RU2706267C1 - Device for cleaning hulls of ships - Google Patents

Abstract

FIELD: robotics.SUBSTANCE: invention relates to robotics and can be used in creation of manipulator drives. Structural features of the proposed device allow movement of the working tool intended for cleaning in any direction along the cleaned surface of the ship hull with provision of the specified position of the working tool relative to this surface.EFFECT: provides for cleaning of external surfaces of ship hulls without their putting into dry dock and without manual labor usage.1 cl, 1 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании роботов, используемых для очистки внешней поверхности корпусов судов.The invention relates to robotics and can be used to create robots used to clean the outer surface of ship hulls.

Известен притапливаемый роботизированный комплекс для осуществления измерительных и подводно-технических работ, характеризуемый тем, что он содержит телеуправляемую платформу, выполненную с возможностью изменения плавучести, на которой размещены винтовые движители, обеспечивающие ее прижим и фиксацию, в том числе, к вертикальной поверхности исследуемого объекта, колесно-гусеничные движители, закрепленные на платформе с обеспечением возможности ее перемещения по поверхности объекта, в том числе, в зоне переменного смачивания, при этом на платформе дополнительно закреплены средства навигации, обеспечивающие точное позиционирование платформы при выполнении работ, средство освещения места проведения работ, средства демпфирования кабельной системы, передающей электрическое питание и информацию, при этом комплекс дополнительно содержит, по меньшей мере, силовые спускоподъемные лебедки с собственной системой управления для спуска-подъема и позиционирования сменных спускаемых измерительных и исполнительных устройств под воду, а также кабельную систему, предназначенную для передачи электрической энергии и управляющих команд на платформу, а также информации от платформы, при этом комплекс дополнительно содержит, по меньшей мере, один контейнер для хранения, эксплуатации и перевозки компонентов этого комплекса (см. патент РФ №2468959, БИ №34, 2012 г.).A well-known recessed robotic complex for measuring and underwater technical operations, characterized in that it contains a telecontrol platform made with the possibility of changing buoyancy, on which there are screw propellers providing its clamp and fixation, including to the vertical surface of the studied object, wheel-caterpillar movers mounted on the platform with the possibility of its movement on the surface of the object, including in the zone of variable wetting, at m on the platform there are additionally fixed navigation aids providing accurate positioning of the platform when performing work, a means of lighting the work site, damping means for a cable system transmitting electrical power and information, the complex additionally containing at least power hoisting winches with its own control system for lowering, raising and positioning interchangeable lowering measuring and actuating devices under water, as well as the cable system, for data for the transmission of electrical energy and control commands to the platform, as well as information from the platform, while the complex additionally contains at least one container for storing, operating and transporting the components of this complex (see RF patent No. 2468959, BI No. 34, 2012).

Недостатком этого устройства является то, что он не предназначен для очистки внешних корпусов судов и не может эту очистку реализовать.The disadvantage of this device is that it is not intended for cleaning the outer hulls of ships and cannot implement this cleaning.

Известен также тросовый робот, содержащий жесткую раму, в углах которой закреплены лебедки с намотанными на них тросами. Свободные концы тросов прикреплены к подвижной платформе, на которой может быть смонтировано различное технологическое оборудование. Тросы переброшены через направляющие ролики с поворотным основанием. Ролики под воздействием троса автоматически поворачиваются так, чтобы их плоскость была ориентирована в плоскости, образованной участками троса, идущими от лебедки к ролику и от ролика к подвижной платформе. Таким образом обеспечивается близкий к постоянному угол схода троса с барабана лебедки, не зависящий от текущего положения мобильной платформы. Согласованно управляя приводами лебедок, удается перемещать подвижную платформу внутри рамы робота. Ослабляя или натягивая тросы можно управлять перемещением ориентацией платформы, а также жестко ее фиксировать в заданном положении (Tobias Bruckmann, Dieter Schramm, Lars Mikelsons, Manfred Hiller, and Thorsten Brandt. Wire Robots Part I: Kinematics, Analysis & Design. INTECH Open Access Publisher, 2008, pp. 109-132.).A cable robot is also known, containing a rigid frame, in the corners of which winches with ropes wound around them are fixed. The free ends of the cables are attached to a movable platform on which various technological equipment can be mounted. The cables are thrown through the guide rollers with a swivel base. The rollers under the influence of the cable automatically rotate so that their plane is oriented in the plane formed by the sections of the cable going from the winch to the roller and from the roller to the movable platform. This ensures a close to constant angle of descent of the cable from the winch drum, independent of the current position of the mobile platform. Consistently controlling the winch drives, it is possible to move the movable platform inside the robot frame. By loosening or pulling the cables, you can control the movement of the platform's orientation, as well as firmly fixing it in a given position (Tobias Bruckmann, Dieter Schramm, Lars Mikelsons, Manfred Hiller, and Thorsten Brandt. Wire Robots Part I: Kinematics, Analysis & Design. INTECH Open Access Publisher 2008, pp. 109-132.).

