CN102336258B - 船舶履带式速堵板机器人投放器 - Google Patents

Abstract

一种船舶履带式速堵板机器人投放器，包括一个滚筒。履带式速堵板缠绕于滚筒上，滚筒中轴两端后向连接操作杆。操作杆的后端通过铰接轴连接于后侧的机器人投放器机身上；所述机器人投放器底部设有磁性轮或者胶轮；机器人投放器机身内设有浮力舱以及实现所述浮力舱上浮或下潜功能的浮力舱功能单元；操作杆的铰接轴连接了位于机器人投放器机身内的操作杆驱动单元；浮力舱功能单元以及操作杆驱动单元通过电缆连接外部的动作控制单元和动力供给单元。本发明履带式速堵板的投放器，用于海上船舶船舷外漏点的修堵，能够快速将速堵板投放到漏点处，从而降低损失，达到防止船舶进一步倾覆的危险。

Description

船舶履带式速堵板机器人投放器

技术领域

本发明涉及一种船用堵漏设备，更具体地说，涉及一种用于投放履带式速堵板的投放器。

背景技术

海难事故中，由于无法迅速有效地封堵船体受损形成的大型孔洞裂缝，水大量涌入船舱，丧失浮力而沉没，类似泰坦尼克号及跃进轮的悲剧比比皆是。通常船舶的水下堵漏是相当困难的，尤其是大型孔洞裂缝，人力难以与水的巨大压力抗衡。

发明内容

本发明提供一种施放履带式速堵板的投放器，用于海上船舶船舷外漏点的修堵，可以利用漏点处水涌入的力量使得封堵更加严密，把阻力化为动力，把冲击力化为敷设的导向力；以水制水，化害为利，达到可靠快速封堵孔洞裂缝的目的。同时投放器的使用可以快速将速堵板投放到漏点处，从而降低损失，达到防止船舶进一步倾覆的危险。本投放器主要依靠机器人遥控手段投放，用于超大型船舶使用，尤其针对漏点大、人力无法触及的位置使用。

为了达到上述目的，本发明一种船舶履带式速堵板机器人投放器，包括一个滚筒，履带式速堵板缠绕于所述滚筒上形成履带卷，所述滚筒中轴两端后向连接出操作杆，前向连接出一个支杆，支杆的前端固定有前灯和前摄像头。所述履带式速堵板包括一字排布连接的薄板；相邻两个所述薄板之间通过铰接单元连接，从而整体构成履带形式；履带形式的所述薄板一侧整体板面附着有橡皮膜，另一侧整体板面附着有覆盖面；所述覆盖面外侧还贴有一层橡胶密封垫；所述橡皮膜在所述薄板外缘延伸出裙边，所述裙边与所述橡胶密封垫的边缘密封；每一所述薄板的横向两端板面上分别贴置有磁片对。上述履带式速堵板，产品结构可靠、实用，将薄板密封起来，可以减少薄板的腐蚀。

此外，上述操作杆的后端通过铰接轴连接于后侧的机器人投放器机身上；所述机器人投放器底部设有磁性轮或者胶轮；所述机器人投放器机身内设有浮力舱以及实现所述浮力舱上浮或下潜功能的浮力舱功能单元。上述操作杆的铰接轴连接了位于机器人投放器机身内的操作杆驱动单元。所述浮力舱功能单元以及操作杆驱动单元通过电缆连接外部的动作控制单元和动力供给单元；相应的，所述机器人投放器机身壳体上开设有电缆接口。

优选方式下，所述机器人投放器机身外侧还加设有机械臂，机械臂的前端加设钻孔、切割刀具，或加设焊接、探测、放电、取物用工具；所述机械臂、刀具及工具的驱动机构也通过电缆连接外部的所述动作控制单元和动力供给单元。

本发明船舶履带式速堵板机器人投放器，一种优选方式，投放器底部设有四轮或二排六轮的磁性轮或胶轮。另一种优选方式，所述磁性轮包括前部并置的两个轮体以及后部中间位置设置的导向磁性轮；而且所述磁性轮外部包复一层耐磨橡胶。

最优方式下，投放器底部配置有泵吸负压式吸盘，相应投放器机身内配置泵吸驱动单元；所述泵吸驱动单元通过电缆连接所述动作控制单元和动力供给单元。

此外，为了扩展机器人的使用能力，机器人投放器后部安装后水下灯、后摄像头，前部安装辅助水下灯及辅助摄像头。同时，机器人投放器机身可配置有前后两套激光准直装置。上述操作杆选用长度可调式伸缩杆。

