一种适用于水下环境清刷的智能清洗机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于水下环境清刷的智能清洗机器人，包括水下机器人和地面站操控台；水下机器人包括机器人本体和清洗设备；清洗设备柔性安装在机器人本体上；地面站操控台与机器人本体电性连接。本实用新型专利技术地面站操控台用于控制水下机器人及提供水下机器人运转所需的电能，实现半自控作业，机器人本体具有高机动性的空间运动能力，通过机器人本体带动清洗设备能够对长时间附着于水下结构的海生物进行强有力的清洗且能够对水下结构进行全方位的清洗。进行全方位的清洗。进行全方位的清洗。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于水下环境清刷的智能清洗机器人


[0001]本技术涉及水下结构清洁
，更具体的说是涉及一种适用于水下环境清刷的智能清洗机器人。

技术介绍

[0002]水下环境的结构物，例如船体、养殖网箱、海上钻井平台、港口岸堤、浮式码头及水利大坝等，经过长期海水浸泡作用，在其表面会附着贝类和锈斑等，严重影响了水下结构的正常使用功能，去除附着的海生物及杂物有助于降低海上事故发生风险、增强稳定性及抗风暴能力，同时降低船舶能源损耗了，节省运营成本。
[0003]但是，目前国内外对于水下结构的清刷工作多通过潜水员潜水人工清洗的方式，潜水员由于潜水环境及人体能影响，一方面，水下环境复杂，潜水员水下作业安全风险高，另外无法快速完成水下结构清洗任务，而且潜水员在水下进行清洗，无法验证清洗质量，对清洗效果的验收造成了困难，同时潜水员在水下大多数使用清洗刷进行清洗，会对水下结构造成破坏，进而影响寿命。
[0004]因此，提供一种快速且无损水下结构的适用于水下环境清刷的智能清洗机器人是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提供了一种适用于水下环境清刷的智能清洗机器人，能够对水下结构表面附着物进行全面彻底的清洗。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]一种适用于水下环境清刷的智能清洗机器人，包括水下机器人和地面站操控台；
[0008]所述水下机器人包括机器人本体和清洗设备；所述清洗设备柔性安装在所述机器人本体上；
[0009]所述地面站操控台与所述机器人本体电性连接。
[0010]通过采取以上方案，本技术的有益效果是：
[0011]地面站操控台用于控制水下机器人及提供水下机器人运转所需的电能，实现半自控作业，机器人本体具有高机动性的空间运动能力，通过机器人本体带动清洗设备能够对长时间附着于水下结构的海生物及杂物进行强有力的清洗且能够对水下结构进行全方位的清洗。
[0012]进一步的，所述机器人本体包括机体框架、第一浮力板、第二浮力板、布放回收钩、短基线定位系统、传感设备、监控设备及动力设备；
[0013]所述机体框架沿其前后运动方向的两侧分别具有密封的主控耐压舱和驱动耐压舱；所述主控耐压舱内部布放有控制系统；所述驱动耐压舱内部布放有动力驱动系统；所述控制系统、所述动力驱动系统和所述地面站操控台之间电性连接；所述机体框架底部设置有多个导向轮；
[0014]所述第一浮力板安装在所述机体框架的顶部；所述短基线定位系统安装在所述机体框架上，并且贯穿延伸出所述第一浮力板；所述第二浮力板安装在所述机体框架的底部；多个所述导向轮均贯穿延伸出所述第二浮力板；所述清洗设备柔性安装在所述机体框架底部，并延伸贯穿所述第二浮力板；
[0015]所述布放回收钩固定在所述机体框架上，并且贯穿延伸出所述第一浮力板；
[0016]所述动力设备安装在所述机体框架上；所述传感设备安装在所述机体框架或所述第一浮力板及所述第二浮力板上；所述监控设备安装在所述机体框架或所述第一浮力板上；所述动力设备与所述动力驱动系统电性连接；所述传感设备和所述监控设备分别与所述控制系统电性连接。
[0017]采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为：
[0018]1)三层结构设计，且中间层采用机体框架，能够在保证强度的同时尽可能的降低总体重量且简化结构，具有良好的水动力特性；
[0019]2)第一浮力板和第二浮力板能够提供浮力，增强了流线性能；
[0020]3)布放回收钩方便机器人本体的布放及回收起吊，提高了布放回收的效率和安全度，方便简单，稳定可靠；
[0021]4)导向轮便于机器人本体沿船壁紧贴运动，并保证安全高效作业的合适距离；
[0022]5)利用短基线定位系统实现机器人本体水中的位置控制，根据短基线定位系统反馈的实时位置信息来确定机器人本体当前的位置，以此位置与预设位置进行对比，然后控制相应动力设备工作，实现机器人本体在水中位置调整，以到达预设控制位置。
[0023]进一步的，所述监控设备包括多个前视摄像头、多个后视摄像头、多个前照明灯和多个后照明灯；
[0024]多个所述前视摄像头和多个所述后视摄像头分别安装在所述机体框架沿其前后运动方向的两侧；
[0025]多个所述前照明灯和多个所述后照明灯分别安装在所述第一浮力板沿其前后运动方向的两侧；
