一种节能环保的水下清洗机器人的制作方法

本发明涉及船体外壳自清洗技术领域，特指一种节能环保的水下清洗机器人。

背景技术：

船舶长期在强腐蚀性海水和强附着力的海洋生物环境中航行，难以进行正常的维修保养，使得水下部分船体表面附着藤壶、海藻等难以清除的微生物，还有一些锈皮和锈斑等。这时往往会使船舶的速度下降，引起船舶油耗增加。

传统船舶除污清洁常采用的设备和采取的措施如下：

(1)由水下潜水员携带清洁刷进行水下作业，根据附着物类型和厚薄选择清洗刷和刷子材料，手工操作用于对小型船舶水下海生物的清洗，使用气动或者液动清洗器由潜水员来操作完成，然手工操作难以满足效率和质量的要求，且工作危险性较大。

(2)液压或气动马达带动毛刷进行清洗作业，利用转刷产生的负压使之紧贴船体，推动器向前运动，然此种在清洗过程中会损坏现有的油漆和喷漆涂层并刮伤船身，会引起严重的局部腐蚀和降低船体寿命。

目前船舶传统清洁除污方式并不能智能高效的保证船舶除污有效性。本专利提出一种节能环保的水下清洗机器人来改善目前船体外壳清洁形式，可以减少船舶因各种污物附着导致的燃油损耗，蕴含着巨大的经济社会环境效益，也有利于填补国内在船舶除污性能研究领域的空白。

技术实现要素：

为了解决在船舶除污时由于传统清洁方式效率低而带来的财产损失，本发明提供了一种节能环保的水下清洗机器人的清洁方案，该方案不仅可以在舰船锚泊或停靠码头时直接进行，减少了船舶的停航损失，使得船舶的燃油消耗大大地降低，也可以延长船舶的使用寿命，保证船舶的安全运行，可极大程度地减少经济损失。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种节能环保的水下清洗机器人，包括机器人本体，所述机器人本体上设有控制组件、驱动电机、驱动器、螺旋桨推进器、永磁体履带与清洗组件，所述驱动电机、驱动器、螺旋桨推进器均通过控制组件控制工作，所述永磁体履带通过驱动电机驱动行驶，所述清洗组件通过驱动器驱动工作。

进一步而言，所述控制组件包括设于机器人本体固定框架尾部的控制箱，控制箱内设有微处理器与集成传感器。

进一步而言，所述驱动电机包括设于机器人本体固定框架两侧的伺服电机一与伺服电机二，驱动电机驱动永磁体履带行驶。

进一步而言，所述永磁体履带包括设于机器人本体固定框架底部两侧的永磁体履带一与永磁体履带二，伺服电机一通过传动机构一与永磁体履带一对应设置，伺服电机二通过传动机构二与永磁体履带二对应设置。

进一步而言，所述永磁体履带由链子与永磁铁组合而成。

进一步而言，所述驱动器包括设于机器人本体固定框架两侧的驱动器一与驱动器二，驱动器驱动清洗组件工作。

进一步而言，所述清洗组件包括设于机器人本体顶部的潜水泵、空化水射流机械臂、空化喷头与增压器，空化喷头设于空化水射流机械臂端部上，增压器与空化喷头对应设置，空化水射流机械臂通过驱动器驱动摆动。

进一步而言，所述螺旋桨推进器包括设于机器人本体固定框架两侧的螺旋桨推进器一与螺旋桨推进器二。

本发明有益效果：

本发明采用这样的结构设置，可以在船舶需要除污时应用船舶自身所携带的装置，将船体外壳环境传输至微处理器，通过水下清洁机器人自主智能对船舶外壳进行清洁，提高船舶维护的智能化和维修效率，增加船舶经济效益和使用寿命。

