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CN113118093B - 一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置 - Google Patents

一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置 Download PDF

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Abstract

一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置，包含底盘和清洁系统；底盘上方设置有吊臂，吊臂上设置有竖向布置的第一舵机，第一舵机的输出轴与底盘相连，吊臂可转动地设置在水下机器人的底座上，底座上布置有驱动吊臂偏转的第二舵机；清洁系统包含超声波清洁器和多个滚刷组件，超声波清洁器安装在底盘的下表面，底盘外侧面上沿周向均布有可偏摆和自转的多个滚刷组件。本发明可用在海洋养殖市场中实现对于海底网箱的清理，可以适应多种水下情况。

Description

一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置
技术领域
本发明涉及海洋网箱清洁、维护装置，特别涉及一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置。
背景技术
近些年来水下市场庞大，其中水产养殖领域是民用领域中的一个发展前景极好的市场，因为水下机器人有着重量轻、成本低、能耗低且能实现多种功能的优点，致使水下机器人在深海作业的市场中受广大消费者欢迎。故应运而出了许多面向水产养殖行业的不同种类的服务型机器人，其中深海网箱养殖一直是当下的热点，而网箱网衣长时间得不到有效清洗，会导致网孔附着大量藻类、贝类附着物，阻碍网箱水体交换，从而造成养殖鱼类质量下降，此类问题急需解决。
发明内容
本发明为克服现有技术，提供一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置。
一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置，包含底盘和清洁系统；底盘上方设置有吊臂，吊臂上设置有竖向布置的第一舵机，第一舵机的输出轴与底盘相连，吊臂可转动地设置在水下机器人的底座上，底座上布置有驱动吊臂偏转的第二舵机；
清洁系统包含超声波清洁器和多个滚刷组件，超声波清洁器安装在底盘的下表面，底盘外侧面上沿周向均布有可偏摆和自转的多个滚刷组件。
本发明相比现有技术的有益效果是：
本发明在网箱上采用超声波清洗，并且基于水下机器人推进可实现在水平方向矢量推进，通过第一舵机和第二舵机可实现底盘和滚刷组件姿态调整，利用滚刷组件在底盘上可实现偏转和自传，使得清洁装置具有至少四个自由度，超声波使得网箱以及水下管道的附着物变得松散，在利用滚刷清洗，可以适应多种水下情况。在海洋养殖市场中本发明产品可以实现对于海底网箱的清理，具有节约人工成本的优点，相较于高压水流冲洗不仅可进行更彻底的清洗，也可以进行水产品情况的实时观测的优点。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：
附图说明
图1为从上部看的本发明的立体结构示意图；
图2为从下部看的本发明的立体结构示意图；
图3为本发明的局部剖视结构示意图；
图4为底盘与水下机器人推进器的底座相连的示意图；
图5为底盘与设置4组水平推进器和2组垂直推进器的水下机器人相连的示意图。
具体实施方式
参见图1-图4所示，一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置，包含底盘1和清洁系统；
底盘1上方设置有吊臂2，吊臂2上设置有竖向布置的第一舵机，第一舵机的输出轴与底盘1相连，吊臂2可转动地设置在水下机器人的底座4上，底座4上布置有驱动吊臂2偏转的第二舵机；清洁系统包含超声波清洁器5和多个滚刷组件3，超声波清洁器5安装在底盘1的下表面，底盘1外侧面上沿周向均布有可偏摆和自转的多个滚刷组件3。超声波使得网箱以及水下管道的附着物变得松散。再利用滚刷进行清洁，提高了效率，也提升了清洁程度，大大减少了相对于请他方式对水下生物的伤害。通常，吊臂2与水下机器人的底座4底部同心连接，通过螺母固定。连接方便可靠。
第一舵机和第二舵机可实现底盘和滚刷组件周向旋转和偏摆姿态调整，利用滚刷组件在底盘上可实现偏转和自传，使得清洁装置具有至少四个自由度，可以适应多种水下情况。第一舵机可采用防水小型电机实现，并利用stm32单片机控制底盘1的间歇性旋转。滚刷组件3的偏摆实现固定角度转动，扩大了清洁范围，可实现1800旋转(水平基准下的上下900偏转)可进行底部和正面清洁。
图5中的水平推进器7-1和垂直推进器7-2可采用螺旋桨推进器。
如图3所示，进一步地，每个滚刷组件3包含滚刷轮3-1、轮架3-2和第三舵机3-3，滚刷轮3-1可转动地设置在轮架3-2上，轮架3-2设置在底盘1上并由驱动机构6驱动，滚刷轮3-1由布置在轮架3-2上的第三舵机3-3驱动自转。
滚刷轮3-1的偏转可实现更好的贴合网箱以及水下管道的外形的清洗。
通常，每个滚刷组件3由安装在底盘1上的驱动机构6驱动，以实现相对底盘1偏摆。
如图3所示，每个所述驱动机构6包含第四舵机6-1和连杆6-2；轮架3-2固装在连杆6-2上，连杆6-2可转动地设置在底盘1上，连杆6-2的一端与第四舵机6-1的输出端连接。
所述的第三舵机3-3和第四舵机6-1固定在底盘1上的防水槽内。如此设置，达到防水的目的。所述轮架3-2为U型体，滚刷轮3-1可转动地设在U型体内，连杆6-2与U型体的外侧底部固接。第四舵机6-1的驱动下，带动连杆6-2驱动U型体摆动位置，可实现滚刷轮更好的贴合网箱以及水下管道的外形清洗。
所述超声波清洁器5包含超声振子5-1和水下摄像头；超声振子5-1安装在底盘1的下表面中部，水下摄像头安装在底盘1的下表面。
采样超声波振子的超声波使得网箱以及水下管道的附着物变得松散，再利用不能质地的滚刷进行周期性的清洁，不仅提高了效率，也提升了清洁程度，大大减少了相对于请他方式对水下生物的伤害，与此同时，利用第四舵机6-1，带动连杆6-2驱动U型体摆动位置，可实现滚刷轮更好的贴合网箱以及水下管道外形的清洗。
通常，滚刷组件3沿底盘1的周向设置3个，呈1200分布在底盘1上，连杆6-1通过联轴器与第四舵机6-1相连。所述滚刷轮3-2上的滚刷为钢制刷或者硬质毛刷或者轻质毛刷，或者三者的任意组合。可以是第一个滚刷轮3-2上的刷为钢制刷，第二个滚刷轮3-2上的刷为硬质毛刷，第三个滚刷轮3-2上的刷为轻质毛刷。利用三组不同质地的滚刷进行周期性的清洁。滚刷轮上可排布多条刷。
工作时，为便于清洁装置下水，所述底盘1上设置有进水通道。进水通道起到减小水阻作用，利用进水通道助力将清洁装置送入水下。
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (6)

