一种水下爬壁机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水下爬壁机器人，主要用于深水环境自动清理船体海洋生物附着物，亦可在高危环境执行爬壁作业，是一种多功能载体型智能设备。包括机器人本体以及清理机构，所述清理机构设置于所述机器人本体上，其特征在于，所述清理机构包括剪切机构、超声波清理机构以及射流机构，其中，所述剪切机构设置于所述机器人本体的前端，用于初步清理船体外壁的附着物；所述超声波清理机构设置于所述机器人后端，用于对残余附着物的松动和剥离；所述射流机构通过摆动支架安装至所述机器人本体上，用于冲刷船体外壁，彻底清理附着物。彻底清理附着物。彻底清理附着物。

【技术实现步骤摘要】
一种水下爬壁机器人


[0001]本技术涉及自动设备领域，更具体地，涉及一种水下爬壁机器人。

技术介绍

[0002]大型船舶的水下船体会被海洋生物附着，轻度附着会增加航行油耗15％
‑
20％，重度附着油耗会增加2
‑
3倍，因此，船体附着物的清理作业属于船舶必要的常规保养。
[0003]传统的清理多为人工持械清理或采用遥控机器人操作，清理方式为接触式或射流式，其中接触式为：机器人安装旋转刷头清理附着物。对海洋附着物清理综合效果一般。主要表现在：a.清理过程容易损坏壁面涂层；b.方式单一，针对附着物复杂的情况，清理效果和效率难以保障，尤其是对于一些坚硬的贝类来说，清理效果很差。射流式：射流式分为水射流和喷砂(丸)。a，水射流为广泛使用的清洗方式：对壁面损伤小，细微面清洗效果较好，是目前应用广泛的一种清理方式。但由于壁面的附着物情况复杂，附着层对射流具有分流减压作用，尤其水下使用，降压明显，导致清理效果和作业效率低。b，喷砂(丸)用在船坞内作业，对船舶的外表面在修复和涂装前表面处理，环境污染大，不适用于常规的附着物清理。
[0004]因此，需要一种新型的船体清理用机器人，能够解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本技术的一个目的是提供一种船体清理用机器人的新技术方案。
[0006]根据本技术的第一方面，提供了一种水下爬壁机器人，包括机器人本体以及清理机构，所述清理机构设置于所述机器人本体上，所述清理机构包括剪切机构、超声波清理机构以及射流机构，其中，
[0007]所述剪切机构设置于所述机器人本体的前端，用于初步清理船体外壁的附着物；
[0008]所述超声波清理机构设置于所述机器人后端，用于对残余附着物的松动和剥离；
[0009]所述射流机构通过摆动支架安装至所述机器人本体上，用于冲刷船体外壁，彻底清理附着物。
[0010]通过本方案，机器人本体能够在船体表面行进，带动剪切机构利用机械方式剪切清理较大较厚的附着物，将之减薄，超声波清理机构对减薄以及贴附至船体表面的藻类进行超声清理，射流机构对清理过后的残渣进行冲刷，以进一步提高清理效果，将复杂的附着物分步骤清理成为标准化的壁面，分步骤清除掉附着物，此方式不但能实现一次性，高效率完成清理作业，而且为实现自动化作业和清理物集中回收创造有利条件。
[0011]优选地，所述机器人本体包括安装架以及行走机构，所述行走机构为双履带结构，所述双履带结构中的履带上设置有若干吸附板，所述吸附板能够贴合吸附至船体表面，所述吸附板中嵌装有吸附材料。
[0012]通过本方案，吸附板能够将机器人本体吸附至船体表面，从而能够在船体底面进行清理，无需采用吊绳等工具吊装，而且能够保证机器人本体能够紧贴船体表面进行清理，
提高清理效果。
[0013]优选地，所述吸附板以铰链结构对称安装在所述履带上。
[0014]通过本方案，吸附板铰链结构能够贴合船体表面，并通过吸附材料进行吸附，适合平、曲面吸附，有利于履带适应复杂壁面，平衡双履带吸附强度，减少运行误差和转向困难问题。
[0015]优选地，所述吸附材料为嵌入至吸附板内的若干永磁体，所述吸附板外包裹有弹性体材料。
[0016]通过本方案，永磁体磁力吸附特点是无需能量消耗，制造成本低，使用方便，吸附稳定，耐用抗造，因此选择其安装至机器人履带中使用；弹性体提高履带运行摩擦力，保护船体涂层和履带体，提高使用寿命。
[0017]优选地，所述所述剪切机构包括安装在剪切安装架上的剪切器以及剪切驱动装置，所述剪切器包括相互配合的固定刀以及活动刀，所述固定刀固定至所述剪切安装架上，所述活动刀横向滑动连接至所述剪切安装架上并由所述剪切驱动装置驱动左右移动；所述活动刀与所述固定刀的刀刃部均为锯齿形结构。
