專利名稱：清除水下船體附著物機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水下機(jī)器人，特別是一種清除水下船體附著物機(jī)器人。
背景技術(shù)：
因?yàn)楹Ｋ膹?qiáng)烈腐蝕性和海洋生物頑固的附著力，在艦船下水一段時(shí)間后，船體上就會附著大量的藤壺類、藻類海洋生物以及銹斑等。這些附著物的存在一方面加速了船體的腐蝕，另一方面增加了艦船的阻力，使艦船航行速度下降，限制了艦船戰(zhàn)斗力的發(fā)揮。從目前的技術(shù)水平來看，通過涂敷防污涂料可以抑制海洋生物的生長，但并不能達(dá)到一勞永逸的效果；定期塢修無論從經(jīng)費(fèi)和時(shí)間還是艦船的停航的時(shí)間上，其代價(jià)都是非常巨大的，而且對于軍用艦艇來說，頻繁的塢修還容易造成目標(biāo)的暴露。采用水下清洗技術(shù)可利用艦船停泊期間，隨時(shí)對船體進(jìn)行水下清洗，既不影響艦船航行，又能節(jié)省可觀的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間。因此開展水下船體清洗技術(shù)的研究，提高清洗技術(shù)的自動(dòng)化水平，增大船體清洗的機(jī)動(dòng)性和靈活性是目前急需解決的問題。另外，船體清洗技術(shù)還可以擴(kuò)展應(yīng)用到石油平臺的海生物的清理上，因?yàn)槭推脚_在海中靜止不動(dòng)，附近又存在豐富的海生物賴以生存的物質(zhì)，所以石油平臺附著海生物的情況更加嚴(yán)重，海洋石油部門每年都要投入大量的資金來進(jìn)行海生物的清理，但同樣面臨著效率低下、潛水員工作環(huán)境惡劣等情況。水下清洗技術(shù)主要采用專用的水下清洗設(shè)備進(jìn)行，按操作方式可分為潛水員操縱式和遙控式；按清除方法可分為接觸式(刷具旋轉(zhuǎn)清除)和非接觸式(空泡沖擊清除)；縱觀水下清洗設(shè)備的發(fā)展歷程，現(xiàn)如今經(jīng)歷了兩階段一階段為手持單刷式，由潛水員攜帶并操縱作業(yè)工具進(jìn)行工作；二階段為可行走多刷式，將多個(gè)刷頭集中在一套裝備中，只需潛水員導(dǎo)引設(shè)備行走，完成清洗作業(yè)。在國內(nèi)，現(xiàn)有的清洗設(shè)備屬于第二代清洗設(shè)備，但在實(shí)際應(yīng)用中存在許多問題，比如無法適應(yīng)北方冬季寒冷的海水以及港口水域能見度低等問題，最終導(dǎo)致了設(shè)備利用率極低。也有的水下機(jī)器人采用了永磁吸附和履帶移動(dòng)的本體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)比較適合在平坦、 開闊的壁面作業(yè)，而對于有大量海生物附著的艦船多曲度表面的清洗并不適合。目前，我國船體清洗工作主要靠進(jìn)塢后的打磨和高壓水清洗，周期長、能源消耗大、作業(yè)強(qiáng)度高、環(huán)境污染嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服以上的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、操縱方便、工作效率高、保護(hù)環(huán)境的清除水下船體附著物機(jī)器人。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種清除水下船體附著物機(jī)器人，包括電磁機(jī)架，電磁機(jī)架的內(nèi)部設(shè)有用于存儲臟物的腔體，電磁機(jī)架上表面設(shè)有主電機(jī)，電磁機(jī)架的前端上表面設(shè)有兩個(gè)左右對稱設(shè)置的傳動(dòng)輪，兩個(gè)傳動(dòng)輪之間的空隙為腔體的進(jìn)口， 主電機(jī)帶動(dòng)其中一個(gè)傳動(dòng)輪，主電機(jī)通過惰輪帶動(dòng)另一個(gè)傳動(dòng)輪，每個(gè)傳動(dòng)輪下方均通過轉(zhuǎn)軸連有粉碎輪，粉碎輪的下方設(shè)有一圈剛性刷，每個(gè)轉(zhuǎn)軸上套有切割片，切割片由一個(gè)長橫向部、兩個(gè)短橫向部和兩個(gè)豎向部組成，長橫向部置于兩個(gè)所述豎向部頂部之間，每個(gè)豎向部的底部外側(cè)均連接有短橫向部，剛性刷的下表面高于切割片的短橫向部，切割片的長橫向部與粉碎輪的下表面之間設(shè)有以延長剛性刷使用壽命的彈簧，電磁機(jī)架的下表面設(shè)有兩組前后設(shè)置的車輪組，電磁機(jī)架上表面還設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一組或兩組車輪組，電磁機(jī)架的后側(cè)上表面設(shè)有齒輪泵。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于驅(qū)動(dòng)電機(jī)下設(shè)有減速器。