水下鋼結構表面海生物清理機器人制造技術

本發明專利技術提供一種水下鋼結構表面海生物清理機器人，包括：轉向軸承座、轉向軸、支撐架、轉向驅動機構、第一驅動輪組、第一支架、空化水射流清洗模塊、連接軸、軸套、第二支架、第二驅動輪組、第一水下攝像頭及第二水下攝像頭；本發明專利技術采用輪式四驅的方式，運動更加靈活；連接軸可以相對軸套自由轉動，使得本發明專利技術的水下鋼結構表面海生物清理機器人在不平整表面運動時四個磁輪都與鋼結構表面接觸，保證了相對穩定的吸附力和一定的越障能力；采用空化水射流清理方式，具有比傳統機械清理更高的清洗效率，同時比高壓水射流更加節能；通過第一水下攝像頭和第二水下攝像頭能夠實時得到機器人前方、后方和清理一側的圖像，控制方式簡單直觀。

Sea biological cleaning robot for underwater steel structure surface

The invention provides an underwater steel structure surface sea biological cleaning robot, including steering bearing seat, steering shaft, steering drive mechanism, a supporting frame, a first drive wheel group, the first bracket, cavitation water jet cleaning module, connecting shaft, shaft sleeve, second bracket, second driving wheel group, the first underwater camera and two underwater camera; the invention adopts wheeled four-wheel drive mode, more flexible movement; the connecting shaft sleeve can relatively rotate freely, so the underwater steel structure surface sea biological cleaning robot on uneven surface in motion of four magnetic wheels to the steel structure surface contact, ensure the adsorption capacity is relatively stable and certain the obstacle ability; using cavitation water jet cleaning, cleaning and washing has higher efficiency than the traditional machinery, at the same time than the high pressure water jet through the first water more energy saving; Under the camera and second underwater camera, the image of the front, rear and cleaning side of the robot can be obtained in real time. The control method is simple and intuitive.

【技術實現步驟摘要】
