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专利号: 2023109324170
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种海底管道外表面清洗水下机器人,其特征在于,包括:

牵引件(1),其包括抓持固定件、移动动力件和清洗牵引件,所述移动动力件带动抓持固定件移动至海底管道(6)的预定位置,通过抓持固定件扣置在海底管道(6)上,所述清洗牵引件在抓持固定件上提供牵引力;

旋转清洗件,与清洗牵引件连接,其包括清洗支撑件和周向旋转清洗件(13),所述清洗支撑件扣置在海底管道(6)上,并且清洗支撑件与清洗牵引件连接以被清洗牵引件沿轴向拉动,所述周向旋转清洗件(13)在清洗支撑件上对海底管道(6)外表面周向旋转清洗;

所述周向旋转清洗件(13)包括顶端转动支撑件、侧端转动支撑件和高压喷射清洗件,所述顶端转动支撑件设置在顶端支撑滑动件上,所述侧端转动支撑件设置在侧端支撑滑动件上;所述顶端转动支撑件包括顶端转动固定座(26)、顶端滑动座(27)和转动动力件,所述顶端转动固定座(26)呈圆弧槽状,所述顶端转动固定座(26)通过第一连接轴水平连接在顶端支撑滑动件中顶端支撑杆(16)的侧边,所述顶端滑动座(27)呈圆弧槽状,所述顶端滑动座(27)嵌装在顶端转动固定座(26)的槽内,并且所述顶端滑动座(27)一侧壁上的第一滑块配合嵌装在顶端转动固定座(26)一侧内壁上的第一滑槽内,所述转动动力件包括第二电机(29)和螺杆(30),所述第二电机(29)设置在顶端转动固定座(26)上,螺杆(30)设置在第二电机(29)的转轴上,并且所述螺杆(30)的侧边穿过顶端转动固定座(26)的槽底后与顶端滑动座(27)上的第一轮齿啮合;

多套所述转动动力件分别分布设置在顶端转动固定座(26)的两端处。

2.根据权利要求1所述的海底管道外表面清洗水下机器人,其特征在于:所述抓持固定件包括抓持固定座(2)和抓持爪,所述抓持爪设置在抓持固定座(2)上,所述抓持固定座(2)的四角处均设置有支撑腿;所述抓持爪包括抓持传动臂(3)、第一自动伸缩杆(4)和抓持垫块(5),所述抓持传动臂(3)一端的一角铰接在支撑腿的自由端,所述第一自动伸缩杆(4)底端铰接在抓持固定座(2)上,所述第一自动伸缩杆(4)顶端铰接在抓持传动臂(3)一端的另一角上,所述抓持垫块(5)设置在抓持传动臂(3)另一端上;多套抓持爪逐一对应设置在多个支撑腿上。

3.根据权利要求2所述的海底管道外表面清洗水下机器人,其特征在于:所述移动动力件包括上下推进件(7)、前后推进件(8)和转动推进件(9),对应分别为第一推进桨叶、第二推进桨叶和第三推进桨叶,所述第一推进桨叶设于抓持固定座(2)上正对海底管道(6)的侧边,在抓持固定座(2)上提供竖向升力,所述第二推进桨叶设于抓持固定座(2)上正对海底管道(6)的轴向,在抓持固定座(2)上提供水平推力,所述第三推进桨叶设于抓持固定座(2)上正对海底管道(6)的周向,提供周向翻滚推力;所述清洗牵引件包括传动轴、第一电机(10)、卷筒和牵引绳(12),所述传动轴设置在抓持固定座(2)上,所述第一电机(10)设置在抓持固定座(2)上,并且第一电机(10)的转轴与传动轴一端连接,所述卷筒固定套装在传动轴上,所述牵引绳(12)一端卷绕在所述卷筒上,另一端连接在所述旋转清洗件上。

4.根据权利要求1或3所述的海底管道外表面清洗水下机器人,其特征在于:所述清洗支撑件包括纵向前端支撑滑动件(14)和纵向后端支撑滑动件(15),所述纵向前端支撑滑动件(14)与清洗牵引件连接,所述纵向后端支撑滑动件(15)连接在纵向前端支撑滑动件(14)上;

所述纵向前端支撑滑动件(14)包括顶端支撑滑动件和侧端支撑滑动件,所述侧端支撑滑动件设置在顶端支撑滑动件上;所述顶端支撑滑动件包括顶端支撑杆(16)和第一径向支撑滑动件,所述第一径向支撑滑动件设置在顶端支撑杆(16)上;所述顶端支撑杆(16)呈半圆弧状,所述第一径向支撑滑动件包括滑动管(17)、滑动杆(18)、滑轮座(19)、滑动轮(20)和第一弹簧(21),所述滑动管(17)一端设置在顶端支撑杆(16)上,所述滑动杆(18)一端滑动嵌装在滑动管(17)另一端管内,所述滑轮座(19)设置在滑动杆(18)另一端上,所述滑动轮(20)设置在滑轮座(19)上,所述第一弹簧(21)套在滑动管(17)和滑动杆(18)上;

