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一种履带式船舶清洗机器人

文献发布时间:2024-05-31 01:29:11


一种履带式船舶清洗机器人

技术领域

本发明涉及船舶清洗技术领域,尤其涉及一种履带式船舶清洗机器人。

背景技术

近年来,随着我国航运业的发展,我国水路货运量不断上升。由于船舶长期在水中航行,水中的藻类、藤壶等大面积附着在船体上,对船舶运输造成严重不良影响。附着的海生物不仅会对船体造成伤害,而且会增加船舶航行的阻力,导致航运成本的增加,因此有必要对船舶表面进行定期清洗。

国内对船舶表面大多采用人工手持铲子等工具对船舶表面进行清理,作业效率低,且容易伤船漆,在较恶劣的天气也不能作业。近年来,随着科技的发展,船舶清洗机器人应运而生,但是以往的船舶清洗机器人存在以下问题,如行走机构可靠性低,履带容易卡海蛎子等影响履带正常运转;机器人两侧清洗盘转速不一致,两侧清洗效果差;机器人吸附性差,行走时容易脱离船舶表面。

发明内容

鉴于上述的分析,本发明实施例旨在提供一种履带式船舶清洗机器人,用以至少解决上述问题之一。

本发明提供了一种履带式船舶清洗机器人,包括:

履带行走机构,包括连接支架和分设于所述连接支架两侧的行走组件,所述行走组件的内侧设有挡板;

清洗机构,包括至少一组一一对应设置的清洗盘组件和清洗驱动组件;所述清洗盘组件位于所述行走组件之间,所述清洗驱动组件位于所述连接支架的上方;所述清洗盘组件包括旋转轴和喷管,所述旋转轴设有流体通道,所述流体通道被配置为能够将高压流体导向喷管用于清洗待清洗表面,所述喷管随所述旋转轴同步转动;所述清洗驱动组件被配置为至少能够为所述旋转轴提供部分驱动力,以及能够控制所述旋转轴的转速;所述高压流体与所述清洗驱动组件共同为所述旋转轴提供旋转动力。

进一步地,所述清洗机构还包括供流组件,所述供流组件被配置为至少能够为所述清洗盘组件提供用于清洗的高压流体;

所述供流组件包括进流管和至少一个连通管,所述连通管的一端与所述进流管连通,所述连通管的另一端与所述流体通道连通;

所述连通管的数量与所述清洗盘组件的数量相同,且所述连通管与所述清洗盘组件一一对应。

进一步地,所述清洗盘组件还包括清洗盘和连接缸体;

所述清洗盘罩设在所述喷管上;

所述连接缸体与所述清洗盘可拆卸连接;

所述旋转轴至少部分位于所述连接缸体内,所述旋转轴与所述连接缸体转动连接;所述旋转轴的一端与所述清洗驱动组件传动连接,所述旋转轴的另一端伸入所述清洗盘内与所述喷管连接;

优选地,所述连接缸体设有第一腔体以及与所述第一腔体连通的进流口,所述进流口与所述连通管连通;

所述旋转轴设有至少一个流体进口,所述流体进口与所述第一腔体、流体通道连通;

优选地,所述进流口的位置与所述旋转轴设有流体进口的位置相对应;

优选地,所述第一腔体设有供所述旋转轴两端穿过的第一连接口和第二连接口,所述旋转轴的侧壁分别与第一连接口、第二连接口动密封连接;

优选地,所述清洗盘组件包括多个喷管;所述旋转轴设有多个流体出口,所述流体出口的数量与所述喷管的数量相同,所述喷管与所述流体出口一一对应。

进一步地,所述旋转轴包括可拆卸连接的第一旋转部和第二旋转部,所述第一旋转部和所述第二旋转部共同限位出所述流体通道,所述流体进口开设在所述第一旋转部的侧壁,所述流体出口开设在所述第二旋转部的侧壁;

所述第一旋转部可拆卸设置在所述第一腔体内,所述第一旋转部的一端穿过所述第一连接口与所述清洗驱动组件传动连接,所述第一旋转部的另一端穿过所述第二连接口伸入所述清洗盘内与所述第二旋转部可拆卸连接;

所述第二旋转部位于所述清洗盘内,所述第二旋转部的顶端与所述第一旋转部可拆卸连接,所述流体出口开设在所述第二旋转部的侧壁;

优选地,所述第一旋转部设有与所述流体通道贯通的装配孔,所述装配孔的直径大于所述流体通道的直径;所述第一旋转部的侧壁与所述装配孔相对应的位置设有第一连接凸起;

所述第二旋转部的顶端与所述装配孔相配合,所述第二旋转部的顶端能够插入所述装配孔内;所述第二旋转部的侧壁设有与所述第一连接凸起相配合的第二连接凸起;

所述第二旋转部插入所述装配孔,所述第一连接凸起与所述第二连接凸起相贴合且可拆卸连接。

进一步地,所述清洗机构还包括连接主梁;

所述连接主梁包括中央装配部和至少一个支装配部,所述支装配部均匀布置在中央装配部的外侧,且支装配部与中央装配部的距离相同;

所述供流组件可拆卸安装于所述中央装配部;

所述支装配部的数量与所述清洗盘组件的数量相同,清洗盘组件、清洗驱动组件分别一一上下相对设置在支装配部。

进一步地,所述挡板向所述行走组件所在的方向投影能够完全覆盖所述行走组件,以备阻挡所述清洗机构清洗下来的杂物进入所述行走组件。

进一步地,所述行走组件包括驱动链轮、导向链轮、履带和装配主梁;

所述装配主梁的一端设有驱动链轮,所述装配主梁的另一端通过涨紧件设有导向链轮,且所述驱动链轮、导向链轮能够相对所述装配主梁转动;

所述履带套设在所述驱动链轮和所述导向链轮上,且所述履带与所述驱动链轮、导向链轮传动连接;

所述连接支架穿过所述挡板与所述装配主梁连接;

优选地,所述履带包括链轨部以及设置在所述链轨部外侧的履带板部,所述驱动链轮、导向链轮分别与所述链轨部啮合连接,所述链轨部带动所述履带板部同步转动;

优选地,所述行走组件还包括多个位于所述驱动链轮与所述导向链轮之间的支撑轮组;

所述支撑轮组与所述装配主梁转动连接,且与所述履带板部抵接;

所述支撑轮组包括两个相对设置的轮体,所述链轨部从所述支撑轮组的两个轮体之间穿过;

优选地,所述行走组件的外侧设有与所述履带相配合的履带浮板;

所述履带浮板与所述支撑轮组相对的位置设有开窗,以备将所述支撑轮组的外侧轮体露出;

优选地,所述履带浮板的上下侧边不超出履带板部的内侧壁。

进一步地,所述履带式船舶清洗机器人还包括主体支架;

所述主体支架包括平行设置的第一框架组件和第二框架组件,以及位于所述第一框架组件与所述第二框架组件之间的多个连接立柱;

所述主体支架还包括:

行走装配部,位于所述第二框架组件的底部,所述行走装配部被配置为可拆卸装配所述履带行走机构;所述连接支架可拆卸于第二框架组件的底部可拆卸连接,所述行走组件分设于所述第二框架组件的两侧;

清洗装配部,位于所述第一框架组件、第二框架组件之间,且位于所述主体支架的中央位置;所述清洗装配部被配置为能够可拆卸装配所述清洗机构;所述清洗盘组件的清洗盘位于第二框架组件的下方,所述清洗机构的连接主梁可拆卸设置于所述清洗装配部,所述清洗驱动组件从第一框架组件顶部穿出。

进一步地,所述第一框架组件包括第一外框和位于第一外框内的多个第一连接横梁;

