一种具有收集功能的水下清理机器人的制作方法

本发明涉及水下机器人，具体为一种具有收集功能的水下清理机器人。

背景技术：

船体附着物是指在船体运动过程中，吸附在船体表面的水生生物附着物，这些附着物一方面增加船体重量，另一方面增大了船舶运动过程中表面增加阻力，影响船舶的航速并且增加其耗油量，因此，每过一段时间，船底都要进行清理。

目前，船舶表面附着物的清理作业主要是在船坞内利用高压水清洗和喷砂作业，这种清理方法存在着修船周期长、船坞不足、船舶的非运营时间长等，近年来随着科学技术的发展水下清理机器人被广泛应用于船舶表面附着物的清理；但现有水下清理机器人对船体表面的附着物进行清理后，因为船体保持不动，一些吸附性较强的贝壳藤壶等容易再次吸附，清理效果不好，针对亟待解决的问题，需要一种能够清理及收集船体附着物的水下清理机器人。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种具有收集功能的水下清理机器人，它可以用于水下船体表面附着物的清理及收集。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有车架，所述车架的底端面设置有磁性履带，所述车架的前进方向为车架的长度方向，车架底端面的前端设置有用于清理船体附着物的清理单元；

所述车架上安装有l形收集箱，所述l形收集箱的上方两侧均安装有传送带，所述传送带的运动方向与车架的运动方向相同，所述传送带上等间距的设置有若干组用于套接收集袋的收集单元；

所述收集单元包括两个一端均铰接在所述传送带侧壁上的第一连接件，两个第一连接件的中部通过拉簧连接，所述第一连接件的另一端分别铰接有一个l形套接件的一端，所述第一连接件与所述l形套接件的铰接轴上套接有扭簧，所述扭簧的一端与所述l形套接件固接，所述扭簧的另一端与所述第一连接件固接，所述扭簧为自由状态时，所述第一连接件与所述l形套接件相互平行，用于收集附着物的收集袋套接在两个l形套接件上；

所述l形收集箱的两侧壁上均设置有第一矩形开口，所述第一矩形开口处设置有可滑动开闭的门锁单元，所述l形收集箱上端的两侧还安装有用于使门锁单元以及位于所述第一矩形开口外侧的两个l形套接件及套接在l形套接件的收集袋张开的辅助推开单元；

所述l形收集箱的前端开设有第一开口，所述第一开口位于所述清理单元上方，所述l形收集箱内安装有用于将附着物吸收到l形收集箱内并将l形收集箱内的附着物推送到收集袋内的的吸收推料单元。

进一步，所述吸收推料单元包括安装在所述l形收集箱内的挡板，所述挡板与所述车架的移动方向垂直设置，所述挡板上设置有若干过水槽；

所述l形收集箱的后端开设有若干安装孔，所述安装孔内均安装有用于在所述l形收集箱内产生水流的螺旋桨叶；

所述车架的底部安装有第一电机，所述第一电机外套设有第一密封罩，所述第一电机的动力输出轴伸出所述第一密封罩并与第一转轴的一端固接，所述第一转轴的另一端穿过所述车架及l形收集箱的下表面伸入所述l形收集箱内且安装有第二连接板，所述第二连接板的另一端安装有第一安装轴，两个第三连接板的一端均转动的安装在所述第一安装轴上，两个第三连接板的另一端分别铰接在设置在所述第一转轴两侧的两个推板上，两个推板的滑动方向与所述挡板平行；

所述挡板靠近所述推板一侧的上下两端均设置有t形滑轨，两个推板靠近所述挡板一侧的两下两端均设置有t形滑槽，所述t形滑槽滑动设置在所述t形滑轨上。

进一步，所述车架的底部两侧均安装有两个行走轮，两侧的两个行走轮上均套接有磁性履带，两个行走轮之间的车架的底部上还安装有多个用于张紧所述磁性履带的张紧轮。

进一步，所述清理单元包括安装在所述车架前端的安装箱，所述安装箱的顶端滑动设置在安装在所述车架底部的滑轨上；

所述安装箱的前端开口，所述安装箱内铰接有若干第二安装轴的一端，所述第二安装轴的另一端伸出所述安装箱的前端均安装有用于铲除船体附着物的清理铲，所述第二安装轴的上端与所述安装箱内侧上表面之间设置有压簧，所述第二安装轴的下表面与所述安装箱内侧下表面抵触；

所述安装箱的后端铰接有第四连接件的一端，所述第四连接件的另一端与第五连接件的一端铰接，所述第五连接件的另一端固定在第二电机的动力输出轴上，所述第二电机安装在所述车架的底部，且所述第二电机外套设有第二密闭罩；

