新型水下爬壁清洁机器人

本技术涉及自动清理水下光滑壁面，尤其涉及新型水下爬壁清洁机器人。

背景技术：

1、到2022年底，全国各类水生野生动物驯养繁育、展演展示的场馆超过300家，年接受水族馆各类野生动物科普教育的公众近2亿人次，2021年，全国游泳场地3.25万个，场地面积0.74亿平方米，根据中国渔业统计年鉴统计，2022年水产品产量达到8750万吨，我国水中行业规模庞大，前景大好。

2、基于此，为了产业机械化和自动化的发展，我们对上述产业的运作过程进行分析，发现了无论是大型水族箱，亦或是游泳池，以及养殖鱼池缸壁的清洁一直是困扰使用者的一大问题：

3、对于鱼缸而言，鱼缸壁上的污染物主要有藻类和灰尘，它们粘在鱼缸壁上，经过长时间的积累，就形成了一层污垢，清理它们的方法主要有：1、生物清洁，主要是在鱼缸内饲养少量清道夫或黑壳虾，它们会啃食藻类。但是这种方法的缺点也很明显，就是这些生物不能完全清除藻类。2、刮藻刀，主要利用一种工具将缸壁上的污垢刮下，但这种方式的缺陷也很明显，就是清洁过程过于麻烦，若是将水全部移出鱼缸再进行清洁，成本过高；若是不将水移出则清洁难度过高，并且对于边角接缝处难以完全清洁，对于大型水族箱而言，清理缸壁基本只剩下了一种方法：潜水员携带装备潜水清理，这种方法费时费力，并且在当下人力资源较为短缺的情况下花费较大。

4、对于游泳池的清洁而言，基本所有的游泳池都无法实现每日换水，这种做法的成本太高，因此，游泳池的清洁办法较为复杂：外壳(1)毛发聚集器过滤除去水中的毛发、纤维状物及较大的悬浮物。刮板(2)加入明矾或其他絮凝剂以沉淀水中的污垢，使水与杂质快速、比较彻底的分离开来电机板(3)采用水泵加压，使原水通过过滤介质，去除水中的悬浮物，从而达到过滤的目的出水口(4)活性炭过滤器过滤，即利用活性炭的吸附性能去除液体中的杂质，使水体得到净化，可以吸附水中的有机物、胶体、微生物、各类离子等。防水无刷电机(5)紫外线杀菌系统，即用紫外照射，配合降低了氯剂量，减少池水中的三氯甲烷含量。但泳池长期使用，灰尘、角质及污物难免会沉积到池底或壁面上，若要清理该脏污，则必须排出大量池水进行清扫，成本过高。

5、对于养殖鱼池而言，虽然工厂化水产养殖是一种工业化程度较高的养殖模式，自动投饲机、苗种分级等设备已得到较为普遍运用，但是养殖过程中依然有部分环节需要依靠人工完成，如鱼池清刷、起捕等，因此造成的人员成本高、劳动强度大等问题是制约工厂化养殖模式普及应用的重要因素之一。随着社会的进步与产业的发展，我国的工厂化水产养殖必将走向智能化，采用机器人技术清刷是未来工厂化养殖鱼池清刷的主要发展方向。

6、基于目前的这些困难，需要一款能够自动清理水下光滑壁面的机器人，具体为能够在水下环境下完成对壁面的清理，大量节省人力物力，可以按照既定的清刷路径清刷壁面，目前由于人员成本不断提高，越来越多的地方运用机器代替人类劳动，机器人也走进我们普通家庭，水下壁面清刷机器人的研发可以大大降低工作强度，节约劳动成本，提高机械化和自动化水平；同时节约水资源，减轻水质污染和降低疾病发生率。

7、为此，我们提出新型水下爬壁清洁机器人解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型提供新型水下爬壁清洁机器人，解决了现有水下光滑壁面难以自动清理的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供的新型水下爬壁清洁机器人，包括外壳，所述外壳的四角处一体成型有刮板，外壳的外壁开设有多组出水口，外壳的内部设置有电机板，电机板的一侧安装有四个转向防水直流电机，所述转向防水直流电机的驱动端安装有转向齿轮，外壳的内壁侧安装有电件防水亚克力管和多个固定座，所述固定座的一侧安装有防水无刷电机，所述防水无刷电机的驱动端安装有离心轮，外壳的内壁安装有多个分水盘，所述离心轮位于分水盘的内部，所述分水盘的一侧安装有与转向齿轮啮合连接的直齿轮。

