本發(fā)明涉及隧道機器人領(lǐng)域，尤其涉及一種隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置因結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，主要存在如下技術(shù)缺陷：

1、現(xiàn)有隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置中的刀片結(jié)構(gòu)與隧洞面的有效接觸面很小，導(dǎo)致清理的效率較低。

2、現(xiàn)有隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置沒有對清理裝置的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整的結(jié)構(gòu)，也就是說，現(xiàn)有產(chǎn)品沒有對執(zhí)行器與隧洞面的接觸力進(jìn)行控制的措施，無法保證執(zhí)行裝置的運行安全，存在一定的安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置，能夠自適應(yīng)調(diào)整自身的姿態(tài)；精準(zhǔn)控制執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸力，實現(xiàn)過載保護(hù)功能；結(jié)構(gòu)精簡，可實現(xiàn)安全、高效及可靠的清理。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供了一種隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置，用以隨搭載的移動車體前行完成對隧洞內(nèi)壁海生物的清理，其特征在于，包括：支架；設(shè)置在支架上的能夠?qū)崿F(xiàn)自轉(zhuǎn)的清掃盤，清掃盤上設(shè)置清理刀片，清理刀片包括刀片本體和/或毛刷；連接在支架上的用以對隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置進(jìn)行初始狀態(tài)定位和調(diào)整的激光測距裝置，激光測距裝置至少包括基板和分別設(shè)置在基板上的第一激光傳感器、第二激光傳感器以及第三激光傳感器；分別與支架和清掃盤相連的用以根據(jù)隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸狀態(tài)對隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整的自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置；其中：根據(jù)第一激光傳感器、第二激光傳感器以及第三激光傳感器分別測量的相對于隧洞內(nèi)壁的測量值判定隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸狀態(tài)，自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置根據(jù)隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸狀態(tài)調(diào)節(jié)隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置的姿態(tài)。

其中，激光測距裝置還包括：用以將基板連接在支架上的連桿，第一激光傳感器和第三激光傳感器設(shè)置在靠近清掃盤的基板上，第二激光傳感器設(shè)置在遠(yuǎn)離清掃盤的基板上；第一激光傳感器和第三激光傳感器的連線方向垂直于連桿的延伸方向。

其中，自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置包括：分別連接在支架和清掃盤之間的十字軸式聯(lián)軸器、第一油缸以及第二油缸，第一油缸和第二油缸分別設(shè)置壓力傳感器，其中：根據(jù)壓力傳感器檢測的擺動第一油缸、第二油缸的實際壓力值與存儲的擺動油缸的設(shè)定壓力值之間的偏差值，調(diào)整第一油缸、第二油缸的壓力，使隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置前后左右擺動。

其中，第一油缸和第二油缸分別在其內(nèi)部的油壓超過一定的泄壓值時進(jìn)行泄壓，用以降低隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞面的接觸力。

其中，刀片本體包括多條設(shè)有一定弧度的條狀刀體，多條刀體在清掃盤自轉(zhuǎn)時形成弧面，用以清理和粉碎隧洞表面堅硬、附著力強的海生物。

其中，多條條狀刀體設(shè)為可拆卸，且其相互之間等距均勻設(shè)置。

其中，毛刷為用以深度刷洗殘余海生物的硬質(zhì)毛刷，其設(shè)置在相鄰的兩條刀體之間的區(qū)域。

本發(fā)明所提供的隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置，具有如下有益效果：

第一、執(zhí)行裝置能夠根據(jù)第一激光傳感器、第二激光傳感器以及第三激光傳感器分別測量的相對于隧洞內(nèi)壁的測量值判定隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸狀態(tài)，使得自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置能夠在移動車體發(fā)生跑偏、地面不平或隧洞表面不規(guī)則變化的情況下，能夠根據(jù)上述隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸狀態(tài)調(diào)節(jié)隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置的姿態(tài)。

第二，自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置能夠獲得精準(zhǔn)的末端執(zhí)行裝置的清理力，以便控制執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸力，實現(xiàn)過載保護(hù)功能。

