(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211308854.7 (22)申请日 2022.10.25 (71)申请人 上海海洋大学 地址 201306 上海市浦东 新区沪城环路9 99 号 (72)发明人 罗高生　姜哲　王彪　 (74)专利代理 机构 上海申浩 律师事务所 31280 专利代理师 田敏 (51)Int.Cl. B63B 59/10(2006.01) B63C 11/52(2006.01) B25J 11/00(2006.01) B63G 8/26(2006.01) B63B 27/10(2006.01) H04N 5/225(2006.01) (54)发明名称 混合驱动的海洋平台清洗与检测机器人及 其作业方法 (57)摘要 本发明混合驱动 的海洋平台清洗与检测机 器人， 有水面水下两装置， 水下装置含结构、 浮 力、 驱动、 观通、 作业、 配电和控制系统； 结构系统 设框架结构， 浮力系统含主浮力、 机械手浮力和 磁吸附爬 行浮力三单元， 主浮力单元平衡机器人 自重， 保证浮心高于重心； 驱动系统含推进器、 磁 性轮驱动， 推进器由一组垂向和水平向呈矢量布 置的螺旋桨组成， 包括左右前后四主推进器， 框 架上侧设垂向主推进器， 用于供机器人在水下运 动动力； 磁性轮及底盘由磁性材料制成的驱动轮 及随动轮、 驱动电机等组成， 供机器人吸在海洋 平台钢结构表 面进行作业； 观 通系统由艏艉的摄 像机、 云台、 云台灯、 水下灯、 相机和前视声纳组 成， 作业系统包括艏部作业机械手， 可执行检测 和清洗。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115503899 A 2022.12.23 CN 115503899 A 1.一种混合驱动的海洋平台清洗与检测机器人， 包括利用通信线缆和钢缆相连接的水 面控制装置和水下实施装置， 其特征是， 水下实施装置包括结构系统、 浮力系统、 驱动系统、 观通系统、 作业系统、 配电系统和水 下控制系统； 水下实施装置为机器人本体， 其中的结构系统设有框架结构、 耐压罐体和电气接线箱， 框架为用于搭载各个系统的主体结构； 浮力系统包括主浮力单元、 机械手浮力单元和磁 吸 附爬行浮力单元， 主浮力单元固定安装在框架上方， 机械手浮力单元固定安装在框架下方 前端， 磁吸附爬行浮力单元固定在框架下方后端， 主浮力单元用于平衡机器人自重， 同时， 保证机器人浮心高于整体的重心， 使机器人具有无条件稳定性； 所述驱动系统包括推进器 系统和磁性轮驱动系统及底盘系统， 推进器系统由一组螺旋桨组成， 螺旋桨按垂直方向和 水平方向呈矢量布置， 包括分别对称设置在框架左右两侧的左前主推进器、 右前主推进器、 左后主推进器和右后主推进器， 以及沿对称于浮心与重心连线均 布设置在框架上侧面的垂 向主推进器， 推进器系统用于提供机器人在水下运动的动力； 所述磁性轮驱动系统及底盘 系统由磁性材料制成的驱动轮及随动轮、 驱动电机和防护胶套组装而成， 驱动电机通过减 速器带动驱动轮， 其作用是提供机器人可以吸附在 海洋平台的钢结构表面进 行清洗与检测 作业； 所述观 通系统由艏云台摄像机、 艉摄像机、 艏云台、 艉云台、 艏云台灯、 艉云台灯、 水下 灯、 相机和前视声纳组成， 并根据配置和作业需要布置在艏部和艉部， 用于进行水下观察； 所述作业系统包括艏部作业机械手， 可执行结构检测和海生物清洗作业需要； 所述配电系 统提供机器人系统电力和电力分配， 所述水 下控制系统为机器人的水 下操控系统。 2.根据权利要求1所述的一种混合驱动的海洋平台清洗与检测机器人， 其特征是， 主浮 力单元配设有重心调节装置， 重心调节装置由连接在主浮力单元下方可以沿十字轨道调节 位置的一组配重块构成， 以将机器人本体从水平状态调节为与结构物 平行状态。 3.根据权利要求1或2所述的一种混合驱动的海洋平台清洗与检测机器人， 其特征是， 机械手配置有可调节方向的压力水喷冲机构， 借助机 械手带动喷冲机构作业。 4.根据权利要求3所述的一种混合驱动的海洋平台清洗与检测机器人， 其特征是， 矢量 布置的各个螺旋桨可独立或组合协同动作， 使本体做向着上、 下、 左、 右方向移动和作旋转 运动。 5.根据权利要求4所述的一种混合驱动的海洋平台清洗与检测机器人， 其特征是， 机器 人本体磁性轮与作业的钢结构相接触， 随后， 利用磁吸附驱动轮沿壁面行走， 边行走边进 行 海生物清洗或结构检测作业。 6.如权利要求1至5所述的任意一种混合驱动的海洋平台清洗与检测机器人， 可采用从 船舶布放方式或从海洋平台甲板上布放方式， 本混合驱动的海洋平台清洗与检测机器人从 船舶布放的海上作业方法如下： 1)首先由支持母船上A型架或吊机将机器人通过脱钩器与机器人一起布放到水面以 下； 2)待布放至水下一定距离后， 发送命令释放脱钩器， 机器人通过推进器驱动浮游至拟 作业的附设有立柱的钢结构附近； 3)螺旋桨微调本体后靠近立柱， 借助机械手带动喷冲机构将钢结构表面一段海生物清 洗掉， 保证足够的机器人附着空间； 4)通过重心调节装置将本体从水平状态调节为与 结构物平行状态， 矢量布置的螺旋桨权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115503899 A 2可让本体做上、 下、 左、 右和旋转 运动； 5)机器人本体磁性轮与钢结构相接触， 随后， 利用磁吸附驱动 轮沿壁面行走， 边行走边 进行海生物 清洗或结构检测作业； 6)当所有作业完成后， 利用螺旋桨反向推力， 抵消磁性轮吸附力， 使磁性轮离开壁面； 机器人恢复水平状态， 利用推进系统， 机器人返回近水面处； 7)通过母船 下放吊钩， 利用自动脱钩回收装置自动扣紧机器人， 并起吊回收。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115503899 A 3