上述履带式速堵板的改进在于，每一薄板上冲压有凹凸起伏的肋筋，以便加强薄板的强度。此外，覆盖面外部预置有固定在内侧每一片薄板上的独立系缆，在修堵船舷上的漏点之后，履带式速堵板覆盖面的系缆可在舱内固定，使得修堵更加牢固。上述磁片对的优选设置方式为：磁片对的两个磁片分别以N极、S极反向的方式贴置于所述薄板上。

本发明投放器主要依靠机器人遥控手段投放，用于超大型船舶使用，尤其针对漏点较大、人力无法触及的位置使用。机身外侧加设机械臂，机械臂的前端加设钻孔、切割刀具，或则加设焊接、探测、放电、取物用工具；而且还配置有前后两套激光准直装置，便于准确敷设速堵板。在发生海损事故时，将本发明投放器置于船外侧破口处前方，机器人自动寻找漏点，将履带式速堵板自动贴在船舷上，履带卷沿破口滚动，履带式速堵板便封堵整个裂口。本发明船舶履带式速堵板机器人投放器的有益效果如下：

1.通常船舶的水下堵漏是相当困难的，尤其是大型孔洞，人力难以与水的巨大压力抗衡。采用船舶履带式速堵板机器人投放器投放履带式速堵板，实施舷外堵漏，则可以把阻力化为动力，把冲击力化为敷设的导向力。以水制水，化害为利，可靠封堵孔洞裂缝。

2.履带式速堵板机器人装有磁性轮，附着于船舷，使整个系统在船舷上有可靠的力学支点。导向磁性轮具有转向能力，机器人自由度更大，可使机器人投放器在船舷上作复杂运动。胶轮及泵吸负压式吸盘则适用于非铁磁性船舷。胶轮适用于非铁磁性船舷，增强轮体的耐磨性。

