一种船舶清洗机器人

专利2026-07-20  8


本发明涉及机器人,尤其是涉及一种船舶清洗机器人。


背景技术:

1、航运在全球经济中起着至关重要的作用,其中散货船(bulk carrier)是一种专门用于运输大宗货物如煤炭、矿石、谷物等的船舶。通常包括一个大型的开放式货舱,便于装卸货物。完成货物的运输后,需要进行船舱的清洗。首先,必须确保所有的货物都已卸载,并将所有的设备移除或固定,以防止它们在清洗过程中被损坏。然后关闭所有的阀门和舱口盖,以防止水进入其他部分。散货船清洗船舱时主要困难点包括:1、由于散货船的船舱往往非常大,而且形状不规则,这使得清洗工作非常困难;2、船舱内可能会有残留的货物,如煤、矿石、谷物等,这些残留物可能非常难以清除;3、清洗时针对特别难以清洗的污渍,可能需要使用特殊的化学清洁剂,这些化学物质可能会对船员的健康造成威胁;4、清洗船舱的过程中,船员可能面临滑倒、触电、窒息等风险;5、清洗船舱需要投入大量人力物力和财力。


技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够提供多维度转换的机械臂、实现多种复杂的动作的船舶清洗机器人。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

3、本发明提供一种船舶清洗机器人,包括小车主体、升降组件、安装架、云台、机械臂、舵机、执行器、铲斗以及水枪;所述小车主体包括车架以及设置在车架两侧的车轮;所述车架底部设置有驱动电机,所述车轮设置于驱动电机的输出端;所述升降组件包括固定设置在车架上部的支撑架、竖直设置在支撑架上的螺杆、与螺杆平行设置的第一滑轨、套设在螺杆上的传动块以及设置在支撑架上的第一伺服电机;所述传动块在靠近螺杆的一端还与第一滑轨滑动连接;所述第一伺服电机带动所述螺杆转动;所述安装架设置有第一凹槽和第二凹槽;所述安装架固定设置在传动块远离螺杆的一端;所述安装架顶部设置有云台,所述安装架底部设置有舵机,所述第一凹槽与舵机嵌合连接;所述第二凹槽与云台嵌合连接;所述舵机与云台固定连接;所述舵机控制云台旋转;所述机械臂固定设置在云台上部,所述机械臂远离云台的一端设置有执行器;所述水枪卡接在执行器上;所述铲斗与所述车架连接。

4、进一步地,所述车轮为麦克纳姆轮或万向轮。

5、优选地,所述车轮为麦克纳姆轮。

6、进一步地,所述螺杆两端均与支撑架固定连接。

7、进一步地,所述传动块与螺杆接触的内壁上设置有与螺杆螺纹相匹配的螺纹。采用螺杆驱动的方式,在螺杆不转动的时候,保持传动块的位置,避免其自动向下滑动。滑块可以安装在滑轨上,同时滑块上安装有螺纹孔,螺杆穿过螺纹孔并与其啮合。当螺杆旋转时,滑块沿滑轨滑动,同时沿着螺杆轴线方向移动。

8、进一步地,所述机械臂远离云台的一端还设置有拍摄装置。

9、更进一步地,所述拍摄装置为摄像头。

10、进一步地,所述执行器包括执行器主体、夹爪、第二伺服电机、连杆以及第二滑轨。所述夹爪设置有两个,包括相对设置的第一夹爪和第二夹爪;所述连杆设置有两个,包括第一连杆和第二连杆。所述第二伺服电机固定设置于所述执行器主体靠近摄像头的一侧。所述第二伺服电机的输出端设置转盘;所述执行器主体设置在机械臂上,所述第二滑轨固定设置在执行器主体远离机械臂的一端,所述第一夹爪和第二夹爪与所述第二滑轨滑动连接。所述转盘的两侧分别偏心铰接第一连杆和第二连杆。所述第一连杆远离转盘的一端与第一夹爪铰接;所述第二连杆远离转盘的一端与第二夹爪铰接。所述第一夹爪和第二夹爪的内侧夹持设置有水枪。

11、更进一步地,所述执行器主体与机械臂可旋转连接。

12、更进一步地,所述车架顶部固定设置有激光雷达。所述激光雷达可以对工作环境测距分析,并将相关数据返回至远端计算机。

13、进一步地,所述车架底部固定设置有电源、数传加接收器以及水箱;所述电源与激光雷达和数传加接收器电连接;所述电源设置有开关;所述水枪与所述水箱之间设置有水管;所述水管上设置有水泵。所述水枪用于对船舶的舱壁进行清理。

14、更进一步地,所述水箱装载自来水或降解药剂。

15、进一步地,通过设置升降组件,本发明能够改变水枪的高度,以便对不同高度的进行作业。将机械臂设置在云台上,能够改变机械臂相对安装架的角度,增加机械臂作业的维度,能够更加灵活作用。在机械臂的末端同时设置拍摄装置,能够对作业的场景实施拍摄,通过远程查看,实现对其远程操控,能够很好的满足船舶清理的工作。

