[發明專利]一種負壓吸附船體清潔機器人及在船體壁面運動換向方法

有效

• 申請號: 202010044783.9
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111232151B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 宋大雷;郭亭亭;王鑫寧;孫忠民;嚴志鵬;陳小平
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: B63B59/10
• 分類號: B63B59/10;B25J11/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種負壓吸附船體清潔機器人，其特征在于：所述清潔機器人包括機體、吸附組件、動力組件、推力組件、清洗組件、導流組件和電氣組件，所述機體為中空柱狀結構，所述導流組件包括主導流筒、推力導流筒和外罩，所述主導流筒和推力導流筒設置在機體內部且貫穿機體，所述推力導流筒設置在主導流筒四周，所述外罩包裹在機體周側，所述吸附組件設置在主導流筒內，吸附組件的四周均布四套推力組件，所述推力組件包括推力電機和螺旋槳，所述吸附組件和推力組件通過水密電纜與電氣組件連接，所述動力組件設置在機體內包括行走驅動機構、行走轉向機構、殼體換向機構和移動輪系，所述行走驅動機構包括一套第一動力電機和四套傳力組件，所述第一動力電機帶動四套傳力組件實現對移動輪系的前進與后退的驅動，所述行走換向機構包括一套第二動力電機和四套轉向組件，所述第二動力電機帶動四套轉向組件運動進而帶動移動輪系動作實現轉向，所述殼體換向機構設置于機體上端帶動清洗組件運動，所述清洗組件通過支架與機體連接，所述電氣組件控制設置在機體內部；所述機體包括吸附底板、第一支撐盤體、第二支撐盤體、上蓋板和支撐柱體，所述吸附底板、第一支撐盤體和第二支撐盤體為全等的中空環形板，吸附底盤設于機體最底端，第一支撐盤體設于吸附底盤和第二支撐盤體之間，吸附底板、第一支撐盤體和第二支撐盤體三者之間設有多個支撐柱體；行走驅動機構包括第一動力電機、動力鏈條和四套傳力組件，所述傳力組件包括動力鏈輪、動力軸、第一動力傘齒和第二動力傘齒，第一動力電機固定在第一支撐盤體上，所述第一動力電機的轉軸通過聯軸器與一套動力軸連接，動力軸上從上到下依次設置動力鏈輪、軸承座、第二轉向鏈輪和第二動力傘齒，所述動力軸通過軸承座設置于第一支撐盤體上，且所述軸承座固定于第一支撐盤體的上表面，四套所述動力軸設置于以對轉槳軸心為形心的方形四角頂點處，且軸心與對轉槳軸心平行，四套動力鏈輪通過動力鏈條連接實現第一動力電機的動力傳輸，所述行走轉向機構包括第二動力電機、轉向鏈條、第一轉向鏈輪和四套轉向組件，所述轉向組件為第二轉向鏈輪，四套所述第二轉向鏈輪分別通過軸承設置于四套動力軸的下段處，所述第二動力電機的轉軸上固定有第一轉向鏈輪，所述第二動力電機固定在第一支撐盤體上且第一轉向鏈輪處于第一支撐盤體的下側，第一轉向鏈輪與第二轉向鏈輪處于同一水平面上，所述轉向鏈條套接于由四套第二轉向鏈輪和一個第一轉向鏈輪組成的五邊形圈上，第二轉向鏈輪的下端面固定有U形支架，U形支架上壁面設有擋板，殼體換向機構包含第三動力電機、第一換向鏈輪、第二換向鏈輪、換向鏈條和換向轉盤，第三動力電機的轉軸固定有第一換向鏈輪，所述第三動力電機固定在第二支撐盤體上且第一換向鏈輪處于第二支撐盤體的上端，所述第二換向鏈輪為空心齒盤，設置于換向轉盤的外圈轉盤上，第二換向鏈輪與第一換向鏈輪處于同一水平面上，換向轉盤內徑與主導流筒外徑相同，換向轉盤內圈設置于第二支撐盤體上表面且軸心與第二支撐盤體同軸心，換向轉盤的外圈的上端還固定有上蓋板，換向鏈條套接在由第一換向鏈輪和第二換向鏈輪組成的外圈上，所述移動輪系包括雙排輪組、連軸和U形支架，所述移動輪系為四套，雙排輪組通過軸承固定在U形支架下端，U形支架具有一定寬度，上端面固定在第二轉向鏈輪的下端面上，且U形支架上端面與第二轉向鏈輪同軸心，每套雙排輪組為雙輪結構，分別設置于連軸的兩端，所述第一動力傘齒設置在連軸中間偏向一側位置處，第二動力傘齒與第一動力傘齒嚙合，將動力傳遞給雙排輪組實現驅動。

2.根據權利要求1所述的一種負壓吸附船體清潔機器人，其特征在于，所述吸附組件包括吸附動力電機、動力波箱、對轉槳和支桿，所述吸附動力電機通過支架橫向設置于第一支撐盤體上表面，吸附動力電機通過轉軸連接動力波箱，動力波箱內部包含三個對轉傘齒依次嚙合，三個對轉傘齒將單方向運動輸入分離變為速度相同、轉向相反的動力輸出量，動力輸出至對轉槳上，對轉槳包含正槳和反槳，所述正漿和反槳同軸心靠近布局，正槳為正螺旋系數的螺旋槳，反槳為反螺旋系數的螺旋槳，所述支桿為十字交叉軸且中央固定在動力波箱上端，交叉軸四端設置于主導流筒上端的內壁上。

3.根據權利要求1所述的一種負壓吸附船體清潔機器人，其特征在于，所述推力組件包括推力電機和螺旋槳，螺旋槳安裝在推力電機上，所述推力電機和螺旋槳的數量均為四套，推力組件中四套螺旋槳呈正方形分布。