Этот робот по своей технической сущности является наиболее близким к предлагаемому изобретению. Но в нем не решены вопросы перемещения рамы вдоль борта судна и ее жесткого закрепления на этом борту при выполнении механических операций. Кроме того, этот робот не содержит перемещаемых внутри рамы рабочих органов, обеспечивающих очистку внешних поверхностей корпусов судов.This robot in its technical essence is the closest to the proposed invention. But it does not solve the issues of moving the frame along the side of the vessel and its rigid fastening on this side when performing mechanical operations. In addition, this robot does not contain the working bodies that are moved inside the frame, which ensure the cleaning of the outer surfaces of the hulls.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является использование кабельного робота для быстрой механической очистки надводной и подводной поверхностей корпусов судов без дорогостоящей постановки этих судов в сухие доки и без использования человеческого труда.The task to which the claimed technical solution is directed is the use of a cable robot for quick mechanical cleaning of the surface and underwater surfaces of ship hulls without costly placing these ships in dry docks and without the use of human labor.

Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого технического решения, выражается в установке внутри рамы рабочего органа, перемещаемого с помощью тросов вдоль и поперек очищаемой поверхности борта судна и (при необходимости) прижимаемого к этой поверхности с заданным усилием.The technical result that can be obtained by implementing the claimed technical solution is expressed in the installation inside the frame of the working body, which is moved with the help of cables along and across the surface of the side of the vessel being cleaned and (if necessary) pressed to this surface with a given force.

