用于船舶清洗的水下機(jī)器人制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種用于船舶清洗的水下機(jī)器人，包括機(jī)架、設(shè)于所述機(jī)架上的殼體、設(shè)于所述機(jī)架上的清洗單元及設(shè)于所述機(jī)架上的驅(qū)動(dòng)單元；所述殼體上還設(shè)有用于將船舶劃分為多個(gè)清洗區(qū)域的指示定位單元，所述指示定位單元包括設(shè)有至少兩個(gè)起點(diǎn)定位器的起始裝置、設(shè)有至少兩個(gè)終點(diǎn)定位器的終結(jié)裝置、用于放置所述起點(diǎn)定位器的第一機(jī)械臂及用于放置所述終點(diǎn)定位器的第二機(jī)械臂。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)將船舶的表面區(qū)分為單獨(dú)的清洗區(qū)域，因此機(jī)器人在清洗的時(shí)候，行進(jìn)過(guò)程受到的阻礙小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，其清洗的效果好，提高了機(jī)器人清洗的效率。

Underwater Robot for Ship Cleaning

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
用于船舶清洗的水下機(jī)器人
本專(zhuān)利技術(shù)屬于船舶清洗
，尤其是涉及一種用于船舶清洗的水下機(jī)器人。
技術(shù)介紹
船舶在整個(gè)的營(yíng)運(yùn)周期內(nèi)，都會(huì)有海洋生物附著在船壁、船底、甚至螺旋槳上，尤其是船只停靠在港口、碼頭或錨地時(shí)，各種海生物(包括動(dòng)物、植物和微生物等)就會(huì)快速附著，并在船底表面生長(zhǎng)，在船舶吃水線(xiàn)以下的殼體上會(huì)形成一層厚厚的海生物垢層，這些海生物垢層主要由藻類(lèi)、貝類(lèi)附著物構(gòu)成。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，這些海洋生物的附著量將會(huì)增加，對(duì)于船舶的航行狀態(tài)、甚至運(yùn)營(yíng)安全均會(huì)帶來(lái)諸多不利影響，海洋生物附著于船體增加了船舶的重量，影響了船底外殼的光滑，使得航行阻力相比于光滑船體大幅增加，海洋生物附著在螺旋槳上能使得螺旋槳輸出功率降低，降低船舶的航行速度，提高了船舶航行的油耗，這些影響都講直接大幅提升船舶的運(yùn)營(yíng)成本。研究表明，部分海生物附著1～2月后個(gè)體死亡，在其死殼的船壁處可能會(huì)出現(xiàn)2～5毫米深的腐蝕坑，這將直接影響船舶的自身安全。目前船舶清洗方式目前主要通過(guò)人工方式進(jìn)行，工人使用清除工具在船塢進(jìn)行附著海生物清理工作，再涂保護(hù)層、油漆等；或者由潛水員攜帶工具、設(shè)備在水下進(jìn)行附著海生物的清除工作。隨著技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)外大型船塢、碼頭逐漸配備了一些自動(dòng)化程度較高的清洗裝備，但仍然需要人員參與其中大量、繁重的配合工作。隨著人們對(duì)海洋開(kāi)發(fā)和利用的逐漸深入，水下機(jī)器人相關(guān)
得到了迅速的發(fā)展，眾多前沿技術(shù)學(xué)科與水下機(jī)器人技術(shù)相互融合，包括系統(tǒng)集成、自動(dòng)控制、模式識(shí)別、信息融合、人工智能等，使得水下機(jī)器人具備了完成復(fù)雜海洋環(huán)境中預(yù)定任務(wù)的能力，在此基礎(chǔ)上船舶自動(dòng)清洗成為水下機(jī)器人的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)有市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了用于清洗船舶表面海洋生物的機(jī)器人，但是由于船舶表面不是平整的理想平面，其除了船舶的邊緣除外，大型單體的船舶通常具有漸變的凸弧面，而雙體船、三體船的船壁表面則更為復(fù)雜；船舶外形未知或者不準(zhǔn)確時(shí)，很難預(yù)先得到清洗的線(xiàn)路，船舶維修后，外壁修補(bǔ)處或焊縫較高的位置，水下機(jī)器人難以通過(guò)，船壁焊接的扶梯或其他設(shè)備使得水下機(jī)器人難以自動(dòng)通過(guò)，因此無(wú)法對(duì)船舶的表面進(jìn)行徹底的清洗。