本實(shí)用新型涉及一種清除船舶表面污物的裝置。

背景技術(shù)：

隨著國家節(jié)能減排的號(hào)召和水運(yùn)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，船舶航行時(shí)表面附著的海洋生物，如藤壺和貝類，以及附著的污物，會(huì)給船舶運(yùn)行帶來非常大的能耗和速度上的衰減。一旦這種海洋生物和污物在船舶表面積攢，傳統(tǒng)的辦法是將船舶停入港口進(jìn)行大規(guī)模的清理整修，但是這種方法將會(huì)耽誤船舶的使用，造成運(yùn)力的浪費(fèi)。現(xiàn)在主要的清理方法是在船舶運(yùn)行中，清理人員穿戴潛水服，手持刀具切除附著的污物，這種方法花費(fèi)時(shí)間長，對人員的技術(shù)要求較高，且勞動(dòng)量巨大，存在一定的安全隱患，遇到比較堅(jiān)硬的附著的海洋生物，如藤壺，就會(huì)用到電工工具，這樣潛水員直接暴露在水中帶電作業(yè)，因?yàn)榍懈顣r(shí)引起的振動(dòng)，很有可能引起潛水員的觸電事故。所以這種清理方法不僅對潛水員的潛水技術(shù)和操作技術(shù)要求很高，更對整個(gè)體系的安全系數(shù)要求嚴(yán)格。而現(xiàn)有的防止海洋生物附著的措施主要是在船舶表面噴涂含有毒性的涂層，這種方式通過緩釋毒素使船舶表面的海水中保持一定的毒素濃度以抑制海洋生物的生長附著，使貝類、海草等致死，從而達(dá)到去污效果。但是其特性導(dǎo)致這種措施無法長時(shí)間保持功效，一旦毒素釋放完畢，將無法繼續(xù)抑制海洋生物的生長繁殖，油性的表面還容易吸附污物，這時(shí)就必須入港清理并重新涂裝。

現(xiàn)在蓬勃發(fā)展的電解海水技術(shù)，通過電解反應(yīng)，使強(qiáng)氧化性電解產(chǎn)物達(dá)到一定濃度時(shí)，將會(huì)有效抑制海洋生物的附著。磁流體密封技術(shù)是現(xiàn)今效用最好的密封技術(shù)之一，即便在深海中，磁流體密封依然保持著良好的密封效果，同時(shí)對機(jī)械運(yùn)行所造成的阻力微乎其微，幾乎可以不計(jì)。遠(yuǎn)程遙控技術(shù)的蓬勃發(fā)展也使得機(jī)器人運(yùn)用在生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)有多種結(jié)合推進(jìn)器、攝像頭、照明燈的進(jìn)行水下作業(yè)的機(jī)器人，而且其運(yùn)行效果良好。我國海運(yùn)事業(yè)蓬勃發(fā)展，研究制造一種能夠高效、節(jié)能、環(huán)保的用于清理船舶表面污物的機(jī)器人以取代人力具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種可以在船舶航行時(shí)由操作人員遠(yuǎn)程操作，實(shí)現(xiàn)對船舶表面附著的污物進(jìn)行清理的裝置。

本實(shí)用新型所述的一種清除船舶表面污物的裝置，其特征在于：包括用于切割污物的清理單元、用于電解海水的電解單元、用于照亮水域的照明單元、用于采集圖像信息的攝像單元和控制單元，所述電解單元安裝在所述清理刀具單元的前部，所述照明單元以及攝像單元均安裝在所述電解單元上；所述控制單元安裝在所述清理單元的后部，所述清理單元、電解單元、照明單元以及攝像單元的控制端分別與所述控制單元的輸出端信號(hào)連接；所述照明單元以及攝像單元的信號(hào)輸出端分別與外界的控制面板的輸入端信號(hào)相連，所述控制面板的輸出端與所述控制器的信號(hào)輸入端電連；

所述清理單元包括套筒、電機(jī)、主軸以及清理刀具，所述套筒后部設(shè)有用于安裝電機(jī)的電機(jī)安裝腔，所述套筒前部設(shè)有用于插入主軸的安裝通孔，所述套筒前端向前延伸形成用于安裝電解單元的安裝部；所述主軸的一端與所述電機(jī)的輸出軸軸接，主軸的另一端從安裝通孔前端伸出形成用于安裝清理刀具的軸端；所述主軸通過軸承與所述套筒轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并且所述主軸的前端通過密封組件與所述安裝通孔外端密封；

所述電解單元包括電源、電解外殼、陽極、陰極和絕緣橡膠，所述電解外殼的上端與所述套筒前端的安裝架密封固接，并在二者形成的套筒密封腔內(nèi)安裝電源；所述電解外殼上設(shè)有用于灌注海水并電解的流道，所述流道的內(nèi)壁設(shè)有兩個(gè)電極槽，其中一個(gè)電極槽嵌有陽極，另一個(gè)電極槽嵌有陰極，電極槽內(nèi)表面貼覆絕緣橡膠；所述陽極、所述陰極分別與所述電源的正負(fù)極電連；所述電源的輸電端通過供電電路分別與所述照明單元、所述攝像單元電連；