3.插入式可伸缩机械臂可安放不同规格的履带卷，以适应不同的海损状况。安装水下灯、摄像头的机械臂不必更换。

4.水下灯提供照明、摄像头则是操作人员水下的眼睛。

5、配备前后两套机械臂、水下灯、摄像头、及激光准直装置。便于应对突发情况。

6.带冲压肋筋的履带式速堵板强度高重量轻。结构牢固，与破损面易于贴合。

7.加强纤维泡沫橡胶密封垫可以可靠地封堵不规则破损面。水下的压力便足以将密封垫紧紧的压在船舷上。

8.相邻面为N.S固定的高吸力薄磁片对可增强履带式速堵板与破损面的结合力。

9.覆盖面预置的系缆便于舷内固定，抗舷外冲击，可靠性增加。

10.速堵板外表面复合的一层橡皮膜，及边缘部分延伸形成的密封裙边则提高了密封性能。

11.履带卷便于快速敷设，争取宝贵的时间。特别是，如果裂口破损比较规则，孔洞距水面又不太深，则可在舱内直接敷设强磁力履带板。

12.如果条件允许，可在舱内直接敷设强磁力履带板堵漏，更加快捷。

13.机器人带有密封浮力舱，即使失控，机器人仍可附着于船舷或漂浮在水面上，不会丢失。

14.机器人采用电缆线遥控，防干扰，增加可靠性。

15.机器人采用交流，低压潜水电机，安全性增加。前后轮动力分开，增加动力可靠性。

16、机械臂可更换不同履带卷，亦可更换不同种类的通用机械臂，完成不同的工作任务，如钻、割、焊、探测、放电、抓取、自卫……通用性增强，性价比提高。

17、机器人可由施放平台垂直投放至破口附近，机器人沿斜面进入船舷工作区，施救更加迅速。

附图说明

图1是本发明履带速堵板机器人投放器一种实施方式的整体结构示意图；

图2是图1所示履带速堵板机器人投放器的俯视结构示意图；

图3是本发明履带速堵板机器人投放器第二种实施方式的整体结构示意图；

图4是本发明履带速堵板机器人投放器第三种实施方式的仰视结构示意图；

图5是机器人投放器底部的磁性轮实施例的结构示意图；

图6是第二种磁性轮实施例的结构示意图；

图7是第三种磁性轮实施例的结构示意图；

图8是第四种磁性轮实施例的结构示意图；

图9是第五种磁性轮实施例的结构示意图；

图10是设有强磁片对履带速堵板的主视结构示意图；

图11是图10中速堵板的俯视结构示意图。

图12是强磁片对的放大结构示意图；

图13是一种带冲压肋筋的履带式速堵板的主视结构示意图；

图14是图13中速堵板的俯视结构示意图；

图15是曲线型履带速堵板的主视结构示意图；

图16是图15中速堵板的俯视结构示意图；

图17是滚筒形投放器的结构示意图。

具体实施方式

如图13和14所示履带式速堵板的结构，包括一字排布连接的薄板；相邻两个薄板之间由铰接单元连接，从而整体构成履带形式，图中标号62表示整体形式的履带。此外，每一薄板上冲压有凹凸起伏的肋筋63。薄板为强度满足堵漏需要的金属或非金属材质制成。

如图10和11所示强磁片对履带速堵板的结构，也包括整体成履带形式由薄板65相互铰接而成；相邻薄板65之间位于交界的边缘顺长度方向设置铰接轴。此外，履带形式的薄板65一侧整体附着有橡皮膜66，另一侧整体附着有覆盖面67；覆盖面67外侧还贴有一层橡胶密封垫68；橡皮膜66在薄板外缘延伸出与橡胶密封垫68边缘密封的裙边61。膜橡胶密封垫68优先选用泡沫橡胶。此外，图中所示，每一薄板65的两端横向外侧分别贴置有薄强磁片对64，而且覆盖面67上预置有固定在每一片薄板65上的系缆70；或者说，每一片薄板5连接有系缆10，留置于外部。覆盖面选用加强纤维织物制成，用于保证密封垫强度。

上述结构简单归纳为，速堵板覆盖面67上贴一层加强纤维泡沫橡胶密封垫68，边缘嵌入固定的高吸力薄强磁片对64，相邻面为N.S磁级外侧覆盖面预置系缆70，牢固地固定在每一片速堵板上。

如图12所示，薄强磁片对的两个磁片分别以N极、S极反向的方式贴置于薄板65上，两个磁片之间留有间隙。其中，为了保证速堵板的强度，薄板材质可以是金属材质，优选磁性导体的铁质薄板。同时其他类型，如塑料、橡胶薄板也是适用的，此时，磁片对内置固定于薄板表面或内部。

如图15和图16所示一种具有转向功能的履带式速堵板，其较图10和11实施例不同之处在于，相邻所述薄板65之间的铰接形式为：一个薄板板面的中部延伸出一个搭接在另一薄板板面的铰接片69，并垂直于铰接片和被搭接的薄板穿设销轴。这种方式适合破损处呈曲线状的位置使用，使用时曲线型履带速堵板，板间采用可转向连接，板间搭接，橡皮膜适当宽松，留有转向余地。

需要说明的是，上述速堵板外表面复合一层橡皮膜66，在边缘部分延伸形成密封裙边61，其目的旨在封堵后密封性更好。

履带式速堵板的使用结合图17说明，履带式速堵板投放前卷在滚筒上，形成履带卷。履带卷外包有保护套，投放时去掉保护套，以免投放前吸上不必要的铁磁性物件。滚筒中轴两侧端后向连接出操作杆，前向连接出一个支杆，支杆的前端固定有前灯1和前摄像头2。使用时通过为履带卷导向，在前灯和前摄像头的辅助下滚动滚筒施放速堵板，推动履带卷沿破损处前进，履带式速堵板即自动覆盖破损裂口，实现破口处的封堵。履带式速堵板覆盖面的系缆可在舱内固定。

优选方式下，整卷速堵板全部吸附于船体外侧，卷筒和操作杆使用完毕可收缩置于甲板舷内侧投放器箱内。使用过程中，根据具体情况选择履带板的单片及整体规格，尺寸可采用标准化、系列化设计，并与投放器配套。

如图1和2所示本发明履带速堵板机器人投放器的一种实施方式，包括一个滚筒，履带式速堵板缠绕于滚筒上形成履带卷3，滚筒中轴两侧端后向连接出操作杆，前向连接出一个支杆，支杆的前端固定有前灯1和前摄像头2。操作杆为插入式伸缩杆；操作杆的后端铰接于后侧的机器人投放器的机身上。操作杆为长度可调式伸缩杆。伸缩杆的结构可选用现有技术下任意一种可伸长、收缩的杆式结构，例如液压缸、活塞、活塞杆三者构成的液压伸缩式结构；或者通过螺纹连接的螺纹杆与螺纹套筒结构；再或者插入式杆/筒结构，外部穿设设锁定销等。

