船底清洁刷清洁机器人的制作方法

本实用新型涉及水下机械设备领域，具体是指一种船底清洁刷清洁机器人。

背景技术：

船舶不管是在水上航行或停泊于岸边超过24小时，其浸水之船底通常会生长一层微生物（如细菌、藻类、原生动物、微菌等），甚至连较大型的生物也会附着上去，造成船身过重而影响船速并且增加其耗油量，现在船底清洁普遍使用的方案有两种，一种是船坞内清洗，此方案需要将船体驶进船坞内，船坞数量有限，使用成本很高，特别是大型船坞，一般只有在对船体进行大型的检查维修时才使用，而且坞内清刷耗时长，增加了船只的停航损失。另一种是潜水员人工清洗，此方法清洗效率低，且对潜水员要求很高。需要有资质并有水下工作经验的潜水员，经过相关部门批准后才可进行水下清洁作业，而且水下清洁作业危险性极高，属于高危作业，稍有不慎就会造成生命及财产损失，所以利用水下机器人进行船底清洁就成了人们的首选，中国专利cn102424100a公开了一种复合吸附船体清刷机器人，包括机架、清洁刷、电机、行走机构，所述机架前部设置有清洁刷、电机，两侧设置有行走机构，其特征在于：所述机架上还包括推进器、抗倾覆磁轮，所述推进器安装在机架的中部与电机连接，所述抗倾覆磁轮安装在机架的后部，所述行走机构由两条履带装置组成，通过电机驱动，所述履带外侧设置有磁铁，所述抗倾覆磁轮外圆周设置有磁铁，上部设置有转向轴承，所述清洁刷设置3个，上述专利的实质不足是：虽然通过磁吸附和推进器吸附将机器人可靠地吸附在船体表面，但是清洁刷在清洁船体表面时，清洁刷受到船体表面附着物和海水阻力会时时翘起，清洁刷无法时时保持贴紧船体表面，这就必然会导致船体表面有些地方清理不到或者清不着，这样机器人就需要返工，清洁质量差、清洁效率低，耗时耗力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术不足，提供一种清洁刷能时时贴紧船体表面、清洁全面、清洁质量好、效率高、省时省力的船底清洁刷清洁机器人。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种船底清洁刷清洁机器人，包括机架，所述机架上设有电气舱、移动驱动机构、清洁刷清洁机构和影像扫描设备，所述电气舱内设有控制系统，所述控制系统经电缆与水上控制箱相连接，其特征在于：所述清洁刷清洁机构上设有清洁刷贴紧机构，所述清洁刷贴紧机构与清洁刷清洁机构相连接并驱动清洁刷清洁机构中的清洁刷在清洁时时时贴紧船体表面，以利于通过设置清洁刷贴紧机构，使得清洁刷清洁机构在清洁船体表面时，清洁刷能够保持与船体表面贴紧的状态，保证清洁全面、不遗漏、效率高。

本实用新型所述清洁刷贴紧机构包括桨叶，所述清洁刷上方设有桨叶，所述桨叶与清洁刷的清洁刷旋转轴固定连接，以利于电机驱动清洁刷旋转的同时，桨叶也随之旋转，这样可以在清洁刷上方产生负压，使得清洁刷在旋转的同时压向船体表面，不会翘起，清洁全面，不遗漏，此外，桨叶旋转的同时还起到排水的作用。

本实用新型所述清洁刷清洁机构可以由电机、清洁刷、清洁刷旋转轴和轴承组成，所述机架上至少设有一个清洁刷清洁机构，所述机架一端设有清洁刷架，所述清洁刷架与机架固定连接，所述清洁刷架上至少设有一个轴孔，所述清洁刷旋转轴穿过清洁刷架并经轴承与清洁刷架固定连接，所述清洁刷旋转轴下端与清洁刷固定连接，所述清洁刷旋转轴由电机驱动，所述电机固定在清洁刷架或机架的密封舱内，电机与控制系统相连接，以利于通过电机驱动清洁刷旋转，完成船体表面清洁工作。