所述第二框架组件包括第二外框和位于第二外框内的多个第二连接横梁;

所述第一外框、第二外框上下平行设置,所述第一连接横梁之间、第二连接横梁之间以及第一连接横梁和第二连接横梁之间均平行设置;

所述连接立柱的两端分别与第一框架组件、第二框架组件垂直连接;

优选地,所述第一外框、第二外框的形状分别为矩形框。

进一步地,所述履带式船舶清洗机器人还包括主控机构、传感机构、四个垂直推进器、四个水平推进器、照明灯和摄像头;

所述主体支架还包括:

主控装配部,被配置为能够可拆卸装配所述主控机构;所述主控装配部位于所述第一框架组件、第二框架组件之间,且位于所述清洗装配部的前侧;

传感装配部,被配置为能够可拆卸装配船所述传感机构;所述传感部位于所述第一框架组件、第二框架组件之间,且位于所述清洗装配部的后侧;

四个垂直推进装配架,被配置为能够可拆卸设置装配所述垂直推进器,使四个垂直推进器分别位于所述第一外框的四角内侧;所述垂直推进器的开口方向为竖直向上;

四个水平推进装配柱,被配置为能够可拆卸配置所述水平推进器,且使四个水平推进器分别位于所述第一外框的四角下方;所述水平推进装配柱被配置为能够使得水平推进器的推进方向与主体支架的前端面或后端面的夹角为45°,且前端的两个水平推进器的开口方向水平向前、向内倾斜45°,后端的两个水平推进器的开口方向水平向后、向内倾斜45°;

多个照明摄像支座,被配置为能够可拆卸装配照明灯或/和摄像头;所述照明摄像支座位于所述主体支架的前端和后端,以备履带式船舶清洗机器人的前后端均设有摄像头和照明灯。与现有技术相比,本发明至少可实现如下有益效果之一:

(1)通过在行走组件靠近清洗盘组件的一侧设置挡板,避免清洗机构清洗下来的杂物直接扩散至行走组件中(尤其能够避免船舶清洗机器人位于船舶侧壁时杂物在重力的作用下落入下侧的行走组件中),影响行走组件的正常运行,还避免杂物进入行走组件内对其内部件造成损坏,延长履带行走机构的使用寿命;

(2)通过清洗驱动组件准确控制旋转轴的转速,能够避免因高压流体压力过大导致喷管转速过快而损坏清洁表面,又能够避免因高压流体压力太小导致喷管转速过慢而导致清洗效果不佳,保证清洗机构的清洗效果;

(3)通过高压流体与清洗驱动组件共同驱动旋转轴的转动,合理利用高压流体对喷管产生的驱动力,不仅节能减排更绿色环保,而且避免清洗驱动组件体积过大增大清洗机构的配重和体积,降低清洗机构的使用范围和灵活度;

(4)通过主控装配部、清洗装配部和传感装配部将履带式船舶清洗机器人重量比较大的主控机构、清洗机构和传感机构依次可拆卸设置于第一框架组件和第二框架组件之间,通过行走装配部将船舶清洗机器人另一重量较大的行走机构可拆卸设置于第二框架组件下方,一方面,使得履带式船舶清洗机器人的结构更为紧凑,重量分布更均匀合理,能够有效减小履带式船舶清洗机器人的体积,提高履带式船舶清洗机器人的灵活度;另一方面,使得履带式船舶清洗机器人各机构实现模块化拆卸装配,便于模块化管理和后期维护;

(5)通过控制清洗驱动组件中电机的转速实现对喷管转速的精确控制,从而达到良好的吸附及清洗效果;此外,通过控制器能够保证所有清洗组件的清洗效果一致,使清洗装置具有均匀一致的清洗效果;

(6)本发明的结构紧凑、体积小,采用模块化设计,方便各个模块单独装配和调试,也便于维修和保养;喷头转速可控,吸附力可控,可保证较好的清洗效果,并改善清洗盘吸附船体的可靠性;

(7)清洗组件和清洗驱动组件通过连接主梁连接在一起,清洗驱动组件和高压水共同驱动清洗组件中旋转轴旋转,并可通过控制器或/和上位机监测其旋转状况,使其转速可按设定的速度旋转,进而调整清洗组件与待清洗表面的吸附力,同时也可克服由于高压水供水压力差异、两侧密封件磨损程度不一致等造成两侧旋转接头旋转速度不一致的弊端,从而可保证所有清洗组件的清洗效果一致。

本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。

图1为具体实施方式中履带式船舶清洗机器人的结构示意图(一);

图2为具体实施方式中履带式船舶清洗机器人的结构示意图(二);

图3为具体实施方式中履带行走机构的结构示意图;

图4为具体实施方式中行走组件取掉履带浮板后的结构示意图;

图5为具体实施方式中行走组件取掉履带浮板后的局部放大图;

图6为具体实施方式中清洗机构的结构示意图(一);

图7为具体实施方式中清洗机构的结构示意图(二);

图8为具体实施方式中清洗机构的剖视图;

图9为具体实施方式中供流组件的结构示意图;

图10为具体实施方式中清洗盘组件的结构示意图;

图11为具体实施方式中清洗盘组件的剖视图;

图12为具体实施方式中清洗盘组件取掉清洗盘后的结构示意图;

图13为具体实施方式中第一旋转部的结构示意图;

图14为具体实施方式中第一旋转部的剖视图;

图15为具体实施方式中第二旋转部的结构示意图;

图16为具体实施方式中第二旋转部的剖视图;

图17为具体实施方式中连接缸体的结构示意图;

图18为具体实施方式中连接缸体的剖视图;

图19为具体实施方式中清洗驱动组件的结构示意图;

图20为具体实施方式中驱动轴的结构示意图;

图21为具体实施方式中连接主梁的结构示意图(一);

图22为具体实施方式中连接主梁的结构示意图(二);

图23为具体实施方式中的主体支架装配部分机器人部件后的结构示意图;

图24为具体实施方式中主体支架的俯视图;

图25为具体实施方式中主体支架的侧视图;

图26为具体实施方式中主体支架的结构示意图。

附图标记:

1-履带行走机构;11-连接支架;111-行走主梁;111a-连接装配部;111b-支撑垫板;12-行走组件;121-挡板;122-驱动链轮;123-导向链轮;124-履带;124a-链轨部;124b-履带板部;125-装配主梁;125a-限位件;126-涨紧件;126a-第一涨紧部;126b-第二涨紧部;126c-连接滑杆;126d-弹性件;126e-限位环;127-支撑轮组;128-履带浮板;13-行走驱动组件;2-清洗机构;21-清洗盘组件;211-旋转轴;211-1-第一旋转部;211-2-第二旋转部;211a-流体通道;211b-流体进口;211c-流体出口;211d-装配孔;211e-第一连接凸起;211f-第二连接凸起;211j-卡槽;212-喷管;213-清洗盘;214-连接缸体;214a-第一腔体;214b-进流口;214c-第一连接口;214d-第二连接口;22-清洗驱动组件;221-驱动轴;221a-卡槽部;221b-插接部;222-驱动电机;222a-输出轴;223-电机舱;224-传动舱;23-供流组件;231-进流管;232-连通管;233-分流件;24-连接主梁;241-中央装配部;242-支装配部;242a-窗口;242b-连接凸起;242c-垫块;243-主梁框架;3-主体支架;301-行走装配部;302-清洗装配部;303-主控装配部;303a-压紧元件;303b-下拖元件;304-传感装配部;305-垂直推进装配架;306-水平推进装配柱;307-照明摄像支座;31-第一框架组件;311-第一外框;312-第一连接横梁;32-第二框架组件;321-第二外框;322-第二连接横梁;33-连接立柱;34-第三连接横梁;341-连接延伸片;35-吊装部;36-线槽框;37-保护罩;4-主控机构;5-传感机构;6-垂直推进器;7-水平推进器;8-照明灯;9-摄像头;10-浮板。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本发明一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。

