具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

参照图1和图2，一种水下探测机器人包括主体1、安装于主体1上的探测装置2和处理器3（见图6）。主体1上还设置有吸附装置4、运动装置5以及清理装置6，并且三者均位于主体1靠近船身的一侧，清理装置6位于运动装置5沿机器人行进方向的前方，探测装置2、运动装置5以及清理装置6均与处理器3（见图6）电连接。探测装置2用于对水下生物体、环境或船身表面进行探测，吸附装置4使得机器人附着于船身表面，运动装置5用于驱动机器人相对于船身移动，处理器3（见图6）用于根据探测需求控制运动装置5工作以规划机器人的运动路径，清理装置6则用于清理机器人运动路径上附着的生物体。

本发明实施例旨在通过设置吸附装置4、运动装置5及处理器3（见图6）等，使得机器人能够附着于船身表面，并且可以相对于船身移动，从而机器人能够携带探测装置2对周围的水下环境进行移动探测，提高探查的全面性；如果需要对周围某一特定区域进行探查，机器人通过处理器3（见图6）控制运动装置5以靠近该区域，从而进行针对性地探测，具有较高的灵活性；机器人在移动的过程中，如果探测装置2探查到机器人的行进方向存在障碍物，处理器3（见图6）控制清理装置6工作，从而对附着在船身表面的障碍物进行清理，或者处理器3（见图6）直接控制运动装置5避开障碍物，使得机器人在船身表面良好运行。本发明实施例应用于水下探测的场景，探测对象包括生物体、水下地形环境或者船身表面的障碍物，生物体包括水体生物、可能会威胁船身的蛙人等，本发明实施例对此不作具体限制。

探测装置2包括安装在主体1上的声呐21和两个摄像头22，摄像头22均采用全景防水摄像头22，其中一个摄像头22安装在主体1的前端并朝向机器人的行进方向，主体1上固定有便于对机器人移动、搬运的安全吊架15，另一个摄像头22安装在安全吊架15的上端且朝向上方。探测装置2还包括三个安装于主体1上的探照灯23，三个探照灯23均为防水式探照灯23。其中两个探照灯23安装于主体1的前端，两个探照灯23分别位于前端的摄像头22的两侧，且照射方向与摄像头22的朝向相同，另外一个探照灯23安装于主体1的后端，且朝向机器人的后方。声呐21通常具有多种类型，如渔业声呐21、蛙人探测声呐21、反潜作战声呐21等，不同类型声呐21的频率不同，选择声呐21的类型视探测的目标而定，本发明实施例对此不作具体限制。被探测目标的体积越大，则声呐21接收到目标反射的声波强度越大，则声呐21的频率越低，比如渔业声呐21探测的目标是鱼群，蛙人探测声呐21探测的目标是蛙人，两者体积接近，都比较小，因此渔业声呐21和蛙人探测声呐21的频率接近且较高。

机器人由船上投放至船身底面的过程中，两个探照灯23开启，摄像头22对沿途的水下环境进行拍摄、记录，从而能够将机器人投放至船身的指定位置；机器人到达指定位置后，开始通过声呐21和摄像头22对周围生物体、水下环境或船身表面进行探测、记录。探照灯23既可以设置为常开模式，也可以设置为需要对摄像头22进行补光再开启的模式，视实际探测需求而定。机器人既可以在船身表面作巡回式移动，也可以根据需要向指定位置移动，以实现不同的探测目的。

吸附装置4根据不同的吸附原理，可以分为真空吸附、磁力吸附以及推力吸附。采用真空吸附原理的吸附装置4通常包括吸盘和真空发生设备，借助抽风机、真空泵等真空发生设备在机器人的吸盘与船身的表面之间形成负压，依靠压差使得机器人吸附在船身上；采用推力吸附原理的吸附装置4包括推力发生装置，常见的推力发生装置如螺旋桨，推力发生装置使得机器人受到指向船身表面的推力，从而起到吸附的效果；本发明实施例中，吸附装置4采用磁力吸附原理，吸附装置4包括若干个安装于主体1下端的磁吸件41，磁吸件41为永磁体，永磁体是能够长期保持其磁性的磁铁，不容易丢失磁性，具有良好的吸附效果。

运动装置5按照不同的行走方式，可以分为车轮式、履带式以及步行式。可以理解的是，履带式的运动装置5与船身表面的接触面积较大，在凹凸表面的爬行适应性较好，但是难以进行转向操作；步行式的运动装置5通常利用多个吸盘吸附在接触面，移动时需要交替更换吸盘，并且运动装置5和吸附装置4需要相互配合，操作较为复杂。

参照图2和图3，本发明实施例中，运动装置5采用车轮式结构，包括运动轮组51、驱动电机52（见图4）和驱动电源53（见图6），运动轮组51包括两组沿机器人行进方向间隔设置的移动轮，其中一组为一对主动轮511，另一组为一对从动轮512，且主动轮511在前，从动轮512在后。两个主动轮511相对于机器人的行进方向左右对称布置，两个从动轮512均为万向轮，同样也是左右对称布置。