操作杆的后端通过铰接轴连接于后侧的机器人投放器机身上。操作杆的铰接轴连接了位于所述机器人投放器机身内的操作杆驱动单元。机器人投放器机身的内腔设有中空的密封浮力舱以及实现浮力舱上浮或下潜功能的浮力舱功能单元。上述浮力舱功能单元以及操作杆驱动单元通过电缆连接外部的动作控制单元和动力供给单元。机器人投放器机身壳体上开设有电缆接口7。其中，动作控制单元用于指令执行部件的动作，如指令操作杆绕铰接点转动，调整履带卷施放的位置；再如指令浮力舱起动上浮或下潜动作等等。而动力供给单元主用用于提供执行部件所需的电能、动力。

机器人投放器底部设有四轮或二排六轮的磁性轮12或者底部设置胶轮并配置泵吸负压式吸盘，可使机器人攀附于船舷运动。发生海损事故时，履带式速堵板由投放器投放。投放器装有磁性轮附着于船舷；而对非铁磁性船舷则投放器使用胶轮，配泵吸负压式吸盘附着于船舷。也就是说，投放器底部配置有泵吸负压式吸盘，相应投放器机身内配置泵吸单元，吸盘置于船舷外，通过泵吸单元将吸盘中的水体吸走，使得吸盘紧密贴靠在船舷上，达到吸附效果。相应的，泵吸驱动单元设置于投放器机身内，通过电缆连接外部的动作控制单元和动力供给单元，从而实现吸盘的吸附和施放功能。

此外，如图所示，机器人投放器后部安装后水下灯8、后摄像头6，辅助水下灯11及辅助摄像头4。图1中，机器人投放器机身壳体上开设有电缆接口7，用于电缆线连接。机器人投放器通过底部的磁性轮12吸附在船舷9上。图2中，标号10表示加装后的机械臂。也就是说，机器人投放器机身外侧加设机械臂，机械臂的前端加设钻孔、切割刀具，或则加设焊接、探测、放电、取物用工具。此外，机器人投放器机身还配置有前后两套激光准直装置。上述机械臂、刀具及工具的驱动机构也通过电缆连接外部的所述动作控制单元和动力供给单元。

机器人也可前后装设履带卷3。特别是本发明机器人带有密封浮力舱，带负载时，总体浮力稍大于总体重量，即一旦失控，机器人仍可附着于船舷或漂浮在水面上，浮力中心与重心设计要基本吻合，质量分布与浮力分布尽可能均衡。机器人优先采用交流，低压潜水电机，前后轮动力分开。

如图3所示，第二种履带速堵板机器人投放器的实施方式，也是通过磁性轮吸附于船舷9上，机器人机身上开设电缆接口7，机身上还设置后灯8、前灯1、前摄像头22(设置转动机构)、360度摄像头25、以及通过铰接连接机械臂，机械臂可更换不同履带卷，亦可更换不同种类的通用机械臂，完成不同的工作任务，如钻、割、焊、探测、放电、抓取、自卫等等，如图3中的切割工具、钩取工具26。

如图4所示，第三种履带速堵板机器人投放器的实施方式，机器人可自行下水，亦可由施放平台14垂直投放至破口附近，机器人沿斜面进入船舷工作区。图4中，标号1表示前灯，标号2表示前摄像灯，标号3表示履带卷，标号4表示辅助摄像头，标号6表示后摄像头，标号7表示电缆接口，标号8为后灯，标号12为磁性轮，标号13为施放杆(用于手持施放)。

机器人投放器安装磁性轮，可吸附于船舷运动，磁性轮15包括前部并置的两个轮体以及后部中间位置设置的导向磁性轮，导向磁性轮具有转向能力；磁性轮与船舷接触面可包复一层耐磨橡胶，增加附着力。具体磁性轮的结构如图5-9所示五种实施方式，图中，标号41表示钢片，标号42表示磁环，标号43表示胶轮，标号44表示耐磨橡胶层，标号45表示橡胶封堵的位置。