第三、結(jié)構(gòu)精簡，可實現(xiàn)安全、高效及可靠的清理。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置清理隧洞內(nèi)壁的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

結(jié)合參見圖1-圖2所示，為本發(fā)明隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置的實施例一。

本實施例中的隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置T，用以隨搭載的移動車體在無水條件下的大直徑隧洞內(nèi)壁A上前行時對其上的海生物進(jìn)行清理，其具體包括：支架1、清掃盤2、激光測距裝置3以及自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置4。

支架1是用以將執(zhí)行裝置連接在可移動的車體上的連接裝置，其在本實施例中為一支撐桿結(jié)構(gòu)，其它實施方式中可根據(jù)實際實用需要調(diào)整形狀。

清掃盤2是用以對隧洞內(nèi)壁附著的海生物進(jìn)行清理的裝置，其連接在支架1上。本實施例中，清掃盤2包括：將清掃盤2連接在支架1上的框架21、設(shè)置在框架21頂部的清理刀片，清理刀片包括刀片本體和毛刷。當(dāng)然，也可以根據(jù)實際需要僅設(shè)置刀片本體或僅設(shè)置毛刷。

進(jìn)一步的，刀片本體包括多條設(shè)有一定弧度的條狀刀體22，本實施例中為4條，且其相互之間等距均勻設(shè)置，用以在清掃盤2自轉(zhuǎn)時形成均勻且穩(wěn)定的清理和粉碎隧洞表面堅硬、附著力強的海生物的清除外力。此外，多條刀體22因其設(shè)置一定的弧度，使其在清掃盤2自轉(zhuǎn)時形成一弧面，該弧面的弧度與待清理隧洞內(nèi)壁的弧度大致相同，作用是：可以實現(xiàn)對隧洞圓弧面進(jìn)行大面積的清理，提升清理效率。

優(yōu)選的，刀體22設(shè)為可拆卸，以便于維修和維護(hù)。

進(jìn)一步的，毛刷設(shè)置在相鄰的兩條刀體22之間的區(qū)域，本實施例中的毛刷為用以深度刷洗殘余海生物的硬質(zhì)毛刷。具體實施時，刀體22可以將隧洞表面堅硬、附著力強的頑固海生物進(jìn)行清理或者粉碎，而硬質(zhì)毛刷可以對隧洞殘余的體型較小、易粘附在隧洞表面的海生物進(jìn)行深度刷洗，兩者互補可實現(xiàn)對隧洞海水物實現(xiàn)高質(zhì)量清洗。

激光測距裝置3的作用是對隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置進(jìn)行初始狀態(tài)定位和調(diào)整，其連接在支架1上且布置在移動車體前進(jìn)方向的后端，具體包括：基板31、用以將基板31連接在支架上的連桿32和分別設(shè)置在基板31上的第一激光傳感器33、第二激光傳感器34以及第三激光傳感器35。本實施例中，第一激光傳感器33和第三激光傳感器35設(shè)置在靠近清掃盤2的基板31上，第二激光傳感器34設(shè)置在遠(yuǎn)離清掃盤2的基板31上；第一激光傳感器33和第三激光傳感器35的連線方向垂直于連桿32的延伸方向。

具體實施時，根據(jù)第一激光傳感器33、第二激光傳感器34以及第三激光傳感器35分別測量的相對于隧洞內(nèi)壁的測量值可以判定隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸狀態(tài)。例如：在執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁接觸時，在第一激光傳感器33、第二激光傳感器34以及第三激光傳感器35相對于隧洞內(nèi)壁的測量值一致時，則說明執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁接觸合理；當(dāng)?shù)谝患す鈧鞲衅?3的測量值明顯小于第三激光傳感器35的測量值時，則說明執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁靠近第二激光傳感器34一側(cè)側(cè)壓的過緊而另一端沒接觸，可通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置4的油缸進(jìn)行調(diào)整，下述詳細(xì)說明；反之亦然。當(dāng)?shù)谝患す鈧鞲衅?3或第三激光傳感器35的測量值明顯小于第二激光傳感器34的測量值時，則說明執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁靠近第二激光傳感器34一側(cè)的側(cè)壓過緊而另一端沒接觸，也可以通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置4的油缸進(jìn)行調(diào)整，反之亦然；當(dāng)?shù)谝患す鈧鞲衅?3、第二激光傳感器34以及第三激光傳感器35相對于隧洞內(nèi)壁的測量值一致，且均偏大時，說明執(zhí)行裝置過于遠(yuǎn)離隧洞面，反之，當(dāng)?shù)谝患す鈧鞲衅?3、第二激光傳感器34以及第三激光傳感器35相對于隧洞內(nèi)壁的測量值一致，且均偏小時，說明執(zhí)行裝置過于靠近隧洞面，通過此種方式可以判定隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸狀態(tài)。