所述第一开口位于所述清理铲的上方。

进一步，所述门锁单元包括开设在所述矩形开口两侧的滑槽，滑动设置在两侧的滑槽内两个门板，两个门板的前端相互贴合，两个门板的后端分别与滑槽的侧壁通过第一弹簧连接，两个门板的上端均固接有限位板，所述辅助推开单元通过推动限位板驱动两个门板向两侧运动。

进一步，所述辅助推开单元包括相互平行安装在所述l形收集箱上的第一滑杆，两个第一滑杆对称的的设置在所述第一矩形开口的上方；

两个第一滑杆上滑动的设置有滑板，所述滑板的滑动方向与所述推板的滑动方向相同，所述滑板的中间开设有第二矩形开口，所述滑板上安装有第二滑杆，所述第二滑杆的两端分别位于所述第二矩形开口的两侧，两个推开板的一端均滑动的设置在所述第二滑杆上，两个推开板的另一端穿过所述第二矩形开口，且外侧安装有插刀；

两个推开板滑动设置在所述第二滑杆上的一端分别于一个第六连接件的一端铰接，两个第六连接件的另一端分别铰接在第七连接件的两端，所述第七连接件远离所述推开板的侧壁上安装有电动伸缩杆的伸缩端，所述电动伸缩杆安装在所述l形收集箱上。

进一步，所述l形收集箱的顶部还安装有用于驱动两侧的传送带运动的第三电机，所述第三电机外套设有第三密闭罩，所述第三电机的动力输出端所述第三密闭罩且安装有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合传动，所述第二锥齿轮安装在所述第二转轴，所述第二转轴的两端分别传动两侧的传送带。

进一步，所述l形收集箱的顶部安装有用于驱动所述车架运动的水下驱动器。

进一步，所述收集袋为柔性网状收集袋，且所述收集袋开口为弹性收紧开口。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

1、本申请的水下清理机器人能够在水下对船体表面的附着物进行清理并收集，减少了船舶进入船坞清理的时间，节约了清理成本，同时清理后的附着物被收集不会再次吸附到船体上，清理效果好。

2、本申请通过螺旋桨叶转动产生负压将清理后的附着物吸入l形收集箱中，通过推板将附着物推入收集袋内进行存储，当清理完成后，取下收集袋对附着物进行收集，收集效果好；

3、本申请通过在传送带上设置多组l形套接件，并在l形套接件上均套设有收集袋，当需要收集时传送带将空的收集袋传送到第一矩形开口的外侧，辅助推开组件将门板及收集袋开口，吸收推料单元将挡板一侧的吸附物推送到收集袋中，当一个收集袋收集满后，辅助推开组件回退，在拉簧的作用下，收集袋的开口收紧；切换下一个收集袋，收集效果好，单次作业能够收集的数量多，作业效率高。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明仰视图。

图3为本发明吸收推料单元的结构示意图。

图4为本发明l形收集箱的俯视图。

图5为本发明图1中a处的局部放大图。

图6为本发明图3中b处的局部放大图。

图7为本发明图4中c处的局部放大图。

图8为本发明清理单元的剖视图。

图9为本发明收集袋的结构示意图。

图中：1-车架；2-磁性履带；3-l形收集箱；4-水下驱动器；5-传送带；6-收集袋；7-第一连接件；8-l形套接件；9-拉簧；10-扭簧；11-第一矩形开口；12-第一开口；13-挡板；14-过水槽；15-安装孔；16-螺旋桨叶；17-第一电机；18-第一密封罩；19-第一转轴；20-第二连接板；21-第一安装轴；22-第三连接板；23-推板；24-t形滑轨；25-t形滑槽；26-张紧轮；27-安装箱；28-滑轨；29-第二安装轴；30-清理铲；31-压簧；32-第四连接件；33-第五连接件；34-第二电机；35-第二密闭罩；36-滑槽；37-门板；38-第一弹簧；39-限位板；40-第一滑杆；41-滑板；42-行走轮；43-第二矩形开口；44-第二滑杆；45-推开板；46-插刀；47-第六连接件；48-第七连接件；49-电动伸缩杆；50-第三电机；51-第三密闭罩；52-第一锥齿轮；53-第二锥齿轮；54-第二转轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

在本发明实施例的描述中，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发明实施例和简化描述，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发明实施例的限制。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。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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发明实施例中的具体含义。

如图1-9所示的一种具有收集功能的水下清理机器人，包括车架1，所述车架1的底端面设置有磁性履带2，所述车架1的前进方向为车架1的长度方向，车架底端面的前端设置有用于清理船体附着物的清理单元；

