工参与，更安全便捷。同时，主体四角处设置有多个弹性辅助轮，一方面，可以实现利用弹性辅助轮对水下机器人起到支撑和减震作用。另一方面，能够辅助水下机器人更好地贴近不平整的清理面，利于清洗。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本实用新型涉及的一种水下机器人的仰视结构示意图；

图2为本实用新型涉及的另一种水下机器人的仰视结构示意图；

图3为本实用新型涉及的清洗装置的结构示意图；

图4为本实用新型涉及的一种水下机器人的结构示意图；

图5为本实用新型涉及的一种水下机器人调整摄像头后的结构示意图。

图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、清洗装置；101、空化喷嘴；102、保护罩；103、第二弹性辅助轮；104、入水口；105、固定进水杆；106、旋转接头；2、主体；3、螺旋桨推进器；4控制模块；5、第一弹性辅助轮；6、摄像头；7、通孔；8、探照灯；9、浮力模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供了一种水下机器人，用于清洗船舶表面污染物(油类物质、生活污水等)和附着物(藤壶、贝壳等)；如图1所示，包括清洗装置1、主体2、安装在所述主体2上的螺旋桨推进器3、控制模块4和设置于所述主体2底部四角处的多个第一弹性辅助轮5，所述清洗装置1包括高压进水机构(图中未示出)和与所述高压进水机构连接的空化喷嘴101，所述高压进水机构固定于所述主体2底部，所述第一弹性辅助轮5位于所述空化喷嘴101外侧，所述控制模块4分别与所述螺旋桨推进器3和所述高压进水机构电连接。

主体2用于：安装、固定水下机器人搭载的各装置和模块，可以采用高性能铝合金材料制作而成，具有重量轻、防撞、防腐、防磨损等特性。

螺旋桨推进器3用于：提供推力，推动水下机器人上、下、左、右运动，移动清洗装置1到达不同的清洗位置。

控制模块4用于：控制螺旋桨推进器3的转速、转向，以及开启或关闭高压进水机构。

清洗装置1用于控制压力、流速等参数，使水流束经过空化喷嘴101时产生大量的空化泡，并利用空化泡在材料表面的狭小区域内溃灭产生高达140～170MPa的微射流冲击，以此对物体表面进行清洗。

第一弹性辅助轮5适于受力伸缩，主体2底部可以设置至少四个第一弹性辅助轮5。可以理解的是，在清洗过程中，螺旋桨推进器3需要提供推力，使水下机器人紧贴船舶表面。若未设置第一弹性辅助轮5，清理过程中水下机器人会受到较大的反作用力，容易损坏。在主体2底部设置第一弹性辅助轮5后，第一弹性辅助轮5直接接触船舶表面，并受力缩短，可以对主体2和主体2上各装置、模块起到良好的支撑、减震作用。另外，对不平整的船舶表面进行清洗时，主体2底部不同位置的第一弹性辅助轮5受力不同、高度也不同，可以辅助机器人更好地贴近船舶表面，能够在一定程度上使清洗装置1保持稳定，提高清洗效率。

本实用新型提供的水下机器人，能够依靠机器人内部的螺旋桨推进器，快速移动清洗装置到达船舶表面需要清理的各个地方，无需人工水下作业或手持清洗装置清理，有利于提高清洗效率，并减少人工参与，更安全便捷。同时，主体四角处设置有多个弹性辅助轮，一方面，可以实现利用弹性辅助轮对水下机器人起到支撑和减震作用。另一方面，能够辅助水下机器人更好地贴近不平整的清理面，利于清洗。

进一步地，所述清洗装置1还包括设置于所述高压进水机构与所述空化喷嘴101之间的保护罩102，所述空化喷嘴101末端低于所述保护罩102。在实际应用中，所述保护罩102为碗状结构，表面设有镂空孔洞。其中，镂空孔洞可以均匀分布在保护罩102表面，具体数量、大小不限，可根据实际需要设置。保护罩102用于防止清洗过程中产生的碎屑飞到机器人装置中，尤其螺旋桨推进器3中，造成螺旋桨推进器3中螺旋桨桨叶等结构的损坏，同时镂空孔洞的设置可以有效减小水下机器人前后运动时的水阻力。