在本发明实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接可以是机械连接,也可以是电连接可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置,例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的,与它们在空间中的方位无关。

本发明通常的工作面可以为平面或曲面,可以倾斜,也可以水平。为了方便说明,本发明实施例放置在水平面上,并在水平面上使用,并以此限定“高低”和“上下”。

本发明的一个具体实施例,公开了一种履带式船舶清洗机器人(以下简称机器人),如图1~图26所示,包括:

履带行走机构1,包括连接支架11和分设于所述连接支架11两侧的行走组件12,所述行走组件12的内侧设有挡板121;优选地,两个行走组件对称设置在连接支架的两侧;

清洗机构2,包括至少一组一一对应设置的清洗盘组件21和清洗驱动组件22,即包括至少一组清洗盘组件21和至少一组清洗驱动组件22,且两者的数量相同且一一对应设置,清洗盘组件21和清洗驱动组件22的数量为N,N为整数,且N≥1;所述清洗盘组件21位于所述行走组件12之间,所述清洗驱动组件21位于所述连接支架11的上方;所述清洗盘组件21包括旋转轴211和喷管212,所述旋转轴211设有流体通道211a,所述流体通道211a被配置为能够将高压流体导向喷管212用于清洗待清洗表面,所述喷管212随所述旋转轴211同步转动;所述清洗驱动组件22被配置为至少能够为所述旋转轴21提供部分驱动力,以及能够控制所述旋转轴的转速;所述高压流体与所述清洗驱动组件共同为所述旋转轴提供旋转动力。

如此设置,一方面,通过清洗驱动组件准确控制旋转轴(即喷管)的转速,能够避免因高压流体压力过大导致喷管转速过快而损坏清洁表面(如破坏船舶表面油漆),又能够避免因高压流体压力太小导致喷管转速过慢而导致清洗效果不佳,保证清洗装置的清洗效果;另一方面,通过高压流体与清洗驱动组件共同驱动旋转轴的转动,合理利用高压流体对喷管产生的驱动力,不仅节能减排更绿色环保,而且避免清洗驱动组件体积过大增大清洗机构的配重和体积,降低清洗机构的使用范围和灵活度,如此是因为若仅通过清洗驱动组件驱动旋转轴则需要功率极大的清洗驱动组件,会导致清洗驱动组件体重和体积均较大。

所述清洗驱动组件和高压流体对旋转轴的驱动效果包括两种情况:一种情况是清洗驱动组件22和高压流体对旋转轴211的驱动力方向一致,另一种情况是清洗驱动组件22和高压流体对旋转轴211的驱动力方向相反。具体地,仅通过高压流体对旋转轴211的驱动能达到的转速为流体驱动转速,当个流体驱动转速大于旋转轴211的预设转速时,清洗驱动组件22和高压流体对旋转轴211的驱动力方向相反,即清洗驱动组件22产生的驱动效果应为逆向驱动,也就是清洗驱动组件22与高压流体对旋转轴211驱动相反,以避免因高压流体压力过大导致喷管转速过快而损坏清洁表面;当流体驱动转速小于等于旋转轴211的预设转速时,清洗驱动组件22和高压流体对旋转轴211的驱动力方向一致,即清洗驱动组件22产生的驱动效果应为正向驱动,也就是清洗驱动组件22与高压流体对旋转轴211驱动同向,以保证清洗盘组件21的清洗盘组件的清洗效果。

所述高压流体指压力在5MPa以上的流体,所述高压流体能够驱动旋转轴211带动喷管212旋转。优选地,高压流体的压力为6~300MPa。

所述流体可以为水流、空化液体等,也可以是掺杂清洗剂等增强清洗效果的液体。

根据本发明的一种实施方式,所述清洗机构2还包括供流组件23,所述供流组件23被配置为至少能够为所述清洗盘组件21提供用于清洗的高压流体。

所述供流组件23包括进流管231以及与所述进流管231连通的N个连通管232,所述连通管232的一端与所述进流管231连通,所述连通管232的另一端与所述清洗盘组件21的流体通道211a连通,所述高压流体经进流管231由N个连通管232分别分配至N个清洗盘组件21(即连通管232与清洗盘组件21一一对应)内,高压流体进入流体通道211a内,在高压流体与清洗驱动组件22的共同作用下驱动旋转轴211进行转动,所述旋转轴211带动喷管212同步转动,以使旋转轴211的转速可被精确控制,使得清洗盘组件21的清洗效果可控。

所述进流管231通过分流件233与N个连通管232连接,以备将高压流体平均分配至N个连通管232内。即所述供流组件23包括分流件233,所述分流件233为N+1通连接件(示例性地,当N=2时,分流件233为三通连接件),所述分流件233包括主进口以及N个与主进口连通的分出口。进流管231的一端与供给高压流体的机构连通,进流管231的另一端与主进口连通。连通管232的一端与分出口连通,连通管232的另一端与清洗盘组件21的流体通道211a连通,以备将高压流体导入清洗盘组件21。

需要说明的是,理想状态下,分流件233由主进口进入的高压流体被均分为N份,再分别从N个分出口由连通管232导入清洗盘组件21中,但实际应用中,由于制造工艺、部件的损耗程度、连接差异等原因,导致连通管232内高压流体的压差可能有所不同。

N个分出口、N个连通管、N个清洗盘组件21、N个清洗驱动组件22四者分别一一相适配连接。

优选地,所述主进口位于分流件233的顶部端面,所述分出口位于分流件233的侧壁上。本实施例中,N=2,即连通管232、分出口、清洗盘组件21、清洗驱动组件22的个数为两个。为使得供流组件23的结构更紧凑,两个分出口位于同一侧壁上,且连通管232从分出口呈半圆过渡至清洗盘组件21,即所述连通管232的形状为半圆管状。所述进流管231从主进口直线过渡至供给高压流体的机构,即进流管231的形状为直线型管状。

所述分流件233设有分流腔,所述主进口和分出口与分流腔连通,高压流体由主进口进入分流腔后,再由N个分出口流入连通管232,所述分流腔使得高压流体更快捷地被分流进入N个连通管232。

优选地,所述进流管231、连通管232分别与分流件233可拆卸连接,以便后期维护更换,且便于将供流组件23模块化。为避免高压流体外泄,所述进流管、连通管分别与分流件密封连接。

根据本发明的一种实施方式,所述清洗盘组件21还包括清洗盘213和连接缸体214,所述清洗盘213罩设在所述喷管212上,所述连接缸体214与所述清洗盘213可拆卸连接,所述旋转轴211至少部分位于所述连接缸体214内,所述旋转轴211与所述连接缸体214转动连接,即所述旋转轴211相对所述连接缸体214能够转动。所述旋转轴211的一端与所述清洗驱动组件22传动连接,以备清洗驱动组件22驱动所述旋转轴211转动,所述旋转轴211的另一端伸入所述清洗盘213内与所述喷管212连接,以备所述喷管212随所述旋转轴211同步转动。

清洗盘213设有用于装配喷管212的装配空间,旋转轴211在高压流体与清洗驱动组件22的共同驱动下带动喷管在清洗盘内旋转,能够产生负压使清洗盘吸附在待清洗表面。

具体地,所述连接缸体214设有第一腔体214a以及与所述第一腔体214a连通的进流口214b,所述进流口214b与所述连通管232连通,即所述连通管232通过所述进流口214b与所述清洗盘组件21连通,高压流体由进流口214b进入所述第一腔体214a。

