一种船用清洁设备

1.本实用新型涉及船舶清洁技术领域，特别是涉及一种船用清洁设备。


背景技术：

2.目前，船舶污底是将海洋生物引入另一个地理性隔离水域的主要途径，如果这些海洋生物因为自身强大的生存竞争力、缺乏天敌、当地适宜的生存环境等因素，在当地快速大量繁殖，就很有可能破坏当地生态系统，对当地的环境、经济以及人员健康带来威胁。除了带来生态入侵威胁，船舶污底还会对船舶的经营成本、船舶安全带来影响。船舶污底使船体表面凹凸不平，大大地增加了航行阻力，使航行速度大大降低，进而引起燃油消耗及其对应的污染物排放的大大提高，并且生物代谢带来的局部微酸性环境会加速船底钢板的腐蚀，影响船舶的海水冷却系统、测深仪、计程仪及声纳等的正常工作，危及船舶安全。虽然人们采用了各种各样的方法来抑制船舶污底的形成，但并不能完全阻止海洋生物的附着，所以定期的船底清洗还是在所难免。船底清洗主要有三种方法，一种是进入船坞采用高压水枪、喷砂等方式清理，这种清理方式在时间、人力、物力、财力上耗费巨大。第二种方法是雇用接受过腐蚀控制和问题识别方面培训，并能对船底状况做专业评估的潜水员，采用高压水枪对船体进行清洗或采用专用设备对船体进行刮擦。第三种是采用机器人清洁，在机器人底部安装清洁刷清洁装置，通过清洁刷清洁装置靠近船底表面，将船底清洁干净，但是清洁刷清洁装置都是通过固定杆件连接到机器人本体上，自身不能实现升降,对船面的贴合性较差，清洁效果不好。
3.现有技术公开了一种船底清洁刷清洁机器人，包括机架，机架上设有电气舱、行走装置、推进器、清洁刷清洁装置和影像扫描设备，电气舱内设有控制系统，清洁刷清洁装置上设有清洁刷贴紧机构，清洁刷贴紧机构与清洁刷清洁装置相连接并驱动清洁刷清洁装置中的清洁刷在清洁时贴紧船体表面，清洁刷贴紧机构包括桨叶，桨叶与清洁刷的清洁刷旋转轴固定连接，清洁刷清洁装置可以由电机、清洁刷和清洁刷旋转轴组成，清洁刷上设有调节压紧机构，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，也可以由弹簧和支撑杆组成。该现有技术清洁刷不能升降，不能很好贴合船面，清洁效果不好。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是：提供一种船用清洁设备，以解决上述背景技术中提出现有清洁机器人清洁装置不能升降，不能很好的贴合船面，导致清洁效果不好的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种船用清洁设备，包括清洁装置、连接杆和机器人本体，所述清洁装置通过连接杆安装于机器人本体上，所述清洁装置包括旋转刀机构、升降机构和主轴，所述主轴的一端与所述连接杆转动连接，所述机器人本体上设有第一驱动器，所述第一驱动器与所述主轴传动连接以带动所述主轴转动，所述旋转刀机构包括刀盘和多个刀片，所述刀片与所述刀盘连接，所述刀盘设有连接孔，所述主轴位于所述连接孔中，所述升降机构包括安装座、传动件和第二驱动器，所述安装座套装在所述主轴外，
所述安装座与所述刀盘连接，所述第二驱动器设置于所述安装座上，所述传动件与所述安装座转动连接，所述第二驱动器与所述传动件传动连接以带动所述传动件转动，所述传动件设有第一传动结构，所述主轴的外壁设有第二传动结构，所述传动件和所述主轴通过所述第一传动结构和所述第二传动结构相配合形成将转动转化为直线运动的机构，使所述传动件转动时可沿所述主轴的轴向移动。
6.作为优选方案，所述第一驱动器通过第一驱动机构与所述主轴连接，所述第一驱动器为电机，所述第一驱动器安装在所述机器人本体上，所述第一驱动机构包括转动传送带、第一主动齿轮和第一从动齿轮，所述第一主动齿轮套装在所述第一驱动器的输出轴上，所述第一从动齿轮套装在所述主轴上，所述转动传送带和所述第一主动齿轮位于所述连接杆内部，所述转动传送带绕在所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮上，且所述转动传送带设有与所述第一主动齿轮和所述第一从动齿轮相啮合的第一齿条。
7.作为优选方案，所述第一传动结构和所述第二传动结构均为螺纹，使所述传动件为螺母，所述主轴为螺杆，所述传动件套装在所述主轴上，所述传动件与所述主轴螺纹连接。