1.一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置，其特征在于：包含底盘(1)和清洁系统；
底盘(1)上方设置有吊臂(2)，吊臂(2)上设置有竖向布置的第一舵机，第一舵机的输出轴与底盘(1)相连，吊臂(2)可转动地设置在水下机器人的底座(4)上，底座(4)上布置有驱动吊臂(2)偏转的第二舵机；
清洁系统包含超声波清洁器(5)和多个滚刷组件(3)，超声波清洁器(5)安装在底盘(1)的下表面，底盘(1)外侧面上沿周向均布有可偏摆和自转的多个滚刷组件(3)；每个滚刷组件(3)包含滚刷轮(3-1)、轮架(3-2)和第三舵机(3-3)，滚刷轮(3-1)可转动地设置在轮架(3-2)上，轮架(3-2)设置在底盘(1)上并由驱动机构(6)驱动，滚刷轮(3-1)由布置在轮架(3-2)上的第三舵机(3-3)驱动自转；每个所述驱动机构(6)包含第四舵机(6-1)和连杆(6-2)；轮架(3-2)固装在连杆(6-2)上，连杆(6-2)可转动地设置在底盘(1)上，连杆(6-2)的一端与第四舵机(6-1)的输出端连接；所述轮架(3-2)为U型体，滚刷轮(3-1)可转动地设在U型体内，连杆(6-2)与U型体的外侧底部固接，滚刷组件(3)可实现相对底盘(1)的上下90°偏转。
2.根据权利要求1所述一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置，其特征在于：所述超声波清洁器(5)包含超声振子(5-1)和水下摄像头；超声振子(5-1)安装在底盘(1)的下表面中部，水下摄像头安装在底盘(1)的下表面。
3.根据权利要求1或2所述一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置，其特征在于：所述滚刷轮(3-2)上的滚刷为钢制刷或者硬质毛刷或者轻质毛刷，或者三者的任意组合。
4.根据权利要求3所述一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置，其特征在于：所述的第三舵机(3-3)和第四舵机(6-1)固定在底盘(1)上的防水槽内。
5.根据权利要求1所述一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置，其特征在于：所述吊臂(2)与水下机器人的底座(4)底部同心连接，通过螺母固定。
6.根据权利要求1或5所述一种基于水下机器人的超声波网箱清洁装置，其特征在于：所述底盘(1)上设置有进水通道。
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