一种用于水下船体清扫的机器人装置的制作方法

本发明涉及一种水下机器人装置，具体地，涉及一种用于水下船体清扫的机器人装置。

背景技术：

目前随着国家海洋“海洋强国”战略的提出，各种海洋装备异军突起，并迅速推广应用，其中水下遥控机机器人(remoteoperatedvehicle，以下简称rov)作为不可或缺的一员，在各种工程应用中起到了不可替代的作用。rov根据作业水深和功能可以分为轻型观察级、轻型作业级、中型作业级以及重型作业级。轻型观察级和轻型作业级rov，重量在10kg～30kg左右，这两个类型机器人主要工作在0m～300m的水环境下，其主要用于内陆的江、河、湖泊堪察测绘，水电站、码头坝体检测，大型桥梁桥墩检测以及城市排污管道检测等等。

其中，用于水下船体清扫的机器人的需求空白尚未见填补，目前国内基本没有成熟的清扫机器人。现有国内水下观察级机器人多采用开架式结构，组装较为繁琐，部件多，而且大部分水下开架结构的rov采用工程塑料材质如尼龙框架。而清扫机器人在清扫船体时难免会频繁与清扫船体进行接触碰撞，工程塑料材质的强度难以应付较为频繁的撞击，实心金属侧板又过分繁重。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于水下的清扫机器人装置，解决现有的问题，采用铝管弯折框架式结构，既保证了整机强度也保证了整机整体质量不过分繁重，造价低，结构简洁，组装便捷，设备寿命长，可以提高工作效率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于水下船体清扫的机器人装置，其中，所述的装置包含金属框架、承重板、浮力材料、推进器、电子仓、云台、清洗盘、吊点、固定板、轮子；所述的金属框架为合金管焊接而成的双层扁平框架，框架上层安装承重板，承重板的上表面固定有一层浮力材料；双层框架内部在承重板下方的中间位置设有转接板，转接板下方固定清洗盘，转接板上方设有吊点；沿框架纵轴在框架内部的一端设有电子仓固定板，另一端设有云台固定板；云台固定板上安装有云台支架，构成云台；电子仓固定板上安装有电子仓；框架内部设有四个垂直推进器，分别位于清洗盘上方四周的框架四角处；框架内部还设有两个水平推进器，其位于框架内部设有电子仓一端并分别设置在电子仓的两侧；框架下层的底部还设有四个轮子，分别位于框架的四角处。

上述的用于水下船体清扫的机器人装置，其中，所述的金属框架是采用铝合金薄壁管弯折焊接而成的一体式双层框架，上层框架和下层框架是形状大小相同的多边形框；两层框架之间设有若干垂直于上层框架和下层框架的竖杆。

上述的用于水下船体清扫的机器人装置，其中，所述的金属框架，其多边形框分别对称地设有两条长边和两条短边，每条长边和相邻的短边之间还设有斜边，边与边的连接处设有圆角；斜边的长度小于短边；两层框架之间竖杆的长度也小于短边。

上述的用于水下船体清扫的机器人装置，其中，所述的金属框架，在其内部的四周分别设有垂直推进器固定板，四个垂直推进器固定板上分别固定有一个垂直推进器。

上述的用于水下船体清扫的机器人装置，其中，所述的金属框架，在其内部设有电子仓的一端且位于电子仓两侧分别设有水平推进器固定板，两个水平推进器固定板上分别固定有一个水平推进器。

上述的用于水下船体清扫的机器人装置，其中，所述浮力材料为水平设置的厚板状，通过浮材垫片与承重板固定，浮力材料的厚度小于两层框架之间的距离。

上述的用于水下船体清扫的机器人装置，其中，所述的承重板为水平设置的平板状的尼龙撑板，承重板和浮力材料上对应地设有若干圆形开孔。

上述的用于水下船体清扫的机器人装置，其中，所述的承重板和浮力材料，其上分别设有5个圆形开孔，分别位于吊点和四个垂直推进器上方的对应位置。

上述的用于水下船体清扫的机器人装置，其中，所述的转接板是用于转接清洗设备的环形平板，转接板下方固定清洗设备的清洗盘。

上述的用于水下船体清扫的机器人装置，其中，所述的清洗盘上方为吊点，并设有环形平板状的吊点位置加强板，吊点位置加强板在其上下两侧分别与承重板和清洗盘固定，吊点的底部与吊点位置加强板固定，吊点的顶部伸出承重板和浮力材料之上。

