水下钢结构表面海生物清理机器人制造技术

本发明专利技术提供一种水下钢结构表面海生物清理机器人，包括：转向轴承座、转向轴、支撑架、转向驱动机构、第一驱动轮组、第一支架、空化水射流清洗模块、连接轴、轴套、第二支架、第二驱动轮组、第一水下摄像头及第二水下摄像头；本发明专利技术采用轮式四驱的方式，运动更加灵活；连接轴可以相对轴套自由转动，使得本发明专利技术的水下钢结构表面海生物清理机器人在不平整表面运动时四个磁轮都与钢结构表面接触，保证了相对稳定的吸附力和一定的越障能力；采用空化水射流清理方式，具有比传统机械清理更高的清洗效率，同时比高压水射流更加节能；通过第一水下摄像头和第二水下摄像头能够实时得到机器人前方、后方和清理一侧的图像，控制方式简单直观。

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.

【技术实现步骤摘要】
水下钢结构表面海生物清理机器人
本专利技术涉及船舶及海洋石油平台海生物清理的
，特别是涉及一种水下钢结构表面海生物清理机器人。
技术介绍
随着海洋经济的崛起，水下作业量将越来越复杂，越来越繁重。船舶底部，海洋钻井平台管道等水下平台容易附着海生物，通常需要潜水员进行定期清理。由此带来的问题也很显著：潜水员的人身安全得不到保障，工作时间受海况影响较大，工作效率低等。早在上世纪末，就已经有很多研究机构开始设计有爬壁功能的移动平台，主要用于清理船舶底部的海生物。但是，早期的水下清洗平台并非全无人化作业，仍需要潜水员手持清刷装置下水作业，利用刷盘转动产生的负压使之紧贴船体，由潜水员推动其向前运动即可实现清刷作业。水下清刷作业过程中，大都至少需要一名潜水员在水下操作清刷装置。为解决上述问题，申请日为2005年12月21日，申请号200510127370.2的专利涉及的“船体表面清刷用永磁吸附双履带机器人”，该机器人的吸附和行走功能来自于双条履带，机器人利用本体上携带的三个呈等腰三角形分布的可伸缩旋转刷对船体表面进行清理。但履带式的驱动方式存在结构笨重，转向灵活性差的缺点，同时采用旋转刷的机械清理方式可能会损伤船体表面。申请日为2014年6月19日，申请号201420330136.4的专利涉及的“一种适用于导管架海生物清理的机器人机构”，该机器人的环抱式卡爪通过驱动剪刀撑的螺杆实现环抱导管架立柱，利用高压水对立柱海生物进行清理，同时，控制终端取消吸盘的吸力，由环抱式卡爪上的上部高压喷嘴及下部高压喷嘴的高压水控制机器人的移动。但该机器人只能用于圆柱体结构的表面清理，局限性较大。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种水下钢结构表面海生物清理机器人，所述水下钢结构表面海生物清理机器人能够在水下不同曲率的钢结构表面上爬行，具有一定的越障能力，同时搭载空化水射流清洗模块实现对钢结构表面海生物的高效清理。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种水下钢结构表面海生物清理机器人，所述水下钢结构表面海生物清理机器人包括：转向轴承座、转向轴、支撑架、转向驱动机构、第一驱动轮组、第一支架、空化水射流清洗模块、连接轴、轴套、第二支架、第二驱动轮组、第一水下摄像头及第二水下摄像头；所述转向轴承座套置于所述转向轴的外围，所述转向轴承座及所述转向驱动机构与所述支撑架固定连接；所述转向轴与所述转向驱动机构固定连接；所述第一支架一端与所述转向轴固定连接，另一端与所述第一驱动轮组铰接；所述空化水射流清洗模块与所述支撑架固定连接，且位于所述支撑架的一侧；所述连接轴一端与所述支撑架固定连接，另一端与所述轴套铰接；所述第二支架一端与所述轴套远离所述连接轴的一端固定连接，另一端与所述第二驱动轮组铰接；所述第一水下摄像头与所述支撑架固定连接，且位于所述空化水射流清洗模块的前方；所述第二水下摄像头与所述第二支架固定连接；所述第一水下摄像头及所述第二水下摄像头与所述空化水射流清洗模块位于所述支撑架的同一侧。作为本专利技术的水下钢结构表面海生物清理机器人的一种优选方案，所述转向轴承座通过深沟球轴承支撑所述转向轴。作为本专利技术的水下钢结构表面海生物清理机器人的一种优选方案，所述水下钢结构表面海生物清理机器人还包括第一水下摄像头支架及第二水下摄像头支架；所述第一水下摄像头经由所述第一水下摄像头支架与所述支撑架固定连接，所述第二水下摄像头经由所述第二水下摄像头支架与所述第二支架固定连接。