附图说明

图1是本发明整体结构图；

图2是图1左视图；

图3是图2右视图。

1.空化水射流机械臂；10.空化喷头；11.潜水泵；12.增压器；2.控制箱；3.螺旋桨推进器一；30.螺旋桨推进器二；4.永磁体履带一；40.永磁体履带二；5.伺服电机一；50.伺服电机二；6.驱动器一；60.驱动器二；7.传动机构一；70.传动机构二；8.固定框架。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1至图3所示，本发明所述一种节能环保的水下清洗机器人，包括机器人本体，机器人本体上设有控制组件、驱动电机、驱动器、螺旋桨推进器、永磁体履带与清洗组件，驱动电机、驱动器、螺旋桨推进器均通过控制组件控制工作，永磁体履带通过驱动电机驱动行驶，清洗组件通过驱动器驱动工作。以上所述构成本发明基本结构。

本发明采用这样的结构设置，其工作原理：预先通过船舶自身所携带的监控机构对需要除污的船体外壳环境进行监控，并将数据传输至控制组件的微处理器，控制组件控制驱动电机工作，驱动电机再驱动永磁体履带动作实现机器人的行驶，控制组件再控制驱动器工作，驱动器再驱动清洗组件对船舶进行除污工作，从而有效提高船舶维护的智能化和维修效率，增加船舶经济效益和使用寿命。

更具体而言，所述控制组件包括设于机器人本体固定框架8尾部的控制箱2，控制箱2内设有微处理器与集成传感器。采用这样的结构设置，通过集成传感器进行数据接收，再通过微处理器实现对各部件的驱动工作。

更具体而言，所述驱动电机包括设于机器人本体固定框架8两侧的伺服电机一5与伺服电机二50，驱动电机驱动永磁体履带行驶。本发明采用伺服电机为永磁体履带的转动提供动力。

更具体而言，所述永磁体履带包括设于机器人本体固定框架8底部两侧的永磁体履带一4与永磁体履带二40，伺服电机一5通过传动机构一7与永磁体履带一4对应设置，伺服电机二50通过传动机构二70与永磁体履带二40对应设置。采用这样的结构设置，伺服电机通过传动机构驱动永磁体履带行动作，其工作原理：当伺服电机一5与伺服电机二50的转速与转向相同时，机器人本体在船体表面上实现直线行走；当伺服电机一5与伺服电机二50正转时，机器人本体前进；当伺服电机一5与伺服电机二50反转时，机器人本体后退；当伺服电机一5与伺服电机二50转向相反时，机器人本体在船体表面上实现转向。

更具体而言，所述永磁体履带由链子与永磁铁组合而成。通过在履带上安装一定数量的永磁铁，履带与船体表面的吸附力和永磁体与船体表面接触的数量成正比链子有一定的松紧度，用于船体表面的吸附及行走。

更具体而言，所述驱动器包括设于机器人本体固定框架8两侧的驱动器一6与驱动器二60，驱动器驱动清洗组件工作。采用这样的结构设置，通过驱动器控制清洗组件的空化水射流机械臂1的摆动与转动。

更具体而言，所述清洗组件包括设于机器人本体顶部的潜水泵11、空化水射流机械臂1、空化喷头10与增压器12，空化喷头10设于空化水射流机械臂1端部上，增压器12与空化喷头10对应设置，空化水射流机械臂1通过驱动器驱动摆动。采用这样的结构设置，通过潜水泵11及空化水射流机械臂1来控制喷头的移动和所处的方位，再通过空化喷头10进行喷射，实现除污作用。本发明优选的根据空化清洗系统进行分析计算，计算设计压力、流速等参数下的水流速所产生的空化泡溃灭冲击力，确定合适用于船体表面除污的清洗参数，由潜水泵11作为动力源，再经过增压器12增压，将足够水压的水送向空化喷头，形成空化水射流，确保达到清洗的目的同时，尽量不伤害船体防腐层及母材。本发明优选的对船体表面进行监控，通过探测仪确定清洗区域，建立反馈系统来完成船体表面除污并检查清洗效果。船体清洁除污完成后，机器人本体通过船舶上位机发出信号，按照上位机通过串口预先给定的指令和参数进行返回。

更具体而言，所述螺旋桨推进器包括设于机器人本体固定框架8两侧的螺旋桨推进器一3与螺旋桨推进器二30。螺旋桨推进器的作用在于提高机器人的前进动力。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。