参照图3和图4，每个主动轮511对应连接一个驱动电机52，两个驱动电机52均与处理器3（见图6）电连接。主动轮511与相应的驱动电机52之间设置有第一减速器54和第二减速器55，第一减速器54连接于驱动电机52的输出轴，第二减速器55连接于第一减速器54的输出轴。第二减速器55设有两个同轴设置且同步转动的输出轴，每个主动轮511包括两个间隔设置的包胶轮5111，两个包胶轮5111的转动轴线相同，两个包胶轮5111分别连接于第二减速器55的两个输出轴，从而驱动电机52能够通过第一减速器54和第二减速器55驱动两个包胶轮5111同步转动。

每个主动轮511对应的驱动电机52、第一减速器54以及第二减速器55的外侧设置有防水壳56，防水壳56通过设置密封圈的方式提高自身的密封性。驱动电源53（见图6）为安装于从动轮512上方的蓄电池，两个驱动电机52通过电缆连接于驱动电源53（见图6），且两个驱动电机52通过数据线缆连接于处理器3（见图6）。数据线缆、电缆以及相应的接头需要进行防水处理，防水措施包括缠绕防水胶带、包裹热缩管等方式，本发明实施例对此不作具体限制。

参照图3与图5，本发明实施例中共设置有三块磁吸件41，其中一块磁吸件41安装于两个从动轮512（见图2）之间，剩余的两个磁吸件41分别对应两个主动轮511安装设置，且安装于同一主动轮511的两个包胶轮5111之间，磁吸件41的下端高于包胶轮5111、从动轮512的下端。对应的，主体1上通过螺栓安装有三个用于固定磁吸件41的安装架11，每块磁吸件41安装于安装架11的下端。磁吸件41包括磁吸部411和两个分别固定连接于磁吸部411前、后端的连接部412，磁吸部411的下端设置有导向面413，连接部412呈水平设置的矩形块状。可以理解的是，导向面413可以是圆弧面，也可以是斜面，只需要满足机器人移动时障碍物抵接导向面413从而将磁吸件41推离船身即可，本发明实施例中，导向面413设置为圆弧面。安装架11的下端设置有支撑耳111，连接部412上穿设有调节螺栓112，调节螺栓112沿竖直方向自下而上同时贯穿连接部412和支撑耳111，调节螺栓112穿出支撑耳111的上端螺旋连接有调节螺母113，调节螺母113至调节螺栓112的螺栓头的间距大于连接部412与支撑耳111的厚度之和，即连接部412和支撑耳111之间预留有一定的活动间隙114。

机器人在船身表面移动时，包胶轮5111和从动轮512（见图2）抵接于船身表面，磁吸件41与船身存在间距，并且机器人依靠两者之间的磁性作用力吸附在船身上。如果磁吸件41的运动轨迹上存在障碍物，如附着在船身表面的贝壳类生物、凸出于船身表面的焊缝等，机器人可以通过声呐21探查，也可以通过摄像头22探查，本发明实施例对此不作具体限制。声呐21或摄像头22探测到障碍物后，向处理器3（见图6）发送障碍物的位置信息、形状信息，处理器3（见图6）可以根据障碍物的形状信息简单地判断障碍物是否能够清理；在一可实施的方式中，形状信息主要是反映障碍物相对于船身的高度值，如果障碍物的高度值大于磁吸件41相对于船身最远的间距值，则处理器（见图6）控制运动装置5工作以避开障碍物；如果障碍物的高度值小于或等于磁吸件41相对于船身最远的间距值，则处理器（见图6）控制清理装置6工作以清理障碍物。

当清理装置6难以或无法清理障碍物时，随着机器人的移动，障碍物逐渐靠近并抵触于磁吸件41的导向面413，磁吸件41在障碍物的推动下向上移动，连接部412与支撑耳111之间的活动间隙114变小，从而磁吸件41能够顺利通过障碍物。如果磁吸件41固定安装在主体1上，即磁吸件41与主体1之间不存在可供磁吸件41上下浮动的活动间隙114，则机器人整体在障碍物的推动下远离船身，容易导致主动轮511或从动轮512脱离船身的情况，进而可能导致机器人脱离船身；并且如果障碍物是焊缝，磁吸件41直接吸附连接于焊缝，而主动轮511或从动轮512脱离船身并空转，则机器人在船身上无法进行移动。通过设置调节螺栓112并预留活动间隙114，从而能够较好地解决上述可能发生的问题。

参照图1与图3，主体1上固定设置有固定轴12，固定轴12的长度方向垂直于机器人的行进方向，并且当机器人吸附于船身时，固定轴12平行于船身表面。固定轴12的两端各设置有一个安装臂121，两个主动轮511分别安装在两个安装臂121上，并且主动轮511转动连接于安装臂121远离固定轴12的一端。每个安装臂121远离移动轮的一端设置有一安装轴122，安装轴122沿垂直于机器人行进方向的水平方向贯穿安装臂121，且安装轴122绕自身轴线与安装臂121转动配合。两个安装轴122通过轴孔配合的方式分别连接于固定轴12的两端，并且借助螺栓实现安装轴122与固定轴12的固定连接，从而安装臂121相对于固定轴12铰接设置。