所述旋转轴211设有至少一个流体进口211b,以备连通所述第一腔体214a和流体通道211a,即高压流体通过流体进口211b从所述第一腔体214a进入所述流体通道211a,也就是所述流体进口211b分别与第一腔体214a、流体通道211a连通。所述流体进口211b位于所述旋转轴211的侧壁,且位于所述第一腔体214a内。优选地,所述旋转轴211设有多个流体进口211b,且多个流体进口211b均匀分布在所述旋转轴211侧壁的同一高度,以将第一腔体214a内的高压流体快速导入所述流体通道211a内。本实施例中,所述旋转轴211的侧壁上设有四个流体进口211b。

为保证高压流体快速进入旋转轴211的流体通道内,所述进流口214b的位置与旋转轴211设有流体进口211b的位置相对应,即所述流体进口211b开设在旋转轴211与进流口214b相对的位置上,一方面,方便高压流体快速进入流体通道211a,另一方面,方便高压流体驱动旋转轴211的转动。

所述第一腔体214a设有供所述旋转轴211两端穿过的第一连接口214c和第二连接口214d,所述旋转轴211的侧壁分别与第一连接口214c、第二连接口214d动密封连接,在不影响旋转轴211转动的前提下,保证第一腔体214a的密封性,避免高压流体外泄。所述旋转轴211的一端(首端)穿过第一连接口214c与所述清洗驱动组件22传动连接,所述旋转轴211的另一端(末端)穿过第二连接口214d与喷管212连接。

为提高清洗盘组件21的清洗效果,所述清洗盘组件21包括多个喷管212,所述旋转轴211的末端(即旋转轴211伸入清洗盘213内的一端)侧壁设有多个流体出口211c,所述流体出口211c的数量与所述喷管212的数量相同,所述喷管212通过流体出口211c与所述流体通道211a连通,即所述流体出口211c与所述流体通道211a连通。所述喷管212与所述流体出口211c相配合,且两者一一对应,所述流体通道211a内的高压流体通过流体出口211c导入至所述喷管212内。本实施例中,所述喷管212的数量为三个,三个流体出口211c均匀设置在旋转轴211末端的侧壁上。

为保证高压流体的流动畅通,所述流体通道211a的形状为直线型通道(优选圆柱形),所述流体进口211b和流体出口211c的开口方向均与所述流体通道的中心线垂直,所述流体通道211a与所述旋转轴211的中心线重合。

为方便清洗盘组件21的装配、后期维护以及模块化设置,所述旋转轴211包括可拆卸连接的第一旋转部211-1和第二旋转部211-2,所述第一旋转部211-1和第二旋转部211-2设有供流体通过的通道,即第一旋转部211-1和第二旋转部211-2共同限位出所述流体通道211a,所述流体进口211b开设在所述第一旋转部211-1的侧壁,所述流体出口211c开设在所述第二旋转部211-2的侧壁。所述第一旋转部211-1位于所述第二旋转部211-2的上方,即第一旋转部211-1的下端与所述第二旋转部211-2的上端可拆卸连接,且两者中心线相重合,以保证第一旋转部211-1与第二旋转部211-2同步转动。

所述第一旋转部211-1可拆卸设置在第一腔体214a内,所述第一旋转部211-1与第一腔体214a转动连接。所述第一旋转部211-1的一端穿过所述第一连接口214c与清洗驱动组件22传动连接,所述第一旋转部211-1的侧壁设有与所述第一腔体连通的流体进口211b,所述第一旋转部211-1的另一端穿过所述第二连接口214d伸入所述清洗盘213内与所述第二旋转部211-2可拆卸连接,第一旋转部211-1的侧壁分别与第一连接口214c、第二连接口214d动密封连接,所述清洗驱动组件22、高压流体共同驱动第一旋转部211-1转动。

所述第二旋转部211-2位于所述清洗盘213内,所述第二旋转部211-2的顶端与所述第一旋转部211-1可拆卸连接,以备第二旋转部211-2随第一旋转部211-1同步转动,所述流体出口211c开设在所述第二旋转部的侧壁,以便与所述喷管212连接,使喷管212随第二旋转部211-2同步转动。

所述第一旋转部211-1的侧壁通过轴承与所述第一连接口214c、第二连接口214d旋转连接,以保证第一旋转部211-1相对连接缸体214旋转。所述连接缸体214的底部通过法兰盘与清洗盘213的顶壁可拆卸连接。

为提高第一旋转部211-1与第二旋转部211-2之间的连接性能,所述第一旋转部211-1设有与流体通道211a贯通的装配孔211d,所述装配孔211d的直径大于流体通道211a的直径,所述第一旋转部211-1的侧壁与所述装配孔211d相对应的位置设有第一连接凸起211e。第二旋转部211-2的顶端与所述装配孔211d相配合,第二旋转部211-2的顶端能够插入所述装配孔211d内,所述第二旋转部211-2的侧壁设有与所述第一连接凸起211e相配合的第二连接凸起211f,第二旋转部211-2插入装配孔211d后第一连接凸起211e与第二连接凸起211f相贴合,并进行可拆卸连接。

所述第一连接凸起211e和第二连接凸起211f相对应的位置设有相配合的可拆卸连接部,示例性地,第一连接凸起211e、第二连接凸起211f分别设有螺纹孔,通过螺钉或螺栓将第一连接凸起211e、第二连接凸起211f可拆卸固定;或者,第一连接凸起211e、第二连接凸起211f中的一者上设有卡孔,另一者设有与卡孔相配合的卡扣,通孔卡扣和卡孔将第一连接凸起211e、第二连接凸起211f可拆卸固定。

实际应用中,第一连接凸起211e和第二连接凸起211f只要能够实现将两者可拆卸连接的部件都可以,并不局限于上述两种连接方式。

如此设置旋转轴211的结构,使得连接缸体214与第一旋转部211-1作为一个模块,将第二旋转部211-2与喷管212作为一个模块,将清洗盘213的上(外)下(内)分成两个可拆卸设置的模块,方便清洗盘组件21的装配、维护和部件更换。

所述喷管212可以与所述第二旋转部211-2可拆卸连接,方便后期维护换新。所述喷管212也可以与所述第二旋转部211-2一体成型,以提高两者的连接强度,保证清洗盘组件21的清洗强度。

为保证高压流体在输送过程中不被泄露,所述高压流体所致之处的任意部件间的连接均采用密封连接,例如,进流口与连通管连接处、第一旋转部与连接缸体的连接处、第一旋转部与第二旋转部的连接处、喷管与第二旋转部的连接处等均采用密封连接,其中第一旋转部与连接缸体的连接处采用动密封连接,以同时保证第一旋转部的转动流畅度。

为方便清洗驱动组件22驱动旋转轴211,所述旋转轴211的顶部设有与清洗驱动组件22的驱动轴221相配合的卡槽211j,所述卡槽211j的形状为非圆柱形,即所述卡槽211j的横截面为非圆形,以保证驱动轴能够驱动所述旋转轴211同步转动。本实施例中,所述卡槽包括圆柱槽以及与圆柱槽贯通的凸起槽,即所述凸起槽设置于所述圆柱槽的侧壁上。

