海洋工程环抱式功能结构的制作方法

本发明涉及海洋机器人设备，特别涉及海洋工程环抱式功能结构。

背景技术：

1、近年来，为了开采海洋资源，海上基础设施大量兴建，在海水和氧气的共同作用下，海工装备（如导管架平台、海上风电装备等）易于发生严重的腐蚀现象，水线附近位置尤为严重，同时浸水结构表面易附着生长大量的海生生物，部分生物的分泌液将加重海工装备的腐蚀情况，对海工装备结构强度产生影响，严重威胁其上人员的生命与财产安全。其中海洋工程和海上风电因所处的环境复杂而受到海中污损生物的附着，导致每年需要投入巨大的经济成本用以清除附着生物并同时进行结构物安全性检测评估。清理海工结构物上附着的污损生物和评估结构物安全性已经成为广泛关注且具有实际意义的问题。

2、现有用于钢结构管桩外表面海生物清理机器人一般通过利用磁吸附装置附着于结构物表面开展清理工作，但当磁吸附装置磁力有限时，在复杂海况下可能出现因吸附力不足导致难以稳定机器人位姿的情况，相反地，当磁吸附装置吸附力设置过大，可能导致机器人移动困难；另外磁吸附装置易于吸附海水中铁磁性轻小物质，降低吸附能力，且难于清理；

3、常见作为功能设备其中一种的清理检测设备由于固定布置在机器人上，致使机器人需要在管桩外壁反复地执行吸附或夹抱和松开动作才能完成清洁，进而导致整体清洁效率低下的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供海洋工程环抱式功能结构，通过机械式夹持结构来代替磁吸式固定结构，其既可避免出现常规磁吸附装置由于结构形式、磁力大小设置不准确所导致的问题，而且本方案通过位置调整机构在开合机构上的可移动式特点，以实现单次夹持固定完成管桩外壁的清理检测工作，进而有效地提高本方案的清洁效率。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、海洋工程环抱式功能结构，其能够限位于管桩上，包括：

4、第一浮动主体；

5、第二浮动主体；

6、开合机构，其具有可互相靠近或远离的第一开合端和第二开合端；

7、第一开合端设置于第一浮动主体上，其具有第一轨道；

8、第二开合端设置于第二浮动主体上，其具有第二轨道；

9、位置调整机构，其可移动式设置于第一轨道或第二轨道上，其可用于功能设备的搭载；

10、第一开合端与第二开合端转动连接；

11、随着第一开合端与第二开合端的互相靠近，第一轨道与第二轨道能够拼接为总轨道，位置调整机构可移动式设置于总轨道上。

12、由此，本方案在第一浮动主体和第二浮动主体能够依靠自身浮力作用进行浮动上升的特点，以实现在柱体表面沿轴向移动的功能；其次其再采用夹爪式开合机构以代替现有磁力吸附装置的磁吸固定方式，以通过机械式夹持结构来代替磁吸式固定结构，其既可避免出现常规磁吸附装置由于结构形式、磁力大小设置不准确所导致的问题，而且本方案通过位置调整机构在开合机构上的可移动式特点，以实现单次夹持固定完成管桩外壁的清理检测工作，进而有效地提高本方案的清洁效率。而且本方案还具有结构简单、紧凑、灵活、可靠性高、经济性好、安装方便、便于维护的特点。

13、在一些具体实施方式中，包括：

14、第一移动式环抱夹持机构，其沿着管桩的轴向可移动式设置于第一开合端上，其可夹持于管桩上；

15、第二移动式环抱夹持机构，其沿着管桩的轴向可移动式设置于第二开合端上，其与第一移动式环抱夹持机构对向布置且可分别夹持于管桩的两侧。

16、由此，通过第一移动式环抱夹持机构和第二移动式环抱夹持机构两者在管桩外侧壁上的夹持固定，以进一步地实现对管桩两侧壁的夹持固定；而且第一移动式环抱夹持机构和第二移动式环抱夹持机构能够沿着竖直方向升降，以便于避开设置于管桩外壁的障碍物，进而提高在管桩外壁上的可夹持范围。