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種清洗效果好的用于船舶清洗的水下機(jī)器人。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種用于船舶清洗的水下機(jī)器人，包括機(jī)架、設(shè)于所述機(jī)架上的殼體、設(shè)于所述機(jī)架上的清洗單元及設(shè)于所述機(jī)架上的驅(qū)動(dòng)單元；所述殼體上還設(shè)有用于將船舶劃分為多個(gè)清洗區(qū)域的指示定位單元，所述指示定位單元包括設(shè)有至少兩個(gè)起點(diǎn)定位器的起始裝置、設(shè)有至少兩個(gè)終點(diǎn)定位器的終結(jié)裝置、用于放置所述起點(diǎn)定位器的第一機(jī)械臂及用于放置所述終點(diǎn)定位器的第二機(jī)械臂；當(dāng)清洗船舶時(shí)，先將船舶表面劃分出多個(gè)清洗區(qū)域，所述第二機(jī)械臂安放所述終點(diǎn)定位器于所述清洗區(qū)域的右下角；然后第一機(jī)械臂安放起點(diǎn)定位器于所述清洗區(qū)域的左上角，機(jī)器人由起點(diǎn)開(kāi)始按照“己”字形清洗至終點(diǎn)停止。本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)放置起點(diǎn)定位器和終點(diǎn)定位器來(lái)將船舶的表面區(qū)分為單獨(dú)的清洗區(qū)域，因此可通過(guò)區(qū)分出表面較為平整的區(qū)域來(lái)進(jìn)行清洗，此時(shí)可將船舶表面的焊縫和梯子等障礙物給避開(kāi)，機(jī)器人在清洗的時(shí)候，行進(jìn)過(guò)程受到的阻礙小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，清洗的效果好并且提高了機(jī)器人清洗的效率；而且本專(zhuān)利技術(shù)采用至少兩個(gè)起點(diǎn)定位器和至少兩個(gè)終點(diǎn)定位器，其在機(jī)器人工作的時(shí)候，若是遇見(jiàn)其中的一個(gè)起點(diǎn)定位器或是終點(diǎn)定位器出現(xiàn)損壞或者是在水中遺失時(shí)，另一個(gè)可進(jìn)行替換，從而避免水下機(jī)器人在到達(dá)工作區(qū)域之后又重新浮出水面，該方式保障了機(jī)器人在清洗時(shí)，能夠保障機(jī)器人工作的效率，保障機(jī)器人每次下水均能正常的進(jìn)行清洗。優(yōu)選的，所述起始裝置包括用于放置所述起點(diǎn)定位器的存儲(chǔ)盒和用于支撐所述起點(diǎn)定位器的釋放部件，所述釋放部件設(shè)于所述存儲(chǔ)盒下方；通過(guò)采用存儲(chǔ)盒對(duì)起點(diǎn)定位器進(jìn)行存放，其可便于在每次機(jī)器人工作時(shí)，起點(diǎn)定位器可集中放置在存儲(chǔ)盒當(dāng)中，然后隨著存儲(chǔ)盒一起放置到殼體當(dāng)中，該方式放置起點(diǎn)定位器方便；而且還可便于在機(jī)器人不工作的時(shí)候，檢修后的起點(diǎn)定位器可集中存放在存儲(chǔ)盒當(dāng)中；而且通過(guò)釋放部件可便于在存儲(chǔ)盒內(nèi)具有兩個(gè)及兩個(gè)以上的起點(diǎn)定位器的時(shí)候，避免兩個(gè)起點(diǎn)定位器一同從存儲(chǔ)盒當(dāng)中出來(lái)，保障只能有一個(gè)起點(diǎn)定位器由存儲(chǔ)盒取出。優(yōu)選的，所述殼體上設(shè)有用于供所述存儲(chǔ)盒插入的存放腔，在所述存放腔內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述釋放部件工作的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)；通過(guò)在殼體上設(shè)置存放腔可便于存儲(chǔ)盒直接插入到存放腔內(nèi)，其存放穩(wěn)定且方便。優(yōu)選的，所述釋放部件包括可左右動(dòng)作的第一支撐件和可左右動(dòng)作的第二支撐件，所述第一、第二支撐件為對(duì)稱(chēng)設(shè)置。優(yōu)選的，所述第一機(jī)械臂包括第一臂體、與所述第一臂體活動(dòng)連接的第二臂體及設(shè)于所述第一臂體端部處的第一爪體，所述起點(diǎn)定位器可由所述存儲(chǔ)盒進(jìn)入至所述第一爪體上；通過(guò)第一爪體可對(duì)起點(diǎn)定位器進(jìn)行爪取和放置，其操作方便；而且起點(diǎn)定位器放置到第一爪體上，其可快速且方便的放置到起點(diǎn)位置上。