一种夹持式螺旋桨清洗装置的制作方法

本发明属于水下清洗装置，具体涉及一种夹持式螺旋桨清洗装置。

背景技术：

船舶长期在海中航行，水下部分的螺旋桨会附着许多难以清除的微生物，最终造成船舶污损。附着物不仅会破坏螺旋桨表面防护涂层，缩短螺旋桨寿命，还会增大其表面粗糙度，增加船舶航行阻力，延长航行时间，增加燃料消耗。因此，螺旋桨附着物的清洗是实现船舶节能减排的重要途径之一。

目前螺旋桨清洗方式主要分为陆上作业和水下清洗，陆上作业虽具备清洗效率高优点，但陆上清洗时间长，费用昂贵，容易造成停航损失，增大运输成本。此外，容易产生环境污染和二次残留。常见的水下清洗方式是由潜水员手持专用清洗器进行水下清洗工作，但水下作业时间长，作业风险较高，由此本次发明一种可夹持式螺旋桨清洗装置，可代替潜水员进行水下清洗工作,减少水下工作危险。

最新的水下清洗装置如专利cn106218836a，一种多段履带式水下智能清洗机器人所述，虽可实现90度转角爬坡运动，但并不能满足在复杂曲面的螺旋桨表面运动，如专利cn107051955a，一种浮力式负压吸附清洗器所述，利用装置产生负压将清洗器吸附在船体表面，但在复杂的水下工况，负压吸附会因水流影响而不能实现可靠的定位清洗。

如专利cn109080789a，一种螺旋桨水下自动清洗设备的清洗装置所述，其利用推进器产生的推力，实现三个定位杆在螺旋桨表面垂直定位，再由机械手夹持空化清洗装置进行局部清洗，但只是按路径移动单面清洗。

如专利cn109080791a，螺旋桨用水下清洗装置及其方法中所述，清洗盘虽可在吸附螺旋桨表面的同时进行清洗，但装置被吊放至水中工作，因水流存在，与螺旋桨存在相对移动，对机械手操控要求更高，清洗难度更大。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种夹持式螺旋桨清洗装置，本发明能够牢固地夹紧在螺旋桨表面而不会损坏螺旋桨表面，同时该装置对称布置清洗机械手，通过一次定位，可对螺旋桨正面和反面同时清洗。

技术方案：本发明的一种夹持式螺旋桨清洗装置，包括机械臂、定位机构、夹紧机构；所述夹紧机构包括通过转轴交叉轴连接的内夹杆和外夹杆，两个夹杆的末端之间安装有电动缸，两个夹杆的另一端分别连接于定位机构；所述定位机构包括两个对称放置的定位组件，且两个定位组件一上一下设置，每个定位组件均包括支架、安装于支架内的推进器、电池舱、电子舱以及弹簧支架，两个定位组件中的弹簧支架相向并错开设置，且电子舱分别控制电动缸和推进器的运动；所述机械臂共设两组，且分别设置于上层定位组件顶部和下层定位组件的底部，每组机械臂均包括大臂侧板、小臂侧板和喷枪，所述大臂侧板一端与定位组件固定，另一端与小臂侧板轴连接，喷枪设置于小臂侧板的另一端；大臂侧板和小臂侧板上分别设有大臂电动缸与小臂电动缸；所述两个喷枪均为一端为喷嘴且一端连接于水管，水管连通于岸上高压供水设备，以空化原理清洗螺旋桨。

为便于操作，夹紧机构中电动缸驱动定位机构夹紧或松开螺旋桨叶片，内夹杆和外夹杆绕转轴转动相应角度；内夹杆和外夹杆分别与定位机构中上下两个支架相连。

进一步的，所述支架中还通过底板设有水下云台，水下云台上装配有照明灯、摄像头；所述支架上布置有推进器，推进器上下对称布置包括横向呈45度推进器和纵向推进器，横向推进器和纵向推进器分别实现水下横向移动和水下纵向移动，所述弹簧支架通过连接板安装于支架。

为增强清洗效率，所述大臂电动缸与小臂电动缸驱动机械臂做俯仰运动和相对于螺旋桨做横向圆周运动，所述喷枪采用空化射流喷枪，且喷枪通过夹片固定于小臂侧板。

进一步，所述弹簧支架包括套筒和支撑杆，所述套筒一端固定于连接板，套筒内设置有弹簧且弹簧上方布置有支撑杆，所述支撑杆从套筒内向外伸出，支撑杆另一端接触螺旋桨后抵触弹簧，弹簧发生形变使得支撑杆上下弹性伸缩，进而能够进行限位。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明采用剪刀式夹紧机构，利用电动缸作为动力源，使清洗装置在水下工作时可以牢固抓紧螺旋桨表面，不会因水流变化而改变工作位置，从而机械臂对清洗区域的定位更加可靠，使清洗更加准确且高效。