所述控制單元包括殼體、用于提供推動(dòng)力的推進(jìn)器、用于控制電機(jī)的第一信號(hào)接收器、用于控制電源供電情況的第二信號(hào)接收器、用于控制尾翼擺動(dòng)的第五信號(hào)接收器以及置于殼體內(nèi)腔的控制器，所述殼體前部與所述套筒的后端鉸接，所述殼體的后端配有尾翼；所述推進(jìn)器分布在殼體外部；所述第一信號(hào)接收器的信號(hào)輸出端與所述電機(jī)的控制端電連，所述第二信號(hào)接收器的信號(hào)輸出端與所述電源的控制端電連，所述第五信號(hào)接收器的信號(hào)輸出端通過驅(qū)動(dòng)電路與所述尾翼連接，所述第一信號(hào)接收器的信號(hào)輸入端、所述第二信號(hào)接收器的信號(hào)輸入端、所述第五信號(hào)接收器的信號(hào)輸入端以及所述推進(jìn)器組的控制端分別與所述控制器的信號(hào)輸出端信號(hào)相連。

所述殼體包括機(jī)體、前蓋板和密封板，所述機(jī)體設(shè)有用于容納控制器的安裝腔，所述密封板覆蓋在安裝腔的開口處，并通過螺釘與機(jī)體密封固接，形成用于安裝控制器的機(jī)體密封腔；所述前蓋板與所述套筒的后端面密封固接，所述前蓋板通過轉(zhuǎn)軸與所述機(jī)體鉸接；所述機(jī)體與所述前蓋板之間裝有用于改變行進(jìn)方向的角度調(diào)節(jié)裝置。

所述角度調(diào)節(jié)裝置包括用于提供驅(qū)動(dòng)力的直線電機(jī)、用于提供直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子、直桿、滾子、電磁鐵以及裝于前蓋板上的軌道支架，所述直線電機(jī)裝在機(jī)體密封腔內(nèi)，并且所述直線電機(jī)的輸出端裝有用于與直桿一端相連的動(dòng)子，所述直桿的另一端穿過密封板的末端裝有滾子，軌道支架有供直桿推動(dòng)滾子的通孔，與前蓋板上的軌道共同構(gòu)成滾子滾動(dòng)的軌道，所述滾子安裝在前蓋板內(nèi)部，受軌道支架約束并沿其上的軌道滾動(dòng)；所述電磁鐵安裝在機(jī)體下部，其上設(shè)有用于接收控制器信號(hào)的第三信號(hào)接收器；所述直線電機(jī)上帶有用于接收控制器信號(hào)的第四信號(hào)接收器；所述第三信號(hào)接收器的信號(hào)輸出端與所述電磁鐵的控制端電連，所述第四信號(hào)接收器的信號(hào)輸出端與所述直線電機(jī)的控制端電連，所述第三信號(hào)接收器的信號(hào)輸入端、所述第四信號(hào)接收器的信號(hào)輸入端分別與所述控制器的信號(hào)輸出端信號(hào)相連。

所述機(jī)體為流線型結(jié)構(gòu)，其中機(jī)體從前向后沿其軸向漸縮形成用于安裝尾翼的尾部；所述套筒的表面涂覆帶有凹坑的涂層，且所述涂層與機(jī)體、尾翼拼成魚類的仿生結(jié)構(gòu)；所述尾翼采用IPMC材料制成，并且所述尾翼通過用于提供驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)電路與控制器電連，實(shí)現(xiàn)尾翼的變形擺動(dòng)，可以有效減少裝置在海水中移動(dòng)所受到的阻力，表面凹坑可以改善裝置表面的流動(dòng)狀態(tài)，在減小阻力的同時(shí)，避免本裝置清理掉的污物附著在本裝置上。

所述密封組件為磁流體密封裝置，整個(gè)所述密封組件套在所述主軸上；所述密封組件包括密封筒、密封端蓋、磁流體、O型密封圈、永磁鐵和磁極，所述密封筒、所述密封端蓋套在所述主軸上，并且所密封筒、所述密封端蓋以及所述主軸圍成密封腔體，所述永磁鐵緊密套在主軸軸端，兩個(gè)磁極分列在永磁鐵的兩側(cè)，并且所述磁極與主軸之間形成內(nèi)填磁流體的環(huán)形密封間隙；所述O型密封圈嵌在所述磁極的外壁上，保證磁極與安裝通孔密封。

所述清理刀具包括切割刀具和磨砂刀具，所述切割刀具與所述磨砂刀具有且僅有一個(gè)刀具與主軸的軸端鍵連接，并通過軸端固定環(huán)限制清理刀具軸向移動(dòng)；所述軸端固定環(huán)通過沉頭螺釘裝在主軸軸端；所述切割刀具包括帶中心安裝孔的刀具體和切割刀片，所述刀具體的中心孔設(shè)有用于與主軸的軸端鍵連接的軸鍵，所述刀具體周向均布安裝座，所述切割刀片安裝在安裝座上，并且切割刀片的切割刃迎向切割方向；磨砂刀具的表面為一層磨砂，并且磨砂刀具通過軸鍵與主軸鍵連接。

