一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置的製作方法

2023-10-11 21:06:44 1

本發明屬於機器人領域，尤其涉及一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置。

背景技術：

爬壁機器人屬於機器人的一個重要分支，可以在垂直或傾斜壁面上攀爬並完成作業的自動化機器人，能夠在壁面上靈活運動，並攜帶一定的設備執行特定的任務。由於船舶長期在強腐蝕海水和強附著力的海洋生物環境中航行，難以進行正常維護保養，使得船體表面附著藤壺、海藻等難以清除的微生物，導致船舶速度下降、消耗燃料增多。因此，對於船體表面進行維護是目前國內外海洋運輸業亟待解決的問題。

目前，在船舶的維護方面，由於維護的船舶在結構、尺寸和被腐蝕程度均有較大差異，多年來一直難以實現清洗的機械化和自動化，很多仍是採用落後的人工清洗，但是手工作業勞動強度大，工作條件差，環境汙染嚴重，對操作工人的健康也造成很大的損害，尤其是施工質量難以保證，效率也難以提高。另外，船體表面部分傾斜壁面作業超出人的極限，無法完成清洗工作。

技術實現要素：

本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，以克服現有技術的缺陷。

為實現上述目的，本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，包括升降機構和清刷機構；其中，升降機構的一端安裝在爬壁機器人上；清刷機構包括安裝架和滾刷；安裝架設於升降機構的另一端；滾刷具有轉軸和若干根刷毛，轉軸可旋轉地設置在安裝架內，刷毛的一端固定於轉軸上；升降機構帶動滾刷朝向或遠離作業面移動。

進一步，本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，還可以具有這樣的特徵：還包括衝洗機構，衝洗機構向作業面噴射清洗液。

進一步，本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，還可以具有這樣的特徵：其中，清刷機構還包括梳板；梳板固定在安裝架內，梳板具有梳齒，梳齒與滾刷平行設置、插入滾刷的刷毛中。

進一步，本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，還可以具有這樣的特徵：其中，清刷機構還包括密封橡膠；密封橡膠沿安裝架的邊緣固定設置。

進一步，本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，還可以具有這樣的特徵：其中，升降機構包括推桿；推桿的一端固定於爬壁機器人上，安裝架固定於推桿的另一端；推桿伸縮，帶動安裝架隨推桿的端部移動。

進一步，本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，還可以具有這樣的特徵：其中，升降機構還包括若干組導向組件；導向組件包括導向軸和直線軸承；直線軸承與爬壁機器人固定；導向軸穿過直線軸承，一端固定在安裝架上，可以在直線軸承內沿導向軸的長度方向移動；導向軸與推桿平行。

進一步，本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，還可以具有這樣的特徵：其中，衝洗機構包括若干個噴嘴；噴嘴固定在安裝架內，具有開口。

進一步，本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，還可以具有這樣的特徵：其中，噴嘴設於滾刷的上方，其開口朝向作業面。

進一步，本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，還可以具有這樣的特徵：其中，噴嘴的開口由若干個噴孔組成，噴孔呈扇形排列，扇形的夾角優選115°。

進一步，本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，還可以具有這樣的特徵：還包括檢測機構，固定在安裝架上，檢測作業面是否有障礙物；當檢測機構檢測到作業面存在障礙物時，檢測機構控制升降機構，使之帶動滾刷遠離作業面移動；待避開障礙物，檢測機構檢測作業面無障礙物，檢測機構控制升降機構，使之帶動滾刷朝向作業面移動。

本專利的有益效果在於：本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置，通過滾刷在作業面轉動實現清洗，滾刷與作業面為線接觸，與面接觸相比較，滾刷對曲面等非平面適應性強，可減小裝置結構尺寸；同時，滾刷方便拆裝，可以根據不同作業面而調整其材質、尺寸等參數，保證清洗效果。衝洗機構配合清刷機構，對其剝離掉的汙垢進行衝洗，並採用扇形的噴嘴，增大衝洗的覆蓋面積，提高清洗效率。另外，檢測裝置可檢測作業面是否有障礙物，升降機構帶動滾刷朝向或遠離作業面，提高清洗裝置的越障能力。本發明具有機構簡單、清洗效果高、清洗質量好、成本低等優點。

附圖說明

圖1是用於爬壁機器人的船體清洗裝置的立體圖；

圖2是用於爬壁機器人的船體清洗裝置的仰視圖；

圖3使圖2的A-A剖面圖；

圖4是圖2中Ⅰ區域的放大圖。

具體實施方式

以下結合附圖來說明本發明的具體實施方式。

如圖1所示，本發明提供一種用於爬壁機器人的船體清洗裝置的，包括升降機構100、清刷機構200、衝洗機構300和檢測機構400。

如圖1、2和3所示，清刷機構200包括安裝架210、滾刷220、電機230、減速器240、軸承座250、梳板260和密封橡膠270。

安裝架210罩在滾刷220外，用於保護滾刷220並安裝其他部件。電機230為防水電機，與減速器240裝配，固定在安裝架210的外側。滾刷220具有轉軸221和若干根刷毛222。刷毛222的一端固定於轉軸221上，另一端為自由端，本實施例中，刷毛222與轉軸221垂直設置，也可以與轉軸221傾斜設置。轉軸221的一端與減速器240的輸出軸相連，另一端通過軸承座250設置在安裝架210內，可以旋轉。電機230通過減速器240驅動滾刷220轉動，使運轉的刷毛222清刷作業面。