Поставленная задача решается тем, в устройстве для очистки корпусов судов, содержащем жесткую раму в форме прямоугольного параллелепипеда, ребрами которой могут являться любые полые конструкции, шесть внутренних управляемых приводами лебедок с намотанными на них тросами, свободные концы которых прикреплены к корпусу рабочего механизма, перемещаемого в пространстве рамы с их помощью, все тросы натянуты и переброшены через соответствующие им направляющие ролики, каждый из которых закреплен на горизонтальных конструкциях жесткой рамы с помощью вертикальных стоек с возможностью вращения вокруг них для поворота направляющих роликов таким образом, чтобы плоскость каждого из роликов всегда совпадала с проходящим через них тросом, идущими от соответствующей внутренней лебедки к рабочему механизму, обеспечивая надежное наматывание или разматывания троса с барабана каждой внутренней лебедки при любом текущем положении рабочего механизма, к верхней горизонтальной конструкции ребра рамы, расположенной вдоль борта судна, прикреплены два троса, которые намотаны на барабан тяговой лебедки, расположенной на борту судна и имеющей механизм перемещения ее вдоль этого борта, четыре внутренние лебедки закреплены, соответственно, на четырех вертикальных ребрах рамы в ее верхней части, а две остальные - на вертикальных ребрах рамы, расположенных у борта судна ниже первых, в корпус рабочего механизма помещен привод вращения, выходной вал которого жестко связан с вращающимся рабочим инструментом, в нижней части рамы на двух удаленных от борта судна ее вертикальных конструкциях ребер установлены управляемые шарниры, с внешней стороны к этим шарнирам с возможностью вращения относительно продольных осей конструкций указанных ребер прикреплены движители, на двух ближайших от борта судна вертикальных конструкциях ребер закреплены электромагниты, расположенные между этими конструкциями и бортом судна, причем каждый из электромагнитов первой пары, расположенной в горизонтальной плоскости, прикреплен к самой верхней части рамы, соответствующим ему стержнем, каждый из этих стержней имеет возможность телескопического изменения их длины посредством встроенных в них электроприводов и соединяется со своим электромагнитом шарнирно, а вторая горизонтально расположенная пара электромагнитов установлена на одинаковом расстоянии по вертикали от соответствующих магнитов первой пары, но выше нижней горизонтальной плоскости рамы, и жестко закреплена на соответствующих вертикальных конструкциях рамы, приводы всех шести внутренних лебедок, рабочего инструмента, двух движителей, двух управляемых шарниров, двух стержней, а также все четыре электромагнита подключены электрокабелями к соответствующим источникам питания с возможностью управления входными сигналами этих электроприводов и электромагнитов, причем рабочий инструмент может быть любым, а рабочий механизм может содержать любой источник механического воздействия на внешнюю очищаемую поверхность корпуса судна.The problem is solved in that in a device for cleaning ship hulls, containing a rigid frame in the form of a rectangular parallelepiped, the ribs of which can be any hollow structure, six internal winch-driven drives with cables wound around them, the free ends of which are attached to the body of the working mechanism, which is moved to the frame space with their help, all the cables are stretched and thrown through the corresponding guide rollers, each of which is fixed to the horizontal structures of the rigid frame with using vertical racks with the possibility of rotation around them to rotate the guide rollers so that the plane of each of the rollers always coincides with the cable passing through them, coming from the corresponding internal winch to the working mechanism, ensuring reliable winding or unwinding of the cable from the drum of each internal winch for any the current position of the working mechanism, two cables are attached to the upper horizontal structure of the frame rib located along the side of the vessel, which are wound on a drum t of a yagovy winch located on board the vessel and having a mechanism for moving it along this side, four inner winches are fixed, respectively, on the four vertical edges of the frame in its upper part, and the other two on the vertical edges of the frame located at the side of the vessel below the first, the housing of the working mechanism is placed a rotation drive, the output shaft of which is rigidly connected with the rotating working tool, in the lower part of the frame on the two edges of its vertical structures remote from the side of the vessel are mounted controlled hinges, with on the outer side, pivots are attached to these hinges with the possibility of rotation relative to the longitudinal axes of the structures of these ribs, electromagnets are mounted on the two vertical ribs nearest to the side of the vessel, located between these structures and the side of the vessel, each of the electromagnets of the first pair located in the horizontal plane is attached to the very top of the frame, the corresponding rod, each of these rods has the possibility of telescoping changes in their length by means of of electric drives in them and pivotally connected to its electromagnet, and the second horizontally arranged pair of electromagnets is installed at the same vertical distance from the corresponding magnets of the first pair, but above the lower horizontal plane of the frame, and is rigidly fixed to the corresponding vertical frame structures, the drives of all six internal winches , a working tool, two propulsors, two controlled hinges, two rods, as well as all four electromagnets are connected by electric cables to the corresponding power sources with the ability to control the input signals of these electric drives and electromagnets, moreover, the working tool can be any, and the working mechanism can contain any source of mechanical impact on the external cleaned surface of the ship's hull.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения и существенных признаков аналога и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".A comparative analysis of the essential features of the proposed technical solution and the essential features of the analogue and prototype indicates its compliance with the criterion of "novelty."

При этом отличительные признаки формулы изобретения обеспечивают расширение функциональных возможностей робота, позволяя ему очищать внешние поверхности бортов судна от устаревшей краски, а также наростов морских водорослей и организмов, без постановки судов в сухие доки.At the same time, the distinguishing features of the claims provide the extension of the robot's functionality, allowing it to clean the outer surfaces of the ship's sides from obsolete paint, as well as growths of algae and organisms, without placing vessels in dry docks.

На чертеже представлена конструкция устройства для очистки корпусов судов, уже установленного на борту судна.The drawing shows the design of a device for cleaning hulls already installed on board the vessel.