水下鋼結構表面海生物清理機器人
本專利技術涉及船舶及海洋石油平臺海生物清理的
，特別是涉及一種水下鋼結構表面海生物清理機器人。
技術介紹
隨著海洋經濟的崛起，水下作業量將越來越復雜，越來越繁重。船舶底部，海洋鉆井平臺管道等水下平臺容易附著海生物，通常需要潛水員進行定期清理。由此帶來的問題也很顯著：潛水員的人身安全得不到保障，工作時間受海況影響較大，工作效率低等。早在上世紀末，就已經有很多研究機構開始設計有爬壁功能的移動平臺，主要用于清理船舶底部的海生物。但是，早期的水下清洗平臺并非全無人化作業，仍需要潛水員手持清刷裝置下水作業，利用刷盤轉動產生的負壓使之緊貼船體，由潛水員推動其向前運動即可實現清刷作業。水下清刷作業過程中，大都至少需要一名潛水員在水下操作清刷裝置。為解決上述問題，申請日為2005年12月21日，申請號200510127370.2的專利涉及的“船體表面清刷用永磁吸附雙履帶機器人”，該機器人的吸附和行走功能來自于雙條履帶，機器人利用本體上攜帶的三個呈等腰三角形分布的可伸縮旋轉刷對船體表面進行清理。但履帶式的驅動方式存在結構笨重，轉向靈活性差的缺點，同時采用旋轉刷的機械清理方式可能會損傷船體表面。申請日為2014年6月19日，申請號201420330136.4的專利涉及的“一種適用于導管架海生物清理的機器人機構”，該機器人的環抱式卡爪通過驅動剪刀撐的螺桿實現環抱導管架立柱，利用高壓水對立柱海生物進行清理，同時，控制終端取消吸盤的吸力，由環抱式卡爪上的上部高壓噴嘴及下部高壓噴嘴的高壓水控制機器人的移動。但該機器人只能用于圓柱體結構的表面清理，局限性較大。
技術實現思路
鑒于以上所述現有技術的缺點，本專利技術提供一種水下鋼結構表面海生物清理機器人，所述水下鋼結構表面海生物清理機器人能夠在水下不同曲率的鋼結構表面上爬行，具有一定的越障能力，同時搭載空化水射流清洗模塊實現對鋼結構表面海生物的高效清理。為實現上述目的及其他相關目的，本專利技術提供一種水下鋼結構表面海生物清理機器人，所述水下鋼結構表面海生物清理機器人包括：轉向軸承座、轉向軸、支撐架、轉向驅動機構、第一驅動輪組、第一支架、空化水射流清洗模塊、連接軸、軸套、第二支架、第二驅動輪組、第一水下攝像頭及第二水下攝像頭；所述轉向軸承座套置于所述轉向軸的外圍，所述轉向軸承座及所述轉向驅動機構與所述支撐架固定連接；所述轉向軸與所述轉向驅動機構固定連接；所述第一支架一端與所述轉向軸固定連接，另一端與所述第一驅動輪組鉸接；所述空化水射流清洗模塊與所述支撐架固定連接，且位于所述支撐架的一側；所述連接軸一端與所述支撐架固定連接，另一端與所述軸套鉸接；所述第二支架一端與所述軸套遠離所述連接軸的一端固定連接，另一端與所述第二驅動輪組鉸接；所述第一水下攝像頭與所述支撐架固定連接，且位于所述空化水射流清洗模塊的前方；所述第二水下攝像頭與所述第二支架固定連接；所述第一水下攝像頭及所述第二水下攝像頭與所述空化水射流清洗模塊位于所述支撐架的同一側。作為本專利技術的水下鋼結構表面海生物清理機器人的一種優選方案，所述轉向軸承座通過深溝球軸承支撐所述轉向軸。作為本專利技術的水下鋼結構表面海生物清理機器人的一種優選方案，所述水下鋼結構表面海生物清理機器人還包括第一水下攝像頭支架及第二水下攝像頭支架；所述第一水下攝像頭經由所述第一水下攝像頭支架與所述支撐架固定連接，所述第二水下攝像頭經由所述第二水下攝像頭支架與所述第二支架固定連接。