一种船体附着物清洁机器人

1.本实用新型属于船舶维护保养装备领域，具体涉及一种船体附着物清洁机器人。


背景技术：

2.贝类、藤壶、海藻等海洋生物以及氧化反应产生的锈蚀会增大船舶在水中航行的摩擦力，影响了船舶的航行速度，进而增加船舶航行过程中的油耗。常用的船舶清刷的方法需要在船舶靠泊码头时进行，这使得船舶在船坞的停留时间增加，而且在船坞轻刷的效率低、价格昂贵，也不能及时清理附着物，最终导致船舶的运营成本大幅度的增加。
3.随着技术的发展，出现了自动化清洁机器人，例如爬壁机器人；目前的清洁机器人主要采用驱动电机驱动行走轮在船舶钢板壁面上行走，在行走过程中通过清洁机构对船体上的附着物进行清洁；然而，船舶钢板外壁并非规则平面，目前的清洁机器人都是单体结构，存在行走过程不稳定、无法适应于船体形状的不足。
4.另外，现有的清洁机构为固定式结构，不能随着行走过程进行调节，清洁机器人行走时，清洁机构中与船体相接触的部件（例如清洁轮）在行走过程中无法保持始终贴紧船体的表面，存在清洁效果差的不足。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型的主要目的是提供一种船体附着物清洁机器人。
6.为了实现上述主要目的，本实用新型提供了一种船体附着物清洁机器人，包括运动机体和设置在运动机体上的清洁机构；运动机体包括两个或两个以上依次连接且可独立行走的舱体；每一舱体上均设有吸附机构和行进机构，吸附机构用于将舱体吸附在船体上，行进机构用于驱动舱体在船体上行走；行进机构为履带式机构，行进机构的数目为两个，两个行进机构对称设置在舱体的左右两侧；其中，前后相邻的舱体之间通过活动关节连接在一起，在运动机体的行走过程中，舱体均可围绕其上连接的活动关节产生自适应转动以适应于船体的形状。
7.根据本实用新型的一种具体实施方式，活动关节包括回转连接座以及与回转连接座形成转动配合的转轴；转轴与回转连接座分别设置在相邻的两个舱体上。
8.根据本实用新型的一种具体实施方式，行进机构包括履带、履带轮以及行进电机；舱体具有侧壁，履带轮设置在侧壁上，履带套装在履带轮上，行进电机设置在舱体内并与履带轮驱动连接。
9.进一步地，吸附机构包括若干磁性件，若干磁性件绕履带的周向间隔设置。
10.进一步地，履带为橡胶制履带，在履带的环形外侧面上设有防滑齿。
11.根据本实用新型的一种具体实施方式，清洁机构包括支撑臂以及可拆卸地设置在支撑臂上的清洁轮；其中，支撑臂内设有用于保持清洁轮压紧在船体上弹簧。
12.进一步地，清洁轮包括清洁轮本体以及位于清洁轮本体两端部的连接轴；支撑臂
上设有沿其长度方向的安装槽，连接轴从安装槽内垂直穿过并能够在安装槽内滑动；弹簧包括设置在安装槽内的第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧分别与连接轴相抵接并分别位于连接轴的两侧。
13.进一步地，清洁机构进一步包括压紧杆和舵机；舵机相对支撑臂固定，舵机的驱动端设有摆臂；其中，压紧杆的一端与摆臂相铰接，压紧杆的另一端与连接轴相铰接。
14.根据本实用新型的一种具体实施方式，清洁机构还包括与清洁轮并排设置的清洁刷，清洁刷位于清洁轮的相对后侧。
15.根据本实用新型的一种具体实施方式，运动机体上设有用于采集船体表面图像信息以进行清洁路径规划的视觉模块。
16.本实用新型具备以下有益效果：
17.本实用新型中的运动机体具有两个或两个以上依次连接且可独立行走的舱体，前后相邻的舱体之间通过活动关节连接在一起，从而在运动机体的行走过程中舱体均可围绕其上连接的活动关节产生自适应转动以适应于船体的形状，使得舱体能够尽可能地紧贴在船体上，有利于保持吸附机构的吸附效果，提高运动机体行走过程中的稳定性。
18.本实用新型中的清洁机构采用活动压紧式结构，清洁机构中的清洁轮本体设置在支撑臂的安装槽内，并在弹簧的作用下使用保持清洁轮本体压紧在船体上，有利于提高清洁的可靠性，从而提高清洁效果。
19.为了更清楚地说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例1的立体图；
21.图2是本实用新型实施例1的侧视图；
22.图3是本实用新型实施例1的前视图；
23.图4是图2中清洁机构的部分放大图；
24.图5是本实用新型实施例1中显示活动关节的分解图。
具体实施方式
25.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
26.实施例
27.如图1-3所示，实施例1的船体附着物清洁机器人包括运动机体10和清洁机构20；运动机体10用于在船体的金属表面进行行走，清洁机构20设置在运动机体10上，并在运动机体10行走的过程中对船体的表面进行清洁；具体的，运动机体10上优选设有视觉模块11，通过视觉模块11采集船体表面的图像信息，并将所获得的图像信息传递至运动机体10的控制系统，从而对运动机体10进行清洁路径规划。其中，视觉模块11例如包含一个或者多个摄像头，这里不对视觉模块11进行限定，故不再展开。