所述清洗驱动组件22包括驱动电机222、电机舱223、传动舱224和驱动轴221,所述驱动电机222位于所述电机舱223内,所述驱动轴221位于所述传动舱224内,所述传动舱224与所述电机舱223可拆卸连接。所述驱动电机222的输出轴222a从所述电机舱223穿出伸入所述传动舱224内与所述驱动轴221可拆卸连接。所述驱动轴221的一端与所述输出轴222a传动连接,以备实现驱动电机222通过输出轴222a驱动所述驱动轴221转动,所述驱动轴32的一端从所述传动舱224穿出与所述旋转轴211传动连接,以备旋转轴211随所述驱动轴32同步转动。

所述输出轴222a与所述电机舱223转动连接,所述电机舱223设有供所述输出轴222a穿出的第一连通口,所述输出轴222a的侧壁与所述第一连通口转动连接,示例性地,所述输出轴222a通过轴承实现与电机舱223转动连接。

所述驱动轴221与所述传动舱224转动连接,所述传动舱224设有供驱动轴221两端穿出的第二连通口和第二连通口,所述驱动轴221的侧壁分别与所述第一连通口、第二连通口转动连接,示例性地,所述驱动轴221通过多个轴承实现与传动舱224转动连接。

所述电机舱223位于所述传动舱224上方,即所述电机舱223的底端与所述传动舱224的顶端可拆卸连接,示例性地,两者通过法兰盘实现可拆卸连接。所述输出轴222a、第一连通口、驱动轴221、第二连通口、第三连通口的中心线相重合。

所述驱动轴221的一端设有与所述输出轴222a相配合的卡槽部221a,所述驱动轴221的另一端设有与所述卡槽211j相配合的插接部221b。所述插接部221b包括圆柱部和凸起部,所述凸起部位于所述圆柱部的侧壁,且圆柱部与圆柱槽相配合,凸起部与凸起槽相配合,以备插接部221b能够正好插入卡槽211j,使得驱动轴221能够带动旋转轴211同步转动。

所述卡槽部221a的形状与所述卡槽211j的形状相同,所述输出轴222a插入卡槽部221a内部分的形状与插接部221b的形状相同,在此不再赘述。

所述电机舱223和传动舱224为水密舱,即输出轴与电机舱之间采用动密封连接,驱动轴与传动舱之间采用动密封连接。

示例性地,本发明采用H型油封或格莱圈等作为动密封,以确保在水下工作时电机得到有效防护,以及高压流体不外渗。

为保证电机舱223的气密性,所述电机舱223的顶部设有充气阀,所述充气阀被配置为至少能够向所述电机舱223充入预设压力的气体,当电机舱出现密封不良的情况时,舱内的高压气体可在一定程度上减少外部海水进入舱体内。

优选地,所述电机舱223内还设有温湿度传感器,所述温湿度传感器被配置为能够检测电机舱223内的温度和湿度,并将检测到的温度和湿度数据上传至机器人的主控机构或/和机器人的上位机,主控机构通过检测到的温度和湿度数据判断电机舱是否漏水,当判断为电机舱漏水后,主控机构及时发出警报信号,以提醒工作人员停止清洗机构2的清洗工作进行检修。

优选地,所述驱动电机222为伺服电机,或者,驱动电机222上带有转速反馈的编码器,能够将其输出轴转速反馈至机器人的主控机构或/和机器人的上位机,当反馈的转速与预设转速相差超过预设差值时,则说明清洗盘内可能进入异物或者其他异常,需使用者及时检修,以避免正常的清洗作业。

根据本发明的一种优选实施方式,所述清洗机构2还包括连接主梁24,所述清洗盘组件21、清洗驱动组件22、供流组件23可拆卸设置于所述连接主梁上24,所述清洗机构2通过连接主梁24可拆卸安装于所述机器人的主体支架上,以使清洗机构2作为整体可拆卸安装于主体支架上,实现清洗机构2的模块化管理。

具体地,所述连接主梁24包括中央装配部241和N个支装配部242,所述支装配部242均匀布置在中央装配部241的外侧,且N个支装配部242与中央装配部241的距离相同。

所述供流组件23可拆卸安装于中央装配部241。N组清洗盘组件21、N组清洗驱动组件22分别一一相对设置在N个支装配部242,即一个支装配部242上下端分别安装一组清洗盘组件21和一组清洗驱动组件22,且驱动轴221穿过支装配部242与旋转轴211传动连接,故支装配部242设有供清洗驱动组件22和清洗盘组件21传动连接的窗口242a。

优选地,所述供流组件23的分流件233可拆卸设置在中央装配部241的下方。所述清洗驱动组件22、清洗盘组件21分设在所述支装配部242的上下两侧,即清洗驱动组件22的传动舱224可拆卸设置在支装配部242的上方,清洗盘组件21的连接缸体214可拆卸设置在支装配部242的下方。所述驱动轴221的插接部221b穿过窗口242a插入旋转轴211的卡槽211j内,以便实现清洗驱动组件22对清洗盘组件21的驱动。示例性地,所述传动舱224的底部、连接缸体214顶部分别通过法兰盘与支装配部242可拆卸连接。

优选地,所述传动舱224、连接缸体214与支装配部242采用密封连接。

所述中央装配部241和N个支装配部242通过主梁框架243连接,以使清洗机构2的结构更加稳固。示例性地,当N=2时,所述主梁框架243的形状为直线型框架,两个支装配部242位于主梁框架243的两端,所述中央装配部241位于主梁框架243的中央下方。当N=3时,所述主梁框架243的外轮廓形状为正三角形框架,内骨架包括三个加强筋,加强筋连接正三角的中心和某个角,即由中心延伸至三个角形成内骨架,中央装配部241位于中心点,支装配部242分设在三个角处。以此类推,所述主梁框架243的外轮廓形状为正N边形框架,内骨架包括N个加强筋,加强筋连接中心和某个角,中央装配部241位于中心点,支装配部242分设在N个角处。优选地,N=∈[2,4]。

本实施例中,所述清洗机构2通过支装配部242可拆卸安装于机器人的主体支架,具体地,所述支装配部242与主体支架可拆卸连接,所述支装配部242在窗口242a两侧延伸出连接凸起242b,通过连接凸起242b与主体支架实现可拆卸连接。为控制清洗盘213与待清洗面之间的距离,所述连接凸起242b与主体支架之间设有至少一个垫块242c,所述垫块242c可以为同一厚度,通过调整两者之间的垫块242c的数量来调整清洗盘213与待清洗面之间的距离;所述垫块242c也可以为不同厚度,通过调整两者之间的垫块242c的数量和/或厚度来调整清洗盘213与待清洗面之间的距离。本实施例中,垫块242c设有三种厚度,分别为2mm、5mm、10mm,通过不同垫片的组合可得到不同的高度,从而调整清洗靶距。

相比于单纯靠高压水驱动的清洗机构,本发明的清洗机构,至少具有的有益效果之一:单纯靠高压水驱动喷管旋转,如果需要喷管旋转具有较高的速度,则需要增大喷嘴直径,从而加大泵组的功率和体积,以增大喷嘴直径提高喷管旋转速度的方式不但会造成能源浪费,还增加了设备整体的体积及重量。本发明的清洗机构体积小,重量轻,还可以节省能耗。以高压水驱动喷管旋转作为主要驱动力,用于克服喷管旋转时机械摩擦力、水中阻力,以带转速反馈的驱动电机作为辅助驱动力,可以使喷管具有更高的旋转速度,清洗作业时喷管旋转速度越高空化清洗机构吸附力越大,清洗效果也越好;单纯靠高压水驱动喷杆旋转,由于两个空化清洗盘组件供水压力及密封件磨损程度可能存在差别会造成两侧清洗盘组件里的喷管旋转速度不一致,从而导致吸附力不同,清洗效果也不同。本发明的清洗机构2,驱动电机提供的驱动力可以平衡两侧喷管的驱动力,使其转速相对一致,从而保证吸附力及清洗效果一致;单纯靠高压水驱动喷管旋转,喷管在水下的状态没有反馈,例如一侧喷管和空化盘之间卡上海蛎子等异物,导致喷管不能旋转而影响清洗效果。本发明的清洗机构,由于驱动电机能够反馈转速,结合上位机或/和控制器可实时监测喷管旋转速度,对于异常情况可进行及时处理,避免影响正常的清洗作业。

