一种具有回收功能的船底清洁机器人

本发明涉及船底清洁，尤其涉及一种具有回收功能的船底清洁机器人。

背景技术：

1、船舶在长期航行或停泊过程中，船底极易附着海藻、贝类、藤壶等海洋生物，这些附着物不仅会增加船舶航行阻力、降低航速、增加燃油消耗，还会加速船体腐蚀，因此需要定期对船底进行清洁维护。

2、目前，现有的水中船底清洁装置多采用刷洗或高压水冲洗的单一清洁方式。部分装置通过旋转刷盘对船底进行机械刷洗，使附着物从船体表面剥离；另有部分装置采用高压水枪对船底进行冲刷，利用水流冲击力清除附着物。在清洁过程中，脱落的附着物通常直接散落于水体中，随水流漂散。

3、然而，上述现有技术在实际应用中存在以下不足：

4、一方面，现有装置普遍缺乏对清洁脱落物的回收功能，清洁过程中剥离的附着物直接散落于水体，不仅造成水域二次污染，还可能再次附着于船体其他部位，影响清洁效果。

5、另一方面，现有装置所搭载的摄像系统功能较为单一，通常仅能提供固定视角以观察船底清洁情况，难以根据作业需要灵活调整观察方向，无法满足水下作业多角度监控的需求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提出一种具有回收功能的船底清洁机器人，所使用的技术方案是：

2、一种具有回收功能的船底清洁机器人，包括机架、清洁机构、推进机构、拦截机构、摄像机构、控制器和牵引绳，所述机架的中部固定有清洁机构，且机架的外侧面围绕机架均匀固定有若干推进机构；所述清洁机构的上端外侧面固定有拦截机构，其中拦截机构的执行组件贴合设置在清洁机构的收集口上侧面；所述拦截机构的两侧均固定有摄像机构；所述牵引绳由绳体和控制线组成，其中控制线固定在绳体中部；所述绳体的一端固定在机架外侧面，另一端固定在船体上；所述控制线的一端与控制器电性相连，另一端与船体上的控制终端电性相连；所述控制器的壳体通过螺栓固定在机架的外侧面，且控制器分别通过数据线与清洁机构、推进机构、拦截机构和摄像机构电性相连。

3、进一步地，所述清洁机构包括桶体、筒体、第一伺服电机、过滤板、密封壳、柔性环、清洁刷、喷射组件、环形腔、输水管和水泵，所述桶体通过螺栓固定在机架中部，且桶体为上端开口；所述桶体的内部通过密封轴承旋转安装有筒体，其中筒体的下端通过焊接固定有过滤板；所述桶体的下端中部通过螺栓固定有第一伺服电机，该第一伺服电机的输出端与过滤板的中部下侧面相固定；所述第一伺服电机的外侧设置有密封壳，其中密封壳通过螺栓固定在桶体的下侧面；所述桶体的下端和过滤板上均贯穿开设有若干过滤孔；所述桶体的上端固定有柔性环；所述筒体的上端内壁固定有清洁刷，其中清洁刷的上端均匀固定有若干刷毛，且清洁刷的两侧均固定有喷射组件；所述桶体与筒体之间开设有环形腔，其中桶体的外侧面通过接头固定有与环形腔相通的输水管，该输水管的另一端与水泵输出端相固定；所述水泵的机座通过螺栓固定在机架外侧面；所述喷射组件的进水端均与环形腔内部相通，且喷射组件的喷射方向均朝上设置；所述第一伺服电机和水泵均通过数据线与控制器电性相连；所述桶体的上端外侧面固定有拦截机构。采用这样的设置，当柔性环在推动机构的作用下贴合船底时，能够利用清洁刷上的刷毛对船底进行刷动清洁，同时，利用输水管、环形腔和喷射组件对船底进行冲刷，清洁下来的船底附着物会堆积在筒体内。

4、进一步地，所述清洁刷包括定位板和第一刷板，所述定位板设置有两个，两个定位板分别通过螺栓固定在筒体上端的内壁两侧；所述第一刷板的两端分别固定在其中一个定位板的顶端，所述第一刷板的顶端面均匀固定有若干刷毛；在所述定位板的两侧分别固定有喷射组件。通过将第一刷板可拆卸的固定在定位板上，当刷毛磨损之后，便于对第一刷板进行更换。

5、进一步地，所述喷射组件包括组装板、硬管和喷头，所述组装板的两端分别通过螺栓固定在清洁刷的侧面，组装板远离清洁刷的一侧面通过若干管卡固定有硬管；所述硬管的一端通过接头与筒体内壁相固定，并与环形腔内部相通；所述硬管的外侧面均匀固定有若干喷头，从硬管中部到一端之间的喷头喷射方向均斜向上45°设置，硬管中部到另一端之间的喷头喷射方向竖直朝上设置。采用上述结构，在筒体和清洁刷旋转的过程中，喷射组件也会相应移动，同时，硬管对环形腔内部的液体接收，并通过喷头喷出。