28.运动机体10其包括两个或两个以上依次连接的舱体12，从而形成长条形结构，如
图1示出的运动机体10具有两个舱体12；在其他实施例中，舱体12的数目可以是三个、四个或者更多，这里不对舱体12的数目进行限定。在本实施例中，每个舱体12均可独立行走；具体的，前后相邻的舱体12之间通过活动关节13连接在一起，在运动机体10的行走过程中，舱体12均可围绕其上连接的活动关节13产生自适应转动以适应于船体的形状，尤其适应于船体上非规则平面的行走和清洁。
29.如图5所示的活动关节13的具体结构，活动关节13包括回转连接座131和转轴132，转轴132与回转连接座131分别设置在相邻的两个舱体12上；转轴132与回转连接座131形成转动配合，在进行两个舱体12连接的同时实现两个舱体12的相对转动，从而使得舱体12能够更好地贴附在船体的表面进行行走，即使在船体的非规则平面上行走时，依旧可以保持行走过程的稳定性。
30.进一步地，每一舱体12上均设有吸附机构（图中未示出）和行进机构14；吸附机构用于将舱体12吸附在船体上，行进机构14用于驱动舱体12在船体上行走；请继续参阅图1-2，行进机构14为履带式机构，且行进机构14的数目为两个，两个行进机构14对称设置在舱体12的左右两侧。具体的，行进机构14包括履带141、履带轮142以及行进电机。
31.舱体12具有侧壁121，履带轮142设置在侧壁121上；履带141套装在履带轮142上，行进电机设置在舱体12内并与履带轮142驱动连接；在一个可选实施例中，履带141优选为橡胶制履带，并且在履带141的环形外侧面上设有防滑齿1411。在本实施例中，舱体12的侧壁121上形成有槽状安装部122，如图1所示，行进机构14的大部分均置于槽状安装部122内，可以减小行走过程履带141所可能受到的阻碍现象。
32.在本实施例中，吸附机构包括若干磁性件，若干磁性件绕履带141的周向间隔设置；具体的，磁性件一片一片布置在履带141的内部，不对履带141的转动过程产生不良影响。其中，磁性件具体是强力磁铁，将磁性件设置在履带141上，可以更直接地吸附在船体的金属壁上，有利于保持舱体12行走过程的稳定性和有效性。
33.请再次参阅图1-3，本实施例中的清洁机构20设置在运动机体10的前方侧，其包括支撑臂21、清洁轮22和清洁刷23；清洁刷23用于将船体表面的附着物进行清洁，例如通过敲击、铲除和磨擦的方式来清除船体表面的附着物；清洁刷23用于磨擦和刷拭船体表面，对经清洁轮22清洁后的船体表面进行再次清洁；具体的，清洁刷23与清洁轮22并排设置，并且清洁刷23位于清洁轮22的相对后侧。
34.进一步地，清洁轮22优选以可拆卸地的方式设置在支撑臂21上，以便于根据不同应用场景选择不同类型的清洁轮22；其中，支撑臂21内设有弹簧24，弹簧24用于保持清洁轮22压紧在船体上，并且在遇到一些无法清除的障碍物时，弹簧24也能够被压缩以越过障碍物。
35.如图4所示，清洁轮22包括清洁轮本体221以及位于清洁轮本体221两端部的连接轴222；支撑臂21上设有沿其长度方向的安装槽211，连接轴222从安装槽211内垂直穿过并能够在安装槽211内滑动；弹簧24包括设置在安装槽211内的第一弹簧241和第二弹簧242，第一弹簧241和第二弹簧242分别与连接轴222相抵接并分别位于连接轴222的两侧。在一个可选的实施例中，在安装槽211内可以设有用于支撑连接轴222且能够在安装槽211内滑动的支撑座，第一弹簧241和第二弹簧242分别与支撑座相抵接，以对连接轴22进行回转支撑。
36.请继续参阅图4，本实施例中的清洁机构20还包括压紧杆25和舵机26；舵机26相对
支撑臂21固定，舵机26的驱动端设有摆臂27；压紧杆25的一端与摆臂27相铰接，压紧杆25的另一端与连接轴222相铰接；其中，舵机26位于清洁轮22的相对一侧（具体如图4中的相对上方侧），使得压紧杆25和摆臂27形成类似曲柄滑块结构；具体的，摆臂27上设有多个用于与压紧杆25的一端连接配合的安装孔271，以便于调节压紧杆25对清洁轮22的作用效果。
37.本实施例中，舵机26带动摆臂27进行转动时，通过压紧杆25可以改变清洁轮22的相对位置，即能够驱动清洁轮22在安装槽211内进行滑动；本实施例中，在舵机26和弹簧24的协同作用下，能够有效保证清洁轮22始终紧贴船体的表面，以达到更为可靠的清洁效果。
38.虽然本实用新型以具体实施例揭露如上，但这些具体实施例并非用以限定本实用新型实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的发明范围内，当可作些许的变化/修改，即凡是依照本实用新型所做的同等变化/修改，应为本实用新型的保护范围所涵盖。