随着安装臂121相对于固定轴12转动，则主动轮511与固定轴12在竖直方向的距离可调。当机器人运动至船身的曲面位置时，在磁吸件41的吸引下，安装臂121相对于固定轴12转动，使得主动轮511能够始终抵接于船身表面，机器人能够在曲面的船身上移动，提高机器人的通用性。可以理解的是，除上述的设置方式外，也可以是从动轮512设置在安装臂121上，主动轮511设置在主体1上，或者固定轴12上铰接两对安装臂121，主动轮511和从动轮512均设置在安装臂121上，这两种情况下，机器人同样能够在船身的曲面上移动。

清理装置6包括转动设置的刷盘61和用于驱动刷盘61高速旋转的驱动件62，驱动件62为防水型液压马达，驱动件62的输出轴朝下且竖直设置，刷盘61的上端连接于驱动件62的输出轴。当然，主体1上还安装有用于向驱动件62输送压力油的电动泵63以及用于存放压力油的储油罐（未图示），电动泵63连接于驱动件62与储油罐之间，并且电动泵63与处理器3（见图6）电连接。当需要清理障碍物时，处理器3（见图6）向电动泵63发送控制指令使得电动泵63工作，进而驱动件62驱动刷盘61转动以清理障碍物；当机器人处于静止状态或者不需要清理障碍物时，处理器3（见图6）向电动泵63发送控制指令使得电动泵63停机。

刷盘61包括呈圆盘形状的壳体611和设置于壳体611下端的刷毛612，为了实现较好的清理效果，刷毛612采用刚性的材料制作而成，如钢丝刷毛612。本发明实施例中，清理装置6共设有三组，三组清理装置6分别与三块磁吸件41一一对应，每组清理装置6位于对应的磁吸件41的正前方，机器人前行时通过旋转的刷盘61清理位于磁吸件41前行轨迹上的生物体，以便于裸露金属船身，维持机器人的吸附作用力。

参照图2和图6，为了驱赶水下周围的生物体，主体1上还安装有放电装置7，放电装置7包括直流电源和逆变器71，逆变器71和直流电源通过电缆连接，逆变器71与处理器3也电连接，电缆也需要进行防水处理。直流电源即上文的驱动电源53，由于逆变器71连接于驱动电源53，从而能够将驱动电源53的直流电转换为交流电释放，通过电击的方式驱赶水中的生物体。主体1上安装有固体浮力模块14，固体浮力模块14用于对机器人提供浮力，并且产生的浮力大于机器人自身的重力，如果机器人意外脱离船身，还能在浮力作用下上浮至海水表面，从而便于对机器人进行回收。固体浮力模块14需要采用低密度、高强度的材料加工而成，比如化学发泡浮力材料、复合泡沫塑料等，本发明实施例对此不作具体限制。

主体1上还设置有声光警示装置，本发明实施例中，声光警示装置指代上文提到的声呐21和探照灯23，即声呐21不仅能起到探测生物体或水下地形的作用，还能通过发声对周围的生物体起到警示、威慑的作用，探照灯23不仅能对摄像头22起到补光的作用，也能通过发射光线对生物体起到警示效果。声呐21和探照灯23均与处理器3电连接，使得处理器3能够通过传输控制指令，以控制声呐21或探照灯23的工作模式。声呐21处于常开模式，当声呐21探测到生物体靠近时，处理器3通过改变声呐21的发声频率，或者开启探照灯23、增大探照的亮度等方式，对生物体起到初步警示、威慑的作用；当声呐21探测到生物体继续靠近时，处理器3通过控制运动装置5，使得机器人移动并靠近生物体，摄像头22或声呐21能够对生物体近距离探测；如果生物体会对船身本身造成威胁，或影响船身的航行，处理器3控制逆变器71工作，逆变器71将驱动电源53的直流电转换为交流电释放，从而通过电击的方式驱赶生物体。

参照图1，机器人还包括用于进行定位的水下定位模块，水下定位模块包括至少三个水听器（未图示）和一个应答器91，水听器安装在船身的不同位置，应答器91固定安装在主体1上，并且应答器91与水听器之间通过水声信号通讯连接。应答器91能够同时向多个水听器传输信号，多个水听器能够根据接收到信号的响应时间，以确定应答器91与对应水听器之间的距离，进而获取机器人相对于船身的位置。可以理解的是，水听器的数量可以是三个，可以是四个，也可以是五个等，本发明实施例中，共设置有四个水听器，并且呈矩形阵列排布。主体1上还安装有深度传感器92，深度传感器92能够通过测量水下压力从而获取机器人当前的深度位置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。