船舶清洁机器人

1.本实用新型涉及船舶清洁技术领域，尤其涉及一种船舶清洁机器人。


背景技术：

2.船舶经过长时间航行，船体水下部分表面会附着海洋生物，增加船舶航行阻力。当船体有较多海洋生物附着时停航进入船坞或港口进行清洗，加剧船体的损耗。
3.对于在世界各地航线上不停运送货物的船舶来说，船体清洁对于大型船舶的保养维护是十分重要的，据资料统计一艘远洋货轮由于航行时间较长，经过一次航行就需要对其表面进行简单修理维护，2年左右就需要对船舶进行整体翻新涂装。船舶在日常航行过程中，无法对附着物简单清洁，而损坏船体。
4.目前，船舶清洁机器人能够附着于船体表面清洗表面的海洋生物，但船舶清洁机器人依靠外部缆线连接至船体电源以进行持续供电，这种外部脐带供电方式会造成船舶清洁机器人行走困难，影响船舶清洁机器人的清洁工作。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题的至少之一，本实用新型提出一种船舶清洁机器人，不需要采用外部脐带供电方式进行供电，船舶清洁机器人能够自主供电，顺利进行清洁工作。
6.本实用新型实施例提供了一种船舶清洁机器人，包括底座、发电装置和用电装置，所述用电装置包括行走机构，所述发电装置包括发电单元和储能单元；
7.所述底座固定在所述行走机构上，所述行走机构用于附着在船舶表面，并带动底座在船舶表面移动；
8.所述发电装置固定在所述底座上，所述储能单元与所述用电装置电性连接；
9.所述发电单元包括螺旋组件和发电机，所述螺旋组件的螺旋桨轴连接至所述发电机以带动所述发电机发电，所述发电机与所述储能单元电性连接。
10.在部分实施例中，所述发电单元还包括螺旋导流组件，所述螺旋导流组件包括第一导流板、第二导流板、第一固定杆和第二固定杆；
11.所述第一固定杆与所述第二固定杆平行设置，所述螺旋组件通过所述螺旋桨轴设置在所述第一固定杆和所述第二固定杆之间；
12.所述第一导流板和所述第二导流板垂直于所述底座并分别设置于所述螺旋组件的左右两侧；
13.所述第一导流板固定在所述第一固定杆和所述第二固定杆的一端，所述第二导流板固定在所述第一固定杆和所述第二固定杆的另一端，所述第二固定杆的长度大于所述第一固定杆的长度，以使所述第一导流板和所述第二导流板呈开口状固定在所述螺旋组件两侧。
14.在部分实施例中，所述发电装置包括五个发电单元和发电单元导流组件，五个所述发电单元分别设置在所述底座的左上角位置、右上角位置、左下角位置、右下角位置和中
间位置，所述发电单元导流组件包括四个第三导流板，四个所述第三导流板分别设置在左上角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间、右上角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间、左下角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间以及右下角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间。
15.在部分实施例中，所述行走机构包括左主动磁轮、右主动磁轮、左从动磁轮、右从动磁轮、第一履带和第二履带；
16.所述第一履带紧贴设置在所述左主动磁轮的表面和所述左从动磁轮的表面，所述第二履带紧贴设置在所述右主动磁轮的表面和所述右从动磁轮的表面。
17.在部分实施例中，所述第一履带和所述第二履带上均设置有永磁铁。
18.在部分实施例中，所述发电单元还包括网状挡板，所述网状挡板固定在所述第一导流板和所述第二导流板的开口处之间。
19.在部分实施例中，所述发电单元还包括齿轮增速器，所述螺旋组件的螺旋桨轴通过所述齿轮增速器连接至所述发电机。
20.在部分实施例中，所述发电单元还包括整流器，所述发电机通过所述整流器连接至所述储能单元。
21.在部分实施例中，所述螺旋组件包括两副螺旋桨，两副所述螺旋桨均固定套接在所述螺旋桨轴中，两副所述螺旋桨的直径比例为1:0.9～0.8。
