[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

本發明涉及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，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，動力組件包括行走驅動機構、行走轉向機構、殼體換向機構和移動輪系，導流組件包括主導流筒、推力導流筒和外罩，推力組件包括四套推力電機和螺旋槳，行走驅動機構實現單動力源下對機器人四輪機構的同步驅動，行走轉向機構實現單動力源下對機器人四輪機構的同步任意行進方向調整，配合殼體換向機構，實現機器人攜帶清洗組件時對外部清潔的方向任意變換，通過推力組件和對轉槳的負壓吸附組件配合作業，實現機器人運動至船體壁面，并且在壁面清潔時兩者吸附力和推力結合，實現機器人吸附力自由控制，提高了機器人帶負載能力。

技術領域

本發明涉及一種清潔船體的機器人及在船體壁面運動換向方法，尤其涉及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。

背景技術

船舶在長期航行的過程中，水下部分的船體表面會附著貝類和銹斑等，嚴重影響了船舶的航行速度和使用壽命，也增加燃油消耗。目前國內外對于水下船體的清刷工作絕大多數仍是潛水員進行清刷，應用船體清刷機器人進行自動清刷，大大節約了勞動力，降低了潛水員的勞動強度，也提高了修船效率，但是目前的船體清刷機器人只是單一地采用磁吸附或者推進器吸附，應用場景易受限且吸附效果并不理想。采用磁吸附的清刷機器人在船體貝類等附著較厚的地方吸附效果并不好，并且磁吸附由于強度較大導致機體行進和轉向困難，磁吸附的機器人由于存在磁泄露，會對船上羅盤等設備產生干擾，并且不可用于軍艦船體清潔；另外，采用磁吸附的機器人無法實現從服務艇到船體壁面的運動，清洗作業前需專人放置。采用推力進行吸附的船體清潔機器人存在能耗大、噪聲高等缺點，且機器人在吸附船體時受壁面摩擦影響較運動控制為困難，尤其隨著空化射流設備功率的增加，導致機器人所需的吸附力增加，從而間接增大機器人體積和成本。因此，本發明提出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，實現機器人在船體高效吸附、高機動性運動以及全方位壁面清洗功能，解決當前船體清潔機器人的移動機構不靈活、吸附機構效率低的問題。

發明內容

針對當前船體清潔機器人移動不靈活、吸附效率低的技術問題，本發明提供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，有效的解決當前船體清潔機器人的移動機構不靈活、吸附機構效率低的問題。

一種負壓吸附船體清潔機器人，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。

進一步地，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。