本发明专利技术涉及船底清污机器人技术领域，公开一种仿生水母与蜘蛛式船底清污机器人，包括电磁铁吸盘和环设于电磁铁吸盘的可伸缩转向机械臂，所述电磁铁吸盘下方设置有清洁装置；所述可伸缩转向机械臂包括有可伸缩机械臂、万向轴承和下端机械臂，所述下端机械臂通过万向轴承与可伸缩机械臂连接，所述可伸缩机械臂与电磁铁吸盘连接，在其中至少1个下端机械臂的自由端设置有臂端电磁铁吸盘。通过设置可伸缩转向机械臂，使机器人可如水母游行，也可反向附着船底如蜘蛛爬行。通过刮刷盘的设置，配合底部安置的气囊可使顶部刮刷盘多角度多方位地清洁，辅助以喷水刷头，可对不易清洁角落进行清污。清污。清污。
【技术实现步骤摘要】
一种仿生水母与蜘蛛式船底清污机器人
[0001]本专利技术涉及船底清污机器人
，具体为一种仿生水母与蜘蛛式船底清污机器人。
技术介绍
[0002]船舶是海上交通运输的主要工具，长时间运行后船体表面会附着难以清除的贝类、污泥和锈斑等，会增加船舶的燃油消耗，严重时还会影响船舶的使用寿命。
[0003]然而，目前许多对船体表面的清刷作业仍然以人工操作，这就存在着清洁效率低下、工作人员劳动强度大等问题。用机器人来替代人的操作，实现水下清刷作业的自动化，将会大大节约劳动力，提高修船效率。
[0004]近年来，新出现了许多通过清污机器人对船体进行清污的技术方案，如六足式船底清污机器人，公开了由控制系统、观测系统、运动系统和清刷系统组成的机器人本体，其运动系统为设置在机器人本体上的机器人电磁铁式六足，磁足采用轻型大磁力磁足，清刷系统包括安装板和钢刷，以清除水下部分船体表面附着的藤壶、海藻等难以清除的微生物以及一些锈皮和锈斑，但其六足仅为电磁铁式六足，灵活性尚有不足，清刷系统的灵活性、对船底的清洁程度和清洁效率有待提高。又如，一种用于维持大型船体外板清洁的仿生软体机器人，公开了包括核心舱，以悬臂结构安装在核心舱侧面的软体臂，连接在软体臂下侧的刮扫足阵列，安装在核心舱底部的行动装置，其刮扫足阵列用于进行船底外板的清洁，足内永磁体设置在所述足体或刮扫块内部，足内永磁体与所述船体外板产生磁力时发生弹性形变以使刮扫块适应船体外板形状并贴合在船体外板上刮扫块用于清除附着在船体外板上的海洋生物；在软体臂形变与足上柔性结构补偿形变的双重自适应作用下，可以很好适应舰船外板的复杂曲面形状，刮扫足吸附可靠，可进行移动清洁；但其移动的灵活性有待提高，其清洁的多层次性和高效性较为局限。尽管具体手段都是对船体进行清污，但是其清洁的多层次性和高效性、运动的灵活程度和清洁效率受到明显局限。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术的问题，提供一种仿生水母与蜘蛛式船底清污机器人。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种仿生水母与蜘蛛式船底清污机器人，包括电磁铁吸盘和环设于电磁铁吸盘的可伸缩转向机械臂，电磁铁吸盘下方设置有清洁装置；
[0008]可伸缩转向机械臂包括有可伸缩机械臂、万向轴承和下端机械臂，下端机械臂通过万向轴承与可伸缩机械臂连接，可伸缩机械臂与电磁铁吸盘连接，在其中至少1个下端机械臂的自由端设置有臂端电磁铁吸盘。
[0009]本专利技术所述的一种仿生水母与蜘蛛式船底清污机器人，在流体环境中能够灵活转向、上浮和下潜，又便于附着船底灵活移动。
