專利名稱：清除水下船體附著物機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水下機器人，特別是一種清除水下船體附著物機器人。
背景技術(shù)：
因為海水的強烈腐蝕性和海洋生物頑固的附著力，在艦船下水一段時間后，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，但并不能達到一勞永逸的效果；定期塢修無論從經(jīng)費和時間還是艦船的停航的時間上，其代價都是非常巨大的，而且對于軍用艦艇來說，頻繁的塢修還容易造成目標的暴露。采用水下清洗技術(shù)可利用艦船停泊期間，隨時對船體進行水下清洗，既不影響艦船航行，又能節(jié)省可觀的經(jīng)費和時間。因此開展水下船體清洗技術(shù)的研究，提高清洗技術(shù)的自動化水平，增大船體清洗的機動性和靈活性是目前急需解決的問題。另外，船體清洗技術(shù)還可以擴展應(yīng)用到石油平臺的海生物的清理上，因為石油平臺在海中靜止不動，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重，海洋石油部門每年都要投入大量的資金來進行海生物的清理，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)工具進行工作；二階段為可行走多刷式，將多個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。也有的水下機器人采用了永磁吸附和履帶移動的本體結(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塢后的打磨和高壓水清洗，周期長、能源消耗大、作業(yè)強度高、環(huán)境污染嚴重。

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、保護環(huán)境的清除水下船體附著物機器人。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種清除水下船體附著物機器人，包括電磁機架，電磁機架的內(nèi)部設(shè)有用于存儲臟物的腔體，電磁機架上表面設(shè)有主電機，電磁機架的前端上表面設(shè)有兩個左右對稱設(shè)置的傳動輪，兩個傳動輪之間的空隙為腔體的進口， 主電機帶動其中一個傳動輪，主電機通過惰輪帶動另一個傳動輪，每個傳動輪下方均通過轉(zhuǎn)軸連有粉碎輪，粉碎輪的下方設(shè)有一圈剛性刷，每個轉(zhuǎn)軸上套有切割片，切割片由一個長橫向部、兩個短橫向部和兩個豎向部組成，長橫向部置于兩個所述豎向部頂部之間，每個豎向部的底部外側(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，電磁機架的下表面設(shè)有兩組前后設(shè)置的車輪組，電磁機架上表面還設(shè)有驅(qū)動電機，驅(qū)動電機驅(qū)動一組或兩組車輪組，電磁機架的后側(cè)上表面設(shè)有齒輪泵。本發(fā)明的進一步改進在于驅(qū)動電機下設(shè)有減速器。本發(fā)明的進一步改進在于主電機帶動與其相嚙合的傳動輪旋轉(zhuǎn)，傳動輪帶動另一個傳動輪轉(zhuǎn)動，同時，主電機還帶動惰輪轉(zhuǎn)動，惰輪也能帶動另一個傳動輪轉(zhuǎn)動，惰輪在主電機和另一個傳動輪中間起傳遞的作用，一個傳動輪逆時針方向轉(zhuǎn)動，另一個傳動輪順時針方向轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的進一步改進在于機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)明采用實時數(shù)字通訊， 機器人在水下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)機架腔體，通過齒輪泵將其抽出，保護環(huán)境；機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)示意圖中標號1-電磁機架、2-主電機、3-傳動輪、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)動電機、12-齒輪泵、13-減速器、14-進口。
具體實施例方式
為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。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器人的一種實施方式，包括電磁機架1，電磁機架1的內(nèi)部設(shè)有用于存儲臟物的腔體，電磁機架1上表面設(shè)有主電機 2，電磁機架1的前端上表面設(shè)有兩個左右對稱設(shè)置的傳動輪3，兩個傳動輪3之間的空隙為腔體的進口 14，主電機2帶動其中一個傳動輪3，主電機2通過惰輪4帶動另一個傳動輪 3，每個傳動輪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，每個轉(zhuǎn)軸5上套有切割片8，切割片8由一個長橫向部、兩個短橫向部和兩個豎向部組成，長橫向部置于兩個豎向部頂部之間，每個豎向部的底部外側(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，電磁機架1的下表面設(shè)有兩組前后設(shè)置的車輪組10，電磁機架1上表面還設(shè)有驅(qū)動電機11， 驅(qū)動電機11下設(shè)有減速器13，驅(qū)動電機11帶動一套遙控傳動機構(gòu)，電磁機架1的后側(cè)上表面設(shè)有齒輪泵12。