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于主電機(jī)帶動(dòng)與其相嚙合的傳動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)輪帶動(dòng)另一個(gè)傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，主電機(jī)還帶動(dòng)惰輪轉(zhuǎn)動(dòng)，惰輪也能帶動(dòng)另一個(gè)傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，惰輪在主電機(jī)和另一個(gè)傳動(dòng)輪中間起傳遞的作用，一個(gè)傳動(dòng)輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)傳動(dòng)輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于機(jī)器人上還可安裝有用于遙控、探測、攝像、監(jiān)視的智能系統(tǒng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明為遙控清洗裝置，這種裝置通過在水面的遙控，采用切割片和剛性刷代替人工潛水清除船體表面附著的海洋生物，控制切割片和剛性刷自動(dòng)完成作業(yè)任務(wù)，根本不需要潛水員的支持，而且本發(fā)明采用實(shí)時(shí)數(shù)字通訊， 機(jī)器人在水下100米處能按人工指令完成清洗任務(wù)，切割片和剛性刷的相互配合，能徹底清除船體表面的海洋生物，顯著地提高了作業(yè)效率；機(jī)器人還具有被清除附著物的收集裝置，防止被清除和粉碎后的附著物再次排入海洋中，附著物經(jīng)機(jī)架腔體，通過齒輪泵將其抽出，保護(hù)環(huán)境；機(jī)器人上還可以裝上探測器、攝像頭等，具有水下探測、攝像、監(jiān)視功能。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中A向的結(jié)構(gòu)示意圖中標(biāo)號1-電磁機(jī)架、2-主電機(jī)、3-傳動(dòng)輪、4-惰輪、5-轉(zhuǎn)軸、6-粉碎輪、7-剛性刷、 8-切割片、9-彈簧、10-車輪組、11-驅(qū)動(dòng)電機(jī)、12-齒輪泵、13-減速器、14-進(jìn)口。
具體實(shí)施例方式
為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。如圖1和圖2示出了本發(fā)明一種清除水下船體附著物機(jī)器人的一種實(shí)施方式，包括電磁機(jī)架1，電磁機(jī)架1的內(nèi)部設(shè)有用于存儲臟物的腔體，電磁機(jī)架1上表面設(shè)有主電機(jī) 2，電磁機(jī)架1的前端上表面設(shè)有兩個(gè)左右對稱設(shè)置的傳動(dòng)輪3，兩個(gè)傳動(dòng)輪3之間的空隙為腔體的進(jìn)口 14，主電機(jī)2帶動(dòng)其中一個(gè)傳動(dòng)輪3，主電機(jī)2通過惰輪4帶動(dòng)另一個(gè)傳動(dòng)輪 3，每個(gè)傳動(dòng)輪3下方均通過轉(zhuǎn)軸5連有粉碎輪6，粉碎輪6的下方設(shè)有一圈剛性刷7，每個(gè)轉(zhuǎn)軸5上套有切割片8，切割片8由一個(gè)長橫向部、兩個(gè)短橫向部和兩個(gè)豎向部組成，長橫向部置于兩個(gè)豎向部頂部之間，每個(gè)豎向部的底部外側(cè)均連接有短橫向部，剛性刷7的下表面高于切割片8的短橫向部，切割片8的長橫向部與粉碎輪6的下表面之間設(shè)有彈簧9，電磁機(jī)架1的下表面設(shè)有兩組前后設(shè)置的車輪組10，電磁機(jī)架1上表面還設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)11， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)11下設(shè)有減速器13，驅(qū)動(dòng)電機(jī)11帶動(dòng)一套遙控傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電磁機(jī)架1的后側(cè)上表面設(shè)有齒輪泵12。主電機(jī)可通過遠(yuǎn)程的控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，主電機(jī)帶動(dòng)與其相嚙合的傳動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，此傳動(dòng)輪與惰輪帶動(dòng)另一個(gè)傳動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，惰輪在主電機(jī)和另一個(gè)傳動(dòng)輪中間起傳遞的作用，一個(gè)傳動(dòng)輪逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)傳動(dòng)輪順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪泵作用使高速水流從電磁機(jī)架內(nèi)部的腔體中流出，切割片和剛性刷將船體表面的海洋生物清除下來，經(jīng)粉碎輪進(jìn)行粉碎，粉碎后的附著物隨著高速水流經(jīng)齒輪泵帶出水面，經(jīng)消毒后收集處理，使附著物不會流入海洋中，保護(hù)了環(huán)境；機(jī)架為電磁鐵，機(jī)器人可被吸附在船體的表面上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)也可以被遠(yuǎn)程的控制系統(tǒng)控制，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪組，使得機(jī)器人可在船體的表面行走， 行走平穩(wěn)；機(jī)器人上還可安裝探測器、攝像頭等，可對水下情況進(jìn)行探測、攝像、監(jiān)視等，并將探測或攝像到的情況及時(shí)傳遞到遠(yuǎn)程的控制系統(tǒng)，方便操作人員在水上及時(shí)了解水下的情況，也方便操作人員遠(yuǎn)程控制。 本發(fā)明為遙控清洗裝置，這種裝置通過在水面的遙控，采用切割片和剛性刷代替人工潛水清除船體表面附著的海洋生物，控制切割片和剛性刷自動(dòng)完成作業(yè)任務(wù)，根本不需要潛水員的支持，而且本發(fā)明采用實(shí)時(shí)數(shù)字通訊，機(jī)器人在水下100米處能按人工指令完成清洗任務(wù)，切割片和剛性刷的相互配合，能徹底清除船體表面的海洋生物，顯著地提高了作業(yè)效率；機(jī)器人還具有被清除附著物的收集裝置，防止被清除和粉碎后的附著物再次排入海洋中，附著物經(jīng)機(jī)架腔體通過齒輪泵快速抽出，保護(hù)環(huán)境；機(jī)器人上還可以裝上探測器、攝像頭等，具有水下探測、攝像、監(jiān)視功能。