所述流道為彎孔型流道，流道的入水口位于電解外殼的前方，流道的出水口位于電解外殼的底部，并且流道入水口直徑大于流道出水口直徑。

所述陽極為Cu-Al合金制成；所述陰極為惰性材料制成，海水流過電極時(shí)會(huì)發(fā)生電解反應(yīng)，陽極和陰極分別產(chǎn)生氯氣和氫氧化鈉，產(chǎn)生的氯氣和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性的次氯酸鈉，次氯酸鈉是一種對海水無污染、不會(huì)對海洋生物產(chǎn)生長期影響，而且可以自然降解的物質(zhì)，電解產(chǎn)生的次氯酸鈉達(dá)到一定濃度時(shí)，可以抑制海洋生物，如藤壺扇貝的生長和附著，同時(shí)可以起到協(xié)助刀具清理船舶表面污物的作用。

所述照明單元包括多個(gè)照明燈，所述照明燈安裝在電解外殼的上部；所述攝像單元包括多個(gè)攝像頭，攝像頭安裝在電解外殼的底部，，且照明燈的通電端、攝像頭的通電端分別與所述電源電連。

具體的，所述照明及攝像單元由兩盞照明燈和兩架攝像頭組成。兩盞照明燈分別命名為一號(hào)照明燈和二號(hào)照明燈，兩架攝像頭分別命名為一號(hào)攝像頭和二號(hào)攝像頭，其中所述一號(hào)照明燈和一號(hào)攝像頭布置在裝置前方，可以將明亮的圖像信息傳輸給操作人員的控制面板，協(xié)助其觀察裝置前方船體和水域的情況。所述二號(hào)照明燈和二號(hào)攝像頭布置在清理刀具的上方和斜上方，可以將明亮的圖像信息傳輸給操作人員的控制面板，協(xié)助其掌握裝置清理污物的進(jìn)度。

所述推進(jìn)器組分成兩組，其中一組推進(jìn)器包括兩個(gè)推進(jìn)器，該組推進(jìn)器的推進(jìn)方向?yàn)榭v向，分別為用于控制機(jī)體上浮的第一推進(jìn)器，以及用于控制機(jī)體下潛的第二推進(jìn)器；另一組推進(jìn)器也包括兩個(gè)推進(jìn)器，該組推進(jìn)器安裝在機(jī)體的兩側(cè)，該組推進(jìn)器的推進(jìn)方向?yàn)樗椒较颍謩e為用于控制機(jī)體前進(jìn)的第三推進(jìn)器和用于控制機(jī)體后退的第四推進(jìn)器；所述第一推進(jìn)器、第二推進(jìn)器、第三推進(jìn)器以及第四推進(jìn)器的控制端分別與控制器相應(yīng)的信號(hào)輸出端電連。

電機(jī)的底座由螺栓固定在套筒上，作為主要的驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)頂部有第一信號(hào)接收器，以接收控制器的信號(hào)。電機(jī)的輸出軸和主軸通過梅花聯(lián)軸器連接，梅花聯(lián)軸器的質(zhì)量較小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)給主軸帶來的負(fù)荷較小，并有良好的傳動(dòng)效率。所述的主軸為階梯軸，其一端連接聯(lián)軸器，另一端由軸肩和鍵軸向和周向安裝固定清理刀具。軸承通過軸肩和軸承支撐固定在套筒和主軸之間，以支撐主軸。磁流體密封裝置通過密封支撐和套筒固定在軸上，其可以在海水、主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況下，實(shí)現(xiàn)高效密封，同時(shí)僅引起很小的摩擦阻力。所述清理刀具由軸肩和鍵固定在主軸一端，主軸上加工出螺紋孔，由沉頭螺釘將軸端固定環(huán)固定在主軸上，軸端固定環(huán)、軸肩和鍵三者共同實(shí)現(xiàn)清理刀具的軸向和周向的固定，所述清理刀具可根據(jù)需要更換為不同的切割刀具或磨砂刀具，如清理藤壺等堅(jiān)硬的海洋生物時(shí)，可以由切割刀具進(jìn)行清理，如清理船舶表面附著的泥沙時(shí)，可由磨砂刀具進(jìn)行船舶表面的磨砂處理，需要更換時(shí)，僅需要將主軸的沉頭螺釘旋下，取下軸端固定環(huán)，便可以取下并更換清理刀具，后安裝好軸端固定環(huán)和沉頭螺釘，便可投入使用。

