[發(fā)明專利]一種用于曲面船體的水下垃圾清理回收機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111452132.4
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN113955034A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許競翔;廖云峰;李俊佑;滿芹;李港;邢博聞;郭文文
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué)
• 主分類號: B63B59/08
• 分類號: B63B59/08;B63H23/26;E02B15/10
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

本發(fā)明公開了一種用于曲面船體的水下垃圾清理回收機器人，其包括：機器人箱體；清洗機構(gòu)；垃圾回收機構(gòu)；兩個行走機構(gòu)，分別通過曲面適應(yīng)機構(gòu)與機器人箱體連接，每個行走機構(gòu)包括一個永磁輪以及與永磁輪傳動連接的傳動箱；曲面適應(yīng)機構(gòu)包括液壓油缸以及彈性合頁；彈性合頁連接在機器人箱體以及傳動箱之間；液壓油缸的兩端分別與機器人箱體以及傳動箱通過轉(zhuǎn)動副連接，以推動傳動箱轉(zhuǎn)動；機器人箱體的兩側(cè)設(shè)置有用于檢測行走機構(gòu)所在位置的船體曲率半徑的聲波傳感器；控制系統(tǒng)根據(jù)曲率半徑控制相應(yīng)的曲面適應(yīng)機構(gòu)調(diào)節(jié)行走機構(gòu)的永磁輪的傾角，使得永磁輪的行走面與船體表面貼合吸附，保證永磁輪能夠吸附在不同曲率半徑的船體表面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，特別涉及一種用于曲面船體的水下垃圾清理回收機器人。

背景技術(shù)

海水中富含多種鹽類，是一種具有較強腐蝕性的電解質(zhì)溶液。遠(yuǎn)洋船舶長時間在海中航行，其金屬材質(zhì)的船底與海水持續(xù)接觸，易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致船底銹蝕。同時，船舶底部多附著有大量的難以清除的海洋生物，增大船舶航行阻力，增大船舶運行油耗，降低船舶航行速度，縮短船舶服務(wù)壽命。當(dāng)前遠(yuǎn)洋運輸行業(yè)多采用履帶輪磁吸附式垂直爬壁機器人清洗的方法來清洗船底的銹斑和海洋生物以提高船舶服務(wù)壽命。這種機器人清洗方式要求船舶船體曲率半徑要足夠小，履帶式永磁輪在船體表面轉(zhuǎn)向困難，因此適用的工作環(huán)境有限，同時，該類機器人通過射流清洗的海洋垃圾難以回收，對海洋生態(tài)環(huán)境造成一定污染。本發(fā)明設(shè)計了一種適用于不規(guī)則曲面船體的水下垃圾清理回收機器人，可實現(xiàn)對船底附著海洋生物及銹斑的清理、回收功能，具有清洗效率高，環(huán)境污染小的特點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于曲面船體的水下垃圾清理回收機器人，其通過采用輪式行走機構(gòu)與曲面適應(yīng)機構(gòu)相配合，以適應(yīng)不同曲率半徑的船體表面。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種用于曲面船體的水下垃圾清理回收機器人，其包括：

機器人箱體；

清洗機構(gòu)，包括安裝在機器人箱體上的四自由度機械臂以及安裝在四自由度機械臂末端的射流噴嘴；

垃圾回收機構(gòu)，包括垃圾回收管路、與垃圾回收管路的末端連接的螺旋離心泵以及連接在所述螺旋離心泵出口的過濾回收箱；所述垃圾回收管路中設(shè)置有一個通過轉(zhuǎn)動粉碎并輸送垃圾的粉碎螺桿；

兩個行走機構(gòu)，分別設(shè)置在機器人箱體的兩側(cè)，通過曲面適應(yīng)機構(gòu)與所述機器人箱體連接，每個所述行走機構(gòu)包括一個永磁輪以及與所述永磁輪傳動連接的傳動箱；

所述曲面適應(yīng)機構(gòu)包括液壓油缸以及彈性合頁；所述彈性合頁連接在所述機器人箱體以及所述傳動箱之間；所述液壓油缸的兩端分別與所述機器人箱體以及所述傳動箱通過轉(zhuǎn)動副連接，以推動所述傳動箱轉(zhuǎn)動；

轉(zhuǎn)向機構(gòu)，設(shè)置在機器人箱體的底部，包括永磁萬向輪及一個彈簧減震機構(gòu)；

控制系統(tǒng)，分別與所述清洗機構(gòu)、所述垃圾回收機構(gòu)、所述行走機構(gòu)、所述曲面適應(yīng)機構(gòu)以及轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接；所述機器人箱體的兩側(cè)還設(shè)置有聲波傳感器，用于檢測所述行走機構(gòu)所在位置的船體曲率半徑；所述控制系統(tǒng)根據(jù)檢測的曲率半徑控制相應(yīng)的曲面適應(yīng)機構(gòu)調(diào)節(jié)所述行走機構(gòu)的永磁輪的傾角，使得永磁輪與船體表面貼合吸附。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述機器人箱體的四角分別設(shè)置有一個螺旋推進(jìn)器，各所述螺旋推進(jìn)器與所述控制系統(tǒng)電性連接，并在所述控制系統(tǒng)的控制下調(diào)節(jié)水下垃圾清理回收機器人的水下姿態(tài)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述機器人箱體上設(shè)置有位于所述清洗機構(gòu)前方的攝像頭，所述攝像頭與所述控制系統(tǒng)電性連接。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述控制系統(tǒng)連接有通信系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)通過所述通信系統(tǒng)將攝像頭拍攝的圖像回傳。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述機器人箱體上設(shè)置有位于所述清洗機構(gòu)兩側(cè)的射燈。