远洋运输的船舶常年航行在水生物种类无比丰富的海洋中，因此会出现海洋生物附着在船体表面的现象。这使得船体表面的粗糙度增加、失去流线外形，航行阻力增大，影响了船舶的航行速度。如果是军用舰艇，那不止是影响舰艇快速性的问题，更会增强舰艇的水声信号。这使得军用舰艇的隐蔽性大打折扣。目前我国船体的表面清理工作主要在船坞进行喷砂处理，这种处理方式存在如污染严重、修船期长，以及船坞不足等弊端。

由哈尔滨工程大学的教师和学生团队研制的的负压吸附式水下船体清刷机器人系统正是在这种背景下研发出的具有高技术密集的应用于船舶维修行业的船体清刷高技术装备。主要用来进行水下船舶壳体的清刷作业，有效地解决了传统船舶壳体清刷技术所固有的船舶入坞成本高、作业危险度高等问题。 它的工作深度为水下20m以浅的船体表面。该项目为国内首创，且为国内唯一水下清刷机器人，并将在国内市场上逐步替代国外同类产品。

该系统主要分为三大部分，包括机器人、控制器以及脐带缆。

其中机器人的主要部件为清洁刷、电磁吸附系统、负压螺旋桨以及轮式驱动器。其中清洁刷部件可根据清刷的对象（海藻或藤壶）形式的不同分为藤壶刷和海藻刷两种。藤壶刷是一个专门用于清除藤壶和其他硬壳的海洋附着物的工具，突出特点是能够摧垮藤壶以及其他重型贝类增长物。海藻刷是一种软毛刷，可以高效的清洁海藻以及附着初期的贝类，对于表层只有海藻或经常清刷的船可采用海藻刷进行快速刷洗。电磁吸附系统用于机器人在船体水位线以上部分的行走。三套负压螺旋桨是机器人在水下工作行走时为机器人提供相对于船体的负压力，从而使机器人能够吸附在船体上顺利进行清刷作业。同时也吹散了从船体被清刷下来的海洋生物。轮式驱动器使机器人具备2～8m/min的移动速度。

该系统的控制中枢是液压站和控制柜两大部件。液压站是由液压泵、驱动用电动机、油箱、溢流阀等构成的液压源装置。按驱动装置要求的流向、压力和流量供油，适用于驱动装置与液压站分离的各种机械上，将液压站与驱动装置（油缸或马达）用油管相连，液压系统即可实现各种规定的动作。控制柜是机器人的大脑，用于向作业机器人发出各种指令。它有复合自动运行模式、半自动运行模式、手动遥操作模式多种作业方式可供操作人员根据实际情况选择。

脐带缆是由对强度、柔韧性、抗腐蚀性和抗渗透性要求都极高的材料构成。可为水下生产系统提供电力和液压通道。并可传递上部控制柜内的控制信号及水下船体清刷机器人的反馈数据。

该系统的作业流程是从船弦通过绞车将清刷机器人放在船舷外侧的某一位置，并吸在船外表面，启动后开始按照程序所预定的轨迹向船体位于水下的部分行走，在开始行走的时候，机器人前部的清洁刷开始旋转工作，机器人一边行走，三个清洁刷所覆盖的区域即被清刷干净。如图：

市场现有船体清刷技术主要分为坞内清刷和水下清刷两类。

其中坞内清刷主要是在船坞里进行船体表面的高压水清洗和喷砂(丸)。

在船坞内进行高压水清洗和喷砂需要船舶进船坞之后进行船体表面的清理工作，这就增加了船舶的停航损失，此外喷砂会给作业环境带来严重的污染。

而水下清刷技术分为两种。首先是潜水员水下操作：潜水员手持清刷设备对船舶进行清刷。这阶段的典型清刷设备为英国的UMC公司的MINI PAMPER VEHICLE，法国的BRUSH-KART，比利时安特卫普的MC312–Typhoon清刷设备，美国Armadahull公司的SeaRazzor AST-707清刷设备。大都至少需要一名潜水员在水下操作清刷设备。

其次是水下机器人：水下机器人是一种可在水下移动、具有视觉和感知系统、通过遥控或自主操作方式、使用机械手或其它工具代替或辅助人去完成水下作业任务的装置。1966年英国船舶研究计划中心引入了SCAMP机器人。

美国海军研究所研制了一个名为Hull BUG（hull bio-mimetic underwater grooming）的水下船体清刷机器人，用于船舶的水下清刷，清除藤壶、海生物附层等船体污垢，估计每年可为海军节省由于船体污垢带来的清理和燃油额外耗损费用近十亿美元。

在国内船舶坞内清刷技术比较成熟主要是进行高压水清洗和喷砂清理。水下清刷作业自1983年在湛江、厦门、天津、秦皇岛、烟台、大连等地建立了由救捞部门开展的业务以来，做了一定的工作。目前，国内水下清刷作业的主要方式是潜水员水下操作购买国外的清刷设备，例如2006年中国海军购买了专为战舰清刷的清刷设备，由指挥员、监控员、水面操控员和潜水员组成作业组,采用专用吊臂将清刷设备吊入水中，两名潜水员推着清刷设备对水线以下船体进行清刷。

较传统技术而言，该机器人的优势在于无需让船舶进入船坞，这大大地提高了船舶的利用率，节省了船舶维修费用，相对于入坞清洗约节省2/3的费用。同时也避免工作人员接触危险环境，无需人员在水下进行操作，降低了人员的危险度，确保了作业过程的安全性。而且避免了传统清刷技术带来的环境污染问题。机器人连续作业时间长，可以在极冷、极危险的环境下可以完成人力无法实施的大体力强度的清洗作业，同时节省了清洗时间。该机器人还可以实现自主导航、实时监控作业经过，进行录像和摄影记录，完善了施工作业过程。

船体表面清刷作业能够减小船舶航行阻力、确保航速和节约燃料，以及延长船舶的使用寿命等优点，特别是在全球石油危机的影响下，船舶的清刷作业更是得到了广泛的应用和发展。由哈尔滨工程大学研制的这款机器人不但可用于船舶表面清洗，也可广泛应用于于化工厂、制造厂、水厂、核电厂等工业应用领域。