[0010]在陆上或船上将清污机器人投掷入水后，机器人可像水母游行，也可通过万向轴承改变可伸缩转向机械臂的形态，使其反向附着船底如蜘蛛爬行。实现仿蜘蛛式爬行时，使电磁铁吸盘断磁，通过臂端电磁铁吸盘吸附船底，可伸缩机械臂伸缩，进而使电磁体吸盘产生位移，继而电磁铁吸盘恢复磁力吸住船底，臂端电磁铁吸盘断磁，可伸缩机械臂伸缩，进而使臂端吸盘位移，继而臂端电磁铁吸盘恢复磁力吸住船底，通过电磁铁吸盘与臂端电磁铁吸盘的协同作用，重复上述操作，即可实现仿蜘蛛式爬行。运动灵活，面对不同环境可切换不同形态。电磁铁吸盘下方设置有清洁装置，便于附着船底灵活移动时进行高效清洁。
[0011]进一步地，清洁装置包括有位于电磁铁吸盘下方中心可摆动的刮刷盘，刮刷盘的一面设置有相间分布的刀片刷和刷毛。通过驱动机构驱动刮刷盘，以带动刀片刷及刷毛对船底附着物进行清理，其中，刀片刷用于刮除船底附着的小型生物如贝类，刷毛用于清刷附着于船底的污垢如淤泥。
[0012]进一步地，刀片刷自刮刷盘中心向外呈放射状分布，刷毛呈圈状设置，内圈刷毛较外圈刷毛直径小。配合以相间分布的刀片刷，清刷时刷毛受到刮刷盘和船底污垢的挤压，刀片刷仍有空间清洁。直径不同的刷毛针对不同厚度以及不同形状的顽固附着物如污泥和油污进行清洁，刷毛局部密集柔韧性强，且刷毛总体平整能够减少刮痕，细的刷毛可对船底不平整地方进行细微的清刷，既可以减少对船体外板的涂料造成损害，又可以避免产生清洁死角。通过设置刀片刷与刷毛相间分布，内圈刷毛较外圈刷毛的直径小，实现对船底污垢的多层次清刷，刮除船底经高压喷射后仍遗留的贝类、污渍及锈斑，多层刷毛清刷各种形状的污泥。
[0013]进一步地，刮刷盘的外围设有外围刀片刷，船底污垢如藻类错杂分布，旋转清刷时，外围刀片刷可形成一个圆形轮廓，使清洁面积有一个准确的范围，避免重复清洁。
[0014]进一步地，刮刷盘未设置有刀片刷和刷毛的一面的中部通过万向接头与电机的输出轴连接；或者刮刷盘未设置有刀片刷和刷毛的一面与双轴电机一端的输出轴连接，双轴电机另一端的输出轴与滚珠丝杆连接，滚珠丝杆和与第一齿轮同轴转动连接的第二齿轮啮合连接，第一齿轮和第三齿轮啮合连接，第三齿轮与四连杆机构的第一连杆一端连接，四连杆机构的第四连杆的两端分别通过滚动轴承与双轴电机两端的输出轴连接，双轴电机的输出轴转动带动滚珠丝杆运动，滚珠丝杆带动第二齿轮及与第二齿轮同轴连接的第一齿轮转动，以使第一齿轮带动第三齿轮转动，第三齿轮带动四连杆机构摆动，以使四连杆机构带动刮刷盘及双轴电机摆动。刮刷盘在电机的带动下实现旋转清刷，在工作过程中，刮刷盘受到船体外板和污垢的反作用力，致使刮刷盘上任一部分受力，从而实现刮刷盘相对驱动机构摆动。
[0015]进一步地，刮刷盘与电磁铁吸盘之间还设置有气囊，气囊环设于电机输出轴末端与刮刷盘的连接处，气囊与充抽一体式气泵连接，气囊为可充气式。在清洁过程中，为避免刮刷盘的摆动幅度过大，在刮刷盘摆动时会挤压气囊，通过气囊给予刮刷盘反作用力，能减小刮刷盘的摆动幅度，实现刮刷盘的微幅摆动，有利于刮刷盘进行多角度多方位清洁；因气囊的充气量可控，因而通过调整气囊的充气量，以调整气囊对于刮刷盘反作用力的大小，从而可以调整刮刷盘的摆动幅度。
[0016]进一步地，在至少1个下端机械臂的自由端设置有可伸缩的喷水刷头，所述喷水刷头包括有位于中部的喷水口和设于喷水口四周的清洁刷毛。喷水刷头内置于对应的下端机