本发明提供的用于水下船体清扫的机器人装置具有以下优点：

该装置采用铝合金薄壁管弯折特殊工艺做一体式铝合金框架设计，四个垂直推进器最大产生力矩分布实现设备水下反转功能，内部清洗盘装置距离清洗表面距离可手动调节，两个水平推进器控制机器人在船体表面进行移动。

该铝管焊接一体式框架结构兼顾了强度、美观、轻便等多个优点，既保证了整机强度也保证了整机整体质量不过分繁重。扁平结构保证更小的迎流面积，具备水下清扫机器人所需特质，造价低，结构简洁，组装便捷，设备寿命长，可以提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的用于水下船体清扫的机器人装置的框架外部示意图。

图2为本发明的用于水下船体清扫的机器人装置的分解示意图。

其中：1、金属框架；2、承重板；3、浮力材料；4、电子仓；5、转接板；6、吊点；7、轮子；8、电子仓固定板；9、云台固定板；10、云台支架；11、垂直推进器；12、水平推进器；13、垂直推进器固定板；14、水平推进器固定板；15、浮材垫片；16、吊点位置加强板；17、清洗盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

如图1～2所示，本发明提供的用于水下船体清扫的机器人装置，包含金属框架1、承重板2、浮力材料3、推进器、电子仓4、云台、清洗盘、吊点6、固定板、轮子7；金属框架1为合金管焊接而成的双层扁平框架，框架上层安装承重板2，承重板2的上表面固定有一层浮力材料3；双层框架内部在承重板2下方的中间位置设有转接板5，转接板5下方固定清洗盘17，转接板5上方设有吊点6；沿框架纵轴在框架内部的一端设有电子仓固定板8，另一端设有云台固定板9；云台固定板9上安装有云台支架10，构成云台；电子仓固定板8上安装有电子仓4；框架内部设有四个垂直推进器11，分别位于清洗盘17上方四周的框架四角处；框架内部还设有两个水平推进器12，其位于框架内部设有电子仓4一端并分别设置在电子仓4的两侧；框架下层的底部还设有四个轮子7，分别位于框架的四角处。

优选地，该金属框架1是采用铝合金薄壁管弯折焊接而成的一体式双层框架，上层框架和下层框架是形状大小相同的多边形框；两层框架之间设有若干垂直于上层框架和下层框架的竖杆。

金属框架1的多边形框分别对称地设有两条长边和两条短边，每条长边和相邻的短边之间还设有斜边，边与边的连接处设有圆角；斜边的长度小于短边；两层框架之间竖杆的长度也小于短边。

金属框架1内部的四周分别设有垂直推进器固定板13，四个垂直推进器固定板13上分别固定有一个垂直推进器11。

金属框架1内部设有电子仓4的一端且位于电子仓4两侧分别设有水平推进器固定板14，两个水平推进器固定板14上分别固定有一个水平推进器12。

浮力材料3为水平设置的厚板状，通过浮材垫片15与承重板2固定，浮力材料3的厚度小于两层框架之间的距离。

承重板2为水平设置的平板状的尼龙撑板，承重板2和浮力材料3上对应地设有若干圆形开孔。

优选地，承重板2和浮力材料3上分别设有5个圆形开孔，分别位于吊点6和四个垂直推进器11上方的对应位置。

转接板5是用于转接清洗设备的环形平板，转接板5下方固定清洗设备的清洗盘17。转接板5上方设有环形平板状的吊点位置加强板16，吊点位置加强板16在其上下两侧分别与承重板2和转接板5固定，吊点6的底部与吊点位置加强板16固定，吊点6的顶部从中间的圆形开孔处伸出承重板2和浮力材料3之上。