[0018]通过本方案，利用剪切器贴近船体表面，对附着物从根部侧面进行剪切清除，相较于钢刷挤压至船体表面的清理，不仅能够保护船体表面涂层，而且不受船体表面附着物的种类影响；相较于射流式清理方式，清理效率更高，而且不会对环境造成污染。
[0019]优选地，所述剪切器的长度不小于所述机器人本体的宽度，所述剪切安装架的底部设置有滚轮，所述滚轮设置于所述剪切器的两侧。
[0020]通过本方案，剪切器剪切的面积宽度大于机器人本体，机器人本体在前进过程中还能够碾压剪切后的残留物，为后续的超声波清理提供便利条件；滚轮的设置能够降低本装置与船体表面的摩擦力，而且起到支撑作用，避免本装置直接剪切铲刮船体表面涂层。
[0021]优选地，所述滚轮通过微调机构与所述剪切安装板连接，所述微调机构包括微调安装架、调节滑块、调节螺栓以及固定螺母，所述微调安装架上设置有垂直布置的调节孔，所述调节滑块滑动连接至所述调节孔中，所述调节螺栓贯穿所述微调安装架并于所述调节滑块螺纹连接，所述固定螺母螺纹连接至所述调节螺栓上用于夹紧固定所述调节滑块；所述滚轮连接至所述调节滑块上，所述微调安装架安装至所述安装架上，所述微调安装架上设置有标尺。
[0022]通过本方案，微调机构用于调节剪切刃口与壁面的间隙，可在3
‑
10毫米范围内可调，确保刃口不划伤壁面，剪切后的附着层厚度均匀一致，使履带吸附力均匀，为机器人运行和后续设备提供标准。剪切后薄层在履带和壁面之间具有隔离作用，保护壁面，缓解履带的吸附阻力和转向困难问题，同时，履带运行对薄层附着物产生碾压剥离作用，更方便后续清理。
[0023]优选地，所述超声波清理机构通过超声调节架安装至所述安装架上，所述超声调节架与所述安装架转动连接。
[0024]通过本方案，超声波清理机构能够根据需要转动至机器人本体的顶部，以方便机器人本体的越障移动。
[0025]优选地，所述射流机构包括高压冲洗枪以及射流保护罩，所述射流保护罩环绕所述高压冲洗枪布置，所述射流保护罩上连通有负压回收管。
[0026]通过本方案，射流保护罩用于保障射流区域安全和减少射流水域对射流的压力影响，同时，对射流区域形成引流集束作用，利于清理物的集中回收。
[0027]优选地，所述安装架上设置有吊环。
[0028]通过本方案，用于吊挂安全绳，避免本装置掉落产生安全事故。
[0029]根据本公开的一个实施例，三种清理方式优化组合，优势互补，刚柔相济，能够清理绝大部分附着物，而且，能为机器人平稳运行提供有利条件。同理，机器人平稳运行也为清理作业提供保障。
[0030]三步法组合清理方式，清理过程不探测和不计算附着物厚度和成分，运行中不损伤壁面，简化检测设备，实用性强。此种组合清理方式体现出本技术机器人可同时携带多种装备实施作业的载体型设备优势。
[0031]三步法组合清理方式的优势：按照作业条件配备专用设备，以本技术机器人为载体，将复杂的附着物分步骤清理成为标准化的壁面，分步骤清除掉附着物，此方式不但能实现一次性，高效率完成清理作业，而且为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下爬壁机器人，包括机器人本体以及清理机构，所述清理机构设置于所述机器人本体上，其特征在于，所述清理机构包括剪切机构、超声波清理机构以及射流机构，其中，所述剪切机构设置于所述机器人本体的前端，用于初步清理船体外壁的附着物；所述超声波清理机构设置于所述机器人后端，用于对残余附着物的松动和剥离；所述射流机构通过摆动支架安装至所述机器人本体上，用于冲刷船体外壁，彻底清理附着物。2.根据权利要求1所述的水下爬壁机器人，其特征在于，所述机器人本体包括安装架以及行走机构，所述行走机构为双履带结构，所述双履带结构中的履带上设置有若干吸附板，所述吸附板能够贴合吸附至船体表面，所述吸附板中嵌装有吸附材料。3.根据权利要求2所述的水下爬壁机器人，其特征在于，所述吸附板以铰链结构对称安装在所述履带上。4.根据权利要求2所述的水下爬壁机器人，其特征在于，所述吸附材料为嵌入至吸附板内的若干永磁体，所述吸附板外包裹有弹性体材料。5.根据权利要求1所述的水下爬壁机器人，其特征在于，所述剪切机构包括安装在剪切安装架上的剪切器以及剪切驱动装置，所述剪切器包括相互配合的固定刀以及活动刀，所述固定刀固定至所述剪切安装架上，所述活动刀横向滑动连接至所述剪切安装架上并由所述剪切驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳明，
申请(专利权)人：淄博蓝谷商贸有限公司，
类型：新型
国别省市：