[發(fā)明專利]一種可受控水下超聲清洗器及工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410718982.8
• 申請(qǐng)日: 2015-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104492752A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱昌平;尹玉振;高遠(yuǎn);湯一彬;韓慶邦;殷澄;陳華;文文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號(hào): B08B3/12
• 分類號(hào): B08B3/12
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務(wù)所 32225
• 代理人: 孫彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲波清洗領(lǐng)域，尤其涉及一種適于清洗水下建構(gòu)物的清洗裝置及工作方法。

背景技術(shù)

當(dāng)今社會(huì)，隨著人們對(duì)新能源的探索，水利事業(yè)得到不斷發(fā)展，但閘門、大壩壩體等設(shè)備由于長(zhǎng)期浸在水下，其表面生長(zhǎng)的水垢和其他附著物影響了正常功能發(fā)揮，另外由于附著物的覆蓋，無(wú)法發(fā)現(xiàn)水下大型設(shè)備是否存在裂縫等安全隱患，給常規(guī)的安全檢查帶來(lái)極大不方便，最終造成設(shè)備損壞。

目前，閘門或者水管內(nèi)壁等設(shè)備的常用的方法有兩種：

第一種是使用高壓射水進(jìn)行清洗，此方法的缺點(diǎn)在于，若流速過(guò)快會(huì)造成壓力過(guò)大，傷及油漆及構(gòu)建物本身，但若減小流速，清洗效果就會(huì)大打折扣；

第二種是只有在停工時(shí)清洗，在無(wú)水的情況下通過(guò)人工施以機(jī)械振動(dòng)將水垢松動(dòng)，然后高壓射水進(jìn)行清洗。使用這樣的做法就必須停工，另一方面人工敲擊力度大小難以準(zhǔn)確把握，容易因用力過(guò)猛導(dǎo)致閘門或者水管損傷。

借用超聲洗牙的基本原理，已經(jīng)能夠?qū)?shí)現(xiàn)對(duì)水中的石塊用超聲波進(jìn)行清洗，對(duì)于深水域構(gòu)建物的清洗，現(xiàn)有的方法是使用水下機(jī)器人或人工持拿換能器等方式進(jìn)行清洗，清洗成本高，且操作復(fù)雜。

因此，如何設(shè)計(jì)一種操作簡(jiǎn)單，清洗效果更好，可不間斷持續(xù)工作的水下構(gòu)建物超聲波清洗裝置是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種水下超聲清洗器，以解決水下構(gòu)建物表面的清洗問(wèn)題。

為了上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種水下超聲清洗器，包括：四旋翼下潛裝置，該四旋翼下潛裝置上設(shè)有清洗機(jī)構(gòu)；所述四旋翼下潛裝置通過(guò)一控制單元控制其運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選的，為了更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)水下超聲清洗器的跟蹤控制，所述控制單元包括MCU模塊，以及用于分別驅(qū)動(dòng)所述四旋翼下潛裝置中四個(gè)調(diào)速電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置；所述MCU模塊通過(guò)一通訊模塊與控制所述水下超聲清洗器的上位機(jī)相連。

優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)水下場(chǎng)景的拍攝，用于自動(dòng)或人工識(shí)別；所述控制單元還包括照明電路和與所述MCU模塊相連的攝像裝置；所述MCU模塊適于根據(jù)攝像裝置拍攝的圖像識(shí)別水下污穢，并控制清洗機(jī)構(gòu)對(duì)污穢物進(jìn)行清洗。

所述MCU模塊還適于將攝像裝置拍攝的圖像上傳至上位機(jī)，以便于人工識(shí)別。

優(yōu)選的，為了四旋翼下潛裝置實(shí)現(xiàn)方向控制，各調(diào)速電機(jī)的安裝仰角對(duì)稱向外，以形成合力，起到更好的控制水下超聲清洗器運(yùn)動(dòng)方向的作用。

優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)超聲清洗換能器轉(zhuǎn)向；所述清洗機(jī)構(gòu)采用超聲清洗換能器，該超聲清洗換能器通過(guò)一旋轉(zhuǎn)云臺(tái)吊裝于所述四旋翼下潛裝置的支架下方，該旋轉(zhuǎn)云臺(tái)由所述MCU模塊控制，以帶動(dòng)超聲清洗換能器轉(zhuǎn)向。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種水下超聲清洗器的工作方法，以進(jìn)一步解決水下構(gòu)建物清潔的技術(shù)問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，所述水下超聲清洗器的工作方法包括如下步驟：

通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)方式控制四旋翼下潛裝置攜帶清洗機(jī)構(gòu)清潔水下構(gòu)建物上的污穢。

優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)人工識(shí)別、控制，通過(guò)手動(dòng)方式控制四旋翼下潛裝置攜帶清洗機(jī)構(gòu)清潔水下構(gòu)建物上的污穢的方法包括：通過(guò)攝像裝置拍攝水中圖像，并將該水中圖像上傳至上位機(jī)進(jìn)行人工識(shí)別，使用者通過(guò)操作上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)水下超聲清洗器的控制。

優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、控制，通過(guò)自動(dòng)方式控制四旋翼下潛裝置攜帶清洗機(jī)構(gòu)清潔水下構(gòu)建物上的污穢的方法包括：通過(guò)攝像裝置拍攝水中圖像，并將該圖像與污穢物圖像樣本比對(duì)以進(jìn)行識(shí)別；當(dāng)判斷為污穢物時(shí)，自動(dòng)控制水下超聲清洗器對(duì)該污穢物進(jìn)行清洗。

優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)水下構(gòu)建物的全方位清洗，通過(guò)自動(dòng)方式控制四旋翼下潛裝置攜帶清洗機(jī)構(gòu)清潔水下構(gòu)建物上的污穢的方法包括：通過(guò)上位機(jī)對(duì)水下構(gòu)建物的待清潔面進(jìn)行建模，即將待清潔面分割成一陣列；所述上位機(jī)控制水下超聲清洗器沿陣列的各行依次清洗，或沿陣列的各列依次進(jìn)行清洗。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明在水中采用四旋翼下潛裝置便于本水下超聲清洗器在水下平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，可以作為很好的清洗機(jī)構(gòu)的載體；并且清洗機(jī)構(gòu)采用超聲清洗換能器，避免了傳統(tǒng)的水槍清洗產(chǎn)生的后坐力，而且超聲波在清洗過(guò)程中能對(duì)縫隙進(jìn)行徹底的清洗，這是傳統(tǒng)的清洗裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)的；本技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清洗效果好，比傳統(tǒng)清洗機(jī)器人降低了成本，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1示出了水下超聲清洗器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了控制單元的原理框圖。

圖中：調(diào)速電機(jī)1、2、3、4，攝像裝置5、不銹鋼支架6、旋轉(zhuǎn)云臺(tái)7、超聲清洗換能器8、上位機(jī)9。