Устройство для очистки корпусов судов содержит жесткую раму 1 в форме прямоугольного параллелепипеда, ребрами которой могут являться любые полые конструкции, шесть внутренних управляемых приводами лебедок 2-7 с намотанными на них тросами 8, свободные концы которых прикреплены к корпусу рабочего механизма 9, перемещаемого в пространстве рамы 1 с их помощью, все тросы 8 натянуты и переброшены через соответствующие им направляющие ролики 10, каждый из которых закреплен на горизонтальных конструкциях жесткой рамы 1 с помощью вертикальных стоек 11 с возможностью вращения вокруг них для поворота направляющих роликов 10 таким образом, чтобы плоскость каждого из роликов 10 всегда совпадала с проходящим через них тросом 8, идущими от соответствующей внутренней лебедки к рабочему механизму 9, обеспечивая надежное наматывание или разматывания троса с барабана каждой внутренней лебедки при любом текущем положении рабочего механизма 9. К верхней горизонтальной конструкции ребра рамы 1, расположенной вдоль борта судна, прикреплены два троса 12, которые намотаны на барабан тяговой лебедки 13, расположенной на борту судна и имеющей механизм перемещения ее вдоль этого борта. Четыре внутренние лебедки 2,4 и 6,7 закреплены, соответственно, на четырех вертикальных ребрах рамы 1 в ее верхней части, а две остальные 3 и 5 - на вертикальных ребрах рамы 1, расположенных у борта судна ниже первых. В корпус рабочего механизма 9 помещен привод вращения, выходной вал 14 которого жестко связан с вращающимся рабочим инструментом 15. В нижней части рамы 1 на двух удаленных от борта судна ее вертикальных конструкциях ребер установлены управляемые шарниры 16, с внешней стороны к этим шарнирам с возможностью вращения относительно продольных осей конструкций указанных ребер прикреплены движители 17. На двух ближайших от борта судна вертикальных конструкциях ребер закреплены электромагниты 18-21, расположенные между этими конструкциями и бортом судна, причем каждый из электромагнитов 18, 19 первой пары, расположенной в горизонтальной плоскости, прикреплен к самой верхней части рамы, соответствующим ему стержнем, каждый из этих стержней 22, 23 имеет возможность телескопического изменения их длины посредством встроенных в них электроприводов и соединяется со своим электромагнитом шарнирно, а вторая горизонтально расположенная пара электромагнитов 20 и 21 установлена на одинаковом расстоянии по вертикали от соответствующих электромагнитов первой пары, но выше нижней горизонтальной плоскости рамы 1, и жестко закреплена на соответствующих вертикальных конструкциях рамы 1. Приводы всех шести внутренних лебедок 2-7, рабочего инструмента 15, двух движителей 17, двух управляемых шарниров 16, двух стержней 22, 23, а также все четыре электромагнита 18-21 подключены электрокабелями к соответствующим источникам питания с возможностью управления входными сигналами этих электроприводов и электромагнитов. Рабочий инструмент 15 может быть любым, например, щетка, или любым другим устройством очистки, а рабочий механизм 9 может содержать любой источник механического воздействия на внешнюю очищаемую поверхность корпуса судна, например, кавитационная пушка.A device for cleaning the hulls of ships contains arigid frame 1 in the form of a rectangular parallelepiped, the ribs of which can be any hollow structure, six internal winch-driven drives 2-7 withcables 8 wound on them, the free ends of which are attached to the body of theworking mechanism 9, which is moved inspace frames 1 with their help, allcables 8 are tensioned and thrown through thecorresponding guide rollers 10, each of which is fixed to the horizontal structures of therigid frame 1 using vertical struts 11 with the possibility of rotation around them to rotate theguide rollers 10 so that the plane of each of therollers 10 always coincides with thecable 8 passing through them, coming from the corresponding internal winch to theworking mechanism 9, ensuring reliable winding or unwinding of the cable from the drum of each internal winch at any current position of theworking mechanism 9. To the upper horizontal structure of the rib of theframe 1 located along the side of the vessel, twocables 12 are attached, which are wound on the drum of thetraction winch 13, located on board the vessel and having a mechanism for moving it along this side. Fourinner winches 2,4 and 6,7 are fixed, respectively, on the four vertical ribs of theframe 1 in its upper part, and the other two 3 and 5 on the vertical ribs of theframe 1 located at the side of the vessel below the first. A rotation drive is placed in the housing of theworking mechanism 9, theoutput shaft 14 of which is rigidly connected to the rotatingworking tool 15. In the lower part of theframe 1, controlledhinges 16 are mounted on two vertical edges remote from the side of the vessel, and rotatably rotated to these hinges relative to the longitudinal axes of the structures of the indicated ribs,movers 17 are attached. Electromagnets 18-21 are located on the two vertical ribs closest to the side of the vessel, located between these structures and the side the vessel, each of theelectromagnets 18, 19 of the first pair located in the horizontal plane, attached to the very top of the frame with a corresponding rod, each of theserods 22, 23 has the ability to telescope their lengths by means of electric drives built into them and connects to its electromagnetically, and the second horizontally arranged pair ofelectromagnets 20 and 21 is installed at the same vertical distance from the corresponding electromagnets of the first pair, but above the lower horizontal the glossiness of theframe 1, and is rigidly fixed to the corresponding vertical structures of theframe 1. The drives of all six internal winches 2-7, theworking tool 15, twopropellers 17, two controlledhinges 16, tworods 22, 23, as well as all four electromagnets 18-21 connected by electric cables to the corresponding power sources with the ability to control the input signals of these electric drives and electromagnets. Theworking tool 15 may be any, for example, a brush, or any other cleaning device, and theworking mechanism 9 may contain any source of mechanical action on the external surface of the ship’s hull, for example, a cavitation gun.