本实用新型所述清洁刷清洁机构还可以由电机、清洁刷、第一驱动旋转轴、第二从动旋转轴、第一驱动齿轮、第一传动齿轮、第二驱动齿轮、第二传动齿轮、轴承、同步带、第一清洁刷旋转轴、第二清洁刷旋转轴、第三清洁刷旋转轴、第四清洁刷旋转轴、第一清洁刷齿轮、第二清洁刷驱动齿轮、第二清洁刷连接齿轮、第三清洁刷驱动齿轮、第三清洁刷连接齿轮、第四清洁刷齿轮和涨紧机构组成，所述机架一端间隔设有第一驱动旋转轴和第二从动旋转轴，所述电机经减速箱驱动第一驱动旋转轴旋转，所述第一驱动旋转轴从上至下间隔固定设有第一驱动齿轮和第一传动齿轮，所述第二从动旋转轴从上至下间隔固定设有第二驱动齿轮和第二传动齿轮，所述第一驱动旋转轴和第二从动旋转轴分别经轴承与机架固定连接，所述第一传动齿轮与第二传动齿轮传动连接，以利于通过齿轮传动实现第一驱动旋转轴和第二从动旋转轴的同步旋转，所述机架一端固定设有清洁刷架，清洁刷架上间隔设有清洁刷旋转轴，所述清洁刷架上的清洁刷旋转轴包括第一清洁刷旋转轴、第二清洁刷旋转轴、第三清洁刷旋转轴和第四清洁刷旋转轴，所述第一清洁刷旋转轴、第二清洁刷旋转轴、第三清洁刷旋转轴和第四清洁刷旋转轴分别经轴承与清洁刷架固定连接，所述第一清洁刷旋转轴、第二清洁刷旋转轴、第三清洁刷旋转轴和第四清洁刷旋转轴下端分别设有清洁刷并与清洁刷固定连接，所述第一清洁刷旋转轴上固定设有第一清洁刷齿轮，所述第二清洁刷旋转轴上间隔固定设有第二清洁刷驱动齿轮和第二清洁刷连接齿轮，所述第三清洁刷旋转轴上间隔固定设有第三清洁刷驱动齿轮和第三清洁刷连接齿轮，所述第四清洁刷旋转轴上固定设有第四清洁刷齿轮，所述第一清洁刷齿轮经同步带与第二清洁刷连接齿轮连接，所述第二清洁刷驱动齿轮经同步带与第二驱动齿轮连接，以利于通过第二驱动齿轮带动第一清洁刷旋转轴和第二清洁刷旋转轴同步旋转，所述第三清洁刷连接齿轮经同步带与第四清洁刷齿轮连接，所述第三清洁刷驱动齿轮经同步带与第一驱动齿轮连接，以利于通过第一驱动齿轮带动第三清洁刷旋转轴和第四清洁刷旋转轴同步旋转，所述每个同步带经涨紧机构张紧，所述涨紧机构固定在清洁刷架上，以利于通过涨紧机构保持每个同步带的张紧，保证传动的安全性，所述第一驱动旋转轴、第二从动旋转轴、第一驱动齿轮、第一传动齿轮、第二驱动齿轮、第二传动齿轮、第一清洁刷齿轮、第二清洁刷驱动齿轮、第二清洁刷连接齿轮、第三清洁刷驱动齿轮、第三清洁刷连接齿轮、第四清洁刷齿轮、涨紧机构、电机和减速箱通过密封罩密封保护，所述密封罩固定在机架上，以利于通过密封罩密封保护各传动部件。

