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专利号: 2017101544196
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 船舶或其他水上船只;与船有关的设备
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种清除船舶表面污物的装置,其特征在于:包括用于切割污物的清理单元、用于电解海水的电解单元、用于照亮水域的照明单元、用于采集图像信息的摄像单元和控制单元,所述电解单元安装在所述清理单元的前部,所述照明单元以及摄像单元均安装在所述电解单元上;所述控制单元安装在所述清理单元的后部,所述清理单元、电解单元、照明单元以及摄像单元的控制端分别与所述控制单元的输出端信号连接;所述照明单元以及摄像单元的信号输出端分别与外界的控制面板的输入端信号相连,所述控制面板的输出端与所述控制单元的信号输入端电连;

所述清理单元包括套筒、电机、主轴以及清理刀具,所述套筒后部设有用于安装电机的电机安装腔,所述套筒前部设有用于插入主轴的安装通孔,所述套筒前端向前延伸形成用于安装电解单元的安装部;所述主轴的一端与所述电机的输出轴轴接,主轴的另一端从安装通孔前端伸出形成用于安装清理刀具的轴端;所述主轴通过轴承与所述套筒转动连接,并且所述主轴的前端通过密封组件与所述套筒外端密封;

所述电解单元包括电源、电解外壳、阳极、阴极和绝缘橡胶,所述电解外壳的上端与所述套筒前端的安装架密封固接,并在二者形成的套筒密封腔内安装电源;所述电解外壳上设有用于灌注海水并电解的流道,所述流道的内壁设有两个电极槽,电极槽内表面贴覆绝缘橡胶,其中一个电极槽嵌有阳极,另一个电极槽嵌有阴极;所述阳极、所述阴极分别与所述电源的正负极电连;所述电源的输电端通过供电电路分别与所述照明单元、所述摄像单元电连;

所述控制单元包括壳体、用于提供推动力的推进器、用于控制电机的第一信号接收器、用于控制电源供电情况的第二信号接收器、用于控制尾翼摆动的第五信号接收器以及置于壳体内腔的控制器,所述壳体前部与所述套筒的后端铰接,所述壳体的后端配有尾翼;所述推进器分布在壳体外部;所述第一信号接收器的信号输出端与所述电机的控制端电连,所述第二信号接收器的信号输出端与所述电源的控制端电连,所述第五信号接收器的信号输出端通过驱动电路与所述尾翼连接,所述第一信号接收器的信号输入端、所述第二信号接收器的信号输入端、所述第五信号接收器的信号输入端以及所述推进器的控制端分别与所述控制器的信号输出端信号相连。

2.如权利要求1所述的一种清除船舶表面污物的装置,其特征在于:所述壳体包括机体、前盖板和密封板,所述机体设有用于容纳控制器的安装腔,所述密封板覆盖在安装腔的开口处,并通过螺钉与机体密封固接,形成用于安装控制器的机体密封腔;所述前盖板与所述套筒的后端面密封固接,所述前盖板通过转轴与所述机体铰接;所述机体与所述前盖板之间装有用于改变行进方向的角度调节装置。

3.如权利要求2所述的一种清除船舶表面污物的装置,其特征在于:所述角度调节装置包括用于提供驱动力的直线电机、用于提供直线运动的动子、直杆、滚子、电磁铁以及装于前盖板上的轨道支架,所述直线电机装在机体密封腔内,并且所述直线电机的输出端装有用于与直杆一端相连的动子,所述直杆的另一端穿过密封板的末端装有滚子,轨道支架有供直杆推动滚子的通孔,与前盖板上的轨道共同构成滚子滚动的轨道,所述滚子安装在前盖板内部,受轨道支架约束并沿其上的轨道滚动;所述电磁铁安装在机体下部,其上设有用于接收控制器信号的第三信号接收器;所述直线电机上带有用于接收控制器信号的第四信号接收器;所述第三信号接收器的信号输出端与所述电磁铁的控制端电连,所述第四信号接收器的信号输出端与所述直线电机的控制端电连,所述第三信号接收器的信号输入端、所述第四信号接收器的信号输入端分别与所述控制器的信号输出端信号相连。

4.如权利要求3所述的一种清除船舶表面污物的装置,其特征在于:所述机体为流线型结构,其中机体从前向后沿其轴向渐缩形成用于安装尾翼的尾部;所述套筒的表面涂覆带有凹坑的涂层,且所述涂层与机体、尾翼拼成鱼类的仿生结构;所述尾翼采用IPMC材料制成,并且所述尾翼通过用于提供驱动电压的驱动电路与控制器电连,实现尾翼的变形摆动。

5.如权利要求1所述的一种清除船舶表面污物的装置,其特征在于:所述密封组件为磁流体密封装置,整个所述密封组件套在所述主轴上;所述密封组件包括密封筒、密封端盖、磁流体、O型密封圈、永磁铁和磁极,所述密封筒、所述密封端盖套在所述主轴上,并且所密封筒、所述密封端盖以及所述主轴围成密封腔体,所述永磁铁紧密套在主轴轴端,两个磁极分列在永磁铁的两侧,并且所述磁极与主轴之间形成内填磁流体的环形密封间隙;所述O型密封圈嵌在所述磁极的外壁上,保证磁极与安装通孔密封。

6.如权利要求1所述的一种清除船舶表面污物的装置,其特征在于:所述清理刀具包括切割刀具和磨砂刀具,所述切割刀具与所述磨砂刀具有且仅有一个刀具与主轴的轴端键连接,并通过轴端固定环限制清理刀具轴向移动;所述轴端固定环通过沉头螺钉装在主轴轴端;所述切割刀具包括带中心安装孔的刀具体和切割刀片,所述刀具体的中心孔设有用于与主轴的轴端键连接的轴键,所述刀具体周向均布安装座,所述切割刀片安装在安装座上,并且切割刀片的切割刃迎向切割方向;磨砂刀具的表面为一层磨砂,并且磨砂刀具通过轴键与主轴键连接。

7.如权利要求1所述的一种清除船舶表面污物的装置,其特征在于:所述流道为弯孔型流道,流道的入水口位于电解外壳的前方,流道的出水口位于电解外壳的底部,并且流道入水口直径大于流道出水口直径。

8.如权利要求1所述的一种清除船舶表面污物的装置,其特征在于:所述阳极为Cu-Al合金制成;所述阴极为惰性材料制成。

9.如权利要求1所述的一种清除船舶表面污物的装置,其特征在于:所述照明单元包括多个照明灯,所述照明灯安装在电解外壳的上部;所述摄像单元包括多个摄像头,摄像头安装在电解外壳的底部,且照明灯的通电端、摄像头的通电端分别与所述电源电连。

10.如权利要求1所述的一种清除船舶表面污物的装置,其特征在于:所述推进器分成两组,其中一组推进器包括两个推进器,该组推进器的推进方向为纵向,分别为用于控制机体上浮的第一推进器,以及用于控制机体下潜的第二推进器;另一组推进器也包括两个推进器,该组推进器安装在机体的两侧,该组推进器的推进方向为水平方向,分别为用于控制机体前进的第三推进器和用于控制机体后退的第四推进器;所述第一推进器、第二推进器、第三推进器以及第四推进器的控制端分别与控制器相应的信号输出端电连。