主電機可通過遠程的控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，主電機帶動與其相嚙合的傳動輪旋轉(zhuǎn)，此傳動輪與惰輪帶動另一個傳動輪旋轉(zhuǎn)，同時，惰輪在主電機和另一個傳動輪中間起傳遞的作用，一個傳動輪逆時針方向旋轉(zhuǎn)，另一個傳動輪順時針方向旋轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪泵作用使高速水流從電磁機架內(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，保護了環(huán)境；機架為電磁鐵，機器人可被吸附在船體的表面上，驅(qū)動電機也可以被遠程的控制系統(tǒng)控制，驅(qū)動電機驅(qū)動車輪組，使得機器人可在船體的表面行走， 行走平穩(wěn)；機器人上還可安裝探測器、攝像頭等，可對水下情況進行探測、攝像、監(jiān)視等，并將探測或攝像到的情況及時傳遞到遠程的控制系統(tǒng)，方便操作人員在水上及時了解水下的情況，也方便操作人員遠程控制。 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)明采用實時數(shù)字通訊，機器人在水下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)機架腔體通過齒輪泵快速抽出，保護環(huán)境；機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器人，其特征在于包括電磁機架(1)，所述電磁機架 (1)的內(nèi)部設(shè)有用于存儲臟物的腔體，所述電磁機架(1)上表面設(shè)有主電機(2 )，所述電磁機架(1)的前端上表面設(shè)有兩個左右對稱設(shè)置的傳動輪(3)，兩個所述傳動輪(3)之間的空隙為所述腔體的進口(14)，所述主電機(2)帶動其中一個所述傳動輪(3)，所述主電機(2) 通過惰輪(4 )帶動另一個所述傳動輪(3 )，每個所述傳動輪(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 )，每個所述轉(zhuǎn)軸(5 )上套有切割片(8 )， 所述切割片(8)由一個長橫向部、兩個短橫向部和兩個豎向部組成，所述長橫向部置于兩個所述豎向部頂部之間，每個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 )，所述電磁機架(1)上表面還設(shè)有驅(qū)動電機(11)，所述驅(qū)動電機(11)驅(qū)動一組或兩組所述車輪組(10)，所述電磁機架(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器人，其特征在于所述驅(qū)動電機(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器人，其特征在于所述主電機(2)帶動與其相嚙合的所述傳動輪(3)旋轉(zhuǎn)，所述傳動輪(3)帶動另一個所述傳動輪(3)轉(zhuǎn)動，同時， 所述主電機(2 )還帶動所述惰輪(4 )轉(zhuǎn)動，所述惰輪(4 )也能帶動另一個所述傳動輪(3 )轉(zhuǎn)動，所述惰輪(4)在所述主電機(2)和另一個所述傳動輪(3)中間起傳遞的作用，一個所述傳動輪(3)逆時針方向轉(zhuǎn)動，另一個所述傳動輪(3)順時針方向轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述清除水下船體附著物機器人，其特征在于所述機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器人，包括電磁機架，電磁機架的內(nèi)部設(shè)計成一個腔體，電磁機架上表面設(shè)置主電機，主電機帶動兩只傳動輪，為使兩個傳動輪傳動平穩(wěn)，在主動輪與第二個傳動輪間設(shè)置一個惰輪，使兩個傳動輪以相對的方向，對中旋轉(zhuǎn)。在機架腔口兩個傳動輪的下方通過傳動軸，連有兩個粉碎輪，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。電磁機架上表面設(shè)有驅(qū)動電機，驅(qū)動一組主動車輪，后有一組遙控換向的從動輪。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)合理、操縱方便、工作高效、保護環(huán)境等優(yōu)點。
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用品有限公司