自吸附式水下检测修复智能装置

1.本发明涉及水下检测修复技术领域，具体为自吸附式水下检测修复智能装置。


背景技术：

2.海洋平台、船舶及海上半潜作业设施在使用过程中，会出现水下作业表面由于海水腐蚀浸泡导致钢板生锈、变薄，造成结构强度下降；各种海洋生物诸如藤壶、牡蛎、贻贝、硅藻等附着导致水下作业表面形成厚重而坚硬的污底，增大行进阻力的同时，也增加了水下作业表面发生电化学腐蚀的几率，导致水下作业结构强度进一步降低，严重时直接影响海洋结构物与船舶的正常运营。
3.经检索，在公开号为cn213409575u的趸船水下检测及油漆修复系统，包括检测修复机器人，所述检测修复机器人包括壳体、防护栏、行走机构、回转机构、旋转臂、电路板盒子、高压水枪打磨装置、油漆喷涂装置、探照灯、摄像装置、信号传输线、输电线，所述防护栏通过螺栓连接围绕在壳体周围，行走机构安装于壳体上，回转机构和控制板盒子安装于壳体内部，探照灯和摄像装置安装在壳体前壁上，旋转臂与回转机构相连，且旋转臂上夹紧着高压水枪打磨装置与油漆喷涂装置，信号传输线和输电线从壳体后部进入连接至电路板盒子。本发明能有效实现船舶水下壁板的检测以及油漆修补，摒弃了人工检测和作业的危险性，节约了成本，提高了效率。
4.上述这类趸船水下检测设备能够实现对船舶水下壁板的检测，但是不便于实现对船舶及海洋结构物的水下结构表面污底修复，污底修复还是多采用进坞清洗或由潜水员手持空化枪进行人工清洗，由于潜水员下水清洗，工人劳动强度大，可持续作业时间短，清洗效率低、安全性差，使用手持空化枪时，人员无法牢固贴紧船体，为保证人员握持效果，空化枪呈射流压力低，清除效果差，国外许多港口潜水员水下清洗方式已经被禁止，而进坞清洗方式周期长、费用昂贵，为此，我们提出自吸附式水下检测修复智能装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供自吸附式水下检测修复智能装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：自吸附式水下检测修复智能装置，包括机体，以及位于机体前后两端的履带传动组件；
7.所述机体的顶部安装有机械臂，且机械臂的末端设置有空化射流喷嘴组件，所述履带传动组件之间设置有连接支架，所述机体的下方中部安装有滚刷，且滚刷的左右两侧均设置有测厚探头，所述机体的右侧安装有水下探照灯，且水下探照灯的内部设置有摄像头，两组所述摄像头之间设置有传感器，所述履带传动组件的顶部安装有电机箱。
8.优选的，所述履带传动组件包括伺服电机，所述伺服电机的一端连接有电机输出轴，且电机输出轴的末端连接有主动轮，所述主动轮的一侧安装有传动轮，且传动轮的一端安装有驱动轮，所述驱动轮的周围设置有履带传动轮，且履带传动轮的表面安装有传动履
带。
9.优选的，所述履带传动轮的外部设置有齿轮，且齿轮的内侧设置有电磁吸附层，所述电磁吸附层的内部安装有轴承，且轴承的内部设置有衔接轴，所述衔接轴的一端安装有空心管支架，且空心管支架的一侧设置有电线，所述履带传动轮的表面一侧设置有电刷。
10.优选的，所述主动轮与传动轮相互啮合，且传动轮与驱动轮键连接，所述履带传动轮沿驱动轮的圆心呈等距均匀分布。
11.优选的，所述电线贯穿于空心管支架的内部，且电线与电刷相连接。
12.优选的，所述空化射流喷嘴组件包括气体储存室，所述气体储存室的上方设置有进气口，且气体储存室的下方设置有加压室，所述加压室的一侧设置有水流通道，且水流通道的一端连接有进水口，所述水流通道的另一端安装有喷孔。
13.优选的，所述滚刷在机体内实现转动，且测厚探头关于滚刷的左右两侧等距均匀分布。。
14.上述描述可以看出，通过本技术的上述的技术方案，必然可以解决本技术要解决的技术问题。
15.同时，通过以上技术方案，本发明至少具备以下有益效果：
16.本发明移动装置采用轮式履带独立移动方式，履带传动组件可通过独立控制四个轮子的运动，能够使得装置转向更加灵活，同时考虑到装置的吸附能力要求，将轮式结构与电磁单元相结合，能在不影响运动灵活的同时提供较强的吸附能力；
17.本发明的清洗装置采用空化射流喷嘴组件与滚刷，形成双作用清洁，对水下结构物表面的顽固附着物形成更彻底的去除，提升清除效率的同时还不会影响到水下结构物漆面，有效降低了高压水枪、钢刷等传统方式对水下结构物的损害。
附图说明
18.图1为本发明结构示意图；
19.图2为本发明履带传动组件的结构示意图；
20.图3为本发明传动履带的结构示意图；
21.图4为本发明履带传动轮的结构示意图；
22.图5为本发明空化射流喷嘴组件的结构示意图。
