一種深海漁場網箱水下清洗機器人制造技術

本實用新型專利技術屬于水下作業工具領域，公開了一種深海漁場網箱水下清洗機器人，包括主體框架及安裝在該主體框架上的推進裝置、控制與配電裝置、清洗裝置及行走裝置；推進裝置通過在不同的位置和角度布置螺旋槳實現機器人的運動控制；機器人的控制及配電裝置由兩個水密耐壓艙構成，能夠實現對動力裝置、清洗裝置的控制與能源供應；機器人的清洗裝置為清洗盤，用于清洗漁網；清洗盤的工作面與機器人整體的最低平面之間設有一安全距離，該安全距離以避免漁網干擾為最低限制；行走裝置包括行走輪。本實用新型專利技術單位時間內作業面積大，可以對深海漁場不同部位的漁網進行清洗，工作高效而穩定。工作高效而穩定。工作高效而穩定。

【技術實現步驟摘要】
一種深海漁場網箱水下清洗機器人


[0001]本技術屬于水下作業工具領域，更具體地，涉及一種深海漁場網箱水下清洗機器人。

技術介紹

[0002]隨著海洋資源開發的深入及技術的進步，大規模建造、使用深海養殖漁場成為可能，它的投用推動漁業養殖區域向外海大范圍推進，對維護國家海洋權益、拓展深遠海養殖產業發展空間具有里程碑意義。深海清洗機器人則是深海養殖漁場的重要保障性裝備，在深海養殖漁場的應用與維護中發揮重要作用。深海網箱的網衣在海水中經長時間浸泡后，大量的藻類、貝類等附著型生物附在網衣上，導致網眼堵塞，使海水的濾過性降低，不利于魚體生長。現階段，我國的深海網箱養殖業配套設備研發相對滯后，缺少相應的自動化清洗設備。國內采用的清洗方法有：人工清洗法、生物清洗法、機械清洗法、藥物清洗法和微生物膜法等。這些方法均存在清洗效果差、效率低、對網衣損傷大等缺點。
[0003]國內對漁網進行水下清洗的機器人研發及應用還處在起步階段，往往存在有無法對面積大且外形復雜的漁網進行清洗、對清洗效果監控不及時等不足。

