1水下清刷技术的发展阶段从六十年代水下清刷技术就开始了，至今可分为三个阶段[2]。第一阶段：人力清刷阶段，由潜水员手持专业清刷设备在海里进行清刷，工作环境恶劣，耗费人力巨大，效率不高，并且存在一定的风险。85075

第二阶段：半自动化清刷阶段，在这个时间段里，机械使用程度提高，工作效率有了较大的改善。

第三阶段：远程监控或全自动清刷机械结构自己独立清刷阶段，这种使用远程监控或全自动清刷结构的清刷方法可以在险恶的环境中由技术员遥控清刷或者程序控制独立清刷，工作效率得到了大大的提高，实现了海洋船舶清刷的里程碑式的发展。

对于水下船体清扫机器人的柔性清扫机构优化设计，是对海洋船舶表面清扫机器结构的领军式探索与研究。

2国外水下船体清刷技术的发展概况

在海外，全自动清扫机器人清刷装置技术发展的已经非常完善并逐渐向着小型化实用化简单化发展。现阶段常被用于的水下清刷的装置有：

（1）人力手握式单刷清洗机械：其大体结构是用液压装置带动一个清扫刷子做回转运动，刷子可以根据船体表面附着物的软硬情况选择其材质。在清刷时，由潜水员用手拿着这种机械刷子，由清洗人员对该装置施加一定的外部作用力和该装置自身所产生一定值的负载压力使该装置紧靠船体表面，从而对船体进行清刷。目前世界上较多使用这种清刷装置的有：美国的海军舰队、法国斯塔拉等国际公司，这种装置在小型民用船舶以及小型军用舰艇等方面运用也比较多[3]。如图1-1所示，清洗人员手持单刷清洗机械进行水下清刷。这个清刷方法存在很多的不足之处：首先这种清刷方法由潜水员水下作业，在水压的作用下清刷人员需要耗费更多的人力进行清洗，并且清刷环境恶劣，清刷工作效率不高。螺旋桨的水下清刷作业

(2)多刷式水下运载清刷机械：1900年在英国船舶科研规划中加入了水下清刷和船体表面维护的项目计划，即SCAMP。该项目设计时运用水下船体机械行走装置的设计理念，将这种行走运载装置紧靠在船体外表面上，然后控制该装置使其做竖直或水平爬行运动，该机械装置的操控面板设计在船体工作舱内，由工作人员进行远程遥控清刷。该机械装置主要由三部分组成：(1)主体清刷结构是由三个转动刷子组成，运载行走部分是由三个机械行走机构组成，另外该清刷装置还装备有一个强力推进装置。这种机构行走清刷的动力装置主要是液压马达，如图1-2所示。法国的BK型、澳大利亚的Australian等清刷装置都和该装置有相似的地方。就现阶段而言，海外主打的船体表面清扫方法多采用上述多刷式水下运载清刷机械，虽然这种清刷方法大大提高了清刷工作的自动化程度，但是这种方法仍然有一个致命的缺点：就是操作人员仍需手扶着该机械装置对船体表面清洗，耗费的人力物力较大。

行走多刷式水下清刷作业

（3）高压水枪喷射式清扫机构：在水下用高压水枪清洗船体外壳表面，这种清洗方式有一个很显著的特点就是高压水枪的喷头必须紧紧贴在船体外部表面上，而且这种高压水枪会产生一个压力非常高的反方向极速射流，这种高压水枪的学名叫做无后座力型高压喷射枪，但使用这种高压水枪有一个缺点就是会增加额外的能量损失。英国流体力学研究院（BHRA)的公开发表文章声称，这种使用无后坐力式高压喷枪对船体表面进行清刷的方式可以使得船体清刷的效率提高到百分之五十以上。这种清刷机械装置一般适用于大型船体油田等本身结构复杂的海洋用品，如：深海石油勘探平台、复杂螺旋结构等的清刷，如图1-3所示。