所述车架1上安装有l形收集箱3，所述l形收集箱3的上方两侧均安装有传送带5，所述传送带的运动方向与车架1的运动方向相同，所述传送带5上等间距的设置有若干组用于套接收集袋6的收集单元；

所述收集单元包括两个一端均铰接在所述传送带5侧壁上的第一连接件7，两个第一连接件7的中部通过拉簧9连接，所述第一连接件7的另一端分别铰接有一个l形套接件8的一端，所述第一连接件7与所述l形套接件8的铰接轴上套接有扭簧10，所述扭簧10的一端与所述l形套接件8固接，所述扭簧10的另一端与所述第一连接件7固接，所述扭簧10为自由状态时，所述第一连接件7与所述l形套接件8相互平行，用于收集附着物的收集袋6套接在两个l形套接件8上；

所述l形收集箱3的两侧壁上均设置有第一矩形开口11，所述第一矩形开口11处设置有可滑动开闭的门锁单元，所述l形收集箱3上端的两侧还安装有用于使门锁单元以及位于所述第一矩形开口11外侧的两个l形套接件8及套接在l形套接件8的收集袋6张开的辅助推开单元；

所述l形收集箱3的前端开设有第一开口12，所述第一开口12位于所述清理单元上方，所述l形收集箱3内安装有用于将附着物吸收到l形收集箱3内并将l形收集箱3内的附着物推送到收集袋6内的的吸收推料单元。

在本发明实例中，清理下水之前，将每组l形套接件8上均套接一个收集袋，清理时，清理单元对船体表面的附着物进行清理，吸收推料单元将清理后的附着物吸收到l形收集箱3中，并将l形收集箱3中的附着物推送到收集袋6中进行存储；收集时传送带5将一组收集组件传送带第一矩形开口处，在辅助推开单元的作用下门锁单元，两个第一连接件7转动到相互平行的位置，在扭簧9的作用下两个l形套接件8相互平行，使套接在两个l形套接件8上的收集袋打开对吸收推料单元推出的垃圾进行收集，收集效果好；收集完成后，辅助推开单元复位到初始位置，在拉簧10的作用下，两个l形套接件8转动相互抵触的位置，收集袋6袋口闭合。

作为本发明的一种实施例，所述吸收推料单元包括安装在所述l形收集箱3内的挡板13，所述挡板13与所述车架1的移动方向垂直设置，所述挡板13上设置有若干过水槽14；

所述l形收集箱3的后端开设有若干安装孔15，所述安装孔内15均安装有用于在所述l形收集箱3内产生水流的螺旋桨叶16；

所述车架1的底部安装有第一电机17，所述第一电机17外套设有第一密封罩18，所述第一电机17的动力输出轴伸出所述第一密封罩18并与第一转轴19的一端固接，所述第一转轴19的另一端穿过所述车架1及l形收集箱3的下表面伸入所述l形收集箱3内且安装有第二连接板20，所述第二连接板20的另一端安装有第一安装轴21，两个第三连接板22的一端均转动的安装在所述第一安装轴21上，两个第三连接板22的另一端分别铰接在设置在所述第一转轴19两侧的两个推板23上，两个推板23的滑动方向与所述挡板13平行；

所述挡板13靠近所述推板23一侧的上下两端均设置有t形滑轨24，两个推板23靠近所述挡板13一侧的两下两端均设置有t形滑槽25，所述t形滑槽25滑动设置在所述t形滑轨24上。

在本发明实例中，螺旋桨叶16的动力电机与安装在车架1底端的蓄电池电连接，通过螺旋桨叶16转动产生负压将清理后的附着物吸入l形收集箱3中，通过两侧的推板23将附着物推入两侧的收集袋6内进行存储，当清理完成后，取下两侧的多个收集袋6对附着物进行收集，收集效果好。

作为本发明的一种实施例，所述车架1的底部两侧均安装有两个行走轮42，两侧的两个行走轮42上均套接有磁性履带2，两个行走轮42之间的车架1的底部上还安装有多个用于张紧所述磁性履带2的张紧轮26。

在本发明实例中，车架1移动过程中，通过张紧轮26将磁性履带2张紧，使磁性履带2始终与船身贴合，机器人运行的稳定高。

作为本发明的一种实施例，所述清理单元包括安装在所述车架前端的安装箱27，所述安装箱27的顶端滑动设置在安装在所述车架1底部的滑轨28上；

所述安装箱27的前端开口，所述安装箱27内铰接有若干第二安装轴29的一端，所述第二安装轴29的另一端伸出所述安装箱27的前端均安装有用于铲除船体附着物的清理铲30，所述第二安装轴29的上端与所述安装箱27内侧上表面之间设置有压簧31，所述第二安装轴29的下表面与所述安装箱27内侧下表面抵触；