所述连接支架11可拆卸设置于机器人的主体支架底部。所述清洗盘213被围设在连接支架11和行走组件12之间。挡板121设于所述行走组件12的内侧(靠近所述连接支架11的一侧,也就是两组行走组件12相对设置的一侧为内层),能够有效阻挡所述清洗机构清洗下来的杂物进入所述行走组件。所述杂物至少包括由清洗机构从船舶表面清洗下来的任何物质,如海藻、海蛎子等。

为保证挡板121对杂物的阻挡效果,所述挡板121向所述行走组件12所在的方向投影能够完全覆盖所述行走组件12,也就是所述行走组件12任一部件边缘均不超出所述挡板的边缘。

根据本发明的一种实施方式,所述行走组件12包括驱动链轮122、导向链轮123、履带124和装配主梁125。所述装配主梁125作为所述行走组件12的主要骨架结构,一方面,其他部件直接或间接均装配于所述装配主梁,另一方面,行走组件12通过装配主梁125与所述连接支架11连接。

具体地,所述装配主梁125的一端设有驱动链轮122,所述装配主梁125的另一端通过涨紧件126设有导向链轮123,且所述驱动链轮122、导向链轮123能够相对所述装配主梁125转动。

所述履带124套设在所述驱动链轮122和所述导向链轮123上,且所述履带124与所述驱动链轮122、导向链轮123传动连接,即所述驱动链轮122、导向链轮123转动带动履带124转动,进而使行走组件12实现向前或向后形式。

所述连接支架11穿过所述挡板121与所述装配主梁125连接,即所述连接支架11相对的两侧分别穿过所述行走组件12的挡板121与装配主梁125连接,以保证履带行走机构具有一定的机械强度,即提高履带行走机构的结构稳定性。

所述履带124包括链轨部124a以及设置在所述链轨部124a外侧的履带板部124b,所述驱动链轮122、导向链轮123分别与所述链轨部124a啮合连接,所述链轨部124a带动所述履带板部124b同步转动。

优选地,所述履带124为首尾相连的环形,相应地所述链轨部124a、履带板部124b也为首尾相连的环形。所述链轨部124a位于所述履带板部124b的内侧,即所述链轨部124a与所述履带板部124b的内环壁连接,以备链轨部124a带动所述履带板部124b同步转动。

所述履带板部124b的宽度大于所述链轨部124a的宽度,以提高履带行走机构的行驶稳定性。

所述导向链轮123通过涨紧件126设置在所述装配主梁125的一端,以便所述履带124能够绷紧在所述驱动链轮122和导向链轮123上,尽可能避免履带124不慎掉落,影响履带行走机构的正常运行。

只要能够使履带124绷紧在所述驱动链轮122和导向链轮123上的涨紧结构均可作为涨紧件126。示例性地,所述涨紧件126包括第一涨紧部126a和第二涨紧部126b,所述第一涨紧部126a与所述装配主梁125的端部连接,所述第一涨紧部126a设有至少一个滑道。所述第二涨紧部126b的一端与所述导向链轮123转动连接,所述第二涨紧部126b的另一端设有至少一个连接滑杆126c,所述连接滑杆126c外侧套设有弹性件126d,所述连接滑杆126c通过所述滑道与所述第一涨紧部126a滑动连接,所述弹性件126d的两端分别与所述第一涨紧部126a、第二涨紧部126b抵接。第一涨紧部126a与第二涨紧部126b通过连接滑杆、弹性件、滑道实现连接,第一涨紧部126a与第二涨紧部126b的距离通过弹性件、连接滑杆进行调节。

所述滑道、连接滑杆126c、弹性件126d的数量相同,且三者一一对应设置,本实施例中,滑道、连接滑杆126c、弹性件126d的数量均为两个,可分成两组,且分设在所述装配主梁125、导向链轮123的两侧,以保证导向链轮123的传动稳定性。

需要说明的是,所述弹性件126d始终保持在压缩状态,以保证所述履带124始终保持在涨紧状态。示例性地,所述弹性件126d为弹簧。

优选地,所述连接滑杆126c的末端(即远离第二涨紧部的一端)从所述滑道穿出,且连接滑杆126c从滑道穿过的部分设有限位环126e,以避免连接滑杆126c从所述滑道脱落。

为进一步避免履带脱落,所述装配主梁125靠近导向链轮123的一端设有至少一个限位件125a,所述限位件125a位于装配主梁125与第二涨紧部126b之间。本实施例中,所述装配主梁125设有两个限位件125a,一个限位件125a位于第一涨紧部126a的上方,另一个限位件125a相对设置在第一涨紧部126a的下方。

所述行走组件12还包括多个位于所述驱动链轮122与所述导向链轮123之间的支撑轮组127,以备更好地支撑所述履带,提高履带行走机构的行驶稳定性。所述支撑轮组127与所述装配主梁125转动连接,且与所述履带板部124b抵接。具体地,所述支撑轮组127包括两个相对设置的轮体,所述链轨部124a从所述支撑轮组的两个轮体之间穿过。本实施例中,所述行走组件12包括八个支撑轮组127,其中两个支撑轮组127位于所述装配主梁125的上方,六个支撑轮组127位于装配主梁125的下方。

为进一步避免水体中的杂物进入行走组件12内,所述行走组件12的外侧设有与所述履带2相配合的履带浮板128;所述履带浮板128与所述支撑轮组127相对的位置设有开窗,以备将所述支撑轮组127的外侧轮体露出。如此设置,一方面,履带浮板128为履带行走机构提供部分浮力,以便其在水下行走;另一方面,若有杂物不慎进入行走组件内,能够从开窗281处排出,避免杂物对行走组件造成磨损,更甚者影响行走组件正常运行。

优选地,所述履带浮板128的上下侧边不超出履带板部124b的内侧壁,即所述履带浮板128的上壁位于履带板部124b的上部内侧壁下方,所述浮板28的下壁位于履带板部124b的下部内侧壁上方,也就是履带浮板128的上下侧边与履带板部124b的内侧壁设有一定间隙。如此设置,不仅不影响履带124的转动,而且方便进入行走组件内的杂物随着履带的转动从履带浮板128与履带板部124b之间的上下间隙排出。

为方便行走组件12的装配和后期维护,所述履带浮板128可拆卸设置于所述装配主梁125上。具体地,所述履带浮板128通过至少一个浮板连接元件与装配主梁125的侧壁可拆卸连接。本实施例中,履带浮板128通过两个浮板连接元件与装配主梁125的侧壁可拆卸连接。

根据本发明的一种实施方式,所述连接支架11包括多个平行设置的行走主梁111,所述行走主梁111的两端分别穿过两组行走组件12的挡板121与所述行走组件12的装配主梁125连接。

所述行走主梁111与所述装配主梁125相垂直。所述行走主梁111与所述装配主梁125可以通过焊接的方式连接,以提高履带行走机构的稳定性。所述行走主梁111与所述装配主梁125也可以通过可拆卸的方式装配连接,以提高履带行走机构的装配性能,以及方便后期维护更换。