23.图中：1、机械臂；2、连接支架；3、空化射流喷嘴组件；301、进气口；302、气体储存室；303、进水口；304、加压室；305、水流通道；306、喷孔；4、水下探照灯；5、摄像头；6、传感器；7、测厚探头；8、履带传动组件；801、伺服电机；802、电机输出轴；803、主动轮；804、传动轮；805、传动履带；806、空心管支架；807、电线；808、电刷；809、履带传动轮；810、驱动轮；811、齿轮；812、电磁吸附层；813、轴承；814、衔接轴；9、机体；10、滚刷；11、电机箱。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.实施案例一
26.如附图1所示，本发明提供一种技术方案：自吸附式水下检测修复智能装置，包括机体9，以及位于机体9前后两端的履带传动组件8；
27.机体9的顶部安装有机械臂1，且机械臂1的末端设置有空化射流喷嘴组件3，履带传动组件8之间设置有连接支架2，机体9的下方中部安装有滚刷10，且滚刷10的左右两侧均设置有测厚探头7，机体9的右侧安装有水下探照灯4，且水下探照灯4的内部设置有摄像头5，两组摄像头5之间设置有传感器6，履带传动组件8的顶部安装有电机箱11，滚刷10在机体9内实现转动，且测厚探头7关于滚刷10的左右两侧等距均匀分布。
28.实施例二
29.下面结合具体的工作方式对实施例一中的方案进行进一步的介绍，详见下文描述：
30.如图2-图4所示，作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，履带传动组件8包括伺服电机801，伺服电机801的一端连接有电机输出轴802，且电机输出轴802的末端连接有主动轮803，主动轮803的一侧安装有传动轮804，且传动轮804的一端安装有驱动轮810，驱动轮810的周围设置有履带传动轮809，且履带传动轮809的表面安装有传动履带805，主动轮803与传动轮804相互啮合，且传动轮804与驱动轮810键连接，伺服电机801通过电机输出轴802带动主动轮803旋转，主动轮803通过齿轮啮合力驱动传动轮804旋转，传动轮804与驱动轮810同轴旋转，驱动轮810依靠齿轮啮合力驱动3个履带传动轮809，履带传动轮809通过齿轮啮合力驱动传动履带805行进，，履带传动轮809的外部设置有齿轮811，且齿轮811的内侧设置有电磁吸附层812，电磁吸附层812的内部安装有轴承813，且轴承813的内部设置有衔接轴814，衔接轴814的一端安装有空心管支架806，且空心管支架806的一侧设置有电线807，履带传动轮809的表面一侧设置有电刷808，履带传动轮809沿驱动轮810的圆心呈等距均匀分布，电线807贯穿于空心管支架806的内部，且电线807与电刷808相连接，空心管支架806与连接支架2连接，进行转向控制，电线807布置于空心管支架806内部，与电刷808相连接为履带传动轮809的电磁吸附层812线圈供电。
31.如图5所示，作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，空化射流喷嘴组件3包括气体储存室302，气体储存室302的上方设置有进气口301，且气体储存室302的下方设置有加压室304，加压室304的一侧设置有水流通道305，且水流通道305的一端连接有进水口303，水流通道305的另一端安装有喷孔306，空化射流喷嘴组件3是由一排6个喷嘴组成，并通过机械臂1上的液压伸缩杆进行角度控制，从母线连接的气体软管与进气口301相连，为保证工经过水流通道305来到喷孔306处，来自水流通道305的水在来自气体储存室302的气体经过加压室304的压强骤增下，产生气泡，气泡从喷孔306喷出时气泡溃灭，产生高速的微射流，形成瞬间高温和冲击波。
32.综合上述可知：
33.本发明针对技术问题：污底修复还是多采用进坞清洗或由潜水员手持空化枪进行人工清洗的问题；采用上述各实施例的技术方案。同时，上述技术方案的实现过程是：
34.当利用本装置进行水下结构物表面附着物清理时，传感器6分别为声纳传感器和稳定性传感器，首先将机体9放置在水面船体部分，并通过水上控制系统控制装置箱体内的控制系统总成，使装置进入水下开始工作，机体9内部主要包括耐压电子箱和接线箱，耐压电子箱有6个接线口，可以与摄像头5、空化射流喷嘴组件3、自动行进总成、成像声纳及接线
箱进行信号联通及转换，接线箱有15个接线口，可以与磁轮、厚度探测器、水下探照灯4以及为后期装置升级预留接口，母线连接母船为整个装置提供电力、增压及信号传输，母线连接机械臂1得到内部，两条线贯穿整个接线箱，当装置入水后，水下探照灯4开启，摄像头5收集水下情况后传输到图像传感器，通过电缆将图像呈现到水上总控制台，实时监控装置水下工作情况，在工作过程中，装置会根据船体曲率将传动履带805通过电磁力吸附到水下结构物表面，空化射流喷嘴组件3及滚刷10启动，装置通过声纳成像系统判断前方附着物的路径并通过行进总成控制装置前进，当装置清理至水下结构物边缘时，机械臂1与履带传动组件8同步进行90
°