最优方式下，机器人投放器前端安装强光水下灯(高亮度LED发光阵列)、高灵敏度水下摄像头以及激光准直器，通过舱内监控设备监控投放过程。本发明机器人投放器设置的照明灯以及摄像设备电源可以采用电池供电，也可通过电缆供电。

滚筒操作杆为插入式伸缩杆，并在后端铰接于后侧的机器人投放器机身上。插入式可伸缩机械臂可安放不同规格的履带卷，与船舷保持适当距离，机器人投放器运动至破损处前方将履带卷贴近船舷。也就是说，发生海损事故时，履带式速堵板由机器人投放器投放。机器人投放器装有磁性轮附着于船舷；而对非铁磁性船舷则使用胶轮，配泵吸负压式吸盘附着于船舷。机器人投放器在水下灯及摄像头的引导下，迅速抵达破损处，快速敷设速堵板，封堵破洞、裂口。可进入舱内的系缆敷设后要可靠固定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船舶履带式速堵板机器人投放器，其特征在于，包括一个滚筒，履带式速堵板缠绕于所述滚筒上形成履带卷(3)，所述滚筒中轴两端后向连接操作杆，前向连接一个支杆，支杆的前端固定有前灯(1)和前摄像头(2)；

所述履带式速堵板包括一字排布连接的薄板(65)；相邻两个所述薄板之间通过铰接单元连接，从而整体构成履带形式；履带形式的所述薄板(65)一侧整体板面附着有橡皮膜(66)，另一侧整体板面附着有覆盖面(67)；所述覆盖面(67)外侧还贴有一层橡胶密封垫(68)；所述橡皮膜(66)在所述薄板(65)外缘延伸出裙边(61)，所述裙边(61)与所述橡胶密封垫(68)的边缘密封；每一所述薄板(65)的横向两端板面上分别贴置有磁片对(64)；

其中，所述操作杆的后端通过铰接轴连接于后侧的机器人投放器机身上；所述机器人投放器底部设有磁性轮或者胶轮；所述机器人投放器机身内设有浮力舱以及实现所述浮力舱上浮或下潜功能的浮力舱功能单元；

所述操作杆的铰接轴连接了位于所述机器人投放器机身内的操作杆驱动单元；

所述浮力舱功能单元以及操作杆驱动单元通过电缆连接外部的动作控制单元和动力供给单元；相应的，所述机器人投放器机身壳体上开设有电缆接口(7)。

2.根据权利要求1所述船舶履带式速堵板机器人投放器，其特征在于，所述机器人投放器机身外侧还加设有机械臂；

所述机械臂的前端加设钻孔、切割刀具，所述机械臂和所述刀具的驱动机构通过电缆连接外部的所述动作控制单元和动力供给单元；

或者，所述机械臂的前端加设焊接、探测、放电、取物用工具，所述机械臂和所述工具的驱动机构通过电缆连接外部的所述动作控制单元和动力供给单元。

3.根据权利要求2所述船舶履带式速堵板机器人投放器，其特征在于，所述机器人投放器底部设有四轮或二排六轮的磁性轮(12)或胶轮。

4.根据权利要求2所述船舶履带式速堵板机器人投放器，其特征在于，所述磁性轮包括前部并置的两个轮体以及后部中间位置设置的导向磁性轮；而且所述磁性轮外部包复一层耐磨橡胶。

5.根据权利要求1-4任一所述船舶履带式速堵板机器人投放器，其特征在于，所述投放器底部配置有泵吸负压式吸盘，相应所述投放器机身内配置泵吸驱动单元；所述泵吸驱动单元通过电缆连接所述动作控制单元和动力供给单元。

6.根据权利要求5所述船舶履带式速堵板机器人投放器，其特征在于，所述机器人投放器后部安装后水下灯(8)、后摄像头(6)，前部安装辅助水下灯(11)及辅助摄像头(4)。

7.根据权利要求6所述履带速堵板机器人投放器，其特征在于，所述机器人投放器机身配置有前后两套激光准直装置。

8.根据权利要求7所述船舶履带式速堵板机器人投放器，其特征在于，所述操作杆为长度可调式伸缩杆。

9.根据权利要求8所述船舶履带式速堵板机器人投放器，其特征在于，所述覆盖面(67)外部预置有固定在内侧每一片薄板(65)上的系缆(70)。

10.根据权利要求9所述船舶履带式速堵板机器人投放器，其特征在于，所述磁片对(64)的两个磁片分别以N极、S极反向的方式贴置于所述薄板(65)上。