[发明专利]船体用机器人

说明书

相关申请

根据35U.S.C.§§119，120，363，365和37C.F.R.§1.55和§1.78，本申请要求提交于2008年11月21日的美国专利申请序列No.12/313,643的权益和优先权，其内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及典型地配置为清洁和/或检测船体的船体用机器人。

背景技术

船舶船体在其航行于水中时的摩擦阻力占总阻力的45％到90％，并且可能由于船体粘满藻类、海草、藤壶等而增加6％到80％。由于油轮轮身适度生物粘附产生的30％的附加阻力会使船舶的燃料消耗增加12吨/天。最终增加了船舶的操作成本并增加了排放。

因此，已有多种方法以降低生物粘附的机会和/或清洁船舶船体。例如，使用船体漆和涂层以试图减少生物粘附的机会，但是这种处理并不总是可靠地起作用。例如参见在此引入作为参考的美国专利No.7390560。同样，船舶必须在施加油漆和/或涂层的同时在干船坞中停留相当长的时间。还需要防污油漆和涂层的环境条件。

因此，典型地，当船在码头区时和/或在正常卸货期间，船体要由深水潜水员使用电动刷子定期进行手动清洁。这种清洁措施的成本很高。这种清洁工作要大约每10到12个月重复一次，如果需要的话会更短。更糟的是，一些管辖区域已经认定这种工作由于会污染水体的防污漆的毒性而变得非法。

因此，提出了机器人船体清洁装置。例如，″Hismar″财团已经提出在正常卸货期间用于船体清洁的机器人平台。机器人在船舶稳定时磁性附接到船体上并且拴系在操作员控制装置、高压水源、抽吸子系统和动力子系统上。

美国专利No.5628271；No.6317387；No.4674949；No.4401048；No.4079694；No.3946692和No.3638600中公开了其它拴系机器人。同样参见WO 02/074611；刊登于海洋科学和应用学报，2004年6月第1期第3卷上的Lee Min Wai Serene和Koh Cheok Wei的″用于水下船体的遥控潜水器(ROV)的设计″和Fu-cai等的″水下船体清洁机器人″。所有这些文献在此引入作为参考。

大部分现有的船体清洁机器人具有一些缺点。典型地，机器人连接到电缆上，由机载电源和控制子系统进行供电和控制并且只能在静止船舶上操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种新颖的船体用机器人。在一个实例中，船体用机器人为自主式并且能够在船舶行进期间操作。船体用机器人可以定期操作，例如每周、每日乃至连续进行。

在一个方面，船体清洁机器人能够辅助降低船舶的摩擦阻力。有可能降低燃料费用和降低二氧化碳(CO₂)排放。

船体清洁机器人可以降低使船舶船体去污的成本，在船体清洁期间减少防污油漆毒质排放到水中，以及降低船体维修费用。

在本发明的一个方面，船体清洁机器人是可靠的，并且能够在各种结构上用于各种任务。

本发明部分地由以下事实实现，即，新颖的船体清洁机器人在一个实例中包括涡轮，其可由在船舶行进中流过船体的水驱动并且使机器人的清洁和驱动子系统运转(例如，提供动力)。还公开了独特的导航、通信和其它子系统。

然而，在其它实施例中，本发明不必实现所有这些目的，其权利要求不限于能够实现这些目的的结构或方法。

本发明的特征在于船体清洁机器人，其包括用于清洁船舶船体的至少一个清洁设备。至少一个驱动轨道在机器人围绕船体移动时将机器人保持到船体上。至少一个涡轮由流过船体的水驱动并且操作所述至少一个清洁设备和所述至少一个驱动轨道。

在一个优选实施例中，发电机可由涡轮驱动，并且具有用于所述至少一个驱动轨道的马达和用于所述马达的电源。电源由发电机供电。进一步包括用于所述至少一个清洁设备的马达和用于所述马达的电源。电源由发电机供电。在另一实例中，具有位于涡轮和所述至少一个驱动轨道之间的传动系统和位于涡轮和所述至少一个清洁设备之间的传动系统。

在一个实例中，清洁设备包括至少一个清洁刷子。具有两个侧部清洁刷子和位于所述两个侧部清洁刷子之间的第三清洁刷子。在这个特定实例中，清洁刷子可一起驱动。

一个优选的驱动轨道包括环绕隔开的辊子的环形带。机器人带可以包括封装到其中的磁铁。还具有用于所述带的转向子系统。一个转向子系统包括马达，其驱动与一个辊子相联的致动器以改变其朝向。

机器人还典型地包括机器人机载通信子系统，例如将振动传送给船体的发射器和/或对通过船体传送的振动产生响应的接收器。