Вся конструкция устройства для очистки корпусов судов с помощью двух тросов 12, которые намотаны на барабан тяговой лебедки 13, может располагаться в любом месте по борту судна, которое требует очистки от старой краски и органических наростов подводной части. Эта лебедка 13 имеет возможность вручную или автоматически перемещаться вдоль борта судна по направляющим, установленным в верхней части его корпуса, одновременно обеспечивая смещение всего предлагаемого устройства очистки вдоль этого корпуса. Текущая длина размотанной части тросов 12 лебедки 13 определяет расположение устройства очистки по вертикали вдоль борта судна.The entire design of the device for cleaning the hulls using twocables 12, which are wound on the drum of thetraction winch 13, can be located anywhere on board the vessel, which requires cleaning from old paint and organic growths of the underwater part. Thiswinch 13 has the ability to manually or automatically move along the side of the vessel along the guides installed in the upper part of its hull, while simultaneously providing the offset of the entire proposed cleaning device along this hull. The current length of the unwound part of thecables 12 of thewinch 13 determines the location of the cleaning device vertically along the side of the vessel.

Рассматриваемое устройство для очистки корпусов судов работает следующим образом. В начале рама 1 с помощью лебедки 13 устанавливается на направляющие в любую исходную верхнюю часть очищаемого борта судна, так как эта часть обычно является чище нижней и обеспечивает более прочное исходное закрепление рамы 1 с помощью электромагнитов 18-21 на очищаемом участке борта. При этом стержни 22 и 23 имеют минимальную исходную длину. Затем включаются все электромагниты 18-21. Поскольку верхняя часть борта судна является более плоской, чем нижняя, то обычно сразу все четыре электромагнита обеспечивают прочную фиксацию рамы 1 на корпусе судна. Если очищаемый участок борта не является плоским, то один из электромагнитов может не вступить в контакт с бортом. Тогда после кратковременного включения маломощных электроприводов телескопических стержней 22 и 23 обеспечивается перемещение несработавшего электромагнита в сторону борта судна до его примагничивания. Ввиду малой мощности указанных электроприводов они обеспечивают только свободное перемещение электромагнита к борту, но не могут смещать раму от борта судна, если электромагнит уже сработал. Шарнирное крепление электромагнитов 18 и 19, соответственно, к стержням 22 и 23 необходимо для того, чтобы позволить этим электромагнитам занять наилучшую позицию даже на неровной (выпуклой) поверхности борта судна при изменяемой длине стержня 22 или 23.Consider a device for cleaning hulls works as follows. At the beginning, theframe 1 with the help of awinch 13 is installed on the guides in any initial upper part of the vessel being cleaned, since this part is usually cleaner than the lower one and provides stronger initial fixing of theframe 1 using electromagnets 18-21 on the vessel being cleaned. In this case, therods 22 and 23 have a minimum initial length. Then all the electromagnets 18-21 are turned on. Since the upper part of the side of the ship is flatter than the bottom, then usually all four electromagnets at once provide a strong fixation of theframe 1 on the ship's hull. If the side to be cleaned is not flat, then one of the electromagnets may not come into contact with the side. Then, after a short-term inclusion of low-power electric drives of thetelescopic rods 22 and 23, the disabling electromagnet is moved towards the side of the vessel until it is magnetized. Due to the low power of these electric drives, they provide only the free movement of the electromagnet to the side, but cannot move the frame from the side of the vessel if the electromagnet has already worked. The hinged fastening of theelectromagnets 18 and 19, respectively, to therods 22 and 23 is necessary in order to allow these electromagnets to take the best position even on the uneven (convex) surface of the side of the vessel with a variable length of therod 22 or 23.