本实用新型所述清洁刷上设有调节压紧机构，以利于在使用过程中，通过调节压紧机构调节清洁刷与船体表面的贴合程度。

本实用新型所述调节压紧机构可以由弹簧、支撑杆、限位板、限位杆和螺母组成，所述清洁刷的清洁刷旋转轴下端设有限位板和支撑杆，所述限位板中间设有轴孔，所述限位板周边间隔设有导向孔，所述清洁刷旋转轴穿过限位板并与限位板固定连接，所述清洁刷旋转轴下部设有杆孔，所述支撑杆上端插入清洁刷旋转轴并与清洁刷旋转轴滑动连接，下端与清洁刷的清洁刷板固定连接，所述限位杆上端外壁设有螺纹，限位杆上端穿过导向孔与螺母螺纹连接，下端与清洁刷的清洁刷板固定连接，所述导向孔的内径大于限位杆的外径且小于螺母的外径，所述弹簧套在限位板下端的清洁刷旋转轴和支撑杆上，弹簧上端与限位板下端面相抵靠，下端与清洁刷的清洁刷板相抵靠，以利于通过螺母调节弹簧的张紧，弹簧被压紧产生弹力，从而使清洁刷与船体表面贴合紧密，提高清洁质量和效率。

本实用新型所述调节压紧机构还可以由弹簧和支撑杆组成，所述清洁刷的清洁刷旋转轴下部设有杆孔，所述清洁刷旋转轴内壁设有滑道，所述支撑杆外壁设有滑块，所述支撑杆上端伸入清洁刷旋转轴内并经滑块、滑道与清洁刷旋转轴滑动连接，所述支撑杆下端与清洁刷固定连接，所述支撑杆和清洁刷旋转轴上套有弹簧，所述弹簧上端与清洁刷架相抵靠，下端与清洁刷的清洁刷板相抵靠，以利于清洁刷在清洁时，受到船体表面附着物的作用力，向上挤压弹簧，弹簧产生反弹力，使得清洁刷与船体表面贴合紧密，提高清洁质量和清洁效率。

本实用新型所述清洁刷架上至少设有一个旋转轴支撑机构，所述旋转轴支撑机构包括支板和支杆，所述支板位于桨叶下方，所述支板中间经轴承与清洁刷旋转轴固定连接，所述支板下端间隔设有支杆，所述支杆上端与支板固定连接，下端与清洁刷架固定连接，以利于通过旋转轴支撑机构支撑清洁刷旋转轴，提高整个装置的稳定性。

本实用新型所述移动驱动机构为行走机构和/或推进器，所述行走机构、推进器分别安装在机架上并由控制系统控制驱动，所述行走机构为履带式行走机构，或者是永磁体履带式行走机构，再或者为磁吸轮式行走机构，以利于方便机器人行走，同时当采用永磁体履带或者磁吸轮结构时，可方便机器人快速吸附在船底上，完成清洁作业。

本实用新型所述机架前端和后端分别设有照明灯，所述影像扫描设备包括声呐和摄像机，所述声呐经云台与机架相连接，所述照明灯和影像扫描设备由控制系统控制，以利于通过照明灯照明，通过影像扫描设备观察机器人前方船底清洁面状况以及机器人清洁后的效果。

本实用新型由于采用上述结构，具有清洁刷能时时贴紧船体表面、清洁全面、清洁质量好、效率高、省时省力等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型去掉密封罩的结构示意图。

图3是本实用新型图1的后视图。

图4是本实用新型图2前端的放大图。

图5是本实用新型图4中a-a剖视图。

图6是本实用新型图4中b-b剖视图。

图中标记：机架1，电气舱2，行走机构3，推进器4，清洁刷清洁机构5，影像扫描设备6，清洁刷贴紧机构7，电机8，清洁刷9，清洁刷架10，调节压紧机构11，弹簧12，支撑杆13，第一驱动旋转轴14，第二从动旋转轴15，第一驱动齿轮16，第一传动齿轮17，第二驱动齿轮18，第二传动齿轮19，第一清洁刷旋转轴20，第二清洁刷旋转轴21，第三清洁刷旋转轴22，第四清洁刷旋转轴23，第一清洁刷齿轮24，第二清洁刷驱动齿轮25，第二清洁刷连接齿轮26，第三清洁刷驱动齿轮27，第三清洁刷连接齿轮28，第四清洁刷齿轮29，涨紧机构30，桨叶31，旋转轴支撑机构32，支板33，支杆34，限位杆35，密封罩36，照明灯37，限位板38，螺母39。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