優(yōu)選的，所述第一臂體上設(shè)有用于臨時(shí)放置所述起點(diǎn)定位器的安放結(jié)構(gòu)和用于將所述起點(diǎn)定位器由所述第一爪體運(yùn)輸至所述安放結(jié)構(gòu)上的輸送結(jié)構(gòu)；通過(guò)在第一臂體上設(shè)置安放結(jié)構(gòu)，因此在第一爪體上的起點(diǎn)定位器發(fā)生損壞的時(shí)候，輸送結(jié)構(gòu)可將起點(diǎn)定位器拿離第一爪體，進(jìn)而其他的起點(diǎn)定位器可進(jìn)入到第一爪體上，保持在定位起點(diǎn)的時(shí)候，能夠順暢且快速。優(yōu)選的，所述安放結(jié)構(gòu)包括用于放置所述起點(diǎn)定位器的存放槽和用于鎖住所述起點(diǎn)定位器的鎖定部件；通過(guò)設(shè)置存放槽可便于將起點(diǎn)定位器進(jìn)行定位存儲(chǔ)，而鎖定部件則鎖定起點(diǎn)定位器以避免起點(diǎn)定位器從第一臂體上脫落。優(yōu)選的，所述輸送結(jié)構(gòu)包括用于抓取所述起點(diǎn)定位器的抓取件和用于帶動(dòng)所述抓取件來(lái)回動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)氣缸；通過(guò)設(shè)置抓取件可便于將起點(diǎn)定位器進(jìn)行移動(dòng)，其操作迅速且方便。優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)所述第一支撐件動(dòng)作的第一驅(qū)動(dòng)件和用于驅(qū)動(dòng)所述第二支撐件動(dòng)作的第二驅(qū)動(dòng)件，所述第一驅(qū)動(dòng)件與所述第一支撐件為插接連接，所述第二驅(qū)動(dòng)件與所述第二支撐件為插接連接；通過(guò)設(shè)置第一支撐件與第一驅(qū)動(dòng)件之間采用插接的方式，在存儲(chǔ)盒插入存放腔當(dāng)中的時(shí)候，其即可實(shí)現(xiàn)第一驅(qū)動(dòng)件和第一支撐件實(shí)現(xiàn)連接，其可操作方便且快速。優(yōu)選的，所述第一支撐件上設(shè)有第一凸部，所述第一驅(qū)動(dòng)件端部上設(shè)有供所述第一凸部插入的第一凹槽；當(dāng)所述第一凸部插入至所述第一凹槽內(nèi)之后，兩個(gè)第一壓緊片緊壓于所述第一凸部側(cè)壁上；通過(guò)設(shè)置第一凸部插入到第一凹槽內(nèi)，其連接穩(wěn)定，進(jìn)而第一驅(qū)動(dòng)件帶動(dòng)第一支撐件動(dòng)作的穩(wěn)定性高。綜上所述，本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)將船舶的表面區(qū)分為單獨(dú)的清洗區(qū)域，因此機(jī)器人在清洗的時(shí)候，行進(jìn)過(guò)程受到的阻礙小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，其清洗的效果好，提高了機(jī)器人清洗的效率。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖一。圖2為本專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖二。圖3為本專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖三。圖4為本專(zhuān)利技術(shù)第一機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本專(zhuān)利技術(shù)第一機(jī)械臂的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本專(zhuān)利技術(shù)抓取件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本專(zhuān)利技術(shù)起點(diǎn)定位器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本專(zhuān)利技術(shù)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本專(zhuān)利技術(shù)的局部剖視圖。圖10為本專(zhuān)利技術(shù)的局部爆炸圖。圖11為本專(zhuān)利技術(shù)機(jī)器人清洗時(shí)的運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)示意圖。圖12為本專(zhuān)利技術(shù)機(jī)器人航行偏離航向時(shí)，重新定位航向的示意圖。具體實(shí)施方式為了使本
