一种水下无人清洗车的制作方法

本技术涉及船舶清洗，具体涉及一种水下无人清洗车。

背景技术：

1、船舶在经过常年的航行后，在其吃水线以下的船体外壳上会形成一层厚厚的垢层，这些垢层由藻类、贝类等海洋生物或其他污物附着构成，其次，船舶在运行多年后，不可避免地会产生大面积锈蚀的情况，这就会严重影响到船舶的航行速度和使用寿命，同时还会增加燃油的消耗，导致船舶速度下降约10%，而油耗甚至会提高40%，既会耽误航期，又会增大运营成本，为了延长船舶的使用寿命，保证船舶的经济及安全运行，就必须定期对船舶进行清洗，利用各种设备及方法对船体表面进行处理，将垢层和铁锈去除。

2、对船舶清洗的传统方式是采用人工潜水作业，近些年来，为了解决人工作业清理效率低、劳动强度大以及安全隐患大等问题，研制出了各种各样的水下无人清洗车，用以代替人工作业，为了减小设备的体积和重量，会使用行走轮代替传统的履带行走机构，但在实际使用过程中发现水下无人清洗车还存在以下问题：一是由于船体表面附着藻类等污物后，往往凹凸不平且较为湿滑，水下无人清洗车在清洗过程中，行走轮极易打滑，影响清洗车的正常运行；二是为了达到姿态调整以及清洗的需要，现有的水下无人清洗车上往往会设置高压供水系统，各个行走轮以及推进器都会各自设置一个单独的驱动电机，用以驱动行走轮、推进器的运行，高压供水系统、驱动电机相适配的水下密封机构、传动机构以及相应较大的舱体，大大地增加了清洗车的体积和重量，存在生产和运输成本高、价格昂贵、结构繁琐笨重等问题，往往只能由专业人员操作，存在操作不便等问题；三是往往只采用磁吸附或推进器吸附的单一吸附方式，吸附效果不理想，清洗车容易从船体的表面脱落。因此，研制开发一种吸附效果好，操作方便，生产成本低，不易打滑的水下无人清洗车是客观需要的。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种吸附效果好，操作方便，生产成本低，不易打滑的水下无人清洗车。

2、本实用新型的目的是这样实现的，包括水上控制设备和空腔结构的密封舱，密封舱顶部的两侧各安装有一个垂直推进器，密封舱下部的两侧对称安装有可独立运行的行走系统，垂直推进器的推力方向与行走系统的行走方向垂直，每个行走系统均包括两个行走轮和一个位于密封舱后端的水平推进器，水平推进器的推力方向与行走系统的行走方向平行，密封舱上安装有可同步驱动行走轮和水平推进器转动的行走驱动装置，密封舱的中部安装有机械式清洗系统，机械式清洗系统的动力输出轴与两个垂直推进器传动连接，密封舱的底部设置有磁铁，行走驱动装置和机械式清洗系统通过电缆与水上控制设备连接。

3、进一步的，行走驱动装置包括行走电机和传动轴，行走电机密封安装在密封舱的底部，行走电机的输出轴上安装有主动齿轮，传动轴的中部设置有与主动齿轮相啮合的从动齿轮，从动齿轮两侧的传动轴上分别设置有一个蜗杆，每个行走轮的轮轴上均安装有与蜗杆相啮合的蜗轮，水平推进器与传动轴的端部传动连接。

4、进一步的，机械式清洗系统包括三个成排布置的清洗刷和能够同时驱动三个清洗刷高速旋转的清洗驱动装置，位于两侧的两个清洗刷的转轴上端分别与两个垂直推进器传动连接。

5、进一步的，清洗驱动装置包括清洗电机和安装在清洗电机输出轴上的驱动齿轮，清洗电机密封安装在密封舱的底部，每个清洗刷的转轴上均安装有联动齿轮，三个联动齿轮相互啮合联动，驱动齿轮与其中一个联动齿轮啮合连接。

6、进一步的，清洗刷包括清洗盘和安装在清洗盘上的毛刷，清洗盘的中部加工有截面形状为非圆形的通孔，转轴下部的截面形状与通孔相匹配且活动贯穿通孔设置，联动齿轮安装在清洗盘上方的转轴上，转轴上设置有弹簧，弹簧的两端分别与联动齿轮和清洗盘固定连接。

