高效率的船体附着物清理机器人总体设计

随着海洋资源开发的步伐不断加快，水下机器人技术作为人类探索海洋最重要的手段得到了空前的重视和发展。水下机器人，作为时代发展的新生力量，一直给人以神秘莫测的印象，工作在许多高危、复杂、以及人力无法操作的场所，伴随着“海洋强国”战略的提出，船舶作为重要的运输载具，地位稳步提升，而关于处理船舶维护与检修的问题成为全球共同关注的焦点话题。船底及两侧的污垢及海洋生物通常成片附着在船体表面，而这些附着物也成为船舶在行驶过程中的阻力之一，而且附着物会对船体造成腐蚀等恶劣影响。

针对“船舶在长时间航行后船体表面大量附着物对船舶造成严重不利影响问题”。通过对船舶外形的特点、工作环境、水下壁面附着物特点进行分析，我们团队研发的“附惆者”号船体附着物清理机器人具备了一定的使用功效。

附惆者——船体附着物清理机器人以解决船体复杂附着物为目的，高效率、高精度集成式机器人。“附惆者”是一种集成人工智能、自动控制、目标探测与识别、信息处理、数据融合、导航与通信技术等学科的智能化水下无人工作平台，能够在复杂的深水及海洋环境中执行各种任务。

机器人作业方式及工艺与其施工环境和作业任务密不可分。基于船体表面为双曲面造型，对清理机器人的移动造成了很大的影响，故我们采用轮缘无毂推进器与永磁履带相结合的复合型推进方式，使得机器人能在船体表面自由移动。

机器人共有四个机械臂，分别为两个上机械臂、前机械臂、后机械臂。两个六自由度的机械臂安装在在机器人的首部，机械臂通过旋转、伸展等动作可以实现相对于机器人前端270°全方位覆盖，最大限度的清理附着物，极大的提高了清洁效率；前机械臂可折叠、射出高速射流，用于清理不在船体上的部件，如螺旋桨；后机械臂用于控制圆形刷盘，用于对船体二次清洁。

同时，机器人采取分布式控制，通过上位机控制，并搭载了四台水下增强摄像机、水下声学定位系统、深度传感器、电子罗盘、GNSS基站等相关传感设备。通过模块化的控制系统控制各个模块，使得各个模块之间相互配合。操作者能在岸基或作业母船上实现机器人水下清洁。

“附惆者”对于各类型船舶船底及两侧附着物的清理，以及对船舶在航行过程中所吸附的杂志清理具有较大的意义，在减轻了船坞的使用的同时，降低了人工清理的作业量和作业时间，提升了船舶的清理效率，从而提升了经济价值。