下面结合实施例对本发明提供的用于水下船体清扫的机器人装置做更进一步描述。

实施例1

一种用于水下船体清扫的机器人装置，包含金属框架1、承重板2、浮力材料3、推进器、电子仓4、云台、清洗盘17、吊点6、固定板、轮子7。

金属框架1为合金管焊接而成的双层扁平框架。优选地，该框架是采用铝合金薄壁管弯折焊接而成的一体式双层框架，上层框架和下层框架是形状大小相同的多边形框；两层框架之间设有若干垂直于上层框架和下层框架的竖杆，构成围栏。金属框架1的多边形框分别对称地设有两条长边和两条短边，每条长边和相邻的短边之间还设有斜边，边与边的连接处设有圆角；斜边的长度小于短边；两层框架之间竖杆的长度也小于短边。在上层框架和下层框架的长边之间的中部设有两根竖杆，两根竖杆之间还设有一根与框架的长边平行的横杆，用于加固框架。铝合金薄壁管优选地采用6061铝合金。

框架上层安装承重板2，承重板2的上表面固定有一层浮力材料3。承重板2和浮力材料3的边缘形状和大小与框架的多边形框相适配。浮力材料3为水平设置的厚板状，通过螺栓和浮材垫片15与承重板2固定，浮力材料3的厚度小于两层框架之间的距离。承重板2为水平设置的平板状的尼龙撑板，四周通过螺丝与框架固定，承重板2和浮力材料3上对应地设有若干圆形开孔。承重板2优选地采用尼龙材质。

优选地，承重板2和浮力材料3上分别设有5个圆形开孔，分别位于吊点6和四个垂直推进器11上方的对应位置，用于使吊点6和垂直推进器11部分露出。

双层框架内部在承重板2下方的中间位置设有转接板5，转接板5下方固定清洗盘17，转接板5是用于转接清洗设备的环形平板，转接板5下方固定清洗设备的清洗盘17。该转接板5用于搭载空化射流清洗装备进行船体水下清洁。转接板5上方设有吊点6，还设有环形平板状的吊点位置加强板16，吊点位置加强板16在其上下两侧分别与承重板2和转接板5固定。吊点6采用两个拱形金属弯杆垂直交叉构成，吊点6的底部与吊点位置加强板16固定，吊点6的顶部从中间的圆形开孔处伸出承重板2和浮力材料3之上。吊点6优选地采用不锈钢材质。

沿框架纵轴在框架内部的一端设有电子仓固定板8，另一端设有云台固定板9；云台固定板9上安装有用于固定摄像传感设备等的云台支架10，构成云台；电子仓固定板8上安装有用于控制机器人装置的电子仓4。电子仓4为空心圆柱形，两侧的端面分别设有推进器端壳盖和电缆线端壳盖。优选地，电子仓固定板8为截面呈“冂”字形的三折板状，其与顶部的承重板2固定，电子仓4固定在电子仓固定板8的下方。云台固定板9为竖直设置的平板状，其侧面与框架上层固定，顶部与承重板2固定，底部与云台支架10固定。

框架内部设有四个垂直推进器11，分别位于清洗盘17上方四周的框架四角处；框架内部还设有两个水平推进器12，其位于框架内部设有电子仓4一端并分别设置在电子仓4的两侧。

优选地，金属框架1内部的四周分别设有垂直推进器固定板13，四个垂直推进器固定板13上分别固定有一个垂直推进器11。垂直推进器固定板13与顶部的承重板2固定，垂直推进器11与其外侧的框架固定。金属框架1内部在设有电子仓4的一端且位于电子仓4两侧还分别设有水平推进器固定板14，两个水平推进器固定板14上分别固定有一个水平推进器12。水平推进器固定板14与顶部的承重板2固定，水平推进器12与其外侧的框架固定。

框架下层的底部还设有四个轮子7，分别位于框架的四角处。

本发明提供的用于水下船体清扫的机器人装置，采用铝管弯折框架式结构，通过铝合金薄壁管弯折特殊工艺做出一体式铝合金框架设计，构成铝管焊接一体式外观。薄壁铝管弯折焊接而成的框架上搭载承重板，承重板下固定所有传感器，包括推进器、控制舱即电子仓、云台、清洗盘、吊点等，铝合金框架下方设置四个轮子。四个垂直推进器最大产生力矩分布实现设备水下反转功能，内部清洗盘装置距离清洗表面距离可手动调节，两个水平推进器控制机器人在船体表面进行移动。该装置兼顾了强度、美观、轻便等多个优点，既保证了整机强度也保证了整机整体质量不过分繁重。扁平结构保证更小的迎流面积，具备水下清扫机器人所需特质，造价低，结构简洁，组装便捷，设备寿命长，可以提高工作效率。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。