專利名稱：一種大型船舶船底水下清洗設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型船舶船底水下清洗設(shè)備，屬于航海設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
船底產(chǎn)生污底(海生附著物)的危害是極大的。海水中的生物如藤壺、牡礪、石灰蟲、苔蘚蟲和藻類等，附著在船上會造成船只航行速度減慢，船底附著海洋生物，易產(chǎn)生氧濃度差電池而引起坑蝕。同時，海洋生物的排泄物除了助長腐蝕之外，隨其積累，還會侵入船底涂膜中，并加速水線以下船體的腐蝕，從而將涂膜破壞，造成嚴重后果。據(jù)統(tǒng)計，一艘船由于污底造成船體的平均粗糙度每增加lOum，就會導(dǎo)致燃料消耗增加I %左右，而且還會導(dǎo)致船舶性能下降。船底被海洋生物附著，形成污損，造成經(jīng)濟損失。另外，船底海生物對軍事上造成的威脅更大。當(dāng)船底附著生物后，會使船速降低，耗油量增加，甚至于貽誤軍艦的戰(zhàn)機。另外附著生物到達一定程度后還會使聲納失靈。
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為防止此類現(xiàn)象產(chǎn)生，一般的處理辦法就是在水線以下船體及船底涂上防污漆，以圖殺死或驅(qū)散附著海生物，使之不再附著在船體上。然而此舉伴隨而來的就是造成海洋污染，隨著各國環(huán)保部門對產(chǎn)生海洋污染的防污漆的重視，防污漆正逐漸被禁用或限制使用。傳統(tǒng)的清洗方法是，在船駛進船塢后，將船吊起，用化學(xué)藥劑清洗或者人工用簡單的器具敲打腐蝕垢層，這樣的方法就存在很多的缺點1)只有等船駛?cè)氪瑝]后，才可以進行清理工作，由于清洗不及時，即可能造成降低船舶使用壽命的后果；2)使用化學(xué)藥劑清洗，清洗后的殘留液會污染環(huán)境，也有可能加劇船的腐蝕，且清洗效率較低；3)人工敲打不光效率低，而且還會損壞船的涂膜，造成嚴重的后果；4)會消耗大量的人力和物力。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有方法的不足，本發(fā)明提供了一種大型船舶船底水下清洗設(shè)備。本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案大型船舶船底水下清洗設(shè)備包含船上監(jiān)視及控制單元、水下清洗單元及連接電纜組成。該設(shè)備不會造成海洋污染，不會造成船體及涂膜的損壞，而且該設(shè)備體積較小，可以在船舶航行中或者停泊時使用，無需進船塢使用，大大降低船底清洗的成本。而且通過縮短維護周期，可以提高船舶的經(jīng)濟性能。所述的船上監(jiān)視及控制單元通過水下清洗單元傳送回來的視頻可以實現(xiàn)對船底的視頻檢查，顯示水下清洗單元的工作狀態(tài)及故障信息，同時可以通過按鍵控制水下清洗單元的工作方式，使其工作在自動狀態(tài)或者手動工作狀態(tài)。所述的水下清洗單元是該設(shè)備的核心，通過超聲振子實現(xiàn)對船底污物的清洗，同時可以將船底的圖像上傳至船上監(jiān)視及控制單元。該單元帶有故障自診斷功能，可以將狀態(tài)數(shù)據(jù)及故障信息發(fā)送到船上監(jiān)視及控制單元。所述的連接電纜是多芯電纜，能夠為水下清洗單元提供工作需要的電能，同時也是船上監(jiān)視及控制單元與水下清洗單元的通信媒介。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例圖用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。圖I是根據(jù)本發(fā)明的實施例的大型船舶船底水下清洗設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)示意框圖。圖中1、電源輸入接口 ；2、船上監(jiān)視及控制單元控制器；3、顯示模塊；4、按鍵輸入模塊；5、水下清洗單元控制器；6、水下攝像機；7、超聲清洗模塊；8、移動模塊；9、吸附模塊；10、連接電纜。
具體實施方法下面參考附圖，詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。本發(fā)明從系統(tǒng)設(shè)計上采用了一種全新的設(shè)計思路。系統(tǒng)采用模塊化的思想設(shè)計，將該設(shè)備分成多個模塊，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和易維護性能。如圖I所示，大型船舶船底水下清洗設(shè)備是由船上監(jiān)視及控制單元、水下清洗單元及連接電纜三部分組成的。船上監(jiān)視及控制單元由船上工作人員負責(zé)操作，主要由顯示器3、控制器2和按鍵輸入模塊4組成，具備圖像監(jiān)視、水下清洗單元狀態(tài)監(jiān)控以及水下清洗單元的控制功能。船上監(jiān)視及控制單元控制器2采用Cortex-M3內(nèi)核的控制器，具備以太網(wǎng)接口，能夠通過以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。顯示器3采用TFT彩色液晶屏，水下清洗單元的工作狀態(tài)以及水下清洗單元上的水下攝像機6采集到的船底圖像信息會實時顯示在顯示器3上，并能通過鏈接電纜向水下清洗單元發(fā)送控制命令，控制水下清洗單元的工作狀態(tài)及方式。