多套第一径向支撑滑动件在所述顶端支撑杆(16)上沿周向均匀分布。

5.根据权利要求4所述的海底管道外表面清洗水下机器人,其特征在于:所述侧端支撑滑动件包括侧端支撑杆(22)、第二自动伸缩杆(23)和第二径向支撑滑动件,所述侧端支撑杆(22)呈弧形杆状,所述侧端支撑杆(22)一端铰接在顶端支撑杆(16)一端,所述第二自动伸缩杆(23)底端铰接在顶端支撑杆(16)上设置的推力支撑座(24)上,所述第二自动伸缩杆(23)顶端铰接在侧端支撑杆(22)上,所述第二径向支撑滑动件与第一径向支撑滑动件结构相同,所述第二径向支撑滑动件与侧端支撑杆(22)的连接关系和所述第一径向支撑滑动件与顶端支撑杆(16)的连接关系相同。

6.根据权利要求5所述的海底管道外表面清洗水下机器人,其特征在于,两套所述侧端支撑滑动件对称分布在顶端支撑杆(16)两端上;所述纵向后端支撑滑动件(15)与纵向前端支撑滑动件(14)结构相同,通过连接杆(25)轴向水平连接在纵向前端支撑滑动件(14)上。

7.根据权利要求1所述的海底管道外表面清洗水下机器人,其特征在于:所述侧端转动支撑件包括侧端转动固定座(31)和侧端滑动座(32),所述侧端转动固定座(31)呈圆弧槽状,所述侧端转动固定座(31)通过第二连接轴水平设置在侧端支撑杆(22)上,同时所述侧端转动固定座(31)一端与顶端转动固定座(26)一端铰接;所述侧端滑动座(32)呈圆弧槽状,所述侧端滑动座(32)嵌装在侧端转动固定座(31)的槽内,并且所述侧端滑动座(32)一端与顶端滑动座(27)一端铰接,同时所述侧端滑动座(32)一侧壁上的第二滑块配合嵌装在侧端转动固定座(31)一侧内壁上的第二滑槽内,使得第一滑块和第二滑块周向转动时能够在第一滑槽和第二滑槽之间滑动,所述侧端滑动座(32)槽上设置有第二轮齿,所述第二轮齿能够与螺杆(30)啮合;

两套所述侧端转动支撑件对称设置在顶端转动支撑件的两端上。

8.根据权利要求7所述的海底管道外表面清洗水下机器人,其特征在于,所述高压喷射清洗件包括旋转高压传输件和喷射高压清洗件,所述旋转高压传输件和喷射高压清洗件均设置在周向旋转清洗件(13)上;

所述旋转高压传输件包括高压中继软管(34)、快速连接公头、快速连接母头、旋转密封圈(35)、高压软管和单向连通件,所述高压中继软管(34)嵌装在顶端滑动座(27)和侧端滑动座(32)内,并且高压中继软管(34)的两端和两个侧端滑动座(32)的自由端逐一对应,使得高压中继软管(34)随顶端滑动座(27)和侧端滑动座(32)在顶端转动固定座(26)和侧端转动固定座(31)内周向转动,所述快速连接公头贯通连接在高压中继软管(34)一端上,所述快速连接母头贯通连接在高压中继软管(34)另一端上;所述旋转密封圈(35)一端面设置在顶端转动固定座(26)另一侧壁内侧面上,所述旋转密封圈(35)另一端面嵌装在顶端滑动座(27)另一侧壁上的第一滑动密封槽内,并且旋转密封圈(35)另一端也能够与侧端滑动座(32)另一侧壁上的第二滑动密封槽配合而密封滑动;所述高压软管一端贯穿在顶端转动固定座(26)另一侧壁后与旋转密封圈(35)贯通。

9.根据权利要求8所述的海底管道外表面清洗水下机器人,其特征在于,所述单向连通件包括单向连通管(36)、单向球(37)和第二弹簧(38),所述单向连通管(36)一端贯穿顶端滑动座(27)另一侧壁后与第一滑动密封槽贯通,所述单向连通管(36)另一端与高压中继软管(34)贯通;所述单向球(37)嵌装在单向连通管(36)一端管内,所述第二弹簧(38)嵌装在单向连通管(36)内,以推动所述单向球(37)将单向连通管(36)一端封堵;多个所述单向连通件在顶端滑动座(27)上均匀分布;

所述喷射高压清洗件包括第一高压喷射管(39)、第二高压喷射管(40)、高压喷嘴(41)、高度支撑架(42)和高度调整螺母(43),所述第一高压喷射管(39)一端贯通在高压中继软管(34)上,所述第二高压喷射管(40)一端滑动嵌装在第一高压喷射另一端管内,所述高压喷嘴(41)贯通在第二高压喷射管(40)另一端上;所述高度支撑架设置在顶端滑动座(27)上,所述高度调整螺母(43)一端转动连接在高度支撑架上,并且所述高度调整螺母(43)套装在第二高压喷射管(40)另一端外壁上,同时所述高度调整螺母(43)与第二高压喷射管(40)另一端外壁上的外螺纹配合;

多个所述喷射高压清洗件分别设置在顶端转动支撑件和侧端转动支撑件上。