進(jìn)一步的，自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置4用以根據(jù)上述隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸狀態(tài)對隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，用以在移動車體發(fā)生跑偏、地面不平或隧洞表面不規(guī)則變化等狀態(tài)下，使執(zhí)行裝置自適應(yīng)調(diào)整。本實施例子中，自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置4分別與支架1和清掃盤2相連。

具體實施時，自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置4包括：分別連接在支架1和清掃盤2之間的十字軸式聯(lián)軸器41、第一油缸42以及第二油缸43，第一油缸42和第二油缸43分別呈桿狀，其其上分別設(shè)置壓力傳感器，其中：根據(jù)壓力傳感器檢測的擺動第一油缸42、第二油缸43的實際壓力值與存儲的擺動油缸的設(shè)定壓力值（理論作業(yè)狀態(tài)下擺動油缸時的壓力值）之間的偏差值，調(diào)整第一油缸42、第二油缸43的壓力，使隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置前后左右擺動，使其調(diào)整到合理姿態(tài)，實現(xiàn)執(zhí)行器以最佳的姿態(tài)貼合隧洞表面，實現(xiàn)高效清理。

優(yōu)選的，第一油缸42和第二油缸43分別在其內(nèi)部的油壓超過一定的泄壓值時進(jìn)行泄壓，用以降低隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞面的接觸力。也就是說，由于第一油缸42和第二油缸43上分別設(shè)置壓力傳感器并且能夠擺動，當(dāng)執(zhí)行裝置與隧洞面接觸力過大時，油缸內(nèi)的油壓將超過泄壓值，油缸泄壓，接觸力下降，對隧洞面和執(zhí)行器都起到保護(hù)作用。

本發(fā)明的隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置在具體實施時，當(dāng)在載有隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置的移動車體跑偏或地面不平導(dǎo)致其偏離理論位置時，執(zhí)行裝置能夠根據(jù)第一激光傳感器、第二激光傳感器以及第三激光傳感器分別測量的相對于隧洞內(nèi)壁的測量值判定隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸狀態(tài)，使得自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置能夠上述接觸狀態(tài)調(diào)節(jié)隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置的姿態(tài)，不至與隧道內(nèi)壁剛性碰撞，同時可通過力控自適應(yīng)調(diào)整自身姿態(tài)，確保末端執(zhí)行器工作時不損壞隧洞內(nèi)壁。

實施本發(fā)明的隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置，具有如下有益效果：

第一、執(zhí)行裝置能夠根據(jù)第一激光傳感器、第二激光傳感器以及第三激光傳感器分別測量的相對于隧洞內(nèi)壁的測量值判定隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸狀態(tài)，使得自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置能夠在移動車體發(fā)生跑偏、地面不平或隧洞表面不規(guī)則變化的情況下，能夠上述根據(jù)隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸狀態(tài)調(diào)節(jié)隧洞附著海生物清理執(zhí)行裝置的姿態(tài)。

第二，自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置能夠獲得精準(zhǔn)的末端執(zhí)行裝置的清理力，以便控制執(zhí)行裝置與隧洞內(nèi)壁的接觸力，實現(xiàn)過載保護(hù)功能。

第三、結(jié)構(gòu)精簡，可實現(xiàn)安全、高效及可靠的清理。