技术特征：
1.一种船体附着物清洁机器人，包括运动机体和设置在所述运动机体上的清洁机构；其特征在于：所述运动机体包括两个或两个以上依次连接且可独立行走的舱体；每一所述舱体上均设有吸附机构和行进机构，所述吸附机构用于将所述舱体吸附在船体上，所述行进机构用于驱动所述舱体在船体上行走；所述行进机构为履带式机构，所述行进机构的数目为两个，两个所述行进机构对称设置在所述舱体的左右两侧；其中，前后相邻的所述舱体之间通过活动关节连接在一起，在所述运动机体的行走过程中，所述舱体均可围绕其上连接的所述活动关节产生自适应转动以适应于船体的形状。2.如权利要求1所述的船体附着物清洁机器人，其特征在于：所述活动关节包括回转连接座以及与所述回转连接座形成转动配合的转轴；所述转轴与所述回转连接座分别设置在相邻的两个所述舱体上。3.如权利要求1所述的船体附着物清洁机器人，其特征在于：所述行进机构包括履带、履带轮以及行进电机；所述舱体具有侧壁，所述履带轮设置在所述侧壁上，所述履带套装在所述履带轮上，所述行进电机设置在所述舱体内并与所述履带轮驱动连接。4.如权利要求3所述的船体附着物清洁机器人，其特征在于：所述吸附机构包括若干磁性件，若干所述磁性件绕所述履带的周向间隔设置。5.如权利要求4所述的船体附着物清洁机器人，其特征在于：所述履带为橡胶制履带，在所述履带的环形外侧面上设有防滑齿。6.如权利要求1所述的船体附着物清洁机器人，其特征在于：所述清洁机构包括支撑臂以及可拆卸地设置在所述支撑臂上的清洁轮；其中，所述支撑臂内设有用于保持所述清洁轮压紧在船体上弹簧。7.如权利要求6所述的船体附着物清洁机器人，其特征在于：所述清洁轮包括清洁轮本体以及位于所述清洁轮本体两端部的连接轴；所述支撑臂上设有沿其长度方向的安装槽，所述连接轴从所述安装槽内垂直穿过并能够在所述安装槽内滑动；所述弹簧包括设置在所述安装槽内的第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和所述第二弹簧分别与所述连接轴相抵接并分别位于所述连接轴的两侧。8.如权利要求7所述的船体附着物清洁机器人，其特征在于：所述清洁机构进一步包括压紧杆和舵机；所述舵机相对所述支撑臂固定，所述舵机的驱动端设有摆臂；其中，所述压紧杆的一端与所述摆臂相铰接，所述压紧杆的另一端与所述连接轴相铰接。9.如权利要求6所述的船体附着物清洁机器人，其特征在于：所述清洁机构还包括与所述清洁轮并排设置的清洁刷，所述清洁刷位于所述清洁轮的相对后侧。10.如权利要求1所述的船体附着物清洁机器人，其特征在于：所述运动机体上设有用于采集船体表面图像信息以进行清洁路径规划的视觉模块。

技术总结
本实用新型公开了一种船体附着物清洁机器人，包括运动机体和设置在运动机体上的清洁机构；运动机体包括两个或两个以上依次连接且可独立行走的舱体；每一舱体上均设有吸附机构和行进机构，吸附机构用于将舱体吸附在船体上，行进机构用于驱动舱体在船体上行走；行进机构为履带式机构，行进机构的数目为两个，两个行进机构对称设置在舱体的左右两侧；其中，前后相邻的舱体之间通过活动关节连接在一起，在运动机体的行走过程中，舱体均可围绕其上连接的活动关节产生自适应转动以适应于船体的形状。本实用新型中的舱体能够紧贴在船体上，有利于保持吸附机构的吸附效果，提高运动机体行走过程中的稳定性。行走过程中的稳定性。行走过程中的稳定性。


技术研发人员：梁欣颖 黄逊伟 徐元哲 王豪宇
受保护的技术使用者：海南热带海洋学院
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/5/31