CN109823490A

CN109823490A - 一种模块化螺旋桨清洗装置

Info

Publication number: CN109823490A
Application number: CN201910279467.7A
Authority: CN
Inventors: 戴名强; 林溪; 金志坤; 周佳惠; 朱华伦; 殷宝吉; 唐文献
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Priority date: 2019-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2019-05-31

Abstract

本发明公开一种模块化螺旋桨清洗装置，包括水下机器人组件、升降结构组件、机械手爪组件和清洗组件，水下机器人组件安装于第一框架上，升降结构组件安装于第一框架内，且水下机器人组件整体安装于升降结构组件上方，跟随升降结构组件的升降而起落；升降结构组件下方连接有机械手爪组件，机械手爪组件定位于螺旋桨；清洗组件通过夹手安装于水下机器人组件一侧。本发明有效地避免现有技术中无法精确定位和功能模块化的问题，大大提高了工作的可靠性和多样性。

Description

一种模块化螺旋桨清洗装置

技术领域

本发明属于水下清洗技术，具体涉及一种模块化螺旋桨清洗装置。

背景技术

螺旋桨是船舶上的重要部件。船舶航行一段时间后，螺旋桨表面会吸附浊物，导致船舶航行速度变慢，消耗更多能量，增加航行成本。因此，需要对螺旋桨定期清洗。

目前，用于水下清洗的装置，如专利CN 109080789 A，名称为“一种螺旋桨水下自动清洗设备的清洗装置”的专利文件中，只是完成了在水下对螺旋桨自动清洗，当海浪较大时，无机械定位结构，存在清洗装置与螺旋桨不能精确保持相对固定的位置关系的问题，导致清洗过程中存在重复遗漏的地方。

亦如专利CN 109080791 A，名称为“螺旋桨用水下清洗装置及方法”的专利文件中，只采用了机械手夹持清洗装置，提供清洗时所需自由度，当清洗大型螺旋桨时，导致清洗过程中有清洗不到的地方。

又如专利CN 203652095 U，名称为“一种新型多功能水下机器人”的专利文件中，完成了对单一水下养殖网的修补和清理，但是没有模块化的设计，拆卸检修不方便，亦不能满足对水下其他同类物体的清洗。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种模块化螺旋桨清洗装置，可以有效地避免现有技术中无法精确定位和功能模块化的问题，大大提高了工作的可靠性和多样性。

技术方案：本发明的一种模块化螺旋桨清洗装置，包括水下机器人组件、升降结构组件、机械手爪组件和清洗组件，所述水下机器人组件和升降结构组件均安装于第一框架内，且水下机器人组件整体安装于升降结构组件上方，跟随升降结构组件一起升降；所述升降结构组件下方连接有机械手爪组件，机械手爪组件定位于螺旋桨；所述清洗组件通过夹手安装于水下机器人组件一侧。

进一步的，所述水下机器人组件设置于第一框架上，第一框架上依次安装有电子舱、电力舱和作业平台，作业平台上安装有对称布置的两个竖直方向推进器和水平与四个水下机器人呈45度推进器。各个推进器均通过铁带一螺栓连接安装在作业平台上，各个推进器工作时产生推力控制整个装置在水下运动。电力舱为推进器等部件提供动力。

进一步的，所述升降结构组件包括安装板和两组活动支架，安装板上安装两组交叉放置的活动支架，两组活动支架之间设有第三电动缸，每组活动支架中均有一侧支撑上设有滚轮，以便于升降时活动支架在安装板和工作平台底上的移动，通过第三电动缸带动活动支架上的作业平台实现升降。

进一步的，所述机械手爪组件包括底板，底板与升降机构组件的底层安装板相连，底板下安装两对相应的手爪，每对手爪上均设有转轴，两个转轴之间采用联轴器相连，所述两组手爪均通过第一电动缸与底板相连并实现张开与收回，且每手爪上均通过第二电动缸连接有手指，手指第二电动缸实现张开与收回。

进一步的，所述清洗组件通过夹手与机械手相连，机械手的另一端连接于水下机器人组件；清洗装置上搭载有摄像机，所述机械手设置于水下机器人的电动滑台，且机械手设有气缸。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过机械手爪组件能够保持水下机器人在水中与螺旋桨相对固定的位置关系，有利于清洗装置的输出口能够准确清洗到螺旋桨每一个地方，不遗漏不重复。

2、本发明整体采用模块化的结构，每一个模块对应每一个功能，每个模块之间可拆卸，若出现故障，易排查维修。且当一种螺旋桨生产出来，其各项参数均已知，可建立螺旋桨与清洗装置之间的数据库，当清洗完一个螺旋桨后，每个模块可重新组合清洗下一个螺旋桨。

3、通过升降结构和电动滑台使得水下机器人可以沿桨叶径向和周向移动，所以本清洗装置可以适应大型桨叶的清洗。

附图说明

图1为本发明入水未工作时结构示意图；

图2为本发明入水工作时结构示意图；

图3为本发明中升降装置结构示意图；

图4为本发明中机械手爪装置工作时结构示意图；

图5为本发明在实际应用清洗过程中的定位示意图。

其中：1、水下机器人；11、第一框架；12、电子舱；13、推进器；14、电力舱；15、作业平台；16、电动滑台；17、铁带；18、挡块；2、升降装置；21、安装板；22、活动支架；23、第三电动缸；24、滚轮；3、机械手爪装置；31、手爪底板；32、转轴；33、联轴器；34、电缸座；35、第一电动缸；36、手爪；37、手指；38、第二电动缸；4、清洗装置；41、摄像机；5、机械手；51、夹手；6、螺旋桨；61、桨叶；62、桨轴。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