16、与现有技术相比,本发明具有以下优势:

17、(1)本发明提供的机器人通过麦克纳姆轮、升降组件、舵机、执行器等组件实现了多维度转换,可完成多种复杂的动作,满足更多的作业需求。采用麦克纳姆轮,可实现前进和横行等多角度运动的动作,能够显著提高车体行进的灵活性。

18、(2)本发明提供的机器人配合激光雷达和水枪,能够在更加复杂的环境中工作,很好的满足船舶清理的工作。

19、(3)本发明提供的机器人搭载有铲斗,通过铲斗将清舱残留物聚集起来,通过散货船自带抓斗收集回收。

20、(4)本发明提供的机器人设置有激光雷达,可对工作环境进行测距分析,输出点云数据,通过数传加接收器进行数据的传输接收以及编码调制,通过射频前端发送出去。在接收端,可以使用相应的数传加接收器对接收到的数据进行解码和还原,然后将数据传输到远端计算机或者其他设备上进行处理或者存储。



技术特征:

1.一种船舶清洗机器人,其特征在于,包括小车主体、升降组件(2)、安装架(3)、云台(4)、机械臂(5)、舵机(6)、执行器(10)、铲斗(8)以及水枪(11);

2.根据权利要求1所述的一种船舶清洗机器人,其特征在于,所述车轮为麦克纳姆轮(7)或万向轮。

3.根据权利要求1所述的一种船舶清洗机器人,其特征在于,所述螺杆(2-2)两端均与支撑架(2-1)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种船舶清洗机器人,其特征在于,所述传动块(2-3)与螺杆(2-2)接触的内壁上设置有与螺杆(2-2)螺纹相匹配的螺纹。

5.根据权利要求1所述的一种船舶清洗机器人,其特征在于,所述机械臂(5)远离云台(4)的一端还设置有拍摄装置。

6.根据权利要求5所述的一种船舶清洗机器人,其特征在于,所述拍摄装置为摄像头(9)。

7.根据权利要求6所述的一种船舶清洗机器人,其特征在于,所述执行器(10)包括执行器主体(10-1)、夹爪、第二伺服电机(10-4)、连杆以及第二滑轨(10-7);所述夹爪设置有两个,包括相对设置的第一夹爪(10-2)和第二夹爪(10-3);所述连杆设置有两个,包括第一连杆(10-5)和第二连杆(10-6);所述执行器主体(10-1)设置在机械臂(5)上,所述第一夹爪(10-2)、第二夹爪(10-3)与所述第二滑轨(10-7)滑动连接;所述第二滑轨(10-7)固定设置在执行器主体(10-1)上部,所述第二伺服电机(10-4)固定设置在所述执行器主体(10-1)侧面;所述第二伺服电机(10-4)的输出端设置有转盘(10-8);所述转盘(10-8)的两侧分别偏心铰接第一连杆(10-5)和第二连杆(10-6);所述第一连杆(10-5)远离转盘(10-8)的一端与第一夹爪(10-2)铰接;所述第二连杆(10-6)远离转盘(10-8)的一端与第二夹爪(10-3)铰接;所述第一夹爪(10-2)和第二夹爪(10-3)的内侧夹持设置有水枪(11)。

8.根据权利要求7所述的一种船舶清洗机器人,其特征在于,所述执行器主体(10-1)与机械臂(5)可旋转连接。

9.根据权利要求1所述的一种船舶清洗机器人,其特征在于,所述车架(1)顶部固定设置有激光雷达(13)。

10.根据权利要求1所述的一种船舶清洗机器人,其特征在于,所述车架(1)底部固定设置有电源(12)、数传加接收器(14)以及水箱(15);所述电源(12)与激光雷达(13)和数传加接收器(14)电连接;所述电源(12)设置有开关;所述水枪(11)与所述水箱(15)之间设置有水管;所述水管上设置有水泵。


技术总结
本发明涉及一种船舶清洗机器人,包括小车主体、升降组件、安装架、云台、机械臂、舵机、执行器、铲斗以及水枪,所述小车主体包括车架以及设置在车架两侧的麦克纳姆轮;所述车架底部设置有驱动电机,所述车轮设置于驱动电机的输出端;所述升降组件可改变水枪的工作高度,所述安装架与升降组件固定连接,安装架顶部设置有云台,底部设置有舵机,舵机控制云台旋转。机械臂固定设置在云台上部,所述机械臂远离云台的一端设置有执行器;水枪卡接在执行器上;铲斗与车架连接。与现有技术相比,本发明提供的机器人通过麦克纳姆轮、升降组件、舵机、执行器等组件实现了多维度转换,可完成多种复杂的动作,满足更多的船舱清洗作业需求。

技术研发人员:何昂,张琴,赵佳懿,黄宏伟
受保护的技术使用者:上海海事大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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