作為本專利技術的水下鋼結構表面海生物清理機器人的一種優選方案，所述轉向驅動機構包括：減速器、轉向驅動軸、第一連桿、第二連桿、轉向驅動機構蓋板、第三連桿、轉向電機密封腔、轉向電機、轉向聯軸器、轉向驅動機構軸承座及第四連桿；所述轉向驅動機構蓋板位于所述轉向電機密封腔上方，且與所述支撐架固定連接；所述轉向驅動機構軸承座固定于所述轉向驅動機構蓋板與所述轉向電機密封腔之間，并延伸至所述轉向驅動機構蓋板與所述轉向電機密封腔形成的內部空間；所述轉向電機位于所述轉向電機密封腔內，且位于所述轉向驅動機構軸承座的下方，所述減速器位于所述轉向驅動機構蓋板內，且位于所述轉向驅動機構軸承座的上方；所述轉向電機及所述減速器均與所述轉向驅動機構軸承座固定連接；所述轉向電機的驅動軸穿過所述轉向驅動機構軸承座通過轉向聯軸器與所述減速器的輸入端固定連接；所述減速器的輸出端與所述轉向驅動軸固定連接；所述轉向驅動軸穿過所述轉向驅動機構蓋板與所述第一連桿固定連接；所述第一連桿一端與所述第二連桿的第一端鉸接，另一端與第四連桿的第一端鉸接；所述第三連桿與所述轉向軸固定連接，且所述第三連桿的一端與所述第二連桿的第二端鉸接，另一端與所述第四連桿的第二端鉸接。作為本專利技術的水下鋼結構表面海生物清理機器人的一種優選方案，所述轉向驅動機構軸承座通過深溝球軸承支撐所述轉向聯軸器。作為本專利技術的水下鋼結構表面海生物清理機器人的一種優選方案，所述轉向驅動機構軸承座與所述轉向驅動軸、所述轉向驅動機構蓋板及所述轉向電機密封腔之間均設有O型密封圈。作為本專利技術的水下鋼結構表面海生物清理機器人的一種優選方案，所述第一支架及所述第二支架均包括：支架軸承座、連接板及支撐座；所述第一支架的所述連接板與所述轉向軸固定連接，所述第二支架的所述連接板與所述軸套遠離所述連接軸的一端固定連接；所述支架軸承座及所述支撐座分別位于所述第一驅動輪組及所述第二驅動輪組的兩側，且分別與所述連接板的兩端固定連接。作為本專利技術的水下鋼結構表面海生物清理機器人的一種優選方案，所述第一驅動輪組及所述第二驅動輪組均包括：第一磁輪、連接筒、第二磁輪、驅動電機、驅動輪組聯軸器、驅動連接件、驅動電機蓋板、驅動電機密封腔及密封蓋板；所述第一磁輪與所述第二磁輪通過所述連接筒固定連接；所述驅動電機密封腔的第一端垂直穿過所述支撐座、所述第一磁輪及所述第二磁輪，且所述密封蓋板與支撐座固定連接；所述驅動電機蓋板覆蓋于所述驅動電機密封腔的第一端；所述驅動電機位于所述驅動電機密封腔內，且與所述驅動電機密封腔固定連接；所述驅動電機的輸出軸穿過所述驅動電機密封腔的第一端及所述驅動電機蓋板固定，并與所述驅動輪組聯軸器固定連接；所述驅動連接件位于所述驅動電機蓋板外側，且與所述驅動輪組聯軸器及所述第一磁輪固定連接；所述密封蓋板覆蓋并固定于所述驅動電機密封腔的第二端。作為本專利技術的水下鋼結構表面海生物清理機器人的一種優選方案，所述支架軸承座通過深溝球軸承支撐所述驅動輪組聯軸器；所述驅動電機密封腔通過深溝球軸承支撐所述第一磁輪及所述第二磁輪。作為本專利技術的水下鋼結構表面海生物清理機器人的一種優選方案，所述驅動電機密封腔與所述密封蓋板及所述驅動電機蓋板之間及所述驅動電機蓋板與所述驅動輪組聯軸器之間均設有O型密封圈。作為本專利技術的水下鋼結構表面海生物清理機器人的一種優選方案，所述第一磁輪及所述第二磁輪均包括：輪轂、第一導磁板、第二導磁板、磁環及橡膠圈；所述磁環套置于所述輪轂的外圍，且所述磁環的內側與所述輪轂的外側固定連接；所述第一導磁板及所述第二導磁板貼置于所述磁環的兩個端面，且均與所述輪轂的兩個端面固定連接；所述橡膠圈分別與所述第一導磁板、所述第二導磁板及所述磁環的外側固定連接。