所述挡板121设有供所述行走主梁111穿过的通孔。

为方便装配,所述挡板121包括多块可拆卸连接的挡块,多块挡块共同组成能够覆盖行走组件12外侧的挡板。具体地,所述挡板121包括中央挡块和围设在中央挡块外侧的边缘挡块,所述中央挡块211与所述行走主梁111或/和装配主梁125可拆卸连接,所述中央挡块设有供所述行走主梁111穿过的通孔。所述边缘挡板与所述中央挡块211可拆卸连接。本实施例中,所述中央挡块211通过三角铁与所述行走主梁111可拆卸连接。

所述行走主梁111设有多个连接装配部111a,所述连接装配部111a被配置为至少能够与主体支架底部可拆卸连接。具体地,所述连接装配部111a设置在所述行走主梁111的上端面。本实施例中,每个行走主梁111上设有两个连接装配部111a,且两个连接装配部111a分别靠近两侧的行走组件,以便将机器人的重量更快地分散至行走组件,提高机器人行走稳定性。

优选地,所述行走主梁111设有多个支撑垫板111b,对机器人进行检修时,通过所述支撑垫板111b与机器人检修平台相接触,起到支撑机器人总体重量的作用。具体地,所述支撑垫板111b设置在所述行走主梁111的下端面。本实施例中,每个行走主梁111上设有两个支撑垫板111b,且支撑垫板111b比连接装配部111a更靠近两侧的行走组件,以提高支撑船舶清洗机器人在检修平台上的稳定性。

所述履带行走机构1还包括两组行走驱动组件13,所述行走驱动组件13与所述行走组件12一一对应。所述行走驱动组件13被配置为至少能够为所述行走组件12的驱动链轮122提供驱动力,进而带动履带转动,即通过行走驱动组件13为履带行走机构提供动力。

优选地,所述行走驱动组件13位于所述挡板121的内侧(远离履带的一侧),且所述行走驱动组件13的侧壁一端穿过所述挡板121与所述行走组件12的装配主梁125连接。

具体地,所述行走驱动组件13包括水密舱和电机,所述水密舱穿过挡板121与装配主梁125连接。所述电机位于所述水密舱内,以避免一体渗入影响驱动电机运行,即起到防水的作用。所述电机的的输出轴穿过水密舱与驱动链轮122传动连接,使驱动链轮122随输出轴同步转动。所述输出轴与所述水密舱动密封连接。

所述履带式船舶清洗机器人还包括主体支架3,所述主体支架包括上下平行设置的第一框架组件31和第二框架组件32,以及位于所述第一框架组件31与所述第二框架组件32之间的多个连接立柱33。优选地,所述连接立柱33的两端分别与第一框架组件31与所述第二框架组件32垂直连接。

所述主体支架3还包括:

行走装配部301,位于所述第二框架组件32的底部,所述行走装配部301被配置为可拆卸装配所述履带行走机构1。所述连接支架11的连接装配部111a可拆卸于第二框架组件2的底部可拆卸连接,所述行走组件12分设于所述第二框架组件2的两侧;

清洗装配部302,位于所述第一框架组件1、第二框架组件2之间,且位于所述主体支架3的中央位置;所述清洗装配部302被配置为能够可拆卸装配所述清洗机构2;所述清洗盘213位于第二框架组件2的下方,所述连接主梁24的连接凸起242b拆卸设置于所述清洗装配部302,所述清洗驱动组件23从第一框架组件1顶部穿出。

所述第一框架组件31包括第一外框311和位于第一外框311内的多个第一连接横梁312。所述第二框架组件32包括第二外框321和位于第二外框321内的多个第二连接横梁322。其中,所述第一连接横梁312之间、第二连接横梁322之间以及第一连接横梁312和第二连接横梁322之间均平行设置,即第一外框311内的多个第一连接横梁312平行设置,第二外框321内的多个第二连接横梁322平行设置,且第一外框311内的任一第一连接横梁312和第二外框内的任一第二连接横梁322相平行。

所述履带式船舶清洗机器人还包括主控机构4、传感机构5、四个垂直推进器6、四个水平推进器7、照明灯8和摄像头9。

所述主控机构4被配置为能够控制整个机器人的工作进程,例如行走方向和速度、清洗情况、数据采集情况等,主控机构4与行走驱动组件13、清洗驱动组件22、传感机构5、垂直推进器6、水平推进器7、照明灯8和摄像头9电性连接,并控制这些组件和机构的工作进程。

所述主体支架3还包括:

主控装配部303,被配置为能够可拆卸装配所述主控机构4;所述主控装配部位于所述第一框架组件31、第二框架组件32之间,且位于所述清洗装配部的前侧;

传感装配部304,被配置为能够可拆卸装配船所述传感机构5;所述传感部304位于所述第一框架组件、第二框架组件之间,且位于所述清洗装配部的后侧;

四个垂直推进装配架305,被配置为能够可拆卸设置装配所述垂直推进器6,使四个垂直推进器分别位于所述第一外框311的四角内侧;所述垂直推进器的开口方向为竖直向上;

四个水平推进装配柱306,被配置为能够可拆卸配置所述水平推进器7,且使四个水平推进器分别位于所述第一外框311的四角下方;所述水平推进装配柱被配置为能够使得水平推进器的推进方向与主体支架的前端面或后端面的夹角为45°,且前端的两个水平推进器的开口方向水平向前、向内倾斜45°,后端的两个水平推进器的开口方向水平向后、向内倾斜45°;

多个照明摄像支座307,被配置为能够可拆卸装配照明灯8或/和摄像头9;所述照明摄像支座位于所述主体支架3的前端和后端,以备履带式船舶清洗机器人的前后端均设有摄像头和照明灯。

为方便在主体支架3上安装多的机构,所述第一外框311和第二外框321为矩形框,且所述第一外框311、第二外框321的中心均位于所述主体支架3的中心线A-A,即中心线A-A从上至下依次穿过所述第一外框311的中心和第二外框321的中心,以保证主体支架3的重心稳定。

为使船舶清洗机器人结构更紧凑、重心更稳,所述第一外框311的宽与第二外框321的宽(前后方向设置的边为宽边)相等,所述第一外框311的长大于所述第二外框321的长(左右方向设置的边为长边)。即第一外框311的长边位于第二外框321的长边的正上方,也就是从上至下投影,第一外框的长边能够完全覆盖第二外框的长边,第一外框311的宽边位于第二外框321的宽边的外侧。

优选地,所述连接立柱33的一端与所述第一外框311或者第一连接横12梁垂直连接,所述连接立柱33的另一端与所述第二外框321垂直连接,即一部分连接立柱33的两端分别与第一外框311、第二外框321垂直连接,另一部分连接立柱33的两端分别与第一连接横梁312、第二外框321垂直连接。

优选地,所述第一框架组件31包括两个第一连接横梁312,且所述第一连接横梁312与第一外框311的长边的平行。所述第二框架组件32包括两个第二连接横梁322,且所述第二连接横梁322与第二外壳321的长边的平行。两个第一连接横梁312、两个第二连接横梁322分设在所述主体支架3的中心线A-A的两侧,且第二连接横梁322位于第一连接横梁312的外侧(远离中心线A-A的一侧为外侧)。

本实施例中,连接立柱33的数量为八个,第二外框321每条边上设有两个连接立柱33(且两个连接立柱分设于所在边的两侧),位于第二外框321长边上的两个连接立柱的上端与第一外框311的长边垂直连接,位于第二外框321宽边上的两个连接立柱的上端分别与两个第一连接横梁312垂直连接,即第一连接横梁、第二连接横梁的两端分别与第二外框321宽边上的两个连接立柱对齐。如此设置,将第一框架组件31和第二框架组件32之间的空间大致分为三个区域,从前至后三个区域分别用于装配主控机构、清洗机构和传感机构,且三个区域的大小与装配主控机构、清洗机构和传感机构的体积相配合,即第一连接横梁、第二连接横梁在第一外框311上的位置与主控机构、清洗机构和传感机构宽度相配合。