17、在一些具体实施方式中，包括：

18、第一固定式环抱夹持机构，其设置于所述第一开合端上，其与所述第一移动式环抱夹持机构分别夹持于所述管桩同一朝向侧壁的两端；

19、第一竖向伸缩机构，其一端与所述第一开合端连接，其另一端与所述第一移动式环抱夹持机构连接；

20、第二固定式环抱夹持机构，其设置于所述第二开合端上，其与所述第一固定式环抱夹持机构对向布置且可分别夹持于所述管桩的两侧；

21、第二竖向伸缩机构，其一端与所述第二开合端连接，其另一端与所述第二移动式环抱夹持机构连接。

22、由此，沿着管桩的轴向分为两级，第一级为第一移动式环抱夹持机构与第二移动式环抱夹持机构所对应的管桩在轴向上的位置，第二级为第一固定式环抱夹持机构与第二固定式环抱夹持机构所对应的管桩在轴向上的位置；当处于第一级的第一移动式环抱夹持机构与第二移动式环抱夹持机构处于夹紧状态时，松开第二级的第一固定式环抱夹持机构与第二固定式环抱夹持机构，然后通过第一竖向伸缩机构和第二竖向伸缩机构的伸缩动作，来实现本方案在管桩轴向方向上的爬升或下降。

23、在一些具体实施方式中，包括：

24、所述第一竖向伸缩机构倾斜式设置，

25、第一传动机构，其能够将所述第一竖向伸缩机构的倾斜方向驱动力转化为竖直方向驱动力；

26、所述第一竖向伸缩机构的活动端通过所述第一传动机构与所述第一移动式环抱夹持机构驱动连接，以驱动所述第一移动式环抱夹持机构的升降；

27、所述第二竖向伸缩机构倾斜式设置，

28、第二传动机构，其能够将所述第二竖向伸缩机构的倾斜方向驱动力转化为竖直方向驱动力；

29、所述第二竖向伸缩机构的活动端通过所述第二传动机构与所述第二移动式环抱夹持机构驱动连接，以驱动所述第二移动式环抱夹持机构的升降。

30、由此，由于第一竖向伸缩机构和第二竖向伸缩机构均为倾斜式设置，因此其能够避开设置于第一开合端底部和第二开合端底部的机构，具体地，在本方案中其能够与第一固定式环抱夹持机构、第二固定式环抱夹持机构的设置位置所错开；然后再借助第一传动机构和第二传动机构能够实现动力的转化，以避免由于第一竖向伸缩机构和第二竖向伸缩机构的倾斜设置而导致的竖直方向移动行程受阻的情况。

31、在一些具体实施方式中，第一传动机构包括：

32、第一左连杆，其一端转动连接于第一移动式环抱夹持机构的一侧上；

33、第一右连杆，其一端转动连接于第一移动式环抱夹持机构的另一侧；

34、第一导向槽，其连接于第一竖向伸缩机构的活动端；

35、第一导向部，其滑动连接于第一导向槽内；

36、第一左连杆、第一右连杆均转动连接于第一导向部上。

37、由此，本方案提供了一种能够将第一竖向伸缩机构的倾斜方向驱动力转化为竖直方向驱动力的具体实施方式，其次，第一左连杆和第一右连杆的组合能够防止由于管桩表面海生附着物对单边夹爪卡嵌造成两个夹爪运动不同步、无法脱离管桩的情况，可实现两夹爪运动的同步性和对称性。

38、在一些具体实施方式中，包括：

39、第一固定式环抱夹持机构，其设置于第一开合端上，其与第一移动式环抱夹持机构分别夹持于管桩同一朝向侧壁的两端；

40、第二固定式环抱夹持机构，其设置于第二开合端上，其与第一固定式环抱夹持机构对向布置且可分别夹持于管桩的两侧。

41、由此，第一固定式环抱夹持机构和第二固定式环抱夹持机构能够进一步实现对管桩的夹持固定，而且由于第一固定式环抱夹持机构与第一移动式环抱夹持机构、第二固定式环抱夹持机构与第二移动式环抱夹持机构均分别夹持于管桩轴向的两侧，因此能够进一步优化本方案在管桩上的固定效果，以便于降低功能设备（例如清洁设备）在作业过程中所导致的松动情况出现。