作为本专利技术的水下钢结构表面海生物清理机器人的一种优选方案，所述转向驱动机构包括：减速器、转向驱动轴、第一连杆、第二连杆、转向驱动机构盖板、第三连杆、转向电机密封腔、转向电机、转向联轴器、转向驱动机构轴承座及第四连杆；所述转向驱动机构盖板位于所述转向电机密封腔上方，且与所述支撑架固定连接；所述转向驱动机构轴承座固定于所述转向驱动机构盖板与所述转向电机密封腔之间，并延伸至所述转向驱动机构盖板与所述转向电机密封腔形成的内部空间；所述转向电机位于所述转向电机密封腔内，且位于所述转向驱动机构轴承座的下方，所述减速器位于所述转向驱动机构盖板内，且位于所述转向驱动机构轴承座的上方；所述转向电机及所述减速器均与所述转向驱动机构轴承座固定连接；所述转向电机的驱动轴穿过所述转向驱动机构轴承座通过转向联轴器与所述减速器的输入端固定连接；所述减速器的输出端与所述转向驱动轴固定连接；所述转向驱动轴穿过所述转向驱动机构盖板与所述第一连杆固定连接；所述第一连杆一端与所述第二连杆的第一端铰接，另一端与第四连杆的第一端铰接；所述第三连杆与所述转向轴固定连接，且所述第三连杆的一端与所述第二连杆的第二端铰接，另一端与所述第四连杆的第二端铰接。作为本专利技术的水下钢结构表面海生物清理机器人的一种优选方案，所述转向驱动机构轴承座通过深沟球轴承支撑所述转向联轴器。作为本专利技术的水下钢结构表面海生物清理机器人的一种优选方案，所述转向驱动机构轴承座与所述转向驱动轴、所述转向驱动机构盖板及所述转向电机密封腔之间均设有O型密封圈。作为本专利技术的水下钢结构表面海生物清理机器人的一种优选方案，所述第一支架及所述第二支架均包括：支架轴承座、连接板及支撑座；所述第一支架的所述连接板与所述转向轴固定连接，所述第二支架的所述连接板与所述轴套远离所述连接轴的一端固定连接；所述支架轴承座及所述支撑座分别位于所述第一驱动轮组及所述第二驱动轮组的两侧，且分别与所述连接板的两端固定连接。作为本专利技术的水下钢结构表面海生物清理机器人的一种优选方案，所述第一驱动轮组及所述第二驱动轮组均包括：第一磁轮、连接筒、第二磁轮、驱动电机、驱动轮组联轴器、驱动连接件、驱动电机盖板、驱动电机密封腔及密封盖板；所述第一磁轮与所述第二磁轮通过所述连接筒固定连接；所述驱动电机密封腔的第一端垂直穿过所述支撑座、所述第一磁轮及所述第二磁轮，且所述密封盖板与支撑座固定连接；所述驱动电机盖板覆盖于所述驱动电机密封腔的第一端；所述驱动电机位于所述驱动电机密封腔内，且与所述驱动电机密封腔固定连接；所述驱动电机的输出轴穿过所述驱动电机密封腔的第一端及所述驱动电机盖板固定，并与所述驱动轮组联轴器固定连接；所述驱动连接件位于所述驱动电机盖板外侧，且与所述驱动轮组联轴器及所述第一磁轮固定连接；所述密封盖板覆盖并固定于所述驱动电机密封腔的第二端。作为本专利技术的水下钢结构表面海生物清理机器人的一种优选方案，所述支架轴承座通过深沟球轴承支撑所述驱动轮组联轴器；所述驱动电机密封腔通过深沟球轴承支撑所述第一磁轮及所述第二磁轮。作为本专利技术的水下钢结构表面海生物清理机器人的一种优选方案，所述驱动电机密封腔与所述密封盖板及所述驱动电机盖板之间及所述驱动电机盖板与所述驱动轮组联轴器之间均设有O型密封圈。作为本专利技术的水下钢结构表面海生物清理机器人的一种优选方案，所述第一磁轮及所述第二磁轮均包括：轮毂、第一导磁板、第二导磁板、磁环及橡胶圈；所述磁环套置于所述轮毂的外围，且所述磁环的内侧与所述轮毂的外侧固定连接；所述第一导磁板及所述第二导磁板贴置于所述磁环的两个端面，且均与所述轮毂的两个端面固定连接；所述橡胶圈分别与所述第一导磁板、所述第二导磁板及所述磁环的外侧固定连接。作为本专利技术的水下钢结构表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下钢结构表面海生物清理机器人，其特征在于，包括：转向轴承座、转向轴、支撑架、转向驱动机构、第一驱动轮组、第一支架、空化水射流清洗模块、连接轴、轴套、第二支架、第二驱动轮组、第一水下摄像头及第二水下摄像头；所述转向轴承座套置于所述转向轴的外围，所述转向轴承座及所述转向驱动机构与所述支撑架固定连接；所述转向轴与所述转向驱动机构固定连接；所述第一支架一端与所述转向轴固定连接，另一端与所述第一驱动轮组铰接；所述空化水射流清洗模块与所述支撑架固定连接，且位于所述支撑架的一侧；所述连接轴一端与所述支撑架固定连接，另一端与所述轴套铰接；所述第二支架一端与所述轴套远离所述连接轴的一端固定连接，另一端与所述第二驱动轮组铰接；所述第一水下摄像头与所述支撑架固定连接，且位于所述空化水射流清洗模块的前方；所述第二水下摄像头与所述第二支架固定连接；所述第一水下摄像头及所述第二水下摄像头与所述空化水射流清洗模块位于所述支撑架的同一侧。