如图1至4所示，本发明的一种模块化螺旋桨清洗装置，包括水下机器人组件1、升降结构组件2、机械手爪组件3和清洗组件4，水下机器人组件1安装于第一框架11上方，升降结构组件2安装于第一框架11内，且水下机器人组件1整体安装于升降结构组件2上方，跟随升降结构组件2的升降而起落；升降结构组件2下方连接有机械手爪组件3，机械手爪组件3定位于螺旋桨6；清洗组件4通过夹手51安装于水下机器人组件1一侧的电动滑台16上。水下机器人组件1设置于第一框架11上，第一框架11上依次安装有电子舱12、电力舱14和作业平台15，电子舱12和电力舱14均通过铁带17和挡块18以螺栓连接方式固定在作业平台15上，作业平台15上安装有对称布置的两个竖直方向推进器和水平与四个水下机器人呈45度推进器。升降结构组件2包括安装板21和两组活动支架22，安装板21上安装两组交叉放置的活动支架22，两组活动支架22之间设有第三电动缸23，每组活动支架22中均有一侧支撑上设有滚轮24，通过第三电动缸23带动活动支架上的作业平台15实现升降。机械手爪组件3包括底板31，底板31与升降机构组件2的底层安装板21相连，底板31下安装两对相应的手爪36，每对手爪36上均设有转轴32，两个转轴32之间采用联轴器33相连，两组手爪36均通过第一电动缸35与底板31相连并实现张开与收回，且每手爪上均通过第二电动缸38连接有手指37，手指37通过第二电动缸38实现张开与收回。清洗组件4通过夹手51与机械手5相连，机械手5放置于水下机器人组件1的电动滑台16上；清洗装置4上搭载有摄像机41。

本发明中，机械手爪组件3中采用第二电动缸38并以电机直接驱动，使得手指37可以打开任意位置，使得手爪36和手指37可以牢牢夹住桨轴62。同时，升降结构采用剪叉式升降机结构，通过第三电动缸23推动工作平台15上的水下机器人组件1升降，调整作业高度。

本发明的具体工作原理为：

步骤一：水下定位。将水下螺旋桨自动清洗装置放入水中，通过岸上的控制台利用操纵手柄将水下机器人1移动至桨轴62上方，通过两个第一电动缸35分别将机械手爪装置上3的左右手爪36沿着转轴32转动90度展开，通过四个第二电动缸38分别将手爪36上的手指37展开，水下机器人1继续下潜，直到手爪36接触到桨轴62，手指37回收抱住桨轴62，完成水下机器人1的定位。操纵手柄和控制台采用现有市售型号即可。

步骤二：单叶清洗。根据清洗结构4上搭载的摄像机41拍摄的螺旋桨6画面，控制水下机械手5上夹持的清洗结构4完成靠近桨轴62处桨叶61的清洗，通过第三电动缸22带动作业平台15上升，再次控制水下机械手5夹持的清洗结构4完成中间处桨叶61的清洗，第三电动缸22带动作业平台15上升到最高位置，控制水下机械手5夹持的清洗结构4完成边缘处桨叶61的清洗。

步骤三：多叶清洗。张开机械手爪组件3的手指37，水下机器人1绕桨轴62转动一定角度至下一片桨叶61前面，通过第二电动缸38将手指37回收，抱住桨轴62，重复步骤二的清洗内容，完成第二片桨叶61的清洗，然后依次完成所有桨叶61的清洗内容。

步骤四：装置回收。清洗结构4停止出水，作业平台15下降到最初始位置，机械手爪组件3上的手指37张开，水下机器人1上潜，机械手爪组件3回收到第一框架11底部，控制水下机器人1浮出水面并吊起收上来，完成螺旋桨6水下清洗。

Claims

1.一种模块化螺旋桨清洗装置，其特征在于：包括水下机器人组件、升降结构组件、机械手爪组件和清洗组件，水下机器人组件安装于第一框架上方，升降结构组件安装于第一框架内，且水下机器人组件整体安装于升降结构组件上方，跟随升降结构组件的升降而起落；所述升降结构组件下方连接有机械手爪组件，机械手爪组件定位于螺旋桨；所述清洗组件通过夹手安装于水下机器人组件一侧。

2.根据权利要求1所述的模块化螺旋桨自动清洗装置，其特征在于：所述水下机器人组件设置于第一框架上，第一框架上依次安装有电子舱、电力舱和作业平台，作业平台上安装有对称布置的两个竖直方向推进器和四个水平与水下机器人呈45度推进器。

3.根据权利要求1所述的模块化螺旋桨自动清洗装置，其特征在于：所述升降结构组件包括一层安装板和两组活动支架，安装板上安装两组交叉放置的活动支架，两组活动支架之间设有第三电动缸，每组活动支架中均有一侧支撑上设有滚轮，通过第三电动缸带动活动支架上的作业平台实现升降。

4.根据权利要求1所述的模块化螺旋桨自动清洗装置，其特征在于：所述机械手爪组件包括底板，底板与升降机构组件的底层安装板相连，底板下安装两对相应的手爪，每对手爪上均设有转轴，两个转轴之间采用联轴器相连，所述两组手爪均通过第一电动缸与底板相连并实现张开与收回，且每手爪上均通过第二电动缸连接有手指，手指第二电动缸实现张开与收回。

5.根据权利要求1所述的模块化螺旋桨自动清洗装置，其特征在于：所述清洗组件通过夹手与机械手相连，机械手的另一端连接于水下机器人组件；清洗装置上搭载有摄像头，所述机械手设置于水下机器人的电动滑台，且机械手设有气缸。