После срабатывания всех электромагнитов 18-21 рама 1 жестко фиксируется на заданном участке борта судна и приводы стержней 22 и 23 отключаются. После этого по типовой программе начинают работать внутренние лебедки 2-7, обеспечивая программное изменение длин соответствующих тросов 8 и требуемое перемещение корпуса рабочего механизма 9 с рабочим инструментом 15 к очищаемому борту судна. Очистка начинается из самого верхнего положения механизма 9 в раме 1.After the operation of all the electromagnets 18-21, theframe 1 is rigidly fixed on a given section of the ship's side and therods 22 and 23 are switched off. After this, according to the standard program, internal winches 2-7 begin to work, providing a program change in the lengths of thecorresponding cables 8 and the required movement of the body of theworking mechanism 9 with theworking tool 15 to the vessel being cleaned. Cleaning starts from the highest position of themechanism 9 in theframe 1.

Поскольку верхняя - надводная часть судна является более чистой, плоской и вертикальной, чем нижняя-подводная, то усилия прижатия рабочего инструмента 15 к борту, обеспечиваемые натянутыми тросами 8 лебедок 2-5, являются достаточными для качественной очистки борта.Since the upper - surface part of the vessel is cleaner, flat and vertical than the lower - underwater, the efforts of pressing theworking tool 15 to the side, provided by the tensioned cables of 8 winches 2-5, are sufficient for high-quality cleaning of the side.

Для продолжения очистки механизм 9 смещается тросами 8 лебедок 2-7 в горизонтальном направлении вдоль борта судна. После очистки одной горизонтальной полосы борта в пределах рамы 1 механизм 9 смещается тросами 8 в новое нижнее положение, и горизонтальное смещение этого механизма тросами 8 продолжается в противоположную сторону внутри рамы 1. Это продолжается до тех пор, пока в уже описанной последовательности не будет очищен участок борта в пределах используемой рамы 1.To continue cleaning, themechanism 9 is displaced by the cables of 8 winches 2-7 in the horizontal direction along the side of the vessel. After cleaning one horizontal bead strip within theframe 1, themechanism 9 is displaced by theropes 8 to a new lower position, and the horizontal displacement of this mechanism by theropes 8 continues to the opposite side inside theframe 1. This continues until the area has been cleaned in the sequence already described sides within the frame used 1.

Для очистки соседних участков борта вначале с помощью лебедок 2-7 и их тросов 8 механизм 9 перемещается внутрь рамы 1 и удерживается в этом положении тросами 8 лебедок 6 и 7. Затем отключаются электромагниты 18-21, а стержни 22 и 23 приводятся их приводами в исходной положение. Рама 1 с помощью тросов 12 лебедки 13 смещается ниже предыдущего положения или вдоль борта вместе с лебедкой 13.To clean adjacent sections of the side, first with the help of winches 2-7 and theirropes 8, themechanism 9 moves inside theframe 1 and is held in this position by theropes 8 of thewinches 6 and 7. Then, the electromagnets 18-21 are turned off, and therods 22 and 23 are driven by their drives starting position. Theframe 1 using thecables 12 of thewinch 13 is shifted below the previous position or along the side along with thewinch 13.

После очистки надводной части борта судна только нижняя часть рамы 1 опускается под воду для продолжения очистки вначале верхних слоев подводной части борта. Поскольку электромагниты 20 и 21 взаимодействуют только с уже очищенной или слабо загрязненной поверхностью, а всегда сильно загрязненная подводная часть судна не позволяет этим электромагнитам прочно закрепиться на борту, то в начале очистки подводной части судна электромагниты 20, 21 должны закрепляться на уже очищенной надводной поверхности борта. Поскольку нижняя часть судна имеет большую кривизну (отклонение от вертикали к продольной оси судна), чем верхняя, то с помощью включаемых приводов движителей 17, продольные оси которых исходно находятся в вертикальной плоскости, перпендикулярной борту судна, а тяги их винтов направлены в сторону борта, нижняя часть рамы 1 прижимается к этому борту для прочной стыковки нижней пары электромагнитов 20, 21 с этим бортом после их включения.After cleaning the surface of the side of the vessel, only the lower part of theframe 1 is lowered into the water to continue cleaning first of the upper layers of the underwater side of the side. Since theelectromagnets 20 and 21 interact only with an already cleaned or slightly polluted surface, and the always heavily contaminated underwater part of the vessel does not allow these electromagnets to be firmly fixed on board, at the beginning of cleaning the underwater part of the vessel, theelectromagnets 20, 21 should be fixed on the already cleaned surface of the side . Since the lower part of the vessel has a greater curvature (deviation from the vertical to the longitudinal axis of the vessel) than the upper, then using the included drives of thepropulsors 17, the longitudinal axes of which are initially in a vertical plane perpendicular to the side of the vessel, and the thrusts of their screws are directed to the side, the lower part of theframe 1 is pressed against this board for a solid docking of the lower pair ofelectromagnets 20, 21 with this side after they are turned on.