電解外殼由螺栓安裝在清理刀具部分的套筒的凹槽里，其內(nèi)部加工出入口截面較大而出口截面較小的流道，以實(shí)現(xiàn)海水的射流效果，同時(shí)加工有導(dǎo)線孔。所述電源通過螺栓固定在清理刀具部分的套筒上、電解外殼的內(nèi)部，其上安裝有第二信號(hào)接收器以接受控制器的信號(hào)，并提供電力給電解電極和照明及攝像單元。所述電級(jí)由絕緣橡膠固定在電解外殼上，電極由Cu-Al合金制成的陽極和惰性材料制成的陰極組成所述照明和攝像部分由兩盞照明燈和兩架攝像頭組成。所述的兩盞照明燈應(yīng)選取照明效果好、防水性能優(yōu)越的產(chǎn)品，如星爍探照燈，其中一盞布置在裝置前端，照亮裝置前端的水域和船體，一盞布置在清理刀具上方，照亮刀具正在清理的船體部分。所述的兩架攝像頭需有優(yōu)越的防水性能并具有遠(yuǎn)程傳輸視頻數(shù)據(jù)的能力，如云頂攝像頭，其中一盞布置在裝置前端，可以將采集到的裝置前方的水域和船體視頻信息傳遞給操作人員的控制面板，以協(xié)助操作人員決定裝置的前進(jìn)方向，一盞布置在清理刀具斜上方，可以將采集到的刀具運(yùn)轉(zhuǎn)情況和船體清理進(jìn)度的視頻信息傳遞給操作人員，以協(xié)助操作人員判斷清理的進(jìn)度。

前蓋板加工有凹槽，套筒可安裝至該凹槽，同時(shí)加工有供控制器所帶動(dòng)的直桿連接的滾子滾動(dòng)的軌道，前蓋板加工有轉(zhuǎn)軸安裝固定在機(jī)體上的軸承架上，可以帶動(dòng)清理刀具部分繞轉(zhuǎn)軸進(jìn)行一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述機(jī)體內(nèi)部安裝有控制器，前端安裝軸承架和電磁鐵，通過轉(zhuǎn)軸與前蓋板相連。所述密封板通過沉頭螺釘安裝在機(jī)體的凹槽上，并配有密封裝置。所述角度調(diào)節(jié)裝置的上端為直線電機(jī)，可帶動(dòng)固定在直線電機(jī)動(dòng)子上的直桿進(jìn)行直線移動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)安裝在前蓋板軌道里的滾子移動(dòng)以帶動(dòng)清理刀具部分進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，控制器可以接收操作人員的操作面板傳輸?shù)男盘?hào)，以控制整個(gè)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)，如有需要，可以使用防水性好的材料對控制系統(tǒng)進(jìn)行表面涂層。所述電磁鐵安裝在機(jī)體上，其上有可接收控制系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)的接收器，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以產(chǎn)生足夠的磁性，緊緊吸附在船體表面上，以固定裝置使其穩(wěn)定工作。所述IPMC尾翼固定在機(jī)體尾部，外觀如同魚的尾翼，其上有信號(hào)接收器接收控制系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)，IPMC尾翼是一種人工肌肉材料，僅需要較低的驅(qū)動(dòng)電壓就可以產(chǎn)生較大的變形，質(zhì)量輕、無噪聲、環(huán)保，操作人員通過控制系統(tǒng)給予其一定的信號(hào)，便可實(shí)現(xiàn)如魚尾一樣的擺動(dòng)，以控制裝置的左右轉(zhuǎn)向。所述推進(jìn)器有四架，其中兩架可以產(chǎn)生上浮和下潛的動(dòng)力，兩架可以產(chǎn)生前進(jìn)和后退的動(dòng)力，分別安裝在機(jī)體的兩側(cè)，由控制器控制。

本實(shí)用新型的有益效果在于：可以由操作人員遠(yuǎn)程操作以實(shí)現(xiàn)清理船舶表面污物的目的，改善了清理人員的工作環(huán)境；可針對不同的清理需要改換不同的清理刀具，針對性好；裝置同時(shí)裝配了電解系統(tǒng)，電解產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性的次氯酸鈉可以有效抑制海洋生物的附著，可以顯著提高裝置清理污物的效率；可以通過電磁鐵緊緊吸附在船舶表面，可以有效減小裝置工作時(shí)振動(dòng)帶來的影響，同時(shí)針對船舶表面不同的形狀構(gòu)造可以旋轉(zhuǎn)清理刀具部分以實(shí)現(xiàn)多角度的清理；運(yùn)用仿生學(xué)原理，整個(gè)裝置構(gòu)成了魚的形態(tài)，減小裝置在海水中移動(dòng)時(shí)阻力很小，配合推進(jìn)器和尾翼，可以使裝置的移動(dòng)靈活、可控性好。

