一种曲面清污机器人的制作方法

本发明涉及水下的船体清洁技术领域，具体为一种曲面清污机器人。

背景技术：

曲面清污机器人，顾名思义便是针对曲面进行清污的机器人，船只在经过长时间的航行之后，海水会对船体造成一定程度的腐蚀，便会在船体上产生一定的杂物，同时由于海水中的寄生生物非常多，常见的藤壶也会经常寄生在船体的下侧，无论是海水腐蚀产生的杂质，还是藤壶的寄生，都需要及时的进行清理，否则会对船只造成极其严重的影响；

目前对于船体的清理工作，大都是将船只牵引上岸，然后以人工的方式，对船体上的杂质进行清理工作，虽然这种方式比较保险，但是这种工作方式的工作效率极低，严重影响了船只的高效使用，同时对于人工也具有一定的要求；

虽然目前存在一些清污机器，但是一些机器无法高效的在船体的曲面上进行工作，进而无法高效的完成船体的清污工作，同时船体大都是曲面的，一些常规的机器无法保证船体的清污质量。

所以我们提出了一种曲面清污机器人，以便于解决上述中提出的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种曲面清污机器人，以解决上述背景技术提出的目前以人工的方式清理船体，工作效率低成本高，而使用常规的清污机器，则无法保证的对船体曲面的清污质量问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种曲面清污机器人，包括车体方形构架、驱动电机、伸缩压杆、外部电磁铁、永久性磁铁、内部电磁铁、舵机、控制单元、履带壳、电源线、微型弹簧压杆和旋转电机，所述车体方形构架的两侧设置有前轮和后驱动轮，且前轮和后驱动轮的两端均安装有伸缩压杆、永久性磁铁、压缩弹簧、轴承和活动连接杆，所述后驱动轮的两端通过伸缩压杆、压缩弹簧、轴承和活动连接杆与车体方形构架相连接，所述后驱动轮的一端通过履带壳与驱动电机相连接，且驱动电机固定在活动连接杆上，所述前轮两端的伸缩压杆、压缩弹簧、轴承和活动连接杆均连接有圆柱杆，且圆柱杆的中间通过转动杆与固定板相连接，并且固定板固定在车体方形构架上，所述车体方形构架的上侧安装有舵机，且舵机上通过金属杆连接有圆柱杆，所述车体方形构架的下侧安装有倒V形连接杆，且倒V形连接杆的下端安装有辅动轮和微型弹簧压杆，所述车体方形构架的上侧安装有安全环，所述车体方形构架的左右两侧固定有支撑座，且支撑座的下端安装有外部电磁铁，所述车体方形构架的内部安装有内部电磁铁，所述车体方形构架的上侧通过螺丝连接有固定支架，且固定支架的中间下侧安装有旋转电机，所述旋转电机的下端固定有固定杆，且固定杆的下端固定有扫刮一体式刷盘，所述扫刮一体式刷盘上设置有金属铲和连杆，且连杆的下侧固定有刷头，所述车体方形构架的上侧安装有控制单元，且控制单元上设置有电源线，并且电源线的前端安装有通电口。

优选的，所述前轮和后驱动轮构成主运动机构，且后驱动轮的两端通过伸缩压杆和压缩弹簧以及活动连接杆与车体方形构架之间为固定连接。

优选的，所述前轮两端的伸缩压杆和压缩弹簧以及活动连接杆分别与2根圆柱杆相连接，且2圆柱杆通过转动杆与固定板活动连接，所述舵机通过金属杆连接在圆柱杆的一端。

优选的，所述外部电磁铁、永久性磁铁和内部电磁铁构成吸附机构。

优选的，所述外部电磁铁通过支撑座固定于车体方形构架的四个角的下方和左右中部的下方，所述永久性磁铁贯穿前轮和后驱动轮内部各设置有6根，所述内部电磁铁的一侧在车体方形构架的内表面，另一侧裸露在车体方形构架的外部。