梳板260固定在安裝架210內的側壁上，具有均勻分布的梳齒261，梳齒261與滾刷220平行設置、並插入刷毛222中，如圖4所示。當滾刷220轉動時，刷毛222穿過梳齒261，梳齒261將粘連在刷毛222上汙垢清除。

密封橡膠270沿安裝架210的邊緣固定設置，當清刷機構在作業面上運行時，密封橡膠270與作業面貼合，防止安裝架210內的液體飛濺，同時，橡膠為軟質材料，可適用於曲面等多種作業面。

如圖1所示，升降機構100包括推桿110、推桿安裝架120、推桿固定軸130、兩組導向組件140。本實施例中，推桿110為電動推桿。

推桿安裝架120固定安裝在爬壁機器人的端部。電動推桿110一端固定在推桿安裝架120上，安裝架210的頂部通過推桿固定軸130固定於電動推桿110的另一端。電動推桿110伸縮，帶動清刷機構200隨其端部移動，從而使滾刷220朝向或遠離作業面移動。其中，推桿安裝架120設於爬壁機器人端部的中間位置，滾刷220的寬度大於機器人的輪寬，使清洗面積覆蓋爬壁機器人的行程寬度。

兩組導向組件140對稱設置在電動推桿110的兩側，包括導向軸141、直線軸承142和軸承安裝架143。軸承安裝架143固設在爬壁機器人上，直線軸承142固定在軸承安裝架143上。導向軸141穿過直線軸承142，一端固定在安裝架210頂部，可以在直線軸承142內沿自身長度方向移動。導向軸141與電動推桿110平行設置，當電動推桿110帶動滾刷220移動時，滾刷220沿兩側的導向軸141升降。

本實施例中，導向組件140的數量和位置可以根據清洗裝置的設計需求而調整。

如圖1和3所示，衝洗機構300包括兩組噴嘴310和噴嘴接頭320，對稱設置在安裝架210的兩側。噴嘴310固定安裝架210內，具有開口，用於噴射水等清洗液，對作業面及其表面的汙垢進行衝洗。噴嘴310設於安裝架210的頂部、滾刷220的上方，開口朝向作業面，衝洗作業面的同時也可以衝洗滾刷220。噴嘴310呈扁平狀，開口由若干個噴孔組成，噴孔呈扇形排列，可增大清洗液的衝洗範圍，提高衝洗效率。扇形夾角為110-120°，優選115°。噴嘴310的材料為不鏽鋼。噴嘴接頭320穿過安裝架210，一端與噴嘴310連通，另一端外接水泵，提供高壓水流。

本實施例中，噴嘴310和噴嘴接頭320可以設置多組，均勻分布在安裝架210上。

本實施例中，噴嘴310也可以設置在安裝架210內的其他位置，或其開口也可以朝向其他方位，使噴出的清洗液反射至作業面即可實現衝洗作用。

如圖1和2所示，檢測機構400包括行程開關410和傳感器安裝架420。行程開關410通過傳感器安裝架420固定安裝於安裝架210外，檢測作業面是否有障礙物。當作業面存在凸起的障礙物時，行程開關410被觸發，並控制電動推桿110向上運動，抬起滾刷220，使其脫離作業面；待避開障礙物後，行程開關410檢測作業面無障礙物，再控制電動推桿110恢復作業狀態，使滾刷220與作業面接觸，繼續作業。

工作時：將推桿安裝架120、軸承安裝架143固定安裝在爬壁機器人的端部。當爬壁機器人運動至需要清洗的作業面時，電動推桿110帶動滾刷220沿導向軸141朝向作業面移動，至刷毛222接觸作業面並變形。啟動電機230和減速器240，驅動滾刷220轉動，刷毛222清刷作業面的汙垢；同時，開啟外接的高壓水泵，經噴嘴310產生扇形高壓水流，對作業面、清刷掉的汙垢及滾刷220進行衝洗。滾刷220轉動的過程中，插入刷毛222的梳板260可清理滾刷220表面粘連的汙垢；衝洗過程中，密封橡膠270可避免水流飛濺。

檢測裝置400檢測作業面是否有障礙物，當作業面存在凸起的障礙物時，行程開關410被觸發，並控制電動推桿110向上運動，抬起滾刷220，使其脫離作業面；待避開障礙物後，控制電動推桿110恢復作業狀態，使滾刷220與作業面接觸，繼續作業。