После очистки с помощью рабочего инструмента 15 первого подводного участка корпуса судна в пределах рамы 1 по уже указанной выше последовательности и технологии все электромагниты 20-21 отключаются, а рама 1 под действием своего веса немного отходит от борта судна. После этого движители 17 разворачиваются с помощью приводов управляемых шарниров 16 в противоположных направлениях так (см.чертеж), чтобы их продольные оси располагались в одной вертикальной плоскости, совпадающей с вертикальной гранью рамы 1, а сама рама располагалась между этими движителями. После включения приводов движителей 17 так, чтобы их тяги были направлены в одну сторону, рама 1 с их помощью вместе с лебедкой 13 смещается в горизонтальном направлении в нужную сторону вдоль борта судна для очистки его следующего подводного участка. Затем движители 17 с помощью приводов управляемых шарниров 16 опять разворачиваются в свое исходное положение. После включения всех электромагнитов 20-21 и приводов движителей 17 опять обеспечивается закрепление рамы 1 на борту судна. Этот процесс продолжается до полной очистки первой горизонтальной подводной полосы борта судна.After cleaning with the help of aworking tool 15 of the first underwater section of the ship’s hull within theframe 1 according to the sequence and technology already indicated above, all electromagnets 20-21 are turned off, and theframe 1 moves slightly away from the side of the ship under the influence of its weight. After that, themovers 17 are deployed using the drives of the controlledhinges 16 in opposite directions so (see drawing) that their longitudinal axes are located in one vertical plane coinciding with the vertical side of theframe 1, and the frame itself is located between these movers. After turning on the drives of thepropulsors 17 so that their thrusts are directed to one side, theframe 1 with their help together with thewinch 13 is shifted in the horizontal direction to the desired side along the side of the vessel to clean its next underwater section. Then thepropulsors 17 using the drives of the controlledhinges 16 are again deployed to their original position. After turning on all the electromagnets 20-21 and the drives of thepropulsors 17, theframe 1 is again secured on board the vessel. This process continues until the first horizontal submarine strip of the ship’s side is completely cleaned.

После завершения очистки указанной полосы электромагниты 20-21 отключаются, движители 17 находятся в исходном положении, а рама 1 с помощью тросов 12 лебедки 13 опускается вниз в положение, позволяющее нижней паре электромагнитов 20 и 21 соприкасаться с уже очищенной полосой подводной части судна и начать очистку следующей горизонтальной полосы подводной части борта. Процесс последующей очистки подводной части борта в горизонтальном, но противоположном направлении повторяется в уже описанной выше последовательности, чередуясь с вертикальным перемещением рамы 1 вниз, для начала очистки очередной ниже расположенной горизонтальной полосы борта судна. Работа по указанной схеме продолжается до полной очистки одного борта. Тот же самый процесс будет повторяться и при очистке другого борта судна в уже описанной выше последовательности.After completing the cleaning of this strip, the electromagnets 20-21 are turned off, thepropulsors 17 are in the initial position, and theframe 1 with thecables 12 of thewinch 13 is lowered down to a position that allows the lower pair ofelectromagnets 20 and 21 to come into contact with the already cleaned strip of the underwater part of the vessel and begin cleaning the next horizontal strip of the underwater side of the side. The process of subsequent cleaning of the underwater part of the side in a horizontal but opposite direction is repeated in the sequence already described above, alternating with the vertical movement of theframe 1 down to start cleaning the next lower horizontal side of the side of the ship. Work on the specified scheme continues until one side is completely cleaned. The same process will be repeated when cleaning another side of the vessel in the sequence already described above.

Техническая реализация предложенного устройства не вызывает затруднения, так как при его реализации используются только типовые и уже хорошо отработанные элементы.The technical implementation of the proposed device does not cause difficulties, since its implementation uses only typical and already well-developed elements.