械臂上。在清洁时，喷水刷头伸出，不清洁时缩回，有利于减小机器人游动时的阻力，保护喷水刷头免于水生物撞击缠绕；清洁时，喷水刷头喷水及其上的清洁刷毛的辅助作用，可进一步加速对船体外板的清洁，同时，因为喷水刷头的体积小，因而可以对船体外板窄小部位进行清洁，清洁更加到位，效率更高。
[0017]进一步地，下端机械臂的侧壁内部设置有用于喷水刷头伸缩的滑轮导轨，喷水刷头通过滑轮可滑动地连接于滑轮导轨上，滑轮导轨与喷水刷头滑动连接，喷水刷头连接有变速电机，可针对不同厚度的污泥采用不同速度进行清洁，避免清洁过度或清洁不彻底。
[0018]进一步地，可伸缩转向机械臂中的至少1个可伸缩转向机械臂的自由端还设置有探照灯或防水摄像头，可对船底清洁情况进行勘察。
[0019]进一步地，电磁铁吸盘上方中部设置有海水加压装置，海水加压装置为增压泵，增压泵的泵进水口与设置在其上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种仿生水母与蜘蛛式船底清污机器人，其特征在于，包括电磁铁吸盘(3)和环设于电磁铁吸盘(3)的可伸缩转向机械臂(1)，所述电磁铁吸盘(3)下方设置有清洁装置；所述可伸缩转向机械臂(1)包括有可伸缩机械臂(101)、万向轴承(2)和下端机械臂(102)，所述下端机械臂(102)通过万向轴承(2)与可伸缩机械臂(101)连接，所述可伸缩机械臂(101)与电磁铁吸盘(3)连接，在其中至少1个下端机械臂(102)的自由端设置有臂端电磁铁吸盘(7)。2.根据权利要求1所述的仿生水母与蜘蛛式船底清污机器人，其特征在于，所述清洁装置包括有位于电磁铁吸盘(3)下方中心可摆动的刮刷盘(5)，所述刮刷盘(5)的一面设置有相间分布的刀片刷(17)和刷毛(15)。3.根据权利要求2所述的仿生水母与蜘蛛式船底清污机器人，其特征在于，所述刀片刷(17)自刮刷盘(5)中心向外呈放射状分布，所述刷毛(15)呈圈状设置，且内圈刷毛(15)较外圈刷毛(15)直径小。4.根据权利要求2所述的仿生水母与蜘蛛式船底清污机器人，其特征在于，所述刮刷盘(5)的外围设有外围刀片刷(16)。5.根据权利要求2
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4任一项所述的仿生水母与蜘蛛式船底清污机器人，其特征在于，刮刷盘(5)未设置有刀片刷(17)和刷毛(15)的一面的中部通过万向接头与电机的输出轴连接；或者刮刷盘(5)未设置有刀片刷(17)和刷毛(15)的一面与双轴电机一端的输出轴连接，双轴电机另一端的输出轴与滚珠丝杆(21)连接，滚珠丝杆(21)和与第一齿轮(22)同轴转动连接的第二齿轮(23)啮合连接，第一齿轮(22)和第三齿轮(24)啮合连接，第三齿轮(24)与四连杆机构的第一连杆(25)一端连接，四连杆机构的第四连杆(26)的两端分别通过滚动轴承...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵炳雄，杨翠怡，谷雪涛，周文陈，陈卓婷，曹蕊蕊，巫凯旋，李佳文，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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