一种船底清洁刷清洁机器人，包括机架1，所述机架1上设有电气舱2、移动驱动机构、清洁刷清洁机构5和影像扫描设备6，所述电气舱2内设有控制系统，所述控制系统经电缆与水上控制箱相连接，其特征在于：所述清洁刷清洁机构5上设有清洁刷贴紧机构7，所述清洁刷贴紧机构7与清洁刷清洁机构5相连接并驱动清洁刷清洁机构5中的清洁刷9在清洁时时时贴紧船体表面，以利于通过设置清洁刷贴紧机构，使得清洁刷清洁机构在清洁船体表面时，清洁刷能够保持与船体表面贴紧的状态，保证清洁全面、不遗漏、效率高。

本实用新型所述清洁刷贴紧机构7包括桨叶31，所述清洁刷9上方设有桨叶31，所述桨叶31与清洁刷9的清洁刷旋转轴固定连接，以利于电机驱动清洁刷旋转的同时，桨叶也随之旋转，这样可以在清洁刷上方产生负压，使得清洁刷在旋转的同时压向船体表面，不会翘起，清洁全面，不遗漏，此外，桨叶旋转的同时还起到排水的作用。

本实用新型所述清洁刷清洁机构5可以由电机8、清洁刷9、清洁刷旋转轴和轴承组成，所述机架1上至少设有一个清洁刷清洁机构5，所述机架1一端设有清洁刷架10，所述清洁刷架10与机架1固定连接，所述清洁刷架10上至少设有一个轴孔，所述清洁刷旋转轴穿过清洁刷架10并经轴承与清洁刷架10固定连接，所述清洁刷旋转轴下端与清洁刷9固定连接，所述清洁刷旋转轴由电机8驱动，所述电机8固定在清洁刷架10或机架1的密封舱内，电机8与控制系统相连接，以利于通过电机驱动清洁刷旋转，完成船体表面清洁工作。

本实用新型所述清洁刷清洁机构5还可以由电机8、清洁刷9、第一驱动旋转轴14、第二从动旋转轴15、第一驱动齿轮16、第一传动齿轮17、第二驱动齿轮18、第二传动齿轮19、轴承、同步带、第一清洁刷旋转轴20、第二清洁刷旋转轴21、第三清洁刷旋转轴22、第四清洁刷旋转轴23、第一清洁刷齿轮24、第二清洁刷驱动齿轮25、第二清洁刷连接齿轮26、第三清洁刷驱动齿轮27、第三清洁刷连接齿轮28、第四清洁刷齿轮29和涨紧机构30组成，所述机架1一端间隔设有第一驱动旋转轴14和第二从动旋转轴15，所述电机8经减速箱驱动第一驱动旋转轴14旋转，所述第一驱动旋转轴14从上至下间隔固定设有第一驱动齿轮16和第一传动齿轮17，所述第二从动旋转轴15从上至下间隔固定设有第二驱动齿轮18和第二传动齿轮19，所述第一驱动旋转轴14和第二从动旋转轴15分别经轴承与机架1固定连接，所述第一传动齿轮17与第二传动齿轮19传动连接，以利于通过齿轮传动实现第一驱动旋转轴和第二从动旋转轴的同步旋转，所述机架1一端固定设有清洁刷架10，清洁刷架10上间隔设有清洁刷旋转轴，所述清洁刷架10上的清洁刷旋转轴包括第一清洁刷旋转轴20、第二清洁刷旋转轴21、第三清洁刷旋转轴22和第四清洁刷旋转轴23，所述第一清洁刷旋转轴20、第二清洁刷旋转轴21、第三清洁刷旋转轴22和第四清洁刷旋转轴23分别经轴承与清洁刷架10固定连接，所述第一清洁刷旋转轴20、第二清洁刷旋转轴21、第三清洁刷旋转轴22和第四清洁刷旋转轴23下端分别设有清洁刷9并与清洁刷9固定连接，所述第一清洁刷旋转轴20上固定设有第一清洁刷齿轮24，所述第二清洁刷旋转轴21上间隔固定设有第二清洁刷驱动齿轮25和第二清洁刷连接齿轮26，所述第三清洁刷旋转轴22上间隔固定设有第三清洁刷驱动齿轮27和第三清洁刷连接齿轮28，所述第四清洁刷旋转轴23上固定设有第四清洁刷齿轮29，所述第一清洁刷齿轮24经同步带与第二清洁刷连接齿轮26连接，所述第二清洁刷驱动齿轮25经同步带与第二驱动齿轮18连接，以利于通过第二驱动齿轮带动第一清洁刷旋转轴和第二清洁刷旋转轴同步旋转，所述第三清洁刷连接齿轮28经同步带与第四清洁刷齿轮29连接，所述第三清洁刷驱动齿轮27经同步带与第一驱动齿轮16连接，以利于通过第一驱动齿轮带动第三清洁刷旋转轴和第四清洁刷旋转轴同步旋转，所述每个同步带经涨紧机构30张紧，所述涨紧机构30固定在清洁刷架10上，以利于通过涨紧机构保持每个同步带的张紧，保证传动的安全性，所述第一驱动旋转轴14、第二从动旋转轴15、第一驱动齿轮16、第一传动齿轮17、第二驱动齿轮18、第二传动齿轮19，第一清洁刷齿轮24、第二清洁刷驱动齿轮25、第二清洁刷连接齿轮26、第三清洁刷驱动齿轮27、第三清洁刷连接齿轮28、第四清洁刷齿轮29、涨紧机构30、电机8和减速箱通过密封罩36密封保护，所述密封罩36固定在机架1上，电机8与控制系统相连接，以利于通过密封罩密封保护各传动部件。