(2)本发明共设有两个清洗机械手，对称布置于螺旋桨两面，可对螺旋桨叶片进行两面同时清洗，提高清洗效率。

(3)本发明采用空化射流清洗技术，可对螺旋桨表面附着污染物进行有效清理，而不会损坏螺旋桨表面

(4)本发明设置摄像头与探照灯，可对整个清洗过程进行实时监控，便于操作人员做出及时调整，保证清洗效果。

(5)本发明的定位装置采用可伸缩的支撑结构，该支撑结构在接触螺旋桨表面后会有一定弹簧伸缩量，保证螺旋桨叶片表面不会因夹紧机构夹紧力过大而被破坏。

附图说明

图1是本发明整体装置在水下运动示意图；

图2是本发明整体结构示意图；

图3是本发明中机械臂结构示意图；

图4是本发明中弹簧装置结构示意图；

图5是本发明在实际清洗时定位螺旋桨表面的工作示意图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

如图1至图2所示，本发明的一种可夹持式螺旋桨清洗装置，包括机械臂2、定位机构1、夹紧机构3。夹紧机构3包括转轴34交叉轴连接的内夹杆33和外夹杆31，两个夹杆的末端之间安装有电动缸32。所述定位机构2包括两个对称放置的定位组件，且两个定位组件一上一下设置，每个定位组件均包括支架13、安装于支架13内的推进器12、电池舱11以及弹簧支架16，两个定位组件中的弹簧支架16相对设置。支架13上还设有底板15和连接板17，底板15上设有水下云台14，连接板17上设有弹簧支架16，底板15和连接板17通过螺钉连接于支架13，推进器12布置于支架13四周。

如图2和图3所示，每个定位组件上均设有一个机械臂2，每个机械臂2均包括基座28，基座28上设有大臂侧板22，大臂侧板22与小臂侧板23以轴相连，大臂电动缸21与小臂电动缸26驱动大臂侧板22与小臂侧板23完成仰俯运动，小臂侧板21之间设有空化射流喷枪25。

如图4所示，弹簧支架包括套筒163，套筒163与支撑杆161之间设有弹簧162，依靠支撑杆161突出侧板起限位作用。

本发明的工作原理：

定位机构1上设有底板15，机械臂2通过基座28安装在底板15，夹紧机构3呈剪刀状，由电动缸32作为动力源，连接在夹紧机构3上下两端，在夹紧机构3中间位置设有转轴34，使得夹紧机构绕转轴34转动，当装置水中按预定路线前进时，机械臂2处于图1状态，电动缸32收缩一定距离，定位机构1处于夹紧状态，减少装置在水中前进时的阻力。

当装置接近螺旋桨时，夹紧机构3的电动缸32推杆伸出，定位机构1张开，电池舱11提供电能，水下云台14上的摄像头开始实时监控，螺旋桨叶片处于定位机构1之间时，定位机构1的推进器12调整装置位置，夹紧机构3的电动缸32推杆收缩一定距离，定位机构1上下距离减少，弹簧支架16与螺旋桨叶片表面接触，弹簧162受力并收缩一定距离，整个清洗装置由此夹紧螺旋桨，操作人员通过水下云台14提供画面，调整机械臂2回转一定角度，空化射流枪25射出由高压供水装置提供的高压水以空化原理对螺旋桨表面污物进行冲洗。

机械臂2由基座28安装在旋转底座27，大臂侧板22与小臂侧板23支撑机械臂动作，空化射流喷枪25由夹片24固定在小臂侧板23中间，大臂电动缸21连接大臂侧板22与基座28，小臂电动缸26连接大臂侧板22与小臂侧板23，机械臂2共具有三自由度，旋转底座27增加机械臂2水平的清洗范围，大臂电动缸21与小臂电动缸26共同保证喷枪25与清洗面的距离。

当机械臂的最大清洗范围覆盖后，清洗装置调整在螺旋桨上的位置，夹紧机构3工作，装置对螺旋桨表面夹紧力减少，推进器12工作，清洗装置移动一定距离，机械臂继续清洗工作，直至沿螺旋桨轮廓清洗一周。

通过上述实施例可以看出，本发明只需操控机械手便可对螺旋桨表面进行清洗，同时剪刀状夹紧结构设计可最大程度消除水流影响，高自由度的机械手可对指定区域清洗，另外本发明设有对称结构，可沿螺旋桨轮廓双面清洗，效率更高。