水下清洗單元是一個可以自主移動的智能水下系統(tǒng)，是該清洗設(shè)備的核心。該清洗單元的主要部件有水下清洗單元控制器5、水下攝像機6、超生清洗模塊7、移動模塊8及吸附模塊9。超生清洗模塊7是該清洗單元的核心部件，由一系列的超聲振子換能器組成。在超聲振子換能器上施加一定頻率的電壓，可以將電壓信號轉(zhuǎn)換成高頻的超聲波振動。超聲波在通過超聲振子換能器與船底之間的海水時，存在于液體中的微氣泡(稱空化核)在超聲波的作用下振動，當(dāng)聲壓或聲強達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然破裂(閉合)。在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波，在氣泡周圍產(chǎn)生幾十Mpa到幾百Mpa的壓力及局部高溫?？栈a(chǎn)生的巨大沖擊力能剝離船體表面的污垢或使污垢裂縫出現(xiàn)空隙，以后另一些空化氣泡群鉆入裂縫作振動，繼續(xù)不斷沖擊，最終使污垢迅速剝落，從而達到船體清潔凈化的目的。由于大型船舶長度較大，因此設(shè)計有移動模塊8和吸附模塊9。移動模塊8內(nèi)部采用三個電機作為動力裝置，帶動外部互成120度的三個微型螺旋槳旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)水下清洗單元的移動。吸附模塊9可以將水下清洗單元吸附在船體的某一部位，防止在清洗過程中的位置移動給清洗帶來不利的影響。為減小水下清洗單元移動時的阻力，當(dāng)移動模塊8工作時，吸附模塊9產(chǎn)生的吸附力會減小。水下攝像機6可以采集船底圖像，并通過連接電纜10傳輸?shù)酱媳O(jiān)視及控制單元上實時顯示。另外，水下清洗單元中設(shè)置有狀態(tài)監(jiān)測程序，可以實現(xiàn)自身的故障檢測，把自身的工作狀態(tài)通過連接電纜10傳輸?shù)酱媳O(jiān)視及控制單元顯示。連接電纜10為水下清洗單元提供工作需要的能源，也是船上監(jiān)視及控制單元和水下清洗單元之間的通信媒介，在設(shè)備中起著非常重要的作用。
權(quán)利要求
1.一種大型船舶船底水下清洗設(shè)備，其特征在于包括船上監(jiān)視及控制單元和水下清洗單元，二者之間通過線纜連接，所述的船上監(jiān)視及控制單元能夠顯示水下清洗單元的工作狀態(tài)及傳回的圖像，并完成水下單元的控制，所述的水下清洗單元能夠清理船底附著的生物，并傳回水下的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型船舶船底水下清洗設(shè)備，其特征在于所述的船上監(jiān)視及控制單元通過線纜與水下清洗單元相連接，二者之間通過以太網(wǎng)相連接，實時顯示水下清洗單元傳回的圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型船舶船底水下清洗設(shè)備，其特征在于所述的船上監(jiān)視及控制單元能夠通過以太網(wǎng)對水下清洗單元發(fā)出控制命令，從而控制水下清洗單元的移動及清洗工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型船舶船底水下清洗設(shè)備，其特征在于所述的水下清洗單元是一個能貼著船底行走的自主單元，其能量有電纜供給，能自動或者手動完成船底的清洗工作，并能實時地將船底的圖像傳送到船上監(jiān)視及控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型船舶船底水下清洗設(shè)備，其特征在于所述的水下清洗單元通過超聲振子產(chǎn)生的超聲空化現(xiàn)象，可以清除船底附著的海生物及污垢。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型船舶船底水下清洗設(shè)備，其特征在于所述的水下清洗單元能貼著船底或者側(cè)壁移動，可以由船上監(jiān)視及控制單元控制其移動方向，也可以在自動方式下安裝一定的算法自主移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型船舶船底水下清洗設(shè)備，其特征在于所述的水下清洗單元可以通過內(nèi)置的水下攝像機將船底的圖像實時地傳輸?shù)酱媳O(jiān)視及控制單元。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大型船舶船底水下清洗設(shè)備，包括船上監(jiān)視及控制單元、水下清洗單元及連接電纜，所述的船上監(jiān)視及控制單元能夠顯示水下清洗單元的工作狀態(tài)及采集的圖像，并完成水下清洗單元的控制，所述的水下清洗單元能夠清理船底附著的海生物及污垢，并采集船底的圖像，所述的連接電纜能為水下清洗單元提供電能，也是船上監(jiān)視及控制單元與水下清洗單元通信的媒介。
文檔編號B63B59/08GK102910270SQ201210410240
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者王常順, 肖海榮, 潘為剛, 韓耀振, 周鳳余, 周應(yīng)兵, 張煌 申請人:山東交通學(xué)院