所述安装箱27的后端铰接有第四连接件32的一端，所述第四连接件32的另一端与第五连接件33的一端铰接，所述第五连接件33的另一端固定在第二电机34的动力输出轴上，所述第二电机34安装在所述车架1的底部，且所述第二电机34外套设有第二密闭罩35；

所述第一开口12位于所述清理铲30的上方。

在本发明实例中，第二电机34工作过程中，驱动第四连接件32及第五连接件33运动，第四连接件32带动安装箱27及安装箱27前端的清理铲10往复运动完成船体表面附着物的清理，同时在第二安装轴29与安装箱27内侧上表面之间设置压簧31，当遇到不易清理的附着物时，第二安装轴29压缩压簧31进行避让，对机器人的保护效果较好。

作为本发明的一种实施例，所述门锁单元包括开设在所述矩形开口两侧的滑槽36，滑动设置在两侧的滑槽36内两个门板37，两个门板37的前端相互贴合，两个门板37的后端分别与滑槽36的侧壁通过第一弹簧38连接，两个门板37的上端均固接有限位板39，所述辅助推开单元通过推动限位板39驱动两个门板37向两侧运动。

在本发明实例中，当螺旋桨叶16对第一开口12处清理掉的吸附物进行吸收时，两侧的门板37在第一弹簧38的作用下闭合，防止第一矩形开口外侧的水被吸入l形收集箱3内，影响对附着物的吸收效率；当需要推板23将挡板13处的附着物推送到收集袋6中时，两侧的门板37在辅助推开单元的作用下打开，便于附着物的收集，当辅助推开单元复位时，两侧的门板37在第一弹簧38的作用下完成复位闭合。

作为本发明的一种实施例，所述辅助推开单元包括相互平行安装在所述l形收集箱20上的第一滑杆40，两个第一滑杆40对称的的设置在所述第一矩形开口11的上方；

两个第一滑杆40上滑动的设置有滑板41，所述滑板41的滑动方向与所述推板23的滑动方向相同，所述滑板41的中间开设有第二矩形开口43，所述滑板41上安装有第二滑杆44，所述第二滑杆44的两端分别位于所述第二矩形开口43的两侧，两个推开板45的一端均滑动的设置在所述第二滑杆44上，两个推开板45的另一端穿过所述第二矩形开口43，且外侧安装有插刀46；

两个推开板45滑动设置在所述第二滑杆44上的一端分别于一个第六连接件47的一端铰接，两个第六连接件47的另一端分别铰接在一个第七连接件48的两端，所述第七连接件48远离所述推开板45的侧壁上安装有电动伸缩杆49的伸缩端，所述电动伸缩杆49安装在所述l形收集箱3上。

在本发明实例中，电动伸缩杆49伸出时，先推动滑板41沿第一滑杆40滑动，两个推开板45深入两个第一连接件7中间以及两个限位板38中间，当滑板41滑动到第一滑杆40的最前端时，第七连接件48挤压两侧的第六连接件47，两侧第六连接件47的带动两侧的推开板45相背离滑动，推开板45推动两侧的第一连接件7打开，第一连接件7上带动铰接在其上端的l形套接件8打开，l形套接件8带动收集袋6打开便于收集，推开板45上的插刀46推动限位板38，限位板带动门板37打开。

作为本发明的一种实施例，所述l形收集箱3的顶部还安装有用于驱动两侧的传送带5运动的第三电机50，所述第三电机50外套设有第三密闭罩51，所述第三电机50的动力输出端所述第三密闭罩51且安装有第一锥齿轮52，所述第一锥齿轮52与第二锥齿轮53啮合传动，所述第二锥齿轮53安装在所述第二转轴54，所述第二转轴54的两端分别传动两侧的传送带5。

在本发明实例中，第三电机50转动，传动两侧的传送带5，使两侧传送带上的收集袋依次对准第一矩形开口，便于收集。

作为本发明的一种实施例，所述l形收集箱3的顶部安装有用于驱动所述车架1运动的水下驱动器4。

在本发明实例中，清理时，水下驱动器47工作驱动清理机器人运动。

作为本发明的一种实施例，所述收集袋6为柔性网状收集袋，且所述收集袋6开口为弹性收紧开口。

在本发明实例中，收集袋6为柔性网状收集袋方便收集时将水排除，增大了收集量，同时收集袋6开口设计为弹性开口，便于收集袋6收集前的打开及收集后的闭合。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。