一种海洋船舶船底清洗机器人的制作方法

本发明涉及一种海洋船舶船底清洗机器人，属于海洋环保装置技术领域。

背景技术：

自从有船舶就有船舶清洗，海洋水下设施和海洋中航行的船舶都不可避免地面临海洋污损生物（动物、植物和微生物）附着的问题，这不仅大大加速了设施和船舶的腐蚀，进而缩短其使用寿命，而且对于航行的船舶而言会显著增加能量的消耗。数据表明，当海洋生物污损率为5%时，船舶阻力就相当于洁净表面的两倍，燃油消耗增加10%。自从有船舶就有船舶清洗，船舶清洗同其他专业清洗领域一样，经历了从原始手工清洗、简单机械烤铲，发展到喷砂、除白、机械清洗、化学清洗。近年来清洗新技术发展较快，造修船工艺要求越来越高，船舶清洗技术与工艺也发生了明显变化，目前船舶清洗所用的方法主要有：高压水射流清洗技术、喷砂清洗、中性无酸清洗、气体喷丸、pig清洗技术、生物清洗技术、人工处理技术、机器人水下清理技术等都已成功地应用到了船舶清洗领域。

因此，在大型船舶进行大修时，一般都要求将船体上的涂层、结垢和旧的尤其以及铁锈去除，然后再涂上新的油漆，这样才能保证船舶的正常航行和延长其使用寿命。目前，船体外壳上涂层、垢层的清除，还有的是工人手执锤子铲子进行敲打和铲刮，因垢层坚硬致密且面积大，维修工期长，工人劳动强度大。

目前最先进的技术是利用高压水射流技术对船舶进行清洗和除锈除油漆工作，该项技术成果已成功应用于船舶行业。该技术的工作原理是利用高压水泵，将普通水的压力提高至40～250mpa，单枪流量约为20～39l/min，从喷嘴射出，形成超高压水射流或磨料水射流。利用水射流的强大冲击力、冲蚀力和剥离能力，能快速地将涂层、结垢、铁锈和油漆去除干净。在清洗时，可采用纯水射流清洗和磨料水射流清洗两种方式。采用纯水清洗时，水射流的压力很高，可采用旋转喷头，清洗速度快，设备简单。采用磨料水射流清洗时，水射流的压力相对较小，磨料为便宜的石英砂，操作现对复杂一些。利用高压水射流技术对船舶进行清洗是一种高效高质量快捷的维修维护方法，但是对于大型设备或大型船只而言无法在水中实现清洗，即使是小型船只也需要将船只脱离水面后再进行清理作业，工序繁杂，人工浪费较大。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是：针对传统海洋船舶船底清洗难以在水中完成清洗，需要将船体脱离水面后再进行清理作业，工序繁杂，人工浪费较大的问题，提供了一种海洋船舶船底清洗机器人。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种海洋船舶船底清洗机器人，其特征在于：包括壳体，壳体最前端两侧分别安装有照明灯，照明灯之间安装有摄像头，壳体底部最上端安装有超声波清洗器，超声波清洗器两侧分别连接有超声波清洗探头，壳体底部安装有四个磁吸轮，磁吸轮通过皮带传动，其中一侧的皮带与传动轴相连，传动轴与驱动电机相连，在壳体中央两侧分别安装有清洗刷，清洗刷附近安装有音频接收器，在壳体尾部安装有连接绳索固定环；

所述的磁吸轮包括固定外壳，磁轭，永磁体。

所述的壳体材料为304不锈钢。

所述的照明灯为led照明灯。

所述的超声波清洗器清洗时超声频率为60～80khz。

所述的清洗刷为不锈钢清洗刷。

所述的连接绳索固定环连接有绳索。

所述的壳体材料尾部两侧还可以安装安全回收气囊。

所述永磁体为环形永磁体，永磁体采用铝铁硼材料制成。

所述的磁轭为环形磁轭，磁轭采用硅钢材料制成。

所述的永磁体磁极ns方向为轴向。

本发明的有益效果是：

（1）本发明海洋船舶船底清洗机器人利用磁吸作用，无须使船舶脱离水面，即可完成对船舶水下部分的清洗工作，使用方便，且在船体运行过程中也可以顺利完成清洗和回收工作，在工作过程中，利用清洗刷与超声空化作用配合，使船舶表面粘附的杂质剥离，实现对船底的无损清洗；

