CN112033958A - 一种风电叶片检测机器人 - Google Patents

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张小俊
杨雪健
万媛
李满宏
王洋
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Abstract

本发明涉及一种风电叶片检测机器人，其技术特点是：包括车体、整体连接结构和环抱检测机构，车体包括车架、安装在车架两侧的四个车轮、安装在车架底部并与四个车轮相连接的电机以及安装在车架底部的永磁吸附装置；整体连接结构包括与车架相连接的固定装置、安装在固定装置上的移动装置及安装在移动装置上的环抱检测机构连接体；环抱检测机构包括与环抱检测机构连接体相连接的环抱架、安装在环抱架上的摄像头和移动架以及安装在移动架内侧的一对叶片贴合机构。本发明实现对风电叶片的检测功能，提高了设备运行安全性，满足了安全生产要求，缩短了施工周期，降低了工人的劳动强度、运营成本及安全隐患，具有安全、省力、简便、高效的特点。

Description

一种风电叶片检测机器人
技术领域
本发明属于特种机器人技术领域，尤其是一种风电叶片检测机器人。
背景技术
风力发电技术是新能源技术领域的重要组成部分。面对蓬勃发展的风电产业，问题机组日益增多、风机集中出质保期等问题随之而来，大量的风电机组必须进行日常检测与维护，才能确保风电机组的安全有效运行，否则会适得其反，不但浪费大量风力资源，还会造成巨额经济损失。
风电叶片是风力发电机的最重要部分，目前，风电叶片的检测维护工作仍然采用传统的人工作业方式，存在劳动强度大、施工周期长、维护成本高以及安全隐患等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种风电叶片检测机器人，有效解决风电叶片检测作业中存在的人工劳动强度大、施工周期长、维护成本高以及安全隐患等问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种风电叶片检测机器人，包括车体、整体连接结构和环抱检测机构，其中：
所述车体包括车架、安装在车架两侧的四个车轮、安装在车架底部并与四个车轮相连接的电机以及安装在车架底部的永磁吸附装置；
所述整体连接结构包括与车架相连接的固定装置、安装在固定装置上的移动装置及安装在移动装置上的环抱检测机构连接体；
所述环抱检测机构包括与环抱检测机构连接体相连接的环抱架、安装在环抱架上的摄像头和移动架以及安装在移动架内侧的一对叶片贴合机构。
所述电机套装在连接板上，所述连接板通过螺栓安装在车架的底板四角处。
所述永磁吸附装置为四个并均布安装在车架的底板上。
所述固定装置包括车体连接体、连接关节、支撑架、连接装置，所述移动装置包括传动齿轮、皮带、驱动电机、内置履带、连接柱、阻挡器和运动滑道；所述车体连接体与车架固装在一起，所述连接关节一端固装在车体连接体上，所述连接关节另一端与连接柱安装在一起；所述支撑架的一端与车架相连接，该支撑架的另一端与连接柱连接在一起，所述连接装置为两个并对称安装在连接柱两端，所述阻挡器和运动滑道通过螺栓连接安装在连接装置上，所述环抱检测机构连接体安装在运动滑道上：所述传动齿轮和驱动电机、皮带安装在连接柱上，传动齿轮与连接装置的内置齿轮通过传动轴安装，连接装置的内置齿轮与内置履带相连接，内置履带带动环抱检测机构连接体的在运动滑动上运动；所述环抱检测机构连接体用于与环抱检测机构相连接。
所述环抱架与移动架及叶片贴合机构的连接关系为：环抱架为方形框架结构，在环抱架两侧对称安装有滑动轨道，在滑动导轨上安装有移动架，在环抱架和移动架之间均布安装有多个弹簧；一对叶片贴合机构相对安装在移动架内侧并随着移动架的滑动而滑动。
所述叶片贴合机构包括固定板、转动螺栓、转动棒、连接体、轮子、大连接板和小连接板；所述固定板与移动架连接，所述大连接板和小连接板安装在固定板上，所述转动棒与大连接板和连接体相连，该转动棒可自由转动，所述连接体安装在小连接板上，该连接体可相对小连接板转动，所述轮子安装在连接体，该轮子与叶片直接接触。
所述摄像头具有360度旋转功能。
本发明的优点和积极效果是：
本发明将安装有检测装置的环抱检测机构安装在车体上，并通过整体连接结构调节环抱检测机构与风电叶片的距离，实现对风电叶片的检测功能，其结构合理紧凑，使用方便，提高了设备运行安全性，满足了安全生产要求，缩短了施工周期，降低了工人的劳动强度、运营成本及安全隐患，具有安全、省力、简便、高效的特点。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明工作时的整体结构示意图；
图3是本发明的车体结构示意图；
图4是本发明的整体连接结构的结构示意图；
图5是本发明的整体连接结构工作时的结构示意图；
图6是本发明的环抱检测机构的结构示意图；