[0026]多个所述前视摄像头、多个所述后视摄像头、多个所述前照明灯和多个所述后照明灯均与所述控制系统电性连接。
[0027]采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，通过前视摄像头和后视摄像头能够全方位观察判别需要清理的部位，前照明灯和后照明灯能够提高清晰度。
[0028]进一步的，所述动力设备包括四个水平矢量推进器和四个垂直推进器；
[0029]四个所述水平矢量推进器分别水平固定在所述机体框架的四个角端；四个所述垂直推进器分别垂直固定在所述机体框架的四个角端与所述水平矢量推进器相邻；
[0030]四个所述水平矢量推进器和四个所述垂直推进器分别与所述动力驱动系统电性连接。
[0031]采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，四个水平矢量推进器和四个垂直推进器相互配合达到相应的运动状态，达到控制机器人本体纵向、横向、垂向、横滚、俯仰、转艏运动的目的，实现机器人本体的多自由度运动控制。
[0032]进一步的，所述传感设备包括深度传感器和姿态传感器；所述深度传感器和所述姿态传感器均安装在所述机体框架上；所述深度传感器和所述姿态传感器均与所述控制系
统电性连接。
[0033]采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，根据姿态传感器反馈回来的三轴姿态角度，进行算法预算，保持前进的航向角不断自我修正，保持预定方向航行；利用深度传感器的深度反馈值，在实时利用深度数据进行PID控制，反馈在垂直推进器的转向和转速的改变，实现自主的深度控制。
[0034]进一步的，所述清洗设备包括两个空化射流刷盘；两个所述空化射流刷盘均通过弹簧并排安装在所述机体框架的底部，并且两个所述空化射流刷盘均通过连接管与泵站连接相通。
[0035]采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，两个空化射流刷盘之间并排布置，能够提高清洗效果，同时空化射流刷盘与机器人本体之间使用弹簧进行柔性连接，减少了对水下结构清洗过程中由于附着物凸凹不平造成的贴壁运动震荡和卡顿现象。
[0036]进一步的，所述第一浮力板和所述第二浮力板的边角端均设置有防撞橡胶条。
[0037]采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，能够对机器人本体进行碰撞保护。
[0038]进一步的，所述地面站操控台包括上位机及与其电性连接的显示器和遥控器；
[0039]所述控制系统包括控制器、电力通信模块和进舱转接板；所述控制器通过所述电力通信模块与所述上位机电性连接，所述控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于水下环境清刷的智能清洗机器人，其特征在于，包括水下机器人和地面站操控台；所述水下机器人包括机器人本体和清洗设备；所述清洗设备柔性安装在所述机器人本体上；所述机器人本体包括机体框架、第一浮力板、第二浮力板、布放回收钩、短基线定位系统、传感设备、监控设备及动力设备；所述机体框架沿其前后运动方向的两侧分别具有密封的主控耐压舱和驱动耐压舱；所述主控耐压舱内部布放有控制系统；所述驱动耐压舱内部布放有动力驱动系统；所述控制系统、所述动力驱动系统和所述地面站操控台之间电性连接；所述机体框架底部设置有多个导向轮；所述第一浮力板安装在所述机体框架的顶部；所述短基线定位系统安装在所述机体框架上，并且贯穿延伸出所述第一浮力板；所述第二浮力板安装在所述机体框架的底部；多个所述导向轮均贯穿延伸出所述第二浮力板；所述清洗设备柔性安装在所述机体框架底部，并延伸贯穿所述第二浮力板；所述布放回收钩固定在所述机体框架上，并且贯穿延伸出所述第一浮力板；所述动力设备安装在所述机体框架上；所述传感设备安装在所述机体框架或所述第一浮力板及所述第二浮力板上；所述监控设备安装在所述机体框架或所述第一浮力板上；所述动力设备与所述动力驱动系统电性连接；所述传感设备和所述监控设备分别与所述控制系统电性连接；所述地面站操控台与所述机器人本体电性连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于水下环境清刷的智能清洗机器人，其特征在于，所述监控设备包括多个前视摄像头、多个后视摄像头、多个前照明灯和多个后照明灯；多个所述前视摄像头和多个所述后视摄像头分别安装在所述机体框架沿其前后运动方向的两侧；多个所述前照明灯和多个所述后照明灯分别安装在所述第一浮力板沿其前后运动方向的两侧；多个所述前视摄像头、多个所述后视摄像头、多个所述前照明灯和多个所述后照明灯均与所述控制系统电性连接。3.根据权利要求2所述的一种适用于水下环境清刷的智能清洗机器人，其特征在于，所述动力设备包括四个水平矢量推进器和四个垂直推进器；四个所述水平矢量推进器分别水平固定在所述机体框架的四个角端；四个所述垂直推进器分别垂直固定在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文智，刘汉强，秦明达，王顺礼，韩锦亮，于力明，周翰文，张志强，黄杰，刘丕业，
申请(专利权)人：智真海洋科技威海有限公司，
类型：新型
国别省市：