附圖說明

圖1：裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：清理刀具部分旋轉(zhuǎn)示意圖；

圖3：電解部分原理示意圖(箭頭代表海水流動(dòng)方向，其中A處為海水；B處海水經(jīng)過電解變成氫氣和氫氧化鈉；C處為次氯酸鈉)；

圖4：切割刀具主視圖；

圖5：磨砂刀具主視圖；

圖6：推進(jìn)器安裝部位示意圖；

圖7：磁流體密封裝置示意圖；

圖8：前蓋板示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型

參照附圖：

實(shí)施例1本實(shí)用新型所述的一種清除船舶表面污物的裝置，包括用于切割污物的清理單元1、用于電解海水的電解單元2、用于照亮水域的照明單元3、用于采集圖像信息的攝像單元4和控制單元5，所述電解單元2安裝在所述清理單元1的前部，所述照明單元3以及攝像單元4均安裝在所述電解單元2上；所述控制單元5安裝在所述清理單元1的后部，所述清理單元1、電解單元2、照明單元3以及攝像單元4的控制端分別與所述控制單元5的輸出端信號(hào)連接；所述照明單元3以及攝像單元4的信號(hào)輸出端分別與外界的控制面板的輸入端信號(hào)相連，所述控制面板的輸出端與所述控制單元5的信號(hào)輸入端電連；

所述清理單元1包括套筒11、電機(jī)12、主軸13以及清理刀具14，所述套筒11后部設(shè)有用于安裝電機(jī)12的電機(jī)安裝腔，所述套筒11前部設(shè)有用于插入主軸13的安裝通孔，所述套筒11前端向前延伸形成用于安裝電解單元2的安裝部111；所述主軸13的一端與所述電機(jī)12的輸出軸軸接，主軸13的另一端從安裝通孔前端伸出形成用于安裝清理刀具14的軸端；所述主軸13通過軸承與所述套筒11轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并且所述主軸13的前端通過密封組件15與所述套筒11外端密封；

所述電解單元2包括電源21、電解外殼22、陽極23、陰極24和絕緣橡膠25，所述電解外殼22的上端與所述套筒11前端的安裝部111密封固接，并在二者形成的套筒密封腔內(nèi)安裝電源21；所述電解外殼22上設(shè)有用于灌注海水并電解的流道221，所述流道221的內(nèi)壁設(shè)有兩個(gè)電極槽，電極槽內(nèi)表面貼覆絕緣橡膠25，一個(gè)電極槽嵌有陽極23，另一個(gè)電極槽嵌有陰極24，；所述陽極23、所述陰極24分別與所述電源21的正負(fù)極電連；所述電源21的輸電端通過供電電路分別與所述照明單元3、所述攝像單元4電連；

所述控制單元5包括殼體51、用于向殼體提供多個(gè)方向推動(dòng)力的推進(jìn)器組、用于控制電機(jī)的第一信號(hào)接收器54、用于控制電源供電情況的第二信號(hào)接收器55、用于控制尾翼擺動(dòng)的第五信號(hào)接收器52以及置于殼體51內(nèi)腔的控制器，所述殼體51前部與所述套筒11的后端鉸接，所述殼體51的后端配有尾翼53；所述推進(jìn)器組分布在殼體外部；所述第一信號(hào)接收器54的信號(hào)輸出端與所述電機(jī)12的控制端電連，所述第二信號(hào)接收器的信號(hào)輸出端與所述電源21的控制端電連，所述第五信號(hào)接收器52的信號(hào)輸出端通過驅(qū)動(dòng)電路與所述尾翼53連接，所述第一信號(hào)接收器的信號(hào)輸入端54、所述第二信號(hào)接收器55的信號(hào)輸入端、所述第五信號(hào)接收器52的信號(hào)輸入端以及所述推進(jìn)器組的控制端分別與所述控制器的信號(hào)輸出端信號(hào)相連。

所述殼體51包括機(jī)體511、前蓋板512和密封板513，所述機(jī)體511設(shè)有用于容納控制器的安裝腔，所述密封板513覆蓋在安裝腔的開口處，并通過螺釘與機(jī)體密封固接，形成用于安裝控制器的機(jī)體密封腔；所述前蓋板512與所述套筒11的后端面密封固接，所述前蓋板512通過轉(zhuǎn)軸514與所述機(jī)體511鉸接；所述機(jī)體511與所述前蓋板512之間裝有用于改變行進(jìn)方向的角度調(diào)節(jié)裝置54。

所述角度調(diào)節(jié)裝置54包括用于提供驅(qū)動(dòng)力的直線電機(jī)541、用于提供直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子542、直桿543、滾子544、電磁鐵545以及裝于前蓋板512上的軌道支架546，所述直線電機(jī)541裝在機(jī)體密封腔內(nèi)，并且所述直線電機(jī)541的輸出端裝有用于與直桿543一端相連的動(dòng)子542，所述直桿的另一端穿過密封板513的末端裝有滾子544，軌道支架546有供直桿推動(dòng)滾子的通孔，與前蓋板512上的軌道共同構(gòu)成滾子滾動(dòng)的軌道，所述滾子544安裝在前蓋板512內(nèi)部，受軌道支架546約束并沿其上的軌道滾動(dòng)；所述電磁鐵545安裝在機(jī)體511下部，其上設(shè)有用于接收控制器信號(hào)的第三信號(hào)接收器56；所述直線電機(jī)541上帶有用于接收控制器信號(hào)的第四信號(hào)接收器；所述第三信號(hào)接收器56的信號(hào)輸出端與所述電磁鐵545的控制端電連，所述第四信號(hào)接收器的信號(hào)輸出端與所述直線電機(jī)511的控制端電連，所述第三信號(hào)接收器的信號(hào)輸入端56、所述第四信號(hào)接收器的信號(hào)輸入端分別與所述控制器的信號(hào)輸出端信號(hào)相連。