Claims (9)

Translated fromRussian

1. Устройство для очистки корпусов судов, содержащее жесткую раму в виде прямоугольного параллелепипеда с ребрами полой конструкции, шесть внутренних управляемых приводами лебедок с намотанными на их барабаны тросами, которые натянуты и переброшены через соответствующие им направляющие ролики и свободные концы которых прикреплены к корпусу рабочего механизма для его перемещения в пространстве рамы, при этом каждый направляющий ролик закреплен на горизонтальных ребрах жесткой рамы посредством вертикальных стоек с возможностью вращения вокруг них и поворота из условия совпадения плоскости каждого ролика с тросом, проходящим через них от соответствующей внутренней лебедки к рабочему механизму, с обеспечением наматывания или разматывания троса с барабана каждой внутренней лебедки при любом положении рабочего механизма, отличающееся тем, что1. A device for cleaning ship hulls, comprising a rigid frame in the form of a rectangular parallelepiped with hollow ribs, six internal winch-driven drives with cables wound around their drums, which are pulled and thrown through their respective guide rollers and whose free ends are attached to the body of the working mechanism for its movement in the space of the frame, with each guide roller mounted on the horizontal edges of the rigid frame by means of vertical racks with the possibility of rotation of rotation around them and the condition that the plane of each roller coincides with the cable passing through them from the corresponding internal winch to the working mechanism, with the winding or unwinding of the cable from the drum of each internal winch at any position of the working mechanism, characterized in thatоно снабжено тяговой лебедкой, выполненной с возможностью размещения на корпусе судна и перемещения вдоль него посредством механизма перемещения, причем указанная лебедка содержит барабан, на который намотаны два троса, прикрепленные к верхнему горизонтальному ребру жесткой рамы, располагаемому вдоль очищаемого корпуса судна,it is equipped with a traction winch adapted to be placed on the ship’s hull and moved along it by means of a moving mechanism, said winch comprising a drum on which two cables are wound attached to an upper horizontal rib of a rigid frame located along the vessel’s hull to be cleaned,при этом четыре из указанных шести внутренних лебедок закреплены соответственно на четырех вертикальных ребрах жесткой рамы в ее верхней части, а две остальные – ниже указанных четырех лебедок на вертикальных ребрах жесткой рамы, располагаемых у корпуса судна,however, four of these six inner winches are mounted respectively on the four vertical ribs of the rigid frame in its upper part, and the other two below the specified four winches on the vertical ribs of the rigid frame located at the hull,рабочий механизм выполнен с вращающимся рабочим инструментом, жестко связанным с выходным валом расположенного в корпусе привода вращения,the working mechanism is made with a rotating working tool rigidly connected to the output shaft located in the rotation drive housing,в нижней части жесткой рамы на двух удаленных от очищаемой поверхности корпуса судна вертикальных ребрах установлены управляемые шарниры, к внешней стороне которых с возможностью вращения относительно продольных осей указанных вертикальных ребер прикреплены движители,in the lower part of the rigid frame on two vertical ribs remote from the surface to be cleaned of the ship’s hull, controlled hinges are installed, to the outside of which movers are attached with the possibility of rotation relative to the longitudinal axes of these vertical ribs,причем на двух вертикальных ребрах, располагаемых у поверхности корпуса судна с возможностью закрепления на ней, установлены четыре электромагнита из условия, что электромагниты первой пары, расположенные в горизонтальной плоскости, прикреплены шарнирно к самой верхней части жесткой рамы соответствующим стержнем, каждый из которых выполнен с возможностью телескопического изменения длины посредством встроенного электропривода,moreover, four electromagnets are installed on two vertical ribs located at the surface of the ship’s hull with the possibility of fixing on it, provided that the electromagnets of the first pair, located in the horizontal plane, are pivotally attached to the upper part of the rigid frame by a corresponding rod, each of which is made with the possibility of telescopic change of length by means of a built-in electric drive,а электромагниты второй пары жестко закреплены на вертикальных ребрах и расположены на одинаковом расстоянии по вертикали от соответствующих электромагнитов первой пары и выше нижней горизонтальной плоскости жесткой рамы,and the electromagnets of the second pair are rigidly fixed to vertical ribs and are located at the same vertical distance from the corresponding electromagnets of the first pair and above the lower horizontal plane of the rigid frame,при этом все приводы устройства и электромагниты подключены с возможностью управления входными сигналами к соответствующим источникам питания посредством электрокабелей.in this case, all the drives of the device and electromagnets are connected with the possibility of controlling the input signals to the corresponding power sources by means of electric cables.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочий механизм снабжен источником механического воздействия на внешнюю очищаемую поверхность корпуса судна.2. The device according to p. 1, characterized in that the working mechanism is equipped with a source of mechanical impact on the external cleaned surface of the ship's hull.

Images