旋转，并继续行进至装置宽度后，机械臂1与履带传动组件8继续同步旋转90
°
方向，开始第二道路径的清洗，直至水下结构物表面附着物清理完成，自动沿水下结构物表面返回水面，至此清洗工作完成，整个机器采用电动驱动，操作简单，质量较小且载荷能力大，并通过微型处理器和集成电路等控制程序，能够使得装置能够在水下进行自主行进，水下结构物钢板测厚，节省了大量的人力，降低了危险性；
35.通过上述设置，本技术必然能解决上述技术问题，同时，实现以下技术效果：
36.本发明移动装置采用轮式履带独立移动方式，履带传动组件8可通过独立控制四个轮子的运动，能够使得装置转向更加灵活，同时考虑到装置的吸附能力要求，将轮式结构与电磁单元相结合，能在不影响运动灵活的同时提供较强的吸附能力；
37.本发明的清洗装置采用空化射流喷嘴组件3与滚刷10，形成双作用清洁，对水下结构物表面的顽固附着物形成更彻底的去除，提升清除效率的同时还不会影响到水下结构物漆面，有效降低了高压水枪、钢刷等传统方式对水下结构物的损害。
38.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.自吸附式水下检测修复智能装置，其特征在于，包括机体(9)，以及位于机体(9)前后两端的履带传动组件(8)；所述机体(9)的顶部安装有机械臂(1)，且机械臂(1)的末端设置有空化射流喷嘴组件(3)，所述履带传动组件(8)之间设置有连接支架(2)，所述机体(9)的下方中部安装有滚刷(10)，且滚刷(10)的左右两侧均设置有测厚探头(7)，所述机体(9)的右侧安装有水下探照灯(4)，且水下探照灯(4)的内部设置有摄像头(5)，两组所述摄像头(5)之间设置有传感器(6)，所述履带传动组件(8)的顶部安装有电机箱(11)。2.根据权利要求1所述的自吸附式水下检测修复智能装置，其特征在于，所述履带传动组件(8)包括伺服电机(801)，所述伺服电机(801)的一端连接有电机输出轴(802)，且电机输出轴(802)的末端连接有主动轮(803)，所述主动轮(803)的一侧安装有传动轮(804)，且传动轮(804)的一端安装有驱动轮(810)，所述驱动轮(810)的周围设置有履带传动轮(809)，且履带传动轮(809)的表面安装有传动履带(805)。3.根据权利要求2所述的自吸附式水下检测修复智能装置，其特征在于，所述履带传动轮(809)的外部设置有齿轮(811)，且齿轮(811)的内侧设置有电磁吸附层(812)，所述电磁吸附层(812)的内部安装有轴承(813)，且轴承(813)的内部设置有衔接轴(814)，所述衔接轴(814)的一端安装有空心管支架(806)，且空心管支架(806)的一侧设置有电线(807)，所述履带传动轮(809)的表面一侧设置有电刷(808)。4.根据权利要求2所述的自吸附式水下检测修复智能装置，其特征在于，所述主动轮(803)与传动轮(804)相互啮合，且传动轮(804)与驱动轮(810)键连接，所述履带传动轮(809)沿驱动轮(810)的圆心呈等距均匀分布。5.根据权利要求3所述的自吸附式水下检测修复智能装置，其特征在于，所述电线(807)贯穿于空心管支架(806)的内部，且电线(807)与电刷(808)相连接。6.根据权利要求1所述的自吸附式水下检测修复智能装置，其特征在于，所述空化射流喷嘴组件(3)包括气体储存室(302)，所述气体储存室(302)的上方设置有进气口(301)，且气体储存室(302)的下方设置有加压室(304)，所述加压室(304)的一侧设置有水流通道(305)，且水流通道(305)的一端连接有进水口(303)，所述水流通道(305)的另一端安装有喷孔(306)。7.根据权利要求1所述的自吸附式水下检测修复智能装置，其特征在于，所述滚刷(10)在机体(9)内实现转动，且测厚探头(7)关于滚刷(10)的左右两侧等距均匀分布。

技术总结
本发明涉及水下检测修复技术领域，具体为自吸附式水下检测修复智能装置，包括机体，以及位于机体前后两端的履带传动组件；所述机体的顶部安装有机械臂，且机械臂的末端设置有空化射流喷嘴组件，所述履带传动组件之间设置有连接支架，所述机体的下方中部安装有滚刷，且滚刷的左右两侧均设置有测厚探头，所述机体的右侧安装有水下探照灯，且水下探照灯的内部设置有摄像头，两组所述摄像头之间设置有传感器。本发明移动装置采用轮式履带独立移动方式，履带传动组件可通过独立控制四个轮子的运动，能够使得装置转向更加灵活，同时考虑到装置的吸附能力要求，将轮式结构与电磁单元相结合，能在不影响运动灵活的同时提供较强的吸附能力。能力。


技术研发人员：于洪亮 杨旗峥 朱礼凯 连浩杰 邱兆泰 孙逸凡 李至诚 韩方峻
受保护的技术使用者：烟台大学
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/6/3