所述機(jī)體511為流線型結(jié)構(gòu)，其中機(jī)體從前向后沿其軸向漸縮形成用于安裝尾翼的尾部；所述套筒11的表面涂覆帶有凹坑的涂層111，且所述涂層111與機(jī)體511、尾翼53拼成魚類的仿生結(jié)構(gòu)；所述尾翼53采用IPMC材料制成，并且所述尾翼53通過用于提供驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)電路與控制器電連，實(shí)現(xiàn)尾翼的變形擺動(dòng)，可以有效減少裝置在海水中移動(dòng)所受到的阻力，表面凹坑可以改善裝置表面的流動(dòng)狀態(tài)，在減小阻力的同時(shí)，避免本裝置清理掉的污物附著在本裝置上。

所述密封組件15為磁流體密封裝置，整個(gè)所述密封組件套在所述主軸上；所述密封組件15包括密封筒151、密封端蓋152、磁流體156、O型密封圈153、永磁鐵154和磁極155，所述密封筒151、所述密封端蓋152套在所述主軸13上，并且所密封筒151、所述密封端蓋152以及所述主軸13圍成密封腔體，所述永磁鐵154緊密套在主軸13軸端，兩個(gè)磁極155分列在永磁鐵154的兩側(cè)，并且所述磁極與主軸13之間形成內(nèi)填磁流體的環(huán)形密封間隙；所述O型密封圈153嵌在所述磁極155的外壁上，保證磁極155與安裝通孔密封。

所述清理刀具14包括切割刀具141和磨砂刀具142，所述切割刀具141與所述磨砂刀具142有且僅有一個(gè)刀具與主軸13的軸端鍵連接，并通過軸端固定環(huán)16限制清理刀具軸向移動(dòng)；所述軸端固定環(huán)16通過沉頭螺釘裝在主軸軸端；所述切割刀具141包括帶中心安裝孔的刀具體1411和切割刀片1412，所述刀具體1411的中心孔設(shè)有用于與主軸13的軸端鍵連接的軸鍵，所述刀具體1411周向均布安裝座，所述切割刀片1412安裝在安裝座上，并且切割刀片1412的切割刃迎向切割方向；磨砂刀具142的表面為一層磨砂，并且磨砂刀具142通過軸鍵與主軸13鍵連接。

所述流道221為彎孔型流道，流道221的入水口位于電解外殼的前方，流道的出水口位于電解外殼22的底部，并且流道221入水口直徑大于流道221出水口直徑。

所述陽極23為Cu-Al合金制成；所述陰極24為惰性材料制成，海水流過電極時(shí)會(huì)發(fā)生電解反應(yīng)，陽極23和陰極24分別產(chǎn)生氯氣和氫氧化鈉，產(chǎn)生的氯氣和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性的次氯酸鈉，次氯酸鈉是一種對海水無污染、不會(huì)對海洋生物產(chǎn)生長期影響，而且可以自然降解的物質(zhì)，電解產(chǎn)生的次氯酸鈉達(dá)到一定濃度時(shí)，可以抑制海洋生物，如藤壺扇貝的生長和附著，同時(shí)可以起到協(xié)助刀具清理船舶表面污物的作用。

所述照明單元3包括多個(gè)照明燈，所述照明燈安裝在電解外殼的上部；所述攝像單元4包括多個(gè)攝像頭，攝像頭安裝在電解外殼的底部，且照明燈的通電端、攝像頭的通電端分別與所述電源電連。

具體的，所述照明及攝像單元由兩盞照明燈和兩架攝像頭組成。兩盞照明燈分別命名為一號(hào)照明燈31和二號(hào)照明燈32，兩架攝像頭分別命名為一號(hào)攝像頭41和二號(hào)攝像頭42，其中所述一號(hào)照明燈31和一號(hào)攝像頭41布置在裝置前方，可以將明亮的圖像信息傳輸給操作人員的控制面板，協(xié)助其觀察裝置前方船體和水域的情況。所述二號(hào)照明燈32和二號(hào)攝像頭42布置在清理刀具14的上方和斜上方，可以將明亮的圖像信息傳輸給操作人員的控制面板，協(xié)助其掌握裝置清理污物的進(jìn)度。所述推進(jìn)器組分成兩組，其中一組推進(jìn)器包括兩個(gè)推進(jìn)器，該組推進(jìn)器的推進(jìn)方向?yàn)榭v向，分別為用于控制機(jī)體上浮的第一推進(jìn)器571，以及用于控制機(jī)體下潛的第二推進(jìn)器572；另一組推進(jìn)器也包括兩個(gè)推進(jìn)器，該組推進(jìn)器安裝在機(jī)體的兩側(cè)，該組推進(jìn)器的推進(jìn)方向?yàn)樗椒较?，分別為用于控制機(jī)體前進(jìn)的第三推進(jìn)器573和用于控制機(jī)體后退的第四推進(jìn)器574；所述第一推進(jìn)器571、第二推進(jìn)器572、第三推進(jìn)器573以及第四推進(jìn)器574的控制端分別與控制器相應(yīng)的信號(hào)輸出端電連。