22.在部分实施例中，所述行走机构还包括第一连轴和第二连轴，所述左主动磁轮和所述右主动磁轮分别套接在所述第一连轴的两端，所述左从动磁轮和所述右从动磁轮分别套接在所述第二连轴的两端。
23.本实用新型上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：船舶清洁机器人包括底座、发电装置和用电装置，用电装置包括行走机构，底座固定在行走机构上，行走机构用于附着在船舶表面，并带动底座在船舶表面移动，从而实现对船舶表面的清洁。发电装置固定在底座上，发电装置包括发电单元和储能单元，发电单元包括螺旋组件和发电机，螺旋组件的螺旋桨轴连接至发电机，在船舶行驶过程中，螺旋组件利用海水阻力旋转以带动发电机发电，发电机与储能单元电性连接，发电机产生的电能存储于储能装置中。储能单元与用电装置电性连接并为机器人上的用电装置供电，用电装置不需要采用外部脐带供电方式进行供电，船舶清洁机器人能够自主供电，顺利进行清洁工作。
附图说明
24.图1是根据本实用新型实施例提供的船舶清洁机器人俯视图；
25.图2是根据本实用新型实施例提供的发电装置连接关系示意图；
26.图3是根据本实用新型实施例提供的发电单元俯视图；
27.图4是根据本实用新型实施例提供的船舶清洁机器人侧视图。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或者类似的标号表示相同或者类似的原件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新
型的限制。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
31.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的班具体含义。
32.本实用新型实施例提供了一种船舶清洁机器人，参照图1和图2，船舶清洁机器人包括底座110、发电装置和用电装置，用电装置包括行走机构120，底座固定在行走机构上，行走机构用于附着在船舶表面，并带动底座在船舶表面移动，从而实现对船舶表面的清洁。
33.发电装置固定在底座上，发电装置包括发电单元130和储能单元，发电单元包括螺旋组件140和发电机，螺旋组件的螺旋桨轴141连接至发电机210，船舶发电机器人在船舶航行受到海水阻力的同时推动自带的螺旋组件旋转以进行发电工作，发电机与储能单元电性连接，发电机产生的电能存储于储能装置中。储能单元与用电装置电性连接，储能单元为船舶清洁机器人上用电装置供电，用电装置不需要采用外部脐带供电方式进行供电，船舶清洁机器人能够自主供电，顺利进行清洁工作。
34.在一些实施例中，用电装置包括但不限于控制部件、驱动部件等设置于船舶清洁机器人上的所需要用电的设备，船舶清洁机器人还设置有用于清洁船体的清洁部件，清洁部件为常规部件，本技术实施例不作具体阐述。
35.在一些实施例中，请继续参照图1，行走机构包括左主动磁轮121、右主动磁轮122、左从动磁轮123、右从动磁轮124、第一履带125和第二履带126。第一履带紧贴设置于左主动磁轮的表面和左从动磁轮的表面，第二履带紧贴设置在右主动磁轮的表面和右从动磁轮的表面。左主动磁轮内嵌有左主动磁轮驱动电机，右主动磁轮内嵌有右主动磁轮驱动电机。左主动磁轮驱动电机驱动左主动磁轮转动，左主动磁轮带动第一履带运动，从而带动左从动磁轮转动。右主动磁轮驱动电机驱动右主动磁轮转动，右主动磁轮带动第二履带运动，从而带动右从动磁轮转动。
36.在另外一些实施例中，第一履带分布有多个等间隔设置的永磁铁，第二履带同样分布有多个等间隔设置的永磁铁，船舶清洁机器人利用履带上永磁铁吸附于船壳行走。
37.在另外一些实施例中，请继续参照图1，行走机构还包括第一连轴127和第二连轴128，左主动磁轮和右主动磁轮分别套接在第一连轴的两端，左从动磁轮和右从动磁轮分别套接在第二连轴的两端，整个行走机构结构紧凑。
38.在一些实施例中，请参照图3，螺旋组件包括两副螺旋桨142，两副螺旋桨均固定套接在螺旋桨轴中，两副螺旋桨的直径比例为1:0.9～0.8，设置两副螺旋桨能够增大供能。