所述主控装配部303包括至少一个压紧元件303a和至少一个下拖元件303b,所述压紧元件303a设置于第一连接横梁312与第一外框311之间,以备压紧所述主控机构;所述下拖元件303b设置于第二连接横梁322上,以备托举所述主控机构;与所述下拖元件303b、压紧元件303a连接的第二连接横梁322、第一连接横梁312位于同一侧,即下拖元件303b设置于位于前侧的第二连接横梁322上,压紧元件303a的两端分别与第一外框的前侧长边、前侧第一连接横梁312连接。

优选地,所述压紧元件303a和下拖元件303b的数量相同,且两者上下一一对应设置。

为保证主控机构的装配稳定性,所述下拖元件303b的形状为“V”字形,且“V”字形开口朝上,以更好对主控机构提供支撑作用。所述压紧元件303a的形状为直线形,所述压紧元件303a的一端与第一连接横梁垂直连接,所述压紧元件的另一端与第一外框垂直连接。优选地,所述压紧元件303a两端分别与第一连接横梁、第一外框可拆卸连接,以便装配拆卸所述主控机构。

由于船舶清洗机器人在完成清洗作业时会产生振动,为避免损坏主控机构内的元器件,所述下拖元件303b朝向所述主控机构的一侧设有缓冲垫片,以起到减振作用。此外,压紧元件303a朝向所述主控机构的一侧也设有缓冲垫片,在起到减振作用的同时,配合下拖元件303b将主控机构起到压紧固定作用。

本实施例中,压紧元件303a、下拖元件303b的数量为两个,分别设置在主控机构的舱壁两端,所述第二连接横梁322位于主控机构的正下方,即前侧第二连接横梁位于前侧第一连接横梁与第一外框前长边的中央。

所述传感装配部304包括传感安装座,所述传感安装座设置于所述第二连接横梁322的上方,所述传感机构可拆卸安装于所述传感安装座上。设有传感安装座的第二连接横梁322位于设有下拖元件的第二连接横梁的相对侧,即后侧第二连接横梁322上设有传感安装座,也就是传感安装座位于下拖元件303b的后方。

所述行走装配部301包括四个行走安装元件,所述行走安装元件设置于所述第二连接横梁322与所述第二外框321的连接处下方,即第二连接横梁322与第二外框321相交处的下方设有行走安装元件。所述连接装配部111a与所述行走安装元件可拆卸连接,以备履带行走机构的两组行走组件分设在所述第二外框321的两侧。

所述主体支架3还包括两条第三连接横梁34,所述第三连接横梁34位于所述第一框架组件31和第二框架组件32之间。所述第三连接横梁34位于所述第一连接横梁312的正下方,第三连接横梁34与第一连接横梁312、第二连接横梁322平行,所述第三连接横梁34的两端分别与相对设置的两个连接立柱33垂直连接,第一连接横梁312向下投影能够完全覆盖所述第三连接横梁34。

所述清洗装配部可拆卸设置于两条第三连接横梁34,以备所述清洗驱动组件22位于主控机构4与传感机构5之间,清洗盘213位于两组行走组件之间。

具体地,所述第三连接横梁34设有多个能够与连接凸起242b可拆卸连接的连接延伸片341(多个连接延伸片构成了清洁装配部),所述连接延伸片341从第三连接横梁34的外侧壁(远离中心线A-A的侧壁)延伸出第三连接横梁34的内侧壁(靠近中心线A-A的侧壁),以增强与清洗机构的连接强度。本实施例中,每个第三连接横梁34靠近两端的位置分别设有一个连接延伸片341,即每个第三连接横梁34设有两个连接延伸片341,所述连接延伸片的位置与清洗机构相配合。

所述水平推进装配柱306被配置为能够使得水平推进器6的推进方向与主体支架3的前端面或后端面的夹角为45°,如此设置,使得机器人在水平方向前进、后退、左移、右移时四台推进器可同时动作产生推力,相比四台水平推进器两两正交布局的方案,本发明的水平推进器7布局方式可保证船舶清洗机器人在相同型号相同数量的水平推进器的情况下具有较强的动力,从而具有较强的抗流能力。

四个垂直推进器6中包括两个装配正桨的推进器和两个装配反桨的推进器,相同桨叶的推进器呈对角布置,用于抵抗旋转时产生的侧向力。

本实施例中,第一外框311的四角下方分别设有水平推进装配柱306,第一外框311的两个宽边分别设置两个垂直推进装配架305,且垂直框架推进架靠近宽边的两端,位于水平推进装配柱306的内侧,如此错落布置,使得水平推进器和垂直推进器均有适配的装配空间,使得船舶清洗机器人结构更为紧凑。

具体地,所述主体支架3的前端或/和后端还设有照明摄像支座307,本实施例中,第二外框前宽边、后宽边上的两个连接立柱之间设有加强横梁,所述加强横梁的两端分别与两个连接立柱垂直连接,所述加强横梁中央设有照明摄像支座307。设置在前端的加强横梁上的照明摄像支座向前延伸,且该照明摄像支座设有两个摄像头,其中一个摄像头用于观测船舶清洗机器人前端远处的情况,一个摄像头用于观测船舶清洗机器人前端近处的情况。设置在后端的加强横梁上的照明摄像支座向后延伸,且该照明摄像支座设有一个照明灯和一个摄像头。另外,第一外框的前宽边下方向前延伸出两个照明摄像支座,这两个照明摄像支座分别装配有一个照明灯,这两个照明摄像支座分设在前端加强横梁上的照明摄像支座的两侧,以为前侧的两个摄像头提供照明。

所述主体支架3还包括:

吊装部35,位于两个第一连接横梁的中心,所述吊装部包括吊环,所述吊环位于所述第一外壳的上方;

线槽框36,围设于第一外框的外侧,以备装配船舶清洗机器人的线缆;

保护罩37,与两个第一连接横梁312连接,被配置为至少能够包裹清洗驱动组件22顶端的外侧,即半包围在清洗驱动组件露出第一外框部分的外侧,以达到保护清洗驱动组件的目的。所述包括保护罩37的数量与清洗驱动组件22的数量相同,且两者一一对应设置。

所述吊装部35包括吊环和吊装架,所述吊环的下端与吊装架连接,所述吊装架设置于两个第一连接横梁312之间,所述吊环位于两个第一连接横梁312的中央。具体地,所述吊装架的形状为“工”字形,吊装架的两个横杆的两端分别与两个第一连接横梁垂直连接,所述吊环位于吊装架的竖杆中央上方。通过吊装部方便船舶清洗机器人的布放和回收。

所述线槽36环绕安装在第一外框311的外侧,摄像头、照明灯、推进器、传感机构、清洗机构、履带行走机构、主控机构之间用于电性连接的线缆大部分通过线槽走位,以避免机器人连接线缆之间彼此纠缠,提高船舶清洗机器人的使用效果。

为保证主体支架3的机构稳定性,所述第一外框311、第一连接横梁312、连接立柱33、第二外框321、第二连接横梁322一体浇筑成型,或/和焊接成型;优选地,第三连接横梁、加强横梁、吊装部、线槽也一起一体浇筑成型,或/和焊接成型;进一步地,这些部件的材质为316L不锈钢。

为使机器人在水中有足够的浮力,所述机器人的前后左右以及底部均设有与其结构相配合的浮板10,浮板10具有保护机器人内部部件的作用。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

相关技术
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06120116625659