3、优选的，所述外壳的外壁开设有多个通孔，通孔的内壁转动连接有球形轮。

4、优选的，所述分水盘的内壁开设有方形孔。

5、优选的，所述外壳的材质为高密树脂，所述刮板的材质为高弹橡胶。

6、优选的，所述外壳上设置有定位模块，定位模块包括硬件和软件两个部分，硬件部分采用realsense双目摄像头+imu和nuc机载电脑的组合。

7、优选的，所述外壳内设置有锂离子聚合物电池。

8、与相关技术相比较，本实用新型提供的新型水下爬壁清洁机器人具有如下有益效果：

9、1、本实用新型中，在离心轮高速转动将水带动排出时，将排出的水集中的从方形孔中压出，并从外壳排水口处快速排出，利用反推作用，致使机器人的移动较为简单合理的实现，省去了四面布置轮系的复杂结构，并且，为转角的实现更近一步，至此，只需完成分水盘的调控即可完成移动与转角过程，故加设较为高效的转向齿轮和直齿轮，完成对分水盘的控制，实现了对现实壁面结构的针对处理，此外，利用球形轮结构，增大机器自由度，使其更便于旋转，促进了内壁转角的实现。

10、2、本实用新型中，为高弹橡胶的刮板，压贴墙壁更紧，其边界处较为尖锐，能有效的铲除脏污，采用高密树脂的外壳，相较于传统的塑料或者合金外壳，该材料具有疏水性更强、密封性更好、质量更轻便、形状更多变等优点。

技术特征：

1.新型水下爬壁清洁机器人，包括外壳(1)，其特征在于，所述外壳(1)的四角处一体成型有刮板(2)，外壳(1)的外壁开设有多组出水口(4)，外壳(1)的内部设置有电机板(3)，电机板(3)的一侧安装有四个转向防水直流电机(11)，所述转向防水直流电机(11)的驱动端安装有转向齿轮(10)，外壳(1)的内壁侧安装有电件防水亚克力管(6)和多个固定座(7)，所述固定座(7)的一侧安装有防水无刷电机(5)，所述防水无刷电机(5)的驱动端安装有离心轮(8)，外壳(1)的内壁安装有多个分水盘(9)，所述离心轮(8)位于分水盘(9)的内部，所述分水盘(9)的一侧安装有与转向齿轮(10)啮合连接的直齿轮(12)。

2.根据权利要求1所述的新型水下爬壁清洁机器人，其特征在于，所述外壳(1)的外壁开设有多个通孔，通孔的内壁转动连接有球形轮。

3.根据权利要求2所述的新型水下爬壁清洁机器人，其特征在于，所述分水盘(9)的内壁开设有方形孔(13)。

4.根据权利要求3所述的新型水下爬壁清洁机器人，其特征在于，所述外壳(1)的材质为高密树脂，所述刮板(2)的材质为高弹橡胶。

5.根据权利要求4所述的新型水下爬壁清洁机器人，其特征在于，所述外壳(1)上设置有定位模块。

6.根据权利要求5所述的新型水下爬壁清洁机器人，其特征在于，所述外壳(1)内设置有锂离子聚合物电池。

技术总结本技术公开了新型水下爬壁清洁机器人，涉及自动清理水下光滑壁面技术领域，包括外壳，所述外壳的四角处一体成型有刮板，外壳的外壁开设有多组出水口，外壳的内部设置有电机板，电机板的一侧安装有四个转向防水直流电机，本技术中，在离心轮高速转动将水带动排出时，将排出的水集中的从方形孔中压出，并从外壳排水口处快速排出，利用反推作用，致使机器人的移动较为简单合理的实现，省去了四面布置轮系的复杂结构，并且，为转角的实现更近一步，至此，只需完成分水盘的调控即可完成移动与转角过程，故加设较为高效的转向齿轮和直齿轮，完成对分水盘的控制，实现了对现实壁面结构的针对处理。技术研发人员：李奂辰,高渝林,张家硕,张锦政,张书鹏受保护的技术使用者：郑州大学技术研发日：20231019技术公布日：2024/6/2