8.作为优选方案，所述传动件通过第二驱动机构与所述第二驱动器连接，所述第二驱动器为电机，所述第二驱动机构为齿轮，所述传动件外表面设有沿其周向分布设置的第二齿条，所述第二驱动机构套装在所述第二驱动器输出轴上，所述第二驱动机构与所述第二齿条相啮合。
9.作为优选方案，所述升降机构还包括导向杆，所述安装座上设有定位孔，所述导向杆的中部位于所述定位孔中，所述导向杆的上部和下部分别位于所述安装座的上方和下方，所述导向杆与所述主轴平行，且所述导向杆与所述主轴相贴。
10.作为优选方案，主轴上还设有限位机构，所述限位机构用于限制转动传送带的上下移动以及限制主轴的上下移动，防止主轴偏移。
11.作为优选方案，所述清洁装置还包括尼龙刷组件，所述尼龙刷组件包括尼龙刷和连接架，所述连接架安装在所述机器人本体上，所述尼龙刷与所述连接架转动连接，所述尼龙刷相较于所述旋转刀机构位于更靠近所述机器人本体处。
12.作为优选方案，所述机器人本体设有行走装置、推进装置、观测装置和电气仓，所述行走装置用于带动机器人本体的移动，所述推进装置向所述机器人本体提供动力，所述电气仓内设有控制系统和电池，所述控制系统用来接收和发送指令，所述电池与所述行走装置、所述推进装置和所述清洁装置电连接，所述电池用于给各装置供电，所述观测装置用于为操作人员提供作业区域视频影像，所述行走装置、所述推进装置、所述观测装置和所述清洁装置与所述控制系统通信连接。
13.作为优选方案，所述行走装置包括有底盘、履带驱动器、主动轮、从动轮、安装架和履带，所述底盘与所述机器人本体固定连接，所述履带驱动器为电机，所述履带驱动器安装在所述底盘上，所述履带驱动器与所述电池电连接，所述安装架安装在所述底盘上，所述主动轮和所述从动轮与所述安装架转动连接，所述履带围绕在所述主动轮和所述从动轮的外围，且所述履带与所述主动轮和所述从动轮啮合，所述履带驱动器与所述主动轮传动连接。
14.作为优选方案，所述推进装置包括螺旋桨推进器和推进器电机，所述推进器电机安装在所述机器人本体尾部，所述推进器电机与所述电池电连接，所述螺旋桨推进器连接
在所述推进器电机的输出轴上。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
16.本实用新型的旋转刀机构通过升降机构与主轴连接，在使用时，通过升降机构的第二驱动器带动传动件转动，传动件的第一传动结构和主轴的第二传动结构相配合形成将转动转化为直线运动的机构，从而使传动件沿着主轴的轴向移动，实现了旋转刀机构的升降，由于旋转刀机构可以升降，使旋转刀机构可以时时与船面完全贴合，贴合性变的更好，可以有效将船底清洁干净，清洁效果更好。
附图说明
17.图1为本实用新型的旋转刀机构、升降机构和连接杆的第一视角连接示意图；
18.图2为本实用新型的旋转刀机构、升降机构和连接杆的第二视角连接示意图；
19.图3为本实用新型的带有升降机构的船用清洁设备的立体结构示意图；
20.图4为本实用新型的行走装置的整体立体结构示意图。
21.图5是本实用新型实施例二的传动件与主轴配合的结构示意图。
22.图6是本实用新型实施例三的传动件与主轴配合的结构示意图。
23.图中，1、连接杆；101、水平段；102、第一垂直段；103、第二垂直段；2、主轴；3、刀盘；4、刀片；5、安装座；6、传动件；7、电气仓；8、转动传送带；9、尼龙刷；10、连接架；11、主动轮；12、从动轮；13、安装架；14、履带；15、螺旋桨推进器；16、推进器电机；17、摄像头；18、照明灯；19、机器人本体；20、套筒；21、限位圈；22、弹簧；23、第二驱动器；24、第三齿条。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
28.实施例一
29.如图1-4所示，本实用新型实施例优选实施例的一种船用清洁设备，包括清洁装置、连接杆1和机器人本体19，清洁装置通过连接杆1安装于机器人本体19上，清洁装置包括旋转刀机构、升降机构和主轴2，主轴2的一端与连接杆1转动连接，机器人本体19上设有第