优选的，所述辅动轮、微型弹簧压杆和倒V形连接杆构成辅运动机构，且该辅运动机构固定在车体方形构架的四个角的下方。

优选的，所述固定支架、扫刮一体式刷盘、固定杆、旋转电机、刷头、金属铲和连杆构成清污机构。

优选的，所述扫刮一体式刷盘通过旋转电机构成转动结构，且扫刮一体式刷盘外侧中心对称设置有3组刷头和金属铲，并且刷头和金属铲之间的位置相互交错设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该曲面清污机器人；

（1）在该机器人上设置有外部电磁铁、永久性磁铁和内部电磁铁，可以通过各处分布的磁性结构，使装置稳定的吸附在船体上，进而能够稳定的在船体上进行移动，高效的完成该机器人的工作过程，从而避免了使用大量人工完成清污工作；

（2）在车体方形构架的外侧设置有前轮和后驱动轮，且前轮可以通过舵机进行方位的左右调节，而后驱动轮上连接有驱动电机，从而驱动装置的移动，再配合前轮，便可以使装置在移动过程中自动进行转弯调向工作，提高了该机器人的工作性能；

（3）在车体方形构架上还设置有辅动轮，可以辅助装置在曲面上的移动工作，保证了装置在曲面上的稳定的移动装置，从而能够正常完成船体曲面的清污工作。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图；

图3为本发明主视结构示意图；

图4为本发明侧视结构示意图；

图5为本发明外部电磁铁结构示意图；

图6为本发明扫刮一体式刷盘结构示意图。

图中：1、车体方形构架；2、前轮；3、后驱动轮；4、驱动电机；5、伸缩压杆；6、外部电磁铁；7、辅动轮；8、转动杆；9、安全环；10、永久性磁铁；11、压缩弹簧；12、轴承；13、固定支架；14、金属杆；15、内部电磁铁；16、舵机；17、扫刮一体式刷盘；18、控制单元；19、固定板；20、圆柱杆；21、活动连接杆；22、履带壳；23、电源线；24、微型弹簧压杆；25、倒V形连接杆；26、通电口；27、螺丝；28、固定杆；29、支撑座；30、旋转电机；31、刷头；32、金属铲；33、连杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种曲面清污机器人，包括车体方形构架1、前轮2、后驱动轮3、驱动电机4、伸缩压杆5、外部电磁铁6、辅动轮7、转动杆8、安全环9、永久性磁铁10、压缩弹簧11、轴承12、固定支架13、金属杆14、内部电磁铁15、舵机16、扫刮一体式刷盘17、控制单元18、固定板19、圆柱杆20、活动连接杆21、履带壳22、电源线23、微型弹簧压杆24、倒V形连接杆25、通电口26、螺丝27、固定杆28、支撑座29、旋转电机30、刷头31、金属铲32和连杆33，车体方形构架1的两侧设置有前轮2和后驱动轮3，且前轮2和后驱动轮3的两端均安装有伸缩压杆5、永久性磁铁10、压缩弹簧11、轴承12和活动连接杆21，后驱动轮3的两端通过伸缩压杆5、压缩弹簧11、轴承12和活动连接杆21与车体方形构架1相连接，后驱动轮3的一端通过履带壳22与驱动电机4相连接，且驱动电机4固定在活动连接杆21上，前轮2两端的伸缩压杆5、压缩弹簧11、轴承12和活动连接杆21均连接有圆柱杆20，且圆柱杆20的中间通过转动杆8与固定板19相连接，并且固定板19固定在车体方形构架1上，车体方形构架1的上侧安装有舵机16，且舵机16上通过金属杆14连接有圆柱杆20，车体方形构架1的下侧安装有倒V形连接杆25，且倒V形连接杆25的下端安装有辅动轮7和微型弹簧压杆24，车体方形构架1的上侧安装有安全环9，车体方形构架1的左右两侧固定有支撑座29，且支撑座29的下端安装有外部电磁铁6，车体方形构架1的内部安装有内部电磁铁15，车体方形构架1的上侧通过螺丝27连接有固定支架13，且固定支架13的中间下侧安装有旋转电机30，旋转电机30的下端固定有固定杆28，且固定杆28的下端固定有扫刮一体式刷盘17，扫刮一体式刷盘17上设置有金属铲32和连杆33，且连杆33的下侧固定有刷头31，车体方形构架1的上侧安装有控制单元18，且控制单元18上设置有电源线23，并且电源线23的前端安装有通电口26。