39.在一些实施例中，请继续参照图3，发电单元还包括螺旋导流组件，螺旋导流组件包括第一导流板151、第二导流板152、第一固定杆153和第二固定杆154。第一固定杆与第二
固定杆平行设置，螺旋组件通过螺旋桨轴设置在第一固定杆和第二固定杆之间。第一导流板和第二导流板垂直于底座并分别设置于螺旋组件的左右两侧。第一导流板固定在第一固定杆和第二固定杆的一端，第二导流板固定在第一固定杆和第二固定杆的另一端，第二固定杆的长度大于第一固定杆的长度，以使第一导流板和第二导流板呈开口状固定在螺旋组件两侧。直径较大的螺旋桨靠近第二固定杆一侧，直径较小的螺旋桨靠近第一固定杆一侧。第一导流板和第二导流板形成的导流口的直径可以为较大的螺旋桨的直径的1-3倍。船舶清洁机器人在发电过程中，海水从导流口进入，依次经过第二固定杆、直径较大的螺旋桨、直径较小的螺旋桨和第一固定杆，通过设置第一导流板和第二导流板，能够增加流入螺旋组件的海水量，从而增大发电效率。第一固定杆和第二固定杆提高整体结构的稳定性。
40.在另外一些实施例中，请参照图4，发电单元还包括网状挡板155，网状挡板固定在第一导流板和第二导流板的开口处之间，海水经过螺旋组件之前先经过网状挡板，网状挡板能够为螺旋组件过滤海水中的垃圾，避免螺旋组件损坏。进一步地，发电单元还包括盖板，盖板设置第一导流板和第二导流板上方，盖板与第一导流板和第二导流板形成螺旋组件的保护罩，防止螺旋桨在工作时，因触碰石块或其他重物而损坏。
41.在一些实施例中，请继续参照图1，发电装置包括五个发电单元和发电单元导流组件，五个发电单元分别设置在底座的左上角位置、右上角位置、左下角位置、右下角位置和中间位置，发电单元导流组件包括四个第三导流板160，四个第三导流板分别垂直于底板平面设置在左上角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间、右上角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间、左下角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间以及右下角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间。通过上述设置的四个第三导流板，能够将海水引导到各个发电单元中，进行一步增加各个发电单元的发电效率和机器人的附着能力。如图3所示为设置于底板的中间位置的发电单元，中间位置的发电单元两侧的两个第三导流板160通过第二固定杆和第三固定杆156固定。
42.在一些实施例中，请继续参照图2，发电单元还包括齿轮增速器220，螺旋组件的螺旋桨轴通过齿轮增速器连接至发电机。齿轮增速器将较低的涡轮转速通过增速器连杆221转换成较高的发电机转速，提高了水流螺旋桨发电机的工作效率。发电机将产生的电能从正极与负极流出经过整流器230的作用，储存在蓄电单元240中。整流器将方向、大小时刻变化的交流电，变为方向不变、大小变化的单向脉动电，进一步经过滤波电路、稳压电路，将脉动电变为大小不变的直流电，为蓄电单元提供充电电压，并防止蓄电单元电流回流，保护电路。大型船舶的船舶清洁机器人的蓄电池大小可选择为24v10ah，在循环进行工作时，蓄电池可以不断存贮电量。
43.在一些实施例中，船舶清洁机器人的储能单元可以包括一个蓄电池，蓄电池嵌入底座中。发电单元的齿轮增速器、发电机、整流器和相关整流电路封装在保护盒中，如图3所示，保护盒310设置在第一固定杆的板并固定焊接在底座上，五个发电单元的正负极充电线均连接至蓄电池中。
44.在另外一些实施例中，船舶清洁机器人的储能单元可以包括多个蓄电池，蓄电池数量与发电单元数量对应，一个发电单元对应一个蓄电池。发电单元的齿轮增速器、发电机、整流器和相关整流电路以及蓄电池封装在保护盒中，如图3所示，保护盒310设置在第一固定杆的板并固定焊接在底座上，多个保护盒中的蓄电池一通为用电装置供电。