7、进一步的，密封舱的顶部设置有浮力材料。

8、进一步的，每个行走轮的外侧均同轴设置有齿形轮盘，齿形轮盘的外径大于行走轮的外径。

9、进一步的，水上控制设备包括线盘、电池和遥控器，线盘上卷装的电缆输入端与电池连接。

10、进一步的，垂直推进器上方的涵道内设置有自旋扭矩平衡装置，自旋扭矩平衡装置包括防护罩和多个圆周均布在防护罩内侧的定子叶片，防护罩固定在涵道的内壁上，定子叶片的侧面相对于防护罩的端面倾斜布置。

11、进一步的，定子叶片的侧面与防护罩端面之间的夹角为20～40°。

12、本实用新型的有益效果如下：

13、一、本实用新型工作时，先将清洗车放在船体一侧的某一位置，清洗车利用磁铁的吸力吸附在船体表面，启动行走系统，利用两个对称设置的行走系统相互配合，清洗车两侧的行走轮分别由两个独立运行的行走驱动装置驱动，每个行走驱动装置驱动清洗车一侧的两个行走轮以及一个水平推进器，位于清洗车一侧的两个行走轮具有相同的转动方向和转动速度，两个行走驱动装置采用差动混控的方式实现清洗车的前进、转向、原地调头等姿态调整，清洗车通过行走轮行驶到需要清理的垢层和锈蚀部位，启动机械式清洗系统，采用机械式清理的方式将粘附在船体表面的垢层和铁锈刷落，进而完成垢层和铁锈的清洗。

14、二、在本实用新型的一个行走系统中，一个行走驱动装置就可以同时驱动两个行走轮和一个水平推进器，该水平推进器和两个行走轮互相联动，行走轮在行驶的过程中，水平推进器可提供辅助推力，这样，本实用新型中的两个行走系统同时运行，由四轮驱动+两推进器辅助形成了全时六驱系统，可大幅减少水下行走系统中行走轮的打滑现象，提高工程车行驶和清洗过程中的稳定性能。

15、三、本实用新型中，清洗车在垂直推进器的反推力以及磁铁吸附的共同作用下吸附在船体的表面，结合两种吸附方式，相对于只采用磁吸附或只采用推进器吸附的单一吸附方式来说，可确保清洗车在清洗过程中不会从船体表面上脱离；其次，由于本实用新型采用了机械式清理的方式取代目前常用的大功率射流清洗工作，避免了船体清洗过程中产生较大的反冲作用力，进一步保证清洗车能够牢固吸附在船体表面。

16、四、相对于现有的水下清洗车上都会设置高压供水系统以及数量较多驱动电机的结构来说，本实用新型采用机械式清洗系统取代了大功率射流清洗装置，取消了高压供水系统的安装，清洗更加持续和稳定，清理效率较高，清理效果更好；其次，每个行走系统中的两个行走轮以及一个水平推进器共用一个行走驱动电机，垂直推进器与机械式清洗系统共用驱动动力，相对于目前清洗车上各部件都单独使用一个驱动电机来说，大大减少了驱动电机的数量，既可以简化清洗车的结构，大幅降低清洗车的体积、重量以及行驶过程中的阻力，姿态调整也更为方便和灵活，同时，也更加便于携带、转运以及操作，降低了制造成本和使用成本，有利于降低能耗和提高工作效率。

17、综上所述，本实用新型采用四轮驱动+两推进器辅助形成的全时六驱系统，具有更为强劲的动力，大幅减少了工程车打滑的现象，提高了使用过程中的稳定性，工作时采用了磁吸附和垂直推进器反推相结合的方式，在取消了大功率射流的情况下，能够具有较强的吸附能力，保证清洗车不从船体表面脱离，加之采用了机械式清洗系统的结构实现船体垢层和铁锈的清理，同时在满足动力需求的前提下，大幅减少了驱动电机以及其密封结构等相关配件的数量，简化了设备结构，减少了设备的体积、重量以及生产成本，提高了设备的灵活性，更加便于控制和携带。总而言之，本实用新型具有吸附效果好，操作方便，生产成本低，不易打滑的优点。