前轮2和后驱动轮3构成主运动机构，且后驱动轮3的两端通过伸缩压杆5和压缩弹簧11以及活动连接杆21与车体方形构架1之间为固定连接，保证后驱动轮3稳定的工作状态，从而能够使装置正常进行移动工作。

前轮2两端的伸缩压杆5和压缩弹簧11以及活动连接杆21分别与2根圆柱杆20相连接，且2圆柱杆20通过转动杆8与固定板19活动连接，舵机16通过金属杆14连接在圆柱杆20的一端，可以使前轮2主动改变角度，从能够使装置在船体上自由的进行方向调节。

外部电磁铁6、永久性磁铁10和内部电磁铁15构成吸附机构，外部电磁铁6通过支撑座29固定于车体方形构架1的四个角的下方和左右中部的下方，永久性磁铁10贯穿前轮2和后驱动轮3内部各设置有6根，内部电磁铁15的一侧在车体方形构架1的内表面，另一侧裸露在车体方形构架1的外部，可以将装置吸附在船体上，从而保证装置稳定高效的工作状态。

辅动轮7、微型弹簧压杆24和倒V形连接杆25构成辅运动机构，且该辅运动机构固定在车体方形构架1的四个角的下方，可以实现装置在工作时缓冲和减震的效果，并且可以使机器人在曲面上灵活运动，使整个装置在船体上的行驶更加平稳，从而能够提高装置工作质量。

固定支架13、扫刮一体式刷盘17、固定杆28、旋转电机30、刷头31、金属铲32和连杆33构成清污机构，扫刮一体式刷盘17通过旋转电机30构成转动结构，且扫刮一体式刷盘17外侧中心对称设置有3组刷头31和金属铲32，并且刷头31和金属铲32之间的位置相互交错设置，可以对船体表面的坚硬附着物，如藤壶，进行刮除清理，还可以对船体表面进行更加细致的清理工作，保证装置对船体的清理效果。

本实施例的工作原理：在使用该曲面清污机器人时，首先根据图1-5，将电源线23上的通电口26与外界电源连接，使装置能够进行正常的通电工作，然后操作人员将清污机器人放到船体表面，通过控制单元18控制内部电磁铁15通电产生磁性，同时前轮2和后驱动轮3上的永久性磁铁10，则会吸附在船体上，同时车体方形构架1两侧的外部电磁铁6，也可以对船体产生吸附效果（如图5），进而增加了该机器人在船体上的稳定性；

根据图1-5，当机器人位于船体上后，通过控制单元18启动驱动电机4，驱动电机4通过履带壳22带动后驱动轮3，使后驱动轮3主动转动，便可以推着车体方形构架1进行移动，同时车体方形构架1前端的前轮2也会随着转动，而舵机16通过金属杆14会使转动杆8和圆柱杆20在固定板19上进行角度活动，便可以通过圆柱杆20改变前轮2的角度，从而使该机器人在移动过程中，能够自主进行方向的调节，使该机器人位移至工作地点；

当该机器人移动到目标区域后，固定支架13下侧的旋转电机30，通过固定杆28带着扫刮一体式刷盘17转动，扫刮一体式刷盘17上的金属铲32和连杆33上的刷头31（如图6），便会对接触到的船体进行表面清污工作，同时配合该机器人的移动，进行高效的清污工作；

在清污工作过程中，车体方形构架1上的安全环9连接着外界的安全绳（如图1），为了防止在工作过程中断电或吸附力不足而脱落船体表面，它起到对机器人的安全保险作用；

清污工作完成时，操作人员输入控制信号，使旋转电机30停止转动，进而扫刮一体式刷盘17停止对船体表面的清污工作，操作人员输入信号，控制驱动电机4转动，使其驱动机器人运动，进行回收；

以上便完成了该机器人的工作过程，且本说明书中未作详细描述的内容，例如驱动电机4、伸缩压杆5、外部电磁铁6、永久性磁铁10、内部电磁铁15、舵机16、控制单元18、履带壳22、电源线23、微型弹簧压杆24和旋转电机30，均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。