6、进一步地，所述桶体的底部内壁通过螺栓固定有若干第二刷板，第二刷板的顶端面均匀分布有刷毛，刷毛的上端分别与过滤板底面相接触；所述第二刷板以桶体底部中部位置为中心点呈放射性均匀阵列设置，这样的设置，能够会对过滤孔内堵塞的杂质进行推动，避免过滤孔堵塞后影响筒体内液体外排。

7、进一步地，所述推进机构包括箱体、第二伺服电机、套筒，旋转柱和推进器，所述箱体通过螺栓固定在机架的外侧面，且箱体的内部通过螺栓固定有第二伺服电机；所述箱体远离机架的外侧面通过焊接固定有套筒，其中套筒的内部通过密封轴承旋转安装有旋转柱，该旋转柱的一端与第二伺服电机输出端相固定，另一端通过螺栓固定有推进器；所述第二伺服电机和推进器均通过数据线与控制器电性相连，这样的设置，通过推进器能够对本装置在水中提供推力，使得本装置在水内移动，此外，通过第二伺服电机能够调节推进器的推进方向。

8、进一步地，所述拦截机构包括托举架、收放机构、拦截网、磁性条和连接绳，所述托举架通过螺栓固定在清洁机构的上端外侧面，托举架的一组相对边框上分别通过螺栓固定有收放机构；拦截网通过其中一个收放机构的执行端固定并收卷，拦截网的自由端边缘对称固定有连接绳，两条连接绳远离拦截网的端部通过另一个收放机构的执行端固定并收卷；在所述拦截网固定连接绳的一边还固定有磁性条，磁性条的两端分别与其中一条连接绳固定；两条所述连接绳分别位于清洁机构的两侧；所述托举架的另一相对边框分别固定有摄像机构。初始时，拦截网处于张开状态，拦截网贴合覆盖在清洁机构的收集口上；当清洁机构对船底清洁完成之后，能够利用拦截网对清洁机构的收集口进行贴合覆盖，避免船底附着物外泄。

9、进一步地，所述收放机构包括底板、侧板、收卷轴和第三伺服电机，所述底板通过螺栓固定在托举架的边框上，底板的两端上侧面分别焊接固定有侧板，两个侧板之间通过密封轴承旋转安装有收卷轴；所述收卷轴的一端与第三伺服电机输出端相固定，第三伺服电机的机座通过螺栓固定在相应侧板侧面，第三伺服电机通过数据线与控制器电性相连；所述收卷轴上固定并收卷有相应的拦截网或连接绳。在使用时，能够对拦截网或连接绳进行收卷或放卷。

10、进一步地，所述摄像机构包括限位板、辅助板、旋转板、电动推杆和摄像机，所述限位板的上端通过螺栓固定在拦截机构的侧面，所述限位板的一侧面顶端对称焊接有辅助板；所述辅助板的下方铰接旋转安装有电动推杆，所述旋转板设置在两个辅助板之间且旋转板的中部两侧面分别与其中一个辅助板旋转相连，电动推杆的输出端通过铰接与旋转板的一端部旋转相连；所述旋转板远离电动推杆的一端上侧面通过螺栓固定有摄像机，该摄像机为全景摄像机；所述电动推杆和摄像机均通过数据线与控制器电性相连。当旋转板处于水平状态时，电动推杆处于伸出状态，摄像机的摄像方向中心竖直朝上设置，且摄像机的最高端低于清洁机构的上端；当电动推杆处于极限收缩状态时，摄像机的摄像方向中心斜向上45°设置，且摄像机整体高于清洁机构。这样的设置，能够在需要时，分别对本装置的上侧或清洁机构内存储的船底附着物数量进行拍摄。

11、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

12、1、通过设置清洁机构，当柔性环在推动机构的作用下贴合船底时，第一伺服电机能够带动筒体在桶体内持续旋转，利用清洁刷上的刷毛对船底进行刷动清洁，同时，通过水泵抽取外部水，经输水管和环形腔输送至喷射组件，由喷射组件向船底喷射高速水流进行冲刷，清洁下来的船底附着物在过滤板的拦截下堆积于筒体内，多余液体则依次穿过过滤板和桶体下端开设的过滤孔排出，实现了刷洗、冲刷和回收的一体化作业，有效避免了清洁过程中附着物脱落造成的水域二次污染。

13、2、本发明设置的拦截机构，当清洁机构的收集口贴合船底前，控制收放机构对拦截网进行收卷以避让收集口，确保清洁作业正常进行，清洁完成后，通过两个收放机构的配合，使拦截网贴合覆盖收集口，防止筒体内收集的船底附着物外泄。由于磁性条对船底具有吸附力，在拦截网移动至收集口上侧的过程中，可以避免收集口对拦截网的端部造成阻碍，保证了拦截网动作的稳定性和可靠性。

14、3、本发明设置的摄像机构，通过电动推杆驱动旋转板转动以调节摄像机的位置，当摄像机摄像方向中心竖直朝上设置时，可对装置上方的船底进行摄像，并将拍摄数据经控制器和控制线传输至船体控制终端，便于工作人员观察船底清洁情况，当摄像机整体高于清洁机构时，则可对清洁机构内存储的船底附着物数量进行观察，以便及时判断是否需要排污处理，实现了单摄像机多视角复用，结构紧凑且功能完备。