45.以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种船舶清洁机器人，其特征在于，包括底座、发电装置和用电装置，所述用电装置包括行走机构，所述发电装置包括发电单元和储能单元；所述底座固定在所述行走机构上，所述行走机构用于附着在船舶表面，并带动底座在船舶表面移动；所述发电装置固定在所述底座上，所述储能单元与所述用电装置电性连接；所述发电单元包括螺旋组件和发电机，所述螺旋组件的螺旋桨轴连接至所述发电机以带动所述发电机发电，所述发电机与所述储能单元电性连接。2.根据权利要求1所述的船舶清洁机器人，其特征在于，所述发电单元还包括螺旋导流组件，所述螺旋导流组件包括第一导流板、第二导流板、第一固定杆和第二固定杆；所述第一固定杆与所述第二固定杆平行设置，所述螺旋组件通过所述螺旋桨轴设置在所述第一固定杆和所述第二固定杆之间；所述第一导流板和所述第二导流板垂直于所述底座并分别设置于所述螺旋组件的左右两侧；所述第一导流板固定在所述第一固定杆和所述第二固定杆的一端，所述第二导流板固定在所述第一固定杆和所述第二固定杆的另一端，所述第二固定杆的长度大于所述第一固定杆的长度，以使所述第一导流板和所述第二导流板呈开口状固定在所述螺旋组件两侧。3.根据权利要求1所述的船舶清洁机器人，其特征在于，所述发电装置包括五个发电单元和发电单元导流组件，五个所述发电单元分别设置在所述底座的左上角位置、右上角位置、左下角位置、右下角位置和中间位置，所述发电单元导流组件包括四个第三导流板，四个所述第三导流板分别设置在左上角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间、右上角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间、左下角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间以及右下角位置的发电单元与中间位置的发电单元之间。4.根据权利要求1所述的船舶清洁机器人，其特征在于，所述行走机构包括左主动磁轮、右主动磁轮、左从动磁轮、右从动磁轮、第一履带和第二履带；所述第一履带紧贴设置在所述左主动磁轮的表面和所述左从动磁轮的表面，所述第二履带紧贴设置在所述右主动磁轮的表面和所述右从动磁轮的表面。5.根据权利要求4所述的船舶清洁机器人，其特征在于，所述第一履带和所述第二履带上均设置有永磁铁。6.根据权利要求2所述的船舶清洁机器人，其特征在于，所述发电单元还包括网状挡板，所述网状挡板固定在所述第一导流板和所述第二导流板的开口处之间。7.根据权利要求1所述的船舶清洁机器人，其特征在于，所述发电单元还包括齿轮增速器，所述螺旋组件的螺旋桨轴通过所述齿轮增速器连接至所述发电机。8.根据权利要求7所述的船舶清洁机器人，其特征在于，所述发电单元还包括整流器，所述发电机通过所述整流器连接至所述储能单元。9.根据权利要求1所述的船舶清洁机器人，其特征在于，所述螺旋组件包括两副螺旋桨，两副所述螺旋桨均固定套接在所述螺旋桨轴中，两副所述螺旋桨的直径比例为1:0.9～0.8。10.根据权利要求4所述的船舶清洁机器人，其特征在于，所述行走机构还包括第一连轴和第二连轴，所述左主动磁轮和所述右主动磁轮分别套接在所述第一连轴的两端，所述
左从动磁轮和所述右从动磁轮分别套接在所述第二连轴的两端。

技术总结
本实用新型公开了一种船舶清洁机器人，涉及船舶清洁技术领域。船舶清洁机器人包括底座、发电装置和用电装置，用电装置包括行走机构，底座固定在行走机构上，行走机构用于附着在船舶表面，并带动底座在船舶表面移动，从而实现对船舶表面的清洁。发电装置固定在底座上，发电装置包括发电单元和储能单元，发电单元包括螺旋组件和发电机，螺旋组件的螺旋桨轴连接至发电机，在船舶行驶过程中，螺旋组件利用海水阻力旋转以带动发电机发电，发电机与储能单元电性连接，发电机产生的电能存储于储能装置中。储能单元与用电装置电性连接并为机器人上的用电装置供电，船舶清洁机器人能够自主供电，不需要采用外部脐带供电，顺利方便进行清洁工作。清洁工作。清洁工作。


技术研发人员：吕植勇 刘锦豪 范亮 张笛 田骞
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2022.10.25
技术公布日：2023/4/19