電機(jī)12的底座由螺栓固定在套筒11上，作為主要的驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)12頂部有第一信號(hào)接收器，以接收控制器的信號(hào)。電機(jī)12的輸出軸和主軸13通過梅花聯(lián)軸器17連接，梅花聯(lián)軸器的質(zhì)量較小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)給主軸帶來的負(fù)荷較小，并有良好的傳動(dòng)效率。所述的主軸13為階梯軸，其一端連接梅花聯(lián)軸器17，另一端由軸肩和鍵軸安裝固定清理刀具，實(shí)現(xiàn)軸向以及周向的固定。軸承通過軸肩和軸承支撐固定在套筒11和主軸13之間，以支撐主軸13。磁流體密封裝置通過密封支撐和套筒11固定在主軸上，其可以在海水、主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況下，實(shí)現(xiàn)高效密封，同時(shí)僅引起很小的摩擦阻力。所述清理刀具14由軸肩和鍵固定在主軸13一端，主軸13上加工出螺紋孔，由沉頭螺釘將軸端固定環(huán)16固定在主軸13上，軸端固定環(huán)16、軸肩和鍵三者共同實(shí)現(xiàn)清理刀具14的軸向和周向的固定，所述清理刀具14可根據(jù)需要更換為不同的切割刀具141或磨砂刀具142，如清理藤壺等堅(jiān)硬的海洋生物時(shí)，可以由切割刀具141進(jìn)行清理，如清理船舶表面附著的泥沙時(shí)，可由磨砂刀具142進(jìn)行船舶表面的磨砂處理，需要更換時(shí)，僅需要將主軸13的沉頭螺釘旋下，取下軸端固定環(huán)16，便可以取下并更換清理刀具14，后安裝好軸端固定環(huán)16和沉頭螺釘，便可投入使用。

電解外殼22由螺栓安裝在清理單元1的套筒11的凹槽里，其內(nèi)部加工出入口截面較大而出口截面較小的流道221，以實(shí)現(xiàn)海水的射流效果，同時(shí)加工有導(dǎo)線孔。所述電源21通過螺栓固定在套筒11上、電解外殼的內(nèi)部圍成的套筒密封腔內(nèi)，其上安裝有第二信號(hào)接收器以接受控制器的信號(hào)，并提供電力給電解電極和照明單元3及攝像單元4。所述電級(jí)由絕緣橡膠固定在電解外殼22上，電極由Cu-Al合金制成的陽極23和惰性材料制成的陰極24組成，所述照明和攝像部分由兩盞照明燈和兩架攝像頭組成。所述的兩盞照明燈應(yīng)選取照明效果好、防水性能優(yōu)越的產(chǎn)品，如星爍探照燈，其中一盞布置在裝置前端，照亮裝置前端的水域和船體，一盞布置在清理刀具上方，照亮刀具正在清理的船體部分。所述的兩架攝像頭需有優(yōu)越的防水性能并具有遠(yuǎn)程傳輸視頻數(shù)據(jù)的能力，如云頂攝像頭，其中一盞布置在裝置前端，可以將采集到的裝置前方的水域和船體視頻信息傳遞給操作人員的控制面板，以協(xié)助操作人員決定裝置的前進(jìn)方向，一盞布置在清理刀具斜上方，可以將采集到的刀具運(yùn)轉(zhuǎn)情況和船體清理進(jìn)度的視頻信息傳遞給操作人員，以協(xié)助操作人員判斷清理的進(jìn)度。