本实用新型所述清洁刷9上设有调节压紧机构11，以利于在使用过程中，通过调节压紧机构调节清洁刷与船体表面的贴合程度。

本实用新型所述调节压紧机构11可以由弹簧12、支撑杆13、限位板38、限位杆35和螺母39组成，所述清洁刷9的清洁刷旋转轴下端设有限位板38和支撑杆13，所述限位板38中间设有轴孔，所述限位板38周边间隔设有导向孔，所述清洁刷旋转轴穿过限位板38并与限位板38固定连接，所述清洁刷旋转轴下部设有杆孔，所述支撑杆13上端插入清洁刷旋转轴并与清洁刷旋转轴滑动连接，下端与清洁刷9的清洁刷板固定连接，所述限位杆35上端外壁设有螺纹，限位杆35上端穿过导向孔与螺母39螺纹连接，下端与清洁刷9的清洁刷板固定连接，所述导向孔的内径大于限位杆35的外径且小于螺母的外径，所述弹簧12套在限位板38下端的清洁刷旋转轴和支撑杆13上，弹簧12上端与限位板38下端面相抵靠，下端与清洁刷9的清洁刷板相抵靠，以利于通过螺母调节弹簧的张紧，弹簧被压紧产生弹力，从而使清洁刷与船体表面贴合紧密，提高清洁质量和效率。

本实用新型所述调节压紧机构11还可以由弹簧12和支撑杆13组成，所述清洁刷9的清洁刷旋转轴下部设有杆孔，所述清洁刷旋转轴内壁设有滑道，所述支撑杆13外壁设有滑块，所述支撑杆13上端伸入清洁刷旋转轴内并经滑块、滑道与清洁刷旋转轴滑动连接，所述支撑杆13下端与清洁刷9固定连接，所述支撑杆13和清洁刷旋转轴上套有弹簧12，所述弹簧12上端与清洁刷架10相抵靠，下端与清洁刷9的清洁刷板相抵靠，以利于清洁刷在清洁时，受到船体表面附着物的作用力，向上挤压弹簧，弹簧产生反弹力，使得清洁刷与船体表面贴合紧密，提高清洁质量和清洁效率。