一驱动器，第一驱动器与主轴2传动连接以带动主轴2转动，旋转刀机构包括刀盘3和多个刀片4，刀片4与刀盘3连接，刀盘3设有连接孔，主轴2位于连接孔中，以利于第一驱动器转动带动主轴2转动时带动旋转刀机构转动，升降机构包括安装座5、传动件6和第二驱动器23，安装座5套装在主轴2外，安装座5与刀盘3连接，第二驱动器23设置于安装座5上，传动件6与安装座5转动连接，第二驱动器23与传动件6传动连接以带动传动件6转动，传动件6设有第一传动结构，主轴2的外壁设有第二传动结构，传动件6和主轴2通过第一传动结构和第二传动结构相配合形成将转动转化为直线运动的机构，使传动件6转动时可沿主轴2的轴向移动，最终完成旋转刀机构的升降运动。
30.可选地，本实施例的第一驱动器通过第一驱动机构与主轴2连接，第一驱动器为电机，第一驱动器安装在机器人本体19上，第一驱动机构包括转动传送带8、第一主动齿轮和第一从动齿轮，第一主动齿轮套装在第一驱动器的输出轴上，第一从动齿轮套装在主轴2上，转动传送带8和第一主动齿轮位于连接杆1内部，转动传送带8绕在第一主动齿轮和第一从动齿轮上，且转动传送带8设有与第一主动齿轮和第一从动齿轮相啮合的第一齿条。第一驱动器输出轴旋转，带动第一主动齿轮旋转，从而带动与第一主动齿轮啮合的转动传送带8转动，转动传送带8带动从动齿轮转动，从而带动主轴2旋转，实现旋转刀机构的旋转，清洁船体附着物。
31.具体地，连接杆1分为水平段101、第一垂直段102和第二垂直段103，其中第一垂直段102与机器人本体19固定连接且垂直于机器人本体19，水平段101垂直于第一垂直段102，第二垂直段103与水平段101固定连接且平行于第一垂直段102，转动传送带8位于水平段101内，转动传送带8与位于第二垂直段103的主轴2相连，第二垂直段103内安装有轴承座和轴承，轴承座与第二垂直段103固定连接，轴承套装在主轴2上，轴承位于轴承座内，以便于主轴2与第二垂直段103连接且可在第二垂直段103内转动。
32.主轴2上还设有限位机构，限位机构用于限制转动传送带8的上下移动以及限制主轴2的上下移动，防止主轴2偏移。
33.限位机构包括限位圈21和弹簧22，限位圈21位于主轴2上方，限位圈21与主轴2固定连接，且限位圈21直径大于主轴2的直径，使转动传送带8位于限位圈21和轴承座之间，以便于限制转动传送带8的上下移动，弹簧22位于主轴2和水平段101上壁之间，弹簧22具有弹力，对主轴2具有向下推的作用力，从而限制主轴2在第二垂直段103内的上下移动，防止主轴2偏移。
34.升降机构通过套筒20与旋转刀机构连接。套筒20套装于主轴2外，套筒20的上下两端分别与安装座5和刀盘3连接，安装座5位于连接杆1的第二垂直段103中。且套筒20直径小于第二垂直段103的直径，使升降机构位于第二垂直段103内，对升降机构起到保护作用。当升降机构及旋转刀机构升降时，安装座5沿主轴2的轴向移动，套筒20和刀盘3随安装座5一起移动，实现升降，使套筒20可相对第二垂直段103伸出和缩入，第二垂直段103和套筒20也可为安装座5和刀盘3的移动导向。
35.清洁装置还包括尼龙刷组件，尼龙刷组件包括尼龙刷9和连接架10，连接架10安装在机器人本体19上，尼龙刷9与连接架10转动连接，尼龙刷9相较于旋转刀机构位于更靠近机器人本体19处，尼龙刷9用于配合旋转刀机构进行清洁，通过自身旋转，将旋转刀机构未清洁完全的附着物或是清洁后仍然在船体表面附近的物体清洁干净。
36.进一步地，本实施例的机器人本体19设有行走装置、推进装置、观测装置和电气仓7，行走装置用于带动机器人本体19的移动，推进装置向机器人本体19提供动力，电气仓7内设有控制系统和电池，控制系统通过电缆与水上控制平台连接，用来接收和发送指令，电池与行走装置、推进装置和清洁装置电连接，电池用于给各装置供电，观测装置用于为操作人员提供作业区域视频影像，行走装置、推进装置、观测装置和清洁装置与控制系统通信连接。
37.行走装置包括有底盘、履带驱动器、主动轮11、从动轮12、安装架13和履带14，底盘与机器人本体19固定连接，履带驱动器为电机，履带驱动器安装在底盘上，履带驱动器与电池电连接，安装架13安装在底盘上，主动轮11和从动轮12与安装架13转动连接，履带14围绕在主动轮11和从动轮12的外围，且履带14与主动轮11和从动轮12啮合，履带驱动器与主动轮11传动连接，履带驱动器带动主动轮11转动，主动轮11带动履带14和从动轮12转动，从而实现行走功能，且履带14为磁吸式履带，便于本装置在水中贴合船身行走，更好的清理船体表面。
