[发明专利]一种用于曲面船体的水下垃圾清理回收机器人

说明书

本发明公开了一种用于曲面船体的水下垃圾清理回收机器人，其包括：机器人箱体；清洗机构；垃圾回收机构；两个行走机构，分别通过曲面适应机构与机器人箱体连接，每个行走机构包括一个永磁轮以及与永磁轮传动连接的传动箱；曲面适应机构包括液压油缸以及弹性合页；弹性合页连接在机器人箱体以及传动箱之间；液压油缸的两端分别与机器人箱体以及传动箱通过转动副连接，以推动传动箱转动；机器人箱体的两侧设置有用于检测行走机构所在位置的船体曲率半径的声波传感器；控制系统根据曲率半径控制相应的曲面适应机构调节行走机构的永磁轮的倾角，使得永磁轮的行走面与船体表面贴合吸附，保证永磁轮能够吸附在不同曲率半径的船体表面。

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种用于曲面船体的水下垃圾清理回收机器人。

背景技术

海水中富含多种盐类，是一种具有较强腐蚀性的电解质溶液。远洋船舶长时间在海中航行，其金属材质的船底与海水持续接触，易产生电化学腐蚀，导致船底锈蚀。同时，船舶底部多附着有大量的难以清除的海洋生物，增大船舶航行阻力，增大船舶运行油耗，降低船舶航行速度，缩短船舶服务寿命。当前远洋运输行业多采用履带轮磁吸附式垂直爬壁机器人清洗的方法来清洗船底的锈斑和海洋生物以提高船舶服务寿命。这种机器人清洗方式要求船舶船体曲率半径要足够小，履带式永磁轮在船体表面转向困难，因此适用的工作环境有限，同时，该类机器人通过射流清洗的海洋垃圾难以回收，对海洋生态环境造成一定污染。本发明设计了一种适用于不规则曲面船体的水下垃圾清理回收机器人，可实现对船底附着海洋生物及锈斑的清理、回收功能，具有清洗效率高，环境污染小的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于曲面船体的水下垃圾清理回收机器人，其通过采用轮式行走机构与曲面适应机构相配合，以适应不同曲率半径的船体表面。

本发明的技术方案是，一种用于曲面船体的水下垃圾清理回收机器人，其包括：

机器人箱体；

清洗机构，包括安装在机器人箱体上的四自由度机械臂以及安装在四自由度机械臂末端的射流喷嘴；

垃圾回收机构，包括垃圾回收管路、与垃圾回收管路的末端连接的螺旋离心泵以及连接在所述螺旋离心泵出口的过滤回收箱；所述垃圾回收管路中设置有一个通过转动粉碎并输送垃圾的粉碎螺杆；

两个行走机构，分别设置在机器人箱体的两侧，通过曲面适应机构与所述机器人箱体连接，每个所述行走机构包括一个永磁轮以及与所述永磁轮传动连接的传动箱；

所述曲面适应机构包括液压油缸以及弹性合页；所述弹性合页连接在所述机器人箱体以及所述传动箱之间；所述液压油缸的两端分别与所述机器人箱体以及所述传动箱通过转动副连接，以推动所述传动箱转动；

转向机构，设置在机器人箱体的底部，包括永磁万向轮及一个弹簧减震机构；

控制系统，分别与所述清洗机构、所述垃圾回收机构、所述行走机构、所述曲面适应机构以及转向机构连接；所述机器人箱体的两侧还设置有声波传感器，用于检测所述行走机构所在位置的船体曲率半径；所述控制系统根据检测的曲率半径控制相应的曲面适应机构调节所述行走机构的永磁轮的倾角，使得永磁轮与船体表面贴合吸附。

本发明的进一步改进在于：所述机器人箱体的四角分别设置有一个螺旋推进器，各所述螺旋推进器与所述控制系统电性连接，并在所述控制系统的控制下调节水下垃圾清理回收机器人的水下姿态。

本发明的进一步改进在于：所述机器人箱体上设置有位于所述清洗机构前方的摄像头，所述摄像头与所述控制系统电性连接。

本发明的进一步改进在于：所述控制系统连接有通信系统，所述控制系统通过所述通信系统将摄像头拍摄的图像回传。

本发明的进一步改进在于：所述机器人箱体上设置有位于所述清洗机构两侧的射灯。