本实用新型所述清洁刷架10上至少设有一个旋转轴支撑机构32，所述旋转轴支撑机构32包括支板33和支杆34，所述支板33位于桨叶31下方，所述支板33中间经轴承与清洁刷旋转轴固定连接，所述支板33下端间隔设有支杆34，所述支杆34上端与支板33固定连接，下端与清洁刷架10固定连接，以利于通过旋转轴支撑机构支撑清洁刷旋转轴，提高整个装置的稳定性。

本实用新型所述移动驱动机构为行走机构3和/或推进器4，所述行走机构3、推进器4分别安装在机架1上并由控制系统控制驱动，所述行走机构3为履带式行走机构，或者是永磁体履带式行走机构，再或者为磁吸轮式行走机构，以利于方便机器人行走，同时当采用永磁体履带或者磁吸轮结构时，可方便机器人快速吸附在船底上，完成清洁作业。

本实用新型所述机架1前端和后端分别设有照明灯37，所述影像扫描设备6包括声呐和摄像机，所述声呐经云台与机架相连接，所述照明灯和影像扫描设备由控制系统控制，以利于通过照明灯照明，通过影像扫描设备观察机器人前方船底清洁面状况以及机器人清洁后的效果。

如附图1-附图6，本实用新型在使用前，首先在岸上或者船上将本实用新型通过电缆与水上控制箱连接，也可以将电缆接通缆车在接入水上控制箱，然后将机器人投放到作业区域，机器人前后端均搭载有摄像机与照明灯，可观察机器人前方的船底清洁面状况以及机器人清洁后的效果，本实用新型采用履带行走机构，中部搭载推进器，产生推力使机器人吸附在船底，吸附后，由履带行走机构驱动机器人行走，同时后端清洁刷清洁机构运行，开始清洁作业，本实用新型的清洁刷清洁机构可以采用现有技术中的清洁刷，然后在清洁刷旋转轴上端固定桨叶，在清洁刷旋转的同时，桨叶可转动，产生向下的推力，保证清洁刷清洁船体表面的同时能够时时贴紧清理面，此外，清洁刷清洁机构也可以采用附图2-附图6的结构，机架后端设有清洁刷架，清洁刷架与机架固定连接，清洁刷架可以与机架固定连接，也可以与机架一体成型，清洁刷架上间隔设有四个清洁刷清洁机构，增加了清洁面积，这四个清洁刷清洁机构采用齿轮传动同步驱动，附图6中，第一传动齿轮与第二传动齿轮可以啮合或者通过皮带连接，实现同步旋转，第一驱动旋转轴和第二从动旋转轴在分别通过齿轮、同步带驱动四个清洁刷旋转轴同步旋转，进而带动四个清洁刷旋转轴下端的清洁刷同步旋转，涨紧机构采用现有技术已知的涨紧机构，用于调节同步带的张紧，为了方便区分和标记，将四个清洁刷旋转轴命名为第一清洁刷旋转轴、第二清洁刷旋转轴、第三清洁刷旋转轴和第四清洁刷旋转轴，其实质均为带动清洁刷转动的清洁刷旋转轴，每个清洁刷上方均设置有一个桨叶，即第一清洁刷旋转轴、第二清洁刷旋转轴、第三清洁刷旋转轴和第四清洁刷旋转轴上端均设置有桨叶，桨叶转动，产生向下的推力，保证清洁刷在清洁的同时不会翘起，同时也可将清洁刷周围的水排出；与清洁刷连接部分采用调节压紧机构；工作时，调节压紧机构中的弹簧被压紧产生弹力，从而使清洁刷与船底贴合紧密，保证清洁的质量与效率，本实用新型设计巧妙、结构简单，通过在清洁刷上方设置可产生负压的桨叶，解决了现有技术中清洁刷在清洁时翘起，导致清洁不全面、清洁效率低的问题，能够大大提高船底清洁质量和清洁效率。

本实用新型由于采用上述结构，具有清洁刷能时时贴紧船体表面、清洁全面、清洁质量好、效率高、省时省力等优点。

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