42、而且由于第一移动式环抱夹持机构和第二移动式环抱夹持机构能够完成对管桩一端外壁的夹持固定，

43、在一些具体实施方式中，第一固定式环抱夹持机构包括：

44、第一固定夹爪支架，其设置于第一开合端上；

45、第一下夹爪，其转动式设置于第一固定夹爪支架的一侧；

46、第二下夹爪，其转动式设置于第一固定夹爪支架的另一侧；

47、第二横向伸缩机构，其两端分别与第一下夹爪、第二下夹爪连接；

48、第二左连杆，其一端转动连接于第一下夹爪的一侧；

49、第二右连杆，其一端转动连接于第二下夹爪的一侧；

50、第二导向槽，其设置于第一固定夹爪支架上；

51、第二导向部，其滑动连接于第二导向槽内；

52、第二左连杆、第二右连杆均转动连接于第二导向部上。

53、由此，本方案提供了一种第一固定式环抱夹持机构的具体结构构造，第二左连杆和第二右连杆的组合能够防止由于管桩表面海生附着物对单边夹爪卡嵌造成第一下夹爪和第二下夹住运动不同步、无法脱离管桩的情况，可实现两夹爪运动的同步性和对称性。

54、在一些具体实施方式中，所述开合机构包括：

55、第一安装架，其可装拆式设置于第一开合端的底部，第一轨道设置于第一安装架上；

56、第二安装架，其可装拆式设置于第二开合端的底部，第二轨道设置于第二安装架上；

57、第一安装架的端部与第二安装架的端部转动连接。

58、由此，第一安装架和第二安装架能够便于安装及拆卸，本方案提供了一种第一轨道在第一安装架上、第二轨道在第二安装架上的具体设置方式。

59、在一些具体实施方式中，第一安装架包括：

60、第一安装板，其数量为若干层，相邻第一安装板之间留有间距；

61、第一连接柱，其数量为若干个，其连接于若干层第一安装板之间；

62、第一轨道位于第一安装板上；

63、第二安装架包括：

64、第二安装板，其数量为若干层，相邻第二安装板之间留有间距；

65、第二连接柱，其数量为若干个，其连接于若干层第二安装板之间；

66、第二轨道位于第二安装板上。

67、由此，本方案提供了第一安装架和第二安装架的具体结构构造，通过第一连接柱来形成各层第一安装板之间的间距，进而便于第一轨道的设置以及定位轮组在第一轨道上的设置；同理地，通过第二连接柱来形成各层第二安装板之间的间距，进而便于第二轨道的设置以及第二滑轮组在第二轨道上的设置。

68、在一些具体实施方式中，第一轨道的数量为若干层，位置调整机构包括：

69、定位轮组，其数量至少为一组，其夹持式滑动连接于第一安装板的两侧；

70、动力组件，其设置于定位轮组上，其能够驱动定位轮组移动。

71、由此，本方案提供了一种位置调整机构的具体结构构造。

72、在一些具体实施方式中，第一安装板上设有第一齿圈，第二安装板上设有第二齿圈；

73、随着第一开合端与第二开合端的互相靠近，第一齿圈与第二齿圈能够拼接为总齿圈，动力组件的转动端具有第三齿圈，第三齿圈啮合连接于第一齿圈、第二齿圈上。

74、由此，本方案提供了一种动力组件能够安装在第一安装板和第二安装板上的具体实施方式。

75、综上，本发明通过机械式夹持结构来代替磁吸式固定结构，其既可避免出现常规磁吸附装置由于结构形式、磁力大小设置不准确所导致的问题，而且本方案通过位置调整机构在开合机构上的可移动式特点，以实现单次夹持固定完成管桩外壁的清理检测工作，进而有效地提高本方案的清洁效率。