的人員更好的理解本專(zhuān)利技術(shù)方案，下面將結(jié)合本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于船舶清洗的水下機(jī)器人，包括機(jī)架(1)、設(shè)于所述機(jī)架(1)上的殼體(10)、設(shè)于所述機(jī)架(1)上的清洗單元(2)及設(shè)于所述機(jī)架(1)上的驅(qū)動(dòng)單元(3)；其特征在于：所述殼體(10)上還設(shè)有用于將船舶劃分為多個(gè)清洗區(qū)域的指示定位單元(5)，所述指示定位單元(5)包括設(shè)有至少兩個(gè)起點(diǎn)定位器(6)的起始裝置(51)、設(shè)有至少兩個(gè)終點(diǎn)定位器(502)的終結(jié)裝置(52)、用于放置所述起點(diǎn)定位器(6)的第一機(jī)械臂(53)及用于放置所述終點(diǎn)定位器(502)的第二機(jī)械臂(54)；當(dāng)清洗船舶時(shí)，先將船舶表面劃分出多個(gè)清洗區(qū)域，所述第二機(jī)械臂(54)安放所述終點(diǎn)定位器(502)于所述清洗區(qū)域的右下角；然后第一機(jī)械臂(53)安放起點(diǎn)定位器(6)于所述清洗區(qū)域的左上角，機(jī)器人由起點(diǎn)開(kāi)始按照“己”字形清洗至終點(diǎn)停止。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于船舶清洗的水下機(jī)器人，包括機(jī)架(1)、設(shè)于所述機(jī)架(1)上的殼體(10)、設(shè)于所述機(jī)架(1)上的清洗單元(2)及設(shè)于所述機(jī)架(1)上的驅(qū)動(dòng)單元(3)；其特征在于：所述殼體(10)上還設(shè)有用于將船舶劃分為多個(gè)清洗區(qū)域的指示定位單元(5)，所述指示定位單元(5)包括設(shè)有至少兩個(gè)起點(diǎn)定位器(6)的起始裝置(51)、設(shè)有至少兩個(gè)終點(diǎn)定位器(502)的終結(jié)裝置(52)、用于放置所述起點(diǎn)定位器(6)的第一機(jī)械臂(53)及用于放置所述終點(diǎn)定位器(502)的第二機(jī)械臂(54)；當(dāng)清洗船舶時(shí)，先將船舶表面劃分出多個(gè)清洗區(qū)域，所述第二機(jī)械臂(54)安放所述終點(diǎn)定位器(502)于所述清洗區(qū)域的右下角；然后第一機(jī)械臂(53)安放起點(diǎn)定位器(6)于所述清洗區(qū)域的左上角，機(jī)器人由起點(diǎn)開(kāi)始按照“己”字形清洗至終點(diǎn)停止。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于船舶清洗的水下機(jī)器人，其特征在于：所述起始裝置(51)包括用于放置所述起點(diǎn)定位器(6)的存儲(chǔ)盒(511)和用于支撐所述起點(diǎn)定位器(6)的釋放部件(512)，所述釋放部件(512)設(shè)于所述存儲(chǔ)盒(511)下方。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于船舶清洗的水下機(jī)器人，其特征在于：所述殼體(10)上設(shè)有用于供所述存儲(chǔ)盒(511)插入的存放腔(100)，在所述存放腔(100)內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述釋放部件(512)工作的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于船舶清洗的水下機(jī)器人，其特征在于：所述釋放部件(512)包括可左右動(dòng)作的第一支撐件(551)和可左右動(dòng)作的第二支撐件(552)，所述第一、第二支撐件為對(duì)稱(chēng)設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：崔維成，宋長(zhǎng)會(huì)，李維，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：西湖大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江,33