前蓋板512加工有凹槽，套筒11可安裝至該凹槽，同時(shí)加工有供控制器所帶動(dòng)的直桿連接的滾子滾動(dòng)的軌道，前蓋板512加工有安裝固定在機(jī)體511上的軸承架515上的轉(zhuǎn)軸514，可以帶動(dòng)清理單元1繞轉(zhuǎn)軸514進(jìn)行一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述機(jī)體511內(nèi)部安裝有控制器，前端安裝軸承架和電磁鐵545，通過轉(zhuǎn)軸514與前蓋板512相連。所述密封板513通過沉頭螺釘安裝在機(jī)體511的凹槽上，并配有密封裝置。所述角度調(diào)節(jié)裝置54的上端為直線電機(jī)，可帶動(dòng)固定在直線電機(jī)動(dòng)子上的直桿進(jìn)行直線移動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)安裝在前蓋板軌道里的滾子移動(dòng)以帶動(dòng)清理刀具部分進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，控制器可以接收操作人員的操作面板傳輸?shù)男盘?hào)，以控制整個(gè)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)，如有需要，可以使用防水性好的材料對控制系統(tǒng)進(jìn)行表面涂層。所述電磁鐵安裝在機(jī)體上，其上有可接收控制系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)的接收器，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以產(chǎn)生足夠的磁性，緊緊吸附在船體表面上，以固定裝置使其穩(wěn)定工作。所述IPMC尾翼固定在機(jī)體尾部，外觀如同魚的尾翼，其上有信號(hào)接收器接收控制系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)，IPMC尾翼是一種人工肌肉材料，僅需要較低的驅(qū)動(dòng)電壓就可以產(chǎn)生較大的變形，質(zhì)量輕、無噪聲、環(huán)保，操作人員通過控制系統(tǒng)給予其一定的信號(hào)，便可實(shí)現(xiàn)如魚尾一樣的擺動(dòng)，以控制裝置的左右轉(zhuǎn)向。所述推進(jìn)器有四架，其中兩架可以產(chǎn)生上浮和下潛的動(dòng)力，兩架可以產(chǎn)生前進(jìn)和后退的動(dòng)力，分別安裝在機(jī)體的兩側(cè)，由控制器控制。

具體的，結(jié)合圖1，本實(shí)用新型的所述電解單元形狀大致為圓柱體，安裝在清理刀具部分的套筒11上的圓形凹槽。所述控制單元的機(jī)體511形狀大致為圓臺(tái)，內(nèi)部加工出裝配部件的矩形凹槽。

下面結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的裝配方式：

本實(shí)用新型安裝時(shí)為圖2所示狀態(tài)。首先將主軸13與軸承裝配后裝入套筒11內(nèi)部，從兩側(cè)由螺栓將兩處軸承支撐固定軸承和主軸13安裝在套筒11上，在主軸13一側(cè)依次安裝梅花聯(lián)軸器15和電機(jī)12，并由螺栓將電機(jī)12固定在套筒11的凹槽上，在另一側(cè)裝配好磁流體密封裝置和密封支撐，將其裝配至主軸13后由螺栓固定在套筒11的凹槽上，后根據(jù)具體工況選擇合適的清理刀具14，將清理刀具14的鍵槽裝配至主軸13的鍵上，安裝調(diào)整墊片及軸端固定環(huán)16以固定清理刀具14，后旋上沉頭螺釘，若需更換清理刀具14，僅需旋下沉頭螺釘，取下軸端固定環(huán)16及調(diào)整墊片，便可更換清理刀具14。

將電源21裝配至套筒11上，裝配好電解外殼22及陽極23、陰極24、絕緣橡膠25和照明及攝像系統(tǒng)后，由螺栓將其裝配至套筒11的凹槽。

機(jī)體511配有尾翼53、電磁鐵545、軸承架515，并將推進(jìn)器安裝至機(jī)體511的相應(yīng)位置。將控制系統(tǒng)部分的直線電機(jī)541的動(dòng)子542由螺釘與直桿543固接，并將直桿543與滾子544裝配，后將控制單元5及直線電機(jī)541裝配至機(jī)體511的凹槽中。將滾子544裝配入前蓋板512的軌道凹槽內(nèi)，將軸承架與前蓋板的轉(zhuǎn)軸514裝配，調(diào)整位置后將軸承架由螺釘裝配至機(jī)體511上的凹槽上，將軌道支架546由螺栓裝配至前蓋板的凹槽上共同構(gòu)成滾子544的軌道。

將套筒11由螺栓裝配至前蓋板512的凹槽上，將表面凹坑涂層涂覆在套筒11上。驅(qū)動(dòng)電機(jī)拉回前蓋板512及套筒11至圖1位置，即完成本實(shí)用新型的裝配過程。

下面結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的工作實(shí)例：

操作人員將本實(shí)用新型置入海水中，通過控制面板操作本實(shí)用新型。觀察由一號(hào)攝像頭31傳輸至控制面板的視頻，可以控制推進(jìn)器和尾翼53，操縱裝置移動(dòng)至有污物的船舶表面，此時(shí)控制電磁鐵545工作，本實(shí)用新型將緊緊吸附在船舶表面。啟動(dòng)供給電解裝置的電源21和電機(jī)12，電解裝置將電解海水產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的次氯酸鈉，抑制海洋生物的生長和附著，同時(shí)清理刀具14將高速轉(zhuǎn)動(dòng)清理船舶表面污物和海洋生物。通過觀察由二號(hào)攝像頭42傳至控制面板的視頻，可以了解當(dāng)前位置船舶表面污物清除的進(jìn)度。當(dāng)需要改變清理刀具系統(tǒng)的角度時(shí)，控制單元5驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)541工作，驅(qū)動(dòng)清理刀具系統(tǒng)繞轉(zhuǎn)軸514轉(zhuǎn)動(dòng)至合適的角度，可以實(shí)現(xiàn)多角度的污物清除。

本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。