[發明專利]工作曲面自適應輪轂和水下清理機器人

在審

• 申請號: 201811477264.0
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109606494A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 陳原;徐文龍;姜媛;陳偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B63B59/08
• 代理公司: 北京頭頭知識產權代理有限公司 11729
• 代理人: 劉鋒

本發明公開了一種工作曲面自適應輪轂和水下清理機器人，屬于水下機器人領域，該工作曲面自適應輪轂包括輪轂主體，輪轂主體為圓柱形，輪轂主體的柱面上開設有多個均勻分布的圓柱孔，其中：圓柱孔內設置有線圈支架，線圈支架外繞有勵磁線圈，線圈支架的末端為球鉸副，球鉸副上安裝有導磁吸附圓盤，勵磁線圈外側設置有能夠沿著圓柱孔軸線方向移動的電磁鐵外殼。本發明輪轂上的導磁吸附圓盤吸附到船舶壁面上，在球鉸副的作用下導磁吸附圓盤始終垂直于曲面的法向方向，電磁鐵外殼沿著圓柱孔軸線方向移動，保證磁鐵末端可以時刻接觸壁面，本發明將輪轂與壁面的點線接觸轉化為點陣面接觸，極大的提高了吸附能力，并且可以自適應不同的曲面。

技術領域

本發明涉及水下機器人領域，特別是指一種工作曲面自適應輪轂和水下清理機器人。

背景技術

大型船舶在長時間航行之后，其與水接觸的側面底面容易被水中生物附著影響航行，或者出現微小縫隙小面積掉漆等影響船舶的安全性能，因此需要一種機器人來完成對船舶側面底面進行清理等操作。

現有的船舶清理機器人大多為履帶式，并在履帶底部安裝有永磁鐵或者電磁鐵以吸附在船舶上。由于船舶的側面和底面是一種不規則的曲面，現有的履帶式船舶清理機器人自適應能力有限，容易脫落。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種工作曲面自適應輪轂和水下清理機器人，本發明極大的提高了吸附能力，并且可以自適應不同的曲面。

本發明提供技術方案如下：

一種工作曲面自適應輪轂，包括輪轂主體，所述輪轂主體為圓柱形，所述輪轂主體的柱面上開設有多個均勻分布的圓柱孔，其中：

所述圓柱孔內設置有線圈支架，所述線圈支架外繞有勵磁線圈，所述線圈支架的末端為球鉸副，所述球鉸副上安裝有導磁吸附圓盤，所述勵磁線圈外側設置有能夠沿著所述圓柱孔軸線方向移動的電磁鐵外殼。

一種水下清理機器人，包括機架、懸掛臂和前述的工作曲面自適應輪轂，其中：

所述工作曲面自適應輪轂通過懸掛臂與所述機架連接，所述機架上設置有推進裝置和執行裝置。

進一步的，所述懸掛臂包括依次連接的第一級電機、懸掛伸縮桿、第二級電機和第三級電機，其中：

所述第一級電機固定在所述機架上，所述第一級電機能夠帶動所述懸掛伸縮桿擺動，所述懸掛伸縮桿能夠伸縮帶動所述第二級電機移動，所述第二級電機能夠帶動所述第三級電機擺動，所述第三級電機與所述工作曲面自適應輪轂連接，所述第三級電機能夠帶動所述工作曲面自適應輪轂擺動。

進一步的，所述第一級電機的軸線與所述機架的軸線平行，所述懸掛伸縮桿的軸線與所述第一級電機的軸線垂直，所述第二級電機位于所述懸掛伸縮桿的末端并且所述第二級電機的軸線與所述懸掛伸縮桿的軸線垂直，所述第三級電機的軸線與所述第二級電機的軸線垂直。

進一步的，所述懸掛臂為4個，4個懸掛臂成矩形頂點分布，每個懸掛臂均連接有一個工作曲面自適應輪轂。

進一步的，所述執行裝置設置在所述機架前端，所述執行裝置包括操作手擺動電機和操作手伸縮桿，所述操作手伸縮桿通過操作手擺動電機與所述機架連接，所述操作手伸縮桿末端連接有執行器。

進一步的，所述懸掛伸縮桿和操作手伸縮桿均為伸縮氣缸。

進一步的，所述推進裝置設置在所述機架后端，所述推進裝置為矢量噴水裝置。

進一步的，所述機架中部兩側設置有擾流板。

本發明具有以下有益效果：