[发明专利]一种船体海生物清理机器人及其运动控制方法

说明书

本发明公开了一种船体海生物清理机器人及其运动控制方法，包括第一吸附装置、第二吸附装置、机架、清理装置、第一从动齿轮、原动齿轮、第二从动齿轮、减速机构和电机，所述第一吸附装置与所述第二从动齿轮同轴连接，所述第二吸附装置与所述第一从动齿轮同轴连接，所述清理装置两两对称布置在机架上且位于所述第一吸附装置和所述第二吸附装置的外围，所述减速机构输入端与所述电机输出轴相连接，所述减速机构输出端与所述原动齿轮连接，所述原动齿轮与所述第一从动齿轮啮合，所述第一从动齿轮与所述第二从动齿轮啮合，本发明降低了船体表面清洁的劳动强度，清理船体可靠度和效率更高，使得船舶可以提高航速，降低油耗。

技术领域

本发明涉及船舶维修保养机器人技术领域，特别是涉及一种船体海生物清理机器人及其运动控制方法。

背景技术

船体结构表面附着的海生物会明显增加航行阻力，使船舶航行速度降低，增加燃油消耗。与此同时，附着的海生物还可能堵塞船体进排水口，影响部分机械结构正常工作，从而使船舶存在安全隐患。传统的船体表面海生物清洗方式主要分为船舶入坞清洗和潜水员下水清洗。前者花费时间长，耗费了大量的人力物力，而后者的劳动强度和作业难度大，易造成潜水员疲劳，并且对潜水员要求较高。因此，研发船体海生物清理机器人，从而能够在船舶靠岸期间即可开展清理工作，对有效保障船舶动力系统的安全运行、提高装备完好性水平、缩短保障时间、降低装备维护费用、提高装备技术保障水平具有重要意义。

专利CN207058300U提出的爬壁清理机器人采用永磁体镶嵌履带的方式完成吸附和前进，但是该方法旋转笨拙，且镶嵌永磁体的履带难以控制其吸附力的大小及通断；同时由于其清理装置被履带包围，导致履带总会需要经过未清理的壁面，极大降低了吸附的平稳性和安全性。且专利CN207058300U中的嵌入永磁体的履带的头尾在运动时总会有永磁体处于被分离的状态。

专利CN209315748U提出的一种清理机器人采用机械臂控制吸附模块实现移动的多足式结构。该方案提出的多机械臂(足)式结构在布局上，机械臂(足)都布置在清理模块的外围，同样将导致机械臂(足)上的吸附模块总会需要吸附在未清理的壁面，极大降低了吸附的平稳性和安全性。此外从稳定性和成本角度考虑，多自由度的机械臂(足)结构复杂，稳定性和可靠性较差，且成本较高。

专利CN102910269A提出的一种船体清刷机器人由旋翼转动动力装置驱动，配以导向轮实现机器人在船体壁面的移动。该方法依赖旋翼产生的推力将机器人压在船体外壁上，但由于该专利中的机器人通过导向轮与壁面接触，滚动摩擦无法提供有效的壁面切向力来克服清理船体壁面时所产生的作用力，容易产生漂移，影响清理效果。而且专利CN102910269A提出的一种船体清刷机器人在移动时，只能通过旋翼单轴旋转调整角度来完成动作，实现难度较高且容易受到外界影响。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种船体海生物清理机器人及其运动控制方法，解决了现有船体结构表面附着的海生物对航行阻力、航速和燃料消耗的不利影响，降低了船体表面清洁的劳动强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种船体海生物清理机器人及其运动控制方法，包括第一吸附装置、第二吸附装置、机架、清理装置、第一从动齿轮、原动齿轮、第二从动齿轮、减速机构和电机，所述第一吸附装置与所述第二从动齿轮同轴连接，所述第二吸附装置与所述第一从动齿轮同轴连接，所述清理装置两两对称布置在机架上且位于所述第一吸附装置和所述第二吸附装置的外围，所述减速机构输入端与所述电机输出轴相连接，所述减速机构输出端与所述原动齿轮连接，所述原动齿轮与所述第一从动齿轮啮合，所述第一从动齿轮与所述第二从动齿轮啮合。

作为优选，所述第一吸附装置和所述第二吸附装置采用电磁铁或吸盘方式吸附，所述第一吸附装置和所述第二吸附装置根据不同的旋转运动控制模式交替吸附在船体表面，即所述第一吸附装置吸附时，所述第二吸附装置松开，所述第二吸附装置吸附时，所述第一吸附装置松开。