基于高压水射流的船体清洗机器人关键技术分析

从吸附结构方面对近几年的船体清洗机器人进行分类介绍,阐述了各种吸附类型的优缺点及适用的环境。在分析机器人的工作姿态和失稳形式的基础上,分析了机器人吸附性与灵活性之间的矛盾,突出了发展复合吸附式船体清洗机器人的优势,并提出可行方案。从船体清洗方式的角度阐述了环保的高压水射流清洗技术,论述了坞内高压水射流清洗与水下高压水射流清洗存在的缺陷,提出将高压水射流技术与爬壁机器人技术结合的方案。最后总结了船体清洗机器人存在笨重不灵活、清洗不环保、智能化不足等问题,展望了机器人向复合吸附、自动化清洗和编队化作业发展的关键技术。

船体清洗空化喷嘴设计与仿真

为提高空化射流技术在船舶清洗领域的应用范围,设计了一种适用于船体底部海洋附着物清洗的异形中心体空化喷嘴。通过FLUENT流场数值模拟方法,研究了中心体末端形状、中心体末端延伸长度、中心体末端直径、扩散段角度和扩散段长度等参数对空化效果的影响,得到相应参数下喷嘴流场的气相分布云图、中心轴线上的速度和压力分布曲线以及靶面压力曲线等结果。研究表明:空化现象主要产生于中心体末端和扩散段壁面;中心体直柱形末端相较于锥形末端有更好的空化效果;合适的直柱形中心体末端延伸距离会使气相分布范围更广;扩散段角度在60°~70°时空化效果较好,适当增加扩散段长度有利于扩大气相分布范围。

船体表面附着物清洗技术的研究及应用

鉴于船体表面海洋附着物对船舶航行的重要影响,针对国内外船体清洗相关技术及应用进行了全面分析。详细介绍了目前船坞清洗和水下清洗所采用的各种方法,包括刮铲技术、喷砂技术、转刷技术、声场技术、高压和超高压水射流技术、磨料水射流技术、淹没型空化水射流技术,并对比了各技术的优缺点。刮铲技术不再是主要清洗方式,常作为辅助手段出现。喷砂操作简单,设备成本低廉,但对环境污染严重,危害工人健康。转刷适用于软质生物的清洗,而对搁板状生物难去除。磨料水射流和声场技术由于存在技术难点,仍需进一步研究。高压水射流清洗高效,但安全操作需要专业培训,且二次返锈问题严重。超高压成套清洗设备能很好地解决返锈问题和废水废渣的回收。但这些清洗技术普遍会对船舶的基底涂层产生破坏,由此强调了空化水射流低压时的强侵蚀作用和不会破坏软质涂层的技术特点,突出了水下清洗的优势和必要性。最后,总结了超高压大功率的船坞清洗特点,提出了以淹没型空化水射流技术为主,多种技术相结合的船体水下清洗成套设备的发展趋势,从而实现低能耗、无破坏、绿色环保的船体污损清洗。

船体清洗机器人的开发现状与展望

从船坞内作业和水下作业这两个方面对目前国内外所有船体清洗机器人的开发现状进行系统全面的介绍,包括超高压爬壁除锈机器人和水下船体清洗机器人,突出水下船体清洗机器人的发展优势。将现有的水下船体清洗机器人按磁吸附、真空负压吸附、推力吸附、复合吸附等吸附类型进行分类,具体针对各类吸附移动对其结构功能设计的优缺点进行分析比对。最后,总结吸附性和灵活性难统一、船体复杂壁面难适应和废水废渣难回收等技术难点,针对存在的问题提出推力磁轮复合吸附和水射流清洗技术相结合的创新设计建议,并对多功能化、高智能化、自主性强的多机器人编队协同作业的船体水下清洗发展进行展望。

日本研制出船体清洗装置

日本中国涂料公司为使费工又危险的船体作业机械化,最近研制成功“船体外扳清洗装置”。该装置是一种特别开发的叉式升降机,其上装一个配有特殊的清洗刷子的圆盘。通过升降机的操作,不仅使清洗船体外扳作业的效率比原来手工作业提高3—5倍,而且用水量可减至原来的十分之一,耗电量降至原来的五分之一。此外。

船体表面海生物水下清洗机器人研究现状及关键技术进展

目前,船体海生物清洗多采用人工清洗,随着国内船舶维护保养需求的增加以及机械自动化技术的发展,利用清洗机器人替代人工作业成为必然趋势。清洗技术、表面吸附方式、爬壁行走及驱动装置、感知技术和路径规划是船体海生物清洗机器人的关键技术,其性能决定机器人清洗的效率及质量。文章概述了船体海生物清洗机器人的发展历程及其关键技术的研究进展。针对船体海生物清洗机器人表面适应性与清洗完成度低、灵活性差、环境污染和成本高等问题,指出今后船体海生物清洗机器人的发展策略。

船体防污涂料和水下维护技术的最新进展

分析了锡基抛光防污涂料与无锡涂料之间的区别，介绍了世界各主要涂料公司在无锡技术和含锡技术方面的发展动向以及有关船体水下维护技术方面的最新进展．

螺旋桨和船体水下清洁的节能效果

近年来,许多海港城市都设立了水下维修保养服务公司,船东可以要求一系列服务作为船舶出坞后的补充和延期进坞。水下服务公司提供的服务项目有螺旋桨清洗、螺旋桨抛光、船体清洗,其他还有水下检查、钢板厚度测量。

船用爬壁机器人关键技术专利分析

船用爬壁机器人能很好地解决船体除锈及废水废渣的回收等问题,对船体清洗具有重要意义。利用宏观层面和微观层面的专利文献,分析国内外船用爬壁机器人的技术发展趋势,解读其技术发展历程、技术生命周期的具体阶段,预测了未来一段时间的发展趋势。通过对船用爬壁机器人领域的不同申请人进行分析,可发现不同申请人对技术的关注程度,同时也可预测技术领域未来的市场竞争格局,为技术研发和市场开发提供参考依据。

船体表面清洗机器人磁吸附机构的优化设计

为提升永磁轮的磁吸附效率,以用于为船体表面清洗机器人提供吸附性能的永磁轮为研究对象,提出一种改进的径向充磁磁路。通过静力学分析获得永磁轮所需最小吸附力,分别针对3种磁路形式开展有限元仿真分析,结果表明,与传统的磁路相比,改进的磁路设计能明显地提高永磁轮的吸附力。在此基础上,开展永磁轮主要尺度的敏感性分析,确定该永磁轮模型结构尺寸,磁铁的厚度为20 mm,导磁铁的宽度为6mm,为船舶清洗机器人总体设计打下基础。研究成果对船舶爬壁清洗机器人、检测机器人、储罐检测机器人和核电站检测机器人等同类机器人的开发具有借鉴意义。

基于模糊匹配的船舶污损监测方法

为及时确定船体水下清洗时机、消除船体海生物污损带来的不利影响,建立船体污损和洁净2种状态下的航行性能监测数据的模糊匹配方法,消除污损之外其他干扰因素对"轴功率-航速"关系的影响,通过计算同一航速下轴功率增量来评估船体污损程度。利用该方法对某船航行数据进行处理,并与实际情况进行对比,结果表明,基于模糊匹配的污损监测方法可为科学实施船舶水下清洗提供理论和方法依据。

科技期刊文摘

我国船型开发进展；新型遥控船体水下清洗装置。