作為本專利技術的水下鋼結構表本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水下鋼結構表面海生物清理機器人，其特征在于，包括：轉向軸承座、轉向軸、支撐架、轉向驅動機構、第一驅動輪組、第一支架、空化水射流清洗模塊、連接軸、軸套、第二支架、第二驅動輪組、第一水下攝像頭及第二水下攝像頭；所述轉向軸承座套置于所述轉向軸的外圍，所述轉向軸承座及所述轉向驅動機構與所述支撐架固定連接；所述轉向軸與所述轉向驅動機構固定連接；所述第一支架一端與所述轉向軸固定連接，另一端與所述第一驅動輪組鉸接；所述空化水射流清洗模塊與所述支撐架固定連接，且位于所述支撐架的一側；所述連接軸一端與所述支撐架固定連接，另一端與所述軸套鉸接；所述第二支架一端與所述軸套遠離所述連接軸的一端固定連接，另一端與所述第二驅動輪組鉸接；所述第一水下攝像頭與所述支撐架固定連接，且位于所述空化水射流清洗模塊的前方；所述第二水下攝像頭與所述第二支架固定連接；所述第一水下攝像頭及所述第二水下攝像頭與所述空化水射流清洗模塊位于所述支撐架的同一側。

【技術特征摘要】
1.一種水下鋼結構表面海生物清理機器人，其特征在于，包括：轉向軸承座、轉向軸、支撐架、轉向驅動機構、第一驅動輪組、第一支架、空化水射流清洗模塊、連接軸、軸套、第二支架、第二驅動輪組、第一水下攝像頭及第二水下攝像頭；所述轉向軸承座套置于所述轉向軸的外圍，所述轉向軸承座及所述轉向驅動機構與所述支撐架固定連接；所述轉向軸與所述轉向驅動機構固定連接；所述第一支架一端與所述轉向軸固定連接，另一端與所述第一驅動輪組鉸接；所述空化水射流清洗模塊與所述支撐架固定連接，且位于所述支撐架的一側；所述連接軸一端與所述支撐架固定連接，另一端與所述軸套鉸接；所述第二支架一端與所述軸套遠離所述連接軸的一端固定連接，另一端與所述第二驅動輪組鉸接；所述第一水下攝像頭與所述支撐架固定連接，且位于所述空化水射流清洗模塊的前方；所述第二水下攝像頭與所述第二支架固定連接；所述第一水下攝像頭及所述第二水下攝像頭與所述空化水射流清洗模塊位于所述支撐架的同一側。2.根據權利要求1所述的水下鋼結構表面海生物清理機器人，其特征在于：所述轉向軸承座通過深溝球軸承支撐所述轉向軸。3.根據權利要求1所述的水下鋼結構表面海生物清理機器人，其特征在于：所述水下鋼結構表面海生物清理機器人還包括第一水下攝像頭支架及第二水下攝像頭支架；所述第一水下攝像頭經由所述第一水下攝像頭支架與所述支撐架固定連接，所述第二水下攝像頭經由所述第二水下攝像頭支架與所述第二支架固定連接。4.根據權利要求1所述的水下鋼結構表面海生物清理機器人，其特征在于：所述轉向驅動機構包括：減速器、轉向驅動軸、第一連桿、第二連桿、轉向驅動機構蓋板、第三連桿、轉向電機密封腔、轉向電機、轉向聯軸器、轉向驅動機構軸承座及第四連桿；所述轉向驅動機構蓋板位于所述轉向電機密封腔上方，且與所述支撐架固定連接；所述轉向驅動機構軸承座固定于所述轉向驅動機構蓋板與所述轉向電機密封腔之間，并延伸至所述轉向驅動機構蓋板與所述轉向電機密封腔形成的內部空間；所述轉向電機位于所述轉向電機密封腔內，且位于所述轉向驅動機構軸承座的下方，所述減速器位于所述轉向驅動機構蓋板內，且位于所述轉向驅動機構軸承座的上方；所述轉向電機及所述減速器均與所述轉向驅動機構軸承座固定連接；所述轉向電機的驅動軸穿過所述轉向驅動機構軸承座通過轉向聯軸器與所述減速器的輸入端固定連接；所述減速器的輸出端與所述轉向驅動軸固定連接；所述轉向驅動軸穿過所述轉向驅動機構蓋板與所述第一連桿固定連接；所述第一連桿一端與所述第二連桿的第一端鉸接，另一端與第四連桿的第一端鉸接；所述第三連桿與所述轉向軸固定連接，且所述第三連桿的一端與所述第二連桿的第二端鉸接，另一端與所述第四連桿的第二端鉸接。5.根據權利要求4所述的水下鋼結構表面海生物清理機...

【專利技術屬性】
技術研發人員：壽志成，楊燦軍，范錦昌，楊帆，顧偉偉，王漢松，
申請(專利權)人：中海油能源發展裝備技術有限公司，浙江大學，
類型：發明
國別省市：天津,12