图2是本实用新型提供的另一种水下机器人的仰视结构示意图。图2所示水下机器人在图1的基础上，增加了第二弹性辅助轮103。具体地，所述保护罩102上设有至少三个第二弹性辅助轮103，所述第二弹性辅助轮103沿所述保护罩102外围圆周方向等距分布，所述第二弹性辅助轮103小于所述第一弹性辅助轮5。

第二弹性辅助轮103用于保护清洗装置1。可以理解的是，当第一弹性辅助轮5被压缩到极限时，保护罩102与空化喷嘴101可能被直接挤压到清洗面上，导致清洗装置1无法正常进行清洗。因而，可以在保护罩102上增设第二弹性辅助轮103，保证清洗过程中保护罩102、空化喷嘴101与清洗面之间存在一定距离，确保清洗装置1正常进行运转、清洗。

需要说明的是，图2所示第二弹性辅助轮103数目为6，但应当注意，等距设置比6更少例如3或4个第二弹性辅助轮103，以及比6更多例如8或10个第二弹性辅助轮103可以起到同样的作用。因而图2仅用作示例，不能视为对本申请的限制。

在本实用新型中，如图1所示所述第一弹性辅助轮5数目可以为4，如图2所示所述第二弹性辅助轮103数目可以为6。所述第一弹性辅助轮5和/或所述第二弹性辅助轮103包括弹性组件和与所述弹性组件连接的万向轮，其中，所述弹性组件包括弹簧伸缩杆或橡胶弹簧。如此，第一弹性辅助轮和/或所述第二弹性辅助轮不仅可以受力伸缩，起到支撑、减震和保护作用，而且能够自如旋转，配合螺旋桨推进器在清理面移动水下机器人。

为便于理解，后文对清洗装置1的结构进行详细说明。

清洗装置1中所述高压进水机构可以包括输水管、增压泵、入水口104，所述入水口104通过增压泵与所述输水管连接，所述增压泵适于增大入水口104处水流压强。如图3所示，所述清洗装置1还包括固定进水杆105和旋转接头106，所述保护罩102套设在所述固定进水杆105上，所述固定进水杆105一端连接所述进水口，另一端设置有旋转接头106，所述空化喷嘴101安装在所述旋转接头106上，其中，所述空化喷嘴101呈L形，所述空化喷嘴101数量为3，相邻空化喷嘴101之间间隔120度。如此，利用高压水流的冲击力可以实现空化喷嘴101的自动高速旋转，产生大量空化泡。另外，保护罩102与进水口之间可以按需增设弹簧。

如图4所示，所述水下机器人还包括摄像头6和活动支架，所述活动支架一端固定于所述主体2顶部侧边，另一端与所述摄像头6固定连接，所述活动支架适于调整摄像头6朝向，所述主体2底部侧边设置有通孔7，所述通孔7位置与所述摄像头6位置对应。

摄像头6用于拍摄、监控水下机器人的实际清理情况，便于操作人员根据摄像头6反馈的画面控制螺旋桨推进器3运行。为保持水下机器人的稳定性，可以对称设置两个摄像头6。

如图4所示，摄像头6朝向可以平行于通孔7所处平面。如图5所示，摄像头6朝向可以垂直于通孔7所处平面。所述通孔7可以为腰形孔或U型孔。当摄像头6朝向垂直于所述通孔7所处平面时，摄像头6可以透过通孔7拍摄通孔7下方画面。

参照图4和图5，所述水下机器人还包括环绕所述摄像头6设置和/或设于所述通孔7两侧的探照灯8，所述探照灯8适于提供光源。

可以理解的是，水下光照不足、水体昏暗，会导致摄像头6成像清晰度较差。如此，本实用新型提供的水下机器人搭载有探照灯8，可以通过探照灯8提供充足光线，以此提高摄像头6拍摄画面的清晰度，便于操作人员了解实际清理情况，能够在一定程度上辅助提高清洗效率。