【技术特征摘要】
1.一种水下钢结构表面海生物清理机器人，其特征在于，包括：转向轴承座、转向轴、支撑架、转向驱动机构、第一驱动轮组、第一支架、空化水射流清洗模块、连接轴、轴套、第二支架、第二驱动轮组、第一水下摄像头及第二水下摄像头；所述转向轴承座套置于所述转向轴的外围，所述转向轴承座及所述转向驱动机构与所述支撑架固定连接；所述转向轴与所述转向驱动机构固定连接；所述第一支架一端与所述转向轴固定连接，另一端与所述第一驱动轮组铰接；所述空化水射流清洗模块与所述支撑架固定连接，且位于所述支撑架的一侧；所述连接轴一端与所述支撑架固定连接，另一端与所述轴套铰接；所述第二支架一端与所述轴套远离所述连接轴的一端固定连接，另一端与所述第二驱动轮组铰接；所述第一水下摄像头与所述支撑架固定连接，且位于所述空化水射流清洗模块的前方；所述第二水下摄像头与所述第二支架固定连接；所述第一水下摄像头及所述第二水下摄像头与所述空化水射流清洗模块位于所述支撑架的同一侧。2.根据权利要求1所述的水下钢结构表面海生物清理机器人，其特征在于：所述转向轴承座通过深沟球轴承支撑所述转向轴。3.根据权利要求1所述的水下钢结构表面海生物清理机器人，其特征在于：所述水下钢结构表面海生物清理机器人还包括第一水下摄像头支架及第二水下摄像头支架；所述第一水下摄像头经由所述第一水下摄像头支架与所述支撑架固定连接，所述第二水下摄像头经由所述第二水下摄像头支架与所述第二支架固定连接。4.根据权利要求1所述的水下钢结构表面海生物清理机器人，其特征在于：所述转向驱动机构包括：减速器、转向驱动轴、第一连杆、第二连杆、转向驱动机构盖板、第三连杆、转向电机密封腔、转向电机、转向联轴器、转向驱动机构轴承座及第四连杆；所述转向驱动机构盖板位于所述转向电机密封腔上方，且与所述支撑架固定连接；所述转向驱动机构轴承座固定于所述转向驱动机构盖板与所述转向电机密封腔之间，并延伸至所述转向驱动机构盖板与所述转向电机密封腔形成的内部空间；所述转向电机位于所述转向电机密封腔内，且位于所述转向驱动机构轴承座的下方，所述减速器位于所述转向驱动机构盖板内，且位于所述转向驱动机构轴承座的上方；所述转向电机及所述减速器均与所述转向驱动机构轴承座固定连接；所述转向电机的驱动轴穿过所述转向驱动机构轴承座通过转向联轴器与所述减速器的输入端固定连接；所述减速器的输出端与所述转向驱动轴固定连接；所述转向驱动轴穿过所述转向驱动机构盖板与所述第一连杆固定连接；所述第一连杆一端与所述第二连杆的第一端铰接，另一端与第四连杆的第一端铰接；所述第三连杆与所述转向轴固定连接，且所述第三连杆的一端与所述第二连杆的第二端铰接，另一端与所述第四连杆的第二端铰接。5.根据权利要求4所述的水下钢结构表面海生物清理机...

【专利技术属性】
技术研发人员：寿志成，杨灿军，范锦昌，杨帆，顾伟伟，王汉松，
申请(专利权)人：中海油能源发展装备技术有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：天津,12