38.推进装置包括螺旋桨推进器15和推进器电机16，螺旋桨推进器15和推进器电机16数量各两个，推进器电机16分别安装在机器人本体19尾部两侧，推进器电机16与电池电连接，螺旋桨推进器15连接在推进器电机16的输出轴上，通过推进器电机16的输出轴正转、反转和其中一个转动、另一个停止等操作实现机器人本体19的前进、后退和左右转动等运动。
39.观测装置包括有摄像头17和照明灯18，摄像头17安装在机器人本体19前端，照明灯18安装在机器人本体19前端，摄像头17两侧均设有照明灯18，摄像头17和照明灯18与电池电连接，通过照明灯18的照明和摄像头17实时传回视频影像，操作人员可以方便的操纵本装置进行清洁作业。
40.实施例二
41.本实施例与实施例一的区别在于，在实施例一的基础上，本实施例对第一传动结构和第二传动结构作进一步的说明。
42.如图5所示，在本实施例中，在本实施例中，第一传动结构和第二传动结构均为螺纹，使传动件6为螺母，主轴2为螺杆，传动件6套装在主轴2上，传动件6与主轴2螺纹连接。传动件6通过第二驱动机构与第二驱动器23连接，第二驱动器23为电机，第二驱动机构为齿轮，传动件6外表面设有沿其周向分布设置的第二齿条，第二驱动机构套装在第二驱动器23的输出轴上，第二驱动机构与第二齿条相啮合，第二驱动器23输出轴旋转带动第二驱动机构转动，第二驱动机构带动与其啮合的传动件6转动，从而带动传动件6转动，传动件6和主轴2是螺纹啮合，实现传动件6沿主轴2的轴向移动，从而实现旋转刀机构的升降。本实施例的升降机构还包括导向杆26，安装座5上设有定位孔，导向杆26的中部位于定位孔中，导向杆26的上部和下部分别位于安装座5的上方和下方，导向杆26与主轴2平行，且导向杆26与主轴2相贴，以便于安装座5沿导向杆26方向上下移动。
43.本实施例的其他结构与实施例一相同，此处不再赘述。
44.实施例三
45.本实施例与实施例一的在于，在实施例一的基础上，本实施例对第一传动结构和第二传动结构作进一步的说明。
46.如图6所示，本实施例与实施例二的区别在于，本实施例的第一传动结构和第二传
动结构均为啮齿，使传动件6为齿轮，主轴2的外壁设有第三齿条24，第三齿条24的长度方向与主轴2轴向方向相同，传动件6与第三齿条24啮合，通过第二驱动器23的输出轴转动带动传动件6转动，传动件6沿第三齿条24长度方向上下移动，继而带动升降机构轴向移动，从而实现旋转刀机构的轴向移动。
47.本实施例的其他结构与实施例一相同，此处不再赘述。
48.本实用新型的工作过程为：使用本装置时，根据图1-4中的所示结构，首先操作人员在岸边或船上通过绞车将通电后的带有升降机构的船底清洁装置投放入水中，操作人员通过摄像头17和照明灯18观察清洁装置前方状况，利用螺旋桨推进器15为本清洁装置提供动力，并通过履带驱动器将主动轮11和从动轮12转动，从而带动履带14转动，磁吸式履带可以在船底表面移动。
49.控制人员可利用第一驱动器通过第一驱动机构带动主轴2旋转，从而带动旋转刀机构旋转，还可以控制清洁装置内升降机构中的第二驱动器通过第二驱动机构控制传动件6正逆转向，进而控制传动件6沿主轴2的轴向移动，进而使旋转刀机构上下移动，此时可通过装置前端的摄像头17观察调节旋转刀机构的高度，然后通过行走装置实现机器人的前后移动，此时尼龙刷清洁组件内利用连接架10安装在机器人本体19上的尼龙刷9紧贴着船底，通过行走装置的移动，实现边清洁边前进的效果，进而实现将整个船底快速干净的清洁，这就是该带有升降机构的船底清洁装置的工作过程。
50.综上，本实用新型实施例提供一种船用清洁设备，其包括清洁装置、连接杆1和机器人本体19，清洁装置通过连接杆1安装于机器人本体19上，清洁装置包括旋转刀机构、升降机构和主轴2，旋转刀机构通过升降机构与主轴2连接，在使用时，通过升降机构的第二驱动器23带动传动件6转动，传动件6的第一传动结构和主轴2的第二传动结构相啮合，从而使传动件6沿着主轴2轴向移动，实现了旋转刀机构的升降，由于旋转刀机构可以升降，旋转刀机构可以时刻与船面完全贴合，贴合性变的更好，可以有效将船底清洁干净，清洁效果更好。
51.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。