① 移动机构结构设计；

② 履带吸附装置设计；

③ 清扫盘组装模块化设计；

④ 清扫盘分级清扫结构级传动系统设计；

⑤ 移动及清扫协调控制系统设计。

1）履带行走及吸附结构及方法设计

磁轮通过内部润滑轴套和铝棒固定于两个履带节之间，每个履带节中央设计有方形磁铁，提供额外吸附力。在船面上，磁轮吸附于船面，与船面直接接触，方形磁铁与船面略有一定间隙，通过履带的张紧机构的调节，保证了磁轮的滚动平滑性，经试验验证此结构运行可靠，可以提供充足的爬升力和吸附力。单独的履带模块侧向可以自由滑动，其侧向定位由相邻安置的两条履带来提供侧向力还定位，这将是本项目结构研究方面的关键技术之一。

2）履带模块交错结构设计

履带模块采用彼此交错设计方式，可以根据客户的需求，在设定好中央功能实现机构后，通过履带模块长度的调整，调整其吸附力，顺应不同的工作环境及不同的工作需求，大大提高了其移动机构的通用性，这将是本项目结构研究方面的另一关键技术。

3）清扫盘分级清扫系统及方法设计

清扫盘分为不同的环形区域，可以根据使用需要组合，针对于水下的藻类附着物，采用最外围毛刷清扫的方式，内环使用定力矩柔性刀具，在清扫藤壶等强力附着物是避免对船体的伤害，这将是本项目控制系统研究方面的关键技术之一。

4）水下清扫机器人移动与清扫协调系统设计

本项目设计的水下清扫机器人涉及带有人机交互界面的状态监控及功能操作软件，目的是对清扫质量和机体稳定性进行可视化实时监控。同时，交互界面亦可以对工作模型进行设置，并通过串口无线模块实现上位机与下位机之间的信息交互，这将是本项目控制系统研究方面的另一关键技术。

1。5 本章小结

本章分析了现有清扫船体方式，总结了目前清扫方式的不足，针对下面要改进的方向进行了确定，明确了水下清扫船体机器人的关键技术和主要研究内容。

第二章 

水下清扫船体机器人总体方案设计

2。1 水下清扫船体机器人设计要求论文网

水下清扫船体机器人的设计目标是其能够在水下吸附于船体表面（包括各种曲率表面的船体）的同时可以通过其承载的清扫模块，针对于易去除的藻类植物以及藤壶、贝类等难以去除的强力附着物进行分级清扫。它的行为可以通过自主判别进行智能清扫，另外可以通过操作员的远程操控在附着物众多或船体的重要部位进行有针对性的强力清扫。在制定机器人设计方案，需要根据其功能、外形及清扫质量、效率等参数才进行设定。其需要具备的功能如表2-1所示。

表2-1 理想状态下的水下清扫船体机器人设计要求

功能 要求

动态性能 在负载9-16组清扫机构的同时可以承载其他功能模块。

能够耐受水流的冲击，船体的倾斜及震动。

1。运动精准，反应较快。

2。机构耐冲击，具有良好的电路保护措施。

具有良好的清扫、移动协调性，及全方位移动特性。

外形 最大尺寸应小于船体切线尺寸。

吸附船体性能 工作范围：适用于不同曲率的船体。

信息感知能力 1。能够在浑浊的海水中感知清扫质量。

2。各项清扫参数的实时监控。