在本实用新型的一个实施例中，所述螺旋桨推进器3数量为8，8个螺旋桨推进器3在主体2内壁空间立体对称设置。其中，螺旋桨推进器3可以包括固定螺距螺旋桨推进器3、可变螺距螺旋桨推进器3和带导流罩螺旋桨推进器3中的至少一者。

进一步地，参照图4和图5，所述主体2顶部设有浮力模块9，所述浮力模块9由固体浮力材料组成。浮力模块9开孔处可以安装螺旋桨推进器3保护罩，每个开孔下方均对应设置有一个螺旋桨推进器3。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水下机器人，用于清洗船舶，其特征在于，包括清洗装置(1)、主体(2)、安装在所述主体(2)上的螺旋桨推进器(3)、控制模块(4)和设置于所述主体(2)底部四角处的多个第一弹性辅助轮(5)，所述第一弹性辅助轮(5)适于受力伸缩，所述清洗装置(1)包括高压进水机构和与所述高压进水机构连接的空化喷嘴(101)，所述高压进水机构固定于所述主体(2)底部，所述第一弹性辅助轮(5)位于所述空化喷嘴(101)外侧，所述控制模块(4)分别与所述螺旋桨推进器(3)和所述高压进水机构电连接。

2.根据权利要求1所述的水下机器人，其特征在于，所述清洗装置(1)还包括设置于所述高压进水机构与所述空化喷嘴(101)之间的保护罩(102)，所述空化喷嘴(101)末端低于所述保护罩(102)，所述保护罩(102)为碗状结构，所述保护罩(102)表面设置有镂空孔洞。

3.根据权利要求2所述的水下机器人，其特征在于，所述保护罩(102)上设有至少三个第二弹性辅助轮(103)，所述第二弹性辅助轮(103)沿所述保护罩(102)外围圆周方向等距分布，所述第二弹性辅助轮(103)小于所述第一弹性辅助轮(5)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的水下机器人，其特征在于，所述水下机器人还包括摄像头(6)和活动支架，所述活动支架一端固定于所述主体(2)顶部侧边，另一端与所述摄像头(6)固定连接，所述活动支架适于调整摄像头(6)朝向，所述主体(2)底部侧边设置有通孔(7)，所述通孔(7)位置与所述摄像头(6)位置对应。

5.根据权利要求4所述的水下机器人，其特征在于，所述水下机器人还包括环绕所述摄像头(6)设置和/或设于所述通孔(7)两侧的探照灯(8)，所述探照灯(8)适于提供光源。

6.根据权利要求3所述的水下机器人，其特征在于，所述第一弹性辅助轮(5)和/或所述第二弹性辅助轮(103)包括弹性组件和与所述弹性组件连接的万向轮，其中，所述弹性组件包括弹簧伸缩杆或橡胶弹簧。

7.根据权利要求3所述的水下机器人，其特征在于，所述高压进水机构包括输水管、增压泵、入水口(104)，所述入水口(104)通过增压泵与所述输水管连接，所述增压泵适于增大入水口(104)处水流压强，所述清洗装置(1)还包括固定进水杆(105)和旋转接头(106)，所述保护罩(102)套设在所述固定进水杆(105)上，所述固定进水杆(105)一端连接所述入水口(104)，另一端设置有旋转接头(106)，所述空化喷嘴(101)安装在所述旋转接头(106)上，其中，所述空化喷嘴(101)数量为3，相邻空化喷嘴(101)之间间隔120度。

8.根据权利要求1-3任一项所述的水下机器人，其特征在于，所述螺旋桨推进器(3)数量为8，8个螺旋桨推进器(3)在所述主体(2)内壁空间立体对称设置。

9.根据权利要求8所述的水下机器人，其特征在于，所述螺旋桨推进器(3)包括固定螺距螺旋桨推进器(3)、可变螺距螺旋桨推进器(3)和带导流罩螺旋桨推进器(3)中的至少一者。

10.根据权利要求1-3任一项所述的水下机器人，其特征在于，所述主体(2)顶部设有浮力模块(9)，所述浮力模块(9)由固体浮力材料组成。