權(quán)利要求
1.一種清除水下船體附著物機(jī)器人，其特征在于包括電磁機(jī)架(1)，所述電磁機(jī)架 (1)的內(nèi)部設(shè)有用于存儲臟物的腔體，所述電磁機(jī)架(1)上表面設(shè)有主電機(jī)(2 )，所述電磁機(jī)架(1)的前端上表面設(shè)有兩個(gè)左右對稱設(shè)置的傳動(dòng)輪(3)，兩個(gè)所述傳動(dòng)輪(3)之間的空隙為所述腔體的進(jìn)口(14)，所述主電機(jī)(2)帶動(dòng)其中一個(gè)所述傳動(dòng)輪(3)，所述主電機(jī)(2) 通過惰輪(4 )帶動(dòng)另一個(gè)所述傳動(dòng)輪(3 )，每個(gè)所述傳動(dòng)輪(3 )下方均通過轉(zhuǎn)軸(5 )連有粉碎輪(6 )，所述粉碎輪(6 )的下方設(shè)有一圈剛性刷(7 )，每個(gè)所述轉(zhuǎn)軸(5 )上套有切割片(8 )， 所述切割片(8)由一個(gè)長橫向部、兩個(gè)短橫向部和兩個(gè)豎向部組成，所述長橫向部置于兩個(gè)所述豎向部頂部之間，每個(gè)所述豎向部的底部外側(cè)均連接有所述短橫向部，所述剛性刷(7) 的下表面高于所述切割片(8)的短橫向部，所述切割片(8)的長橫向部與所述粉碎輪(6) 的下表面之間設(shè)有以延長所述剛性刷(7)使用壽命的彈簧(9)，所述電磁機(jī)架(1)的下表面設(shè)有兩組前后設(shè)置的車輪組(10 )，所述電磁機(jī)架(1)上表面還設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)(11)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(11)驅(qū)動(dòng)一組或兩組所述車輪組(10)，所述電磁機(jī)架(1)的后側(cè)上表面設(shè)有齒輪泵 (12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述清除水下船體附著物機(jī)器人，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(11) 下設(shè)有減速器(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述清除水下船體附著物機(jī)器人，其特征在于所述主電機(jī)(2)帶動(dòng)與其相嚙合的所述傳動(dòng)輪(3)旋轉(zhuǎn)，所述傳動(dòng)輪(3)帶動(dòng)另一個(gè)所述傳動(dòng)輪(3)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)， 所述主電機(jī)(2 )還帶動(dòng)所述惰輪(4 )轉(zhuǎn)動(dòng)，所述惰輪(4 )也能帶動(dòng)另一個(gè)所述傳動(dòng)輪(3 )轉(zhuǎn)動(dòng)，所述惰輪(4)在所述主電機(jī)(2)和另一個(gè)所述傳動(dòng)輪(3)中間起傳遞的作用，一個(gè)所述傳動(dòng)輪(3)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)所述傳動(dòng)輪(3)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述清除水下船體附著物機(jī)器人，其特征在于所述機(jī)器人上還可安裝有用于遙控、探測、攝像、監(jiān)視的智能系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種清除水下船體附著物機(jī)器人，包括電磁機(jī)架，電磁機(jī)架的內(nèi)部設(shè)計(jì)成一個(gè)腔體，電磁機(jī)架上表面設(shè)置主電機(jī)，主電機(jī)帶動(dòng)兩只傳動(dòng)輪，為使兩個(gè)傳動(dòng)輪傳動(dòng)平穩(wěn)，在主動(dòng)輪與第二個(gè)傳動(dòng)輪間設(shè)置一個(gè)惰輪，使兩個(gè)傳動(dòng)輪以相對的方向，對中旋轉(zhuǎn)。在機(jī)架腔口兩個(gè)傳動(dòng)輪的下方通過傳動(dòng)軸，連有兩個(gè)粉碎輪，粉碎輪下設(shè)有切割片和剛性刷，經(jīng)切割片和剛性刷清除下來的附著物，沿著線速度方向，通過粉碎輪和齒輪泵的高速水流帶出水面，經(jīng)消毒后收集處理。電磁機(jī)架上表面設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)一組主動(dòng)車輪，后有一組遙控?fù)Q向的從動(dòng)輪。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)合理、操縱方便、工作高效、保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B63B59/08GK102431630SQ20111032831
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者曹偉 申請人:南通市海鷗救生防護(hù)用品有限公司