国内外的相关技术来看,目前用于水下清扫用的机器人还不是很多。像类似于这种壁面清扫或者是检测用的机器人大多是爬壁机器人,而这种爬壁机器人是机器人中的新品种,用于在垂直壁面上工作,由于这种工作超过了人类极限,因此又称为极限作业机器人。84083

从相关文献查看得知,水下机器人结构主要分为移动机构和清扫机构,其移动机构是指就是爬壁机器人,爬壁机器人的研究已经相当的多,但是用于实际的工作当中的还是很少的,但是随着研究的深入,理论的完善,工程实践中会涌现越来越多的此类机器人。

爬壁机器人的研究重点是如何使机器人成功的吸附在壁面及在壁面稳定的行走,又如何自由的避开障碍物等问题。论文网

从目前国内外的相关文献中查看,总的来说,爬壁机器人的吸附方式有许多。但是这几种吸附方式都是各有优缺点。对于真空吸附而言,它不会受吸附壁面的材料所限,不管是什么样的壁面材料,真空吸附方式的爬壁机器人都是可以吸附的,但是真空吸附的缺点又是显而易见的,那就是,当壁面凹凸不平的时候,真空吸附的吸力就会受到影响,从而它的承载能力就会下降;磁吸附它可以分为两种方式,一种是永磁吸附,另一种是电磁吸附。对于磁吸附而言,他对于壁面的材料是很有约束的,必须是铁磁性材料才可以吸附,这相对于真空吸附而言约束是很大的,但是它也有自己的优点,那就是它的结构简单,吸附力远大于真空吸附,并且对于凹凸不平的壁面它的适应能力是远远好于真空吸附的;气流负压吸附的原理则是根据靠螺旋桨产生的气流负压力的壁面法向分量将机器人压在壁面上,这种方式的吸附的最大优势就在于它的吸附大小可以控制,但是它的运动精度以及吸附的稳定性是有限的[6]。

法国的BK型、瑞典的曲雷尔和澳大利亚的Anstralian型的结构均采用了水下运载工具的设计原理,使装置紧贴于船舷壳板做垂直或水平爬行,控制箱在工作艇上,遥控操作。它的工作部分由3个转刷,3个行走轮和1个中心推进器构成。动力源是液压或气动[7]。

典型的有英国的SCAMP水下清洗机,它是一种广为使用广泛的水下清洗系统,由美国的巴特沃思系统公司研制,为圆形装置,形状像浅碟子,通过叶轮的作用产生吸力,将清洗剂涂抹在工作面上,动力由潜水电机驱动双液压泵提供,1个泵驱动叶轮,另1个泵带动3个牵引轮和清洗刷,牵引力约2040N。清扫车以常速移动,清洗带宽约1。7m,清洗效率为1653。6m2/h。操作在母船上执行,通过同轴电缆连接到操作台,清洗机上的电力控制装置在一个密闭的电力分配箱上。清洗机的前进,停止或倒退通过控制台或潜水员控制。由于它的直径相当大,在窄拐角处不能使用,只能适用于曲率较大的水面船舶的船体部位,海水吸入箱,螺旋桨等不易清理的部位仍需要潜水员手持清洁刷进行作业。行走多刷式水下清扫装置:他的工作部分由2个转刷,3个行走轮和1个中心推进器构成。

在国内,水下清刷作业自1983年在厦门、天津、秦皇岛、烟台、大连等地建立业务。国内引进的清刷作业设备,主要在夏季水温较高和在海水能见度高的港口才可以使用,有很大的局限性。哈尔滨工业大学从1991年开始研制了检测图层厚度和喷漆防锈的履带式永磁吸附爬壁机器人。上海交通大学从1992年开始研制测量油罐容积的履带式永磁吸附爬壁机器人。目前有哈尔滨工程大学所研制的水下船体表面清刷机器人[8-9],这种机器人采用双履带永磁吸附方式吸附在船体的水下部分。它能在不影响船只正常行驶的情况下,利用其头部的钢刷对船体表面锈蚀、吸附的海洋生物等进行清理。

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