（2）本发明海洋船舶船底清洗机器人配备摄像头和照明装置，通过查看屏幕，就能够使用遥控器上的方向按键控制机器人移动清洁，还能够检查船体状况，同时机器人还配备回收气囊，防止发生意外导致机器人回收失败的问题；

（3）本发明通过在清洗刷旁安装音频接收器，在清洗刷工作过程中，清洗刷切入船舶表面的深浅决定了其声调的高低，开始声音尖锐而高，随着清洗刷和船舶接触得越来越多，声音开始变得混沌低沉，通过检测声音声调的高低，方便工作人员了解清洗刷清洗力度是否合适。

附图说明

图1为本发明海洋船舶船底清洗机器人主体构造示意图；

图2为磁吸轮剖视图。

其中1、壳体；2、照明灯；3、摄像头；4、超声波清洗器；5、超声波清洗探头；6、磁吸轮；7、皮带；8、清洗刷；9、音频接收器；10、驱动电机；11、传动轴；12、连接绳索固定环；13、安全回收气囊；6-1、固定外壳；6-2、磁轭；6-3、永磁体。

具体实施方式

首先在1壳体最前端两侧分别安装2照明灯，照明灯之间安装有3摄像头，壳体底部最上端安装有4超声波清洗器，超声波清洗器两侧分别连接有5超声波清洗探头，壳体底部安装有四个6磁吸轮，磁吸轮通过7皮带传动，其中一侧的皮带与11传动轴相连，传动轴与10驱动电机相连，在壳体中央两侧分别安装有8清洗刷，清洗刷附近安装有9音频接收器，在壳体尾部安装有12连接绳索固定环；所述的6磁吸轮包括6-1固定外壳，6-2磁轭，6-3永磁体。所述的1壳体材料为304不锈钢。所述的2照明灯为led照明灯。所述的4超声波清洗器清洗时超声频率为60～80khz。所述的8清洗刷为不锈钢清洗刷。所述的12连接绳索固定环连接有绳索。所述的1壳体材料尾部两侧还可以安装13安全回收气囊。所述的6-3永磁体为环形永磁体，永磁体采用铝铁硼材料制成。所述的6-2磁轭为环形磁轭，磁轭采用硅钢材料制成。所述的6永磁体磁极ns方向为轴向。在运行过程中，磁吸轮使本发明清洗机器人牢固吸附于钢铁船舶表面，运行至水下部分时，照明灯提供水下照明，便于摄像头采集水下船体表面杂质吸附情况的图像，反馈给船面工作人员，工作人员根据实际情况，控制清洗机器人走向，在清洗时，音频接收器接收清洗刷工作时产生的声音，船面工作人员根据传回的声音，判定清洗完成情况及清洗难以程度，从而调节清洗刷转动速率，同时可控制开启超声波清洗器，协助完成对杂质的清洗工作，随后工作人员通过连接绳索固定环上安装的绳索将清洗机器人快速回收，若在工作过程中，绳索断裂导致回收失败，可触发安全回收气囊中进入少量水，水与气囊中产气化学物质反应而使安全回收气囊充气，从而使清洗机器人浮出水面，经人工打捞后回收。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种海洋船舶船底清洗机器人，属于海洋环保装置技术领域。本发明装置包括壳体，壳体最前端两侧分别安装有照明灯，照明灯之间安装有摄像头，壳体底部最上端安装有超声波清洗器，超声波清洗器两侧分别连接有超声波清洗探头，壳体底部安装有四个磁吸轮，磁吸轮通过皮带传动，其中一侧的皮带与传动轴相连，传动轴与驱动电机相连，在壳体中央两侧分别安装有清洗刷，清洗刷附近安装有音频接收器，在壳体尾部安装有连接绳索固定环，在使用过程中，无需使船舶脱离水面即可完成对船舶水下部分的清洗过程，操作简便，大量减少了人力，且有助于船舶节能减排，有利于海洋生态环境。

技术研发人员：秦韬;许博伟
受保护的技术使用者：中国水利水电科学研究院
技术研发日：2017.10.06
技术公布日：2018.02.23