技術實現思路

[0004]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本技術提供了一種深海漁場網箱水下清洗機器人，用于穩定、高效地清除漁網附著物(如海藻等)。
[0005]為了實現上述目的，按照本技術的一個方面，提供了一種深海漁場網箱水下清洗機器人，包括主體框架及安裝在該主體框架上的推進裝置、控制與配電裝置、清洗裝置及行走裝置；
[0006]所述推進裝置包括旋轉軸兩兩垂直布置且相互獨立驅動的前后運動螺旋槳、上下運動螺旋槳和橫移螺旋槳；
[0007]清洗裝置包括清洗盤；清洗盤的工作面與機器人整體的最低平面之間設有一安全距離，該安全距離以避免漁網干擾為最低限制；
[0008]行走裝置包括行走輪；上下運動螺旋槳用于帶動機器人上下運動以及在機器人進行清洗工作時提供使行走輪緊貼待清潔面的壓力；
[0009]所述控制與配電裝置包括控制器和配電模組，分別置于水密的控制耐壓倉和配電耐壓倉中；控制器連接前后運動螺旋槳、上下運動螺旋槳、橫移螺旋槳三者的驅動器，以及清洗裝置；配電模組用于向各個用電部件供電。
[0010]進一步地，包括兩個前后運動螺旋槳、三個上下運動螺旋槳和一個橫移螺旋槳，均各自連接一個水下電機進行獨立驅動；兩個前后運動螺旋槳左右對稱分布且位于主體框架前部；三個上下運動螺旋槳呈等腰三角形分布，該等腰三角形底角上的兩個上下運動螺旋槳左右對稱分布于主體框架前部，且與前后運動螺旋槳錯位布置，另一個上下運動螺旋槳位于主體框架后部；橫移螺旋槳位于主體框架中部。
[0011]進一步地，所述清洗盤包括三個空化射流清洗盤，呈三角形分布安裝于主體框架底部。
[0012]進一步地，所述行走輪為無動力行走輪，四個無動力行走輪對稱安裝于主體框架左右兩側。
[0013]進一步地，主體框架上還搭載有水下攝影機。
[0014]進一步地，控制耐壓倉中搭載有慣導模塊，水下運動的導航方式采用水下攝影機的圖像加慣性導航的復合導航方式。
[0015]進一步地，控制器通過水下電纜與外部母船上的遙控器連接。
[0016]進一步地，所述主體框架由密封空心管制成，控制耐壓倉和配電耐壓倉均為密封空心構造。
[0017]進一步地，還包括重心調整裝置，所述重心調整裝置包括至少一個配重塊，以及預先設置在主體框架上用于安裝固定配重塊的至少兩個配重安裝位。
[0018]進一步地，所述配重安裝位的布設位置配置如下：
[0019]其中一個配重安裝位設于主體框架上部后端，當僅在主體框架上部后端的配重安裝位安裝配重塊時，機器人在自身重力及所受浮力作用下處于豎直狀態，此時機器人整體的重心與浮心在豎直方向上共線且重心位于浮心下方；
[0020]剩余配重安裝位設于主體框架下部，當僅在主體框架下部的配重安裝位安裝配重塊時，機器人在自身重力及所受浮力作用下處于水平狀態，此時機器人整體的重心與浮心在豎直方向上共線且重心位于浮心下方。
[0021]總體而言，本技術所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：
[0022]1)本技術通過三組沿不同方向兩兩垂直布置的螺旋槳實現機器人在三個方向上的運動，從而能夠針對大面積漁網進行掃描式清洗；上下運動螺旋槳兼具上下運動以及提供行走輪附著力的功能，即使90
°
的豎直壁面依然能夠穩定附著和清洗，并且，清洗盤預留的安全距離可以避免清洗過程中水流沖刷帶起的漁網導致的對機器人移動的干擾，因此本技術還適用于各種外形復雜的網箱及漁網。
[0023]2)通過左右對稱分布的兩個前后運動螺旋槳的正反轉實現前進和后退，驅動力的輸出更為穩定；通過呈等腰三角形布置的三個上下運動螺旋槳的正反轉實現上升和下降，一方面在機器人移動過程中運動更穩定，另一方面在機器人工作過程中作用力分布更均勻，使得機器人在螺旋槳壓力作用下更穩定地吸附在待清潔面上。
[0024]3)三個空化射流清洗盤呈三角形分布安裝，一方面能夠提升清潔面積，另一方面由于三角形分布必然存在前后之分，一次移動可以實現多次清潔的效果，因此清潔效率更高。
[0025]4)由于本技術采用三組螺旋槳進行驅動，使用無動力行走輪可以簡化結構、節約設計空間；直接利用無動力行走輪的支撐使得清洗盤的工作面離開待清潔面一段距離，使得根據不同的使用場景僅需設計無動力行走輪的直徑或安裝高度即可達到改變所需安全距離的目的，而機器人的主體構造無需改變，大大提升了機器人適應不同工作環境的能力，降低設計、制造難度。
[0026]5)配備水下攝影機能夠方便工作人員遠程監控及觀察清潔效果。
[0027]6)采用水下攝影機的圖像加慣性導航的復合導航方式，使操作人員能夠實時掌握機器人位置、工作狀態等情況。
[0028]7)控制器通過水下電纜與外部母船上的遙控器連接，信號傳輸質量高，遙控穩定性更好。
[0029]8)本技術采用空心管材制成的框架結構，無需另外配置浮力材料。由框架提供大部分浮力，節省浮力材，提供了較大的空間結構。而且框架可以由鋁合金制成，材料及工藝都屬于成熟技術，取材、制造都極為方便。
[0030]9)本技術在框架內預留有重心調整機構，通過安裝配重塊、調整配重塊數量及位置的方式，使得機器人能根據不同配重引起的重心位置變化，保持相應的俯仰角下的穩定運動。
[0031]10)設定水平狀態下重心與浮心的位置條件和豎直狀態下重心與浮心的位置條件，并據此設置配重安裝位和配重塊，能夠確保機器人在水平狀態下和豎直狀態下都能保持相應的穩定運動，進一步提高清洗工作的穩定性，對于90
°
漁網側網的清洗亦能穩定勝任。
附圖說明
[0032]圖1是本技術優選實施例的俯視結構布置示意圖；
[0033]圖2是本技術優選實施例的仰視結構布置示意圖；
[0034]圖3、圖4是本技術優選本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種深海漁場網箱水下清洗機器人，其特征在于，包括主體框架及安裝在該主體框架上的推進裝置、控制與配電裝置、清洗裝置及行走裝置；所述推進裝置包括相互獨立驅動的前后運動螺旋槳(1)、上下運動螺旋槳(2)和橫移螺旋槳(3)；清洗裝置包括清洗盤(7)；清洗盤(7)的工作面與機器人整體的最低平面之間設有一安全距離，該安全距離以避免漁網干擾為最低限制；行走裝置包括行走輪(4)；上下運動螺旋槳(2)用于帶動機器人上下運動以及在機器人進行清洗工作時提供使行走輪(4)緊貼待清潔面的壓力；所述控制與配電裝置包括控制器和配電模組，分別置于水密的控制耐壓倉(5)和配電耐壓倉(6)中；控制器連接前后運動螺旋槳(1)、上下運動螺旋槳(2)、橫移螺旋槳(3)三者的驅動器，以及清洗裝置；配電模組用于向各個用電部件供電。2.如權利要求1所述的一種深海漁場網箱水下清洗機器人，其特征在于，包括兩個前后運動螺旋槳(1)、三個上下運動螺旋槳(2)和一個橫移螺旋槳(3)，均各自連接一個水下電機進行獨立驅動；兩個前后運動螺旋槳(1)左右對稱分布且位于主體框架前部；三個上下運動螺旋槳(2)呈等腰三角形分布，該等腰三角形底角上的兩個上下運動螺旋槳(2)左右對稱分布于主體框架前部，且與前后運動螺旋槳(1)錯位布置，另一個上下運動螺旋槳(2)位于主體框架后部；橫移螺旋槳(3)位于主體框架中部。3.如權利要求1所述的一種深海漁場網箱水下清洗機器人，其特征在于，所述清洗盤(7)包括三個空化射流清洗盤，呈三角形分布安裝于主體框架底部。4.如權利要求1所述的一種深海漁場網箱水下清洗機器人，其特征在于，所述行走輪(4)為無動力行走輪，四...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫濤，羅友高，唐國元，劉捷，衛勇，陳宏軒，周海峰，蔣昌，王曉曦，楊亦雯，
申請(專利權)人：武漢第二船舶設計研究所，
類型：新型
國別省市：