图7是本发明的环抱检测机构工作时的结构示意图；
图8是本发明的叶片贴合机构的结构示意图；
图9是本发明的叶片贴合机构工作时的结构示意图；
图中，10-车体，101-车架，102-车轮，103-电机，104-永磁吸附装置，105-连接板；20-整体连接结构，201-车体连接体，202-连接关节，203-支撑架，204-传动齿轮，205-皮带，206-驱动电机，207-内置履带，208-连接装置，209-连接柱，210-阻挡器，211-运动滑道，212-环抱检测机构连接体；30-环抱检测机构，301-环抱架，302-移动架，303-滑动轨道，304-弹簧，305-摄像头，306-叶片贴合装置；3061-固定板，3062-转动螺栓，3063-转动棒，3064-连接体，3065-轮子，3066-大连接板，3067-小连接板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述。
一种风电叶片检测机器人，如图1及图2所示，包括车体10、整体连接结构20、环抱检测机构30。所述车体10通过整体连接结构20与环抱检测机构30连接在一起。所述车体10主要起支撑、爬风电塔筒的作用。所述整体连接结构20主要起连接车体10和环抱检测机构30的作用，并对环抱检测机构30提供力的支撑。所述环抱检测机构30可与风电叶片直接接触，与风电叶片始终贴合，能够适应风电叶片曲率变化的作用的同时并对风电叶片进行检测，达到更好的检测效果。
风电叶片检测机器人在爬行过程中对风电叶片进行检测如图2所示，车体10吸附于风电塔筒上，环抱检测机构30对风电叶片进行检测。
如图3所示，所述车体10包括车架101、四个车轮102、四个电机103、永磁吸附装置104、连接板105。所述车轮102对称安装在车架101的前后两侧，四个电机103分别与四个车轮102相连接，电机103是车体10的动力来源用于驱动车轮102在风电塔筒上行走。四个电机103套装在四个连接板105上，四个连接板105分别通过螺栓安装在车架101的底板上。所述永磁吸附装置104为四个并均布安装在车架101的底板上，永磁吸附装置104为风电叶片检测机器人提供吸附力。
如图4所示，所述整体连接结构20包括车体连接体201、连接关节202、支撑架203、传动齿轮204、皮带205、驱动电机206、内置履带207、连接装置208、连接柱209、阻挡器210、运动滑道211和环抱检测机构连接体212。所述车体连接体201、连接关节202、支撑架203、连接装置208构成固定装置，所述传动齿轮204、皮带205、驱动电机206、内置履带207、连接柱209、阻挡器210、运动滑道211构成移动装置。所述车体连接体201与车体10通过螺栓固定安装在一起，该车体连接体201对整体连接结构20起到支撑作用。所述连接关节202与车体连接体201也是通过螺栓连接固定的，该连接关节202与连接柱209安装在一块。所述支撑架203的一端与车体10相连接，该支撑架203的另一端与连接柱209连接起来，对整个连接机构20提供安全支撑。所述连接装置208为两个并对称安装在连接柱209两端，所述阻挡器210和运动滑道211通过螺栓连接安装在连接装置208上，所述环抱检测机构连接体212在运动滑道211。所述传动齿轮204和驱动电机206、皮带205相互配合：传动齿轮204与连接装置208的内置齿轮(图中未标示)通过传动轴安装，连接装置208的内置齿轮(图中未标示)与内置履带207相连接，内置履带207带动环抱检测机构连接体212的左右运动。环抱检测机构连接体212在运动滑道211上滑行来调整环抱检测机构30与风电叶片的距离，该阻挡器210能够让环抱检测机构连接体212在一定的范围内运动，环抱检测机构连接体212与环抱检测机构30连接在一起。
如图5所示，当整体连接结构20距离风电叶片较远时，环抱检测机构连接体212在运动滑道211上滑动，以此来调节与叶片的距离，使得风电叶片处于合适的位置去检测叶片。
如图6所示，所述环抱检测机构30包括环抱架301、移动架302、滑动轨道303、摄像头305、弹簧304和叶片贴合装置306。所述环抱架301为方形框架结构，其与整体连接结构20的环抱检测机构连接体212相连。所述滑动轨道303分别对称安装在环抱架301的两侧，所述移动架302在滑动轨道303上滑动。所述摄像头305安装在环抱架301上，该摄像头自带360度旋转功能，能够对风电叶片进行检测。所述弹簧304安放在环抱架301和移动架302之间并与环抱架301和移动架302相连接。如图7所示，当风电叶片的尺寸变大时，风电叶片会使弹簧304压缩，这样就让移动架302在滑动轨道303上滑动，使得整个环抱检测机构30始终抱紧整个叶片，当风电叶片的尺寸变小时，弹簧的回复力会使移动架302在滑动轨道303上移动到合适的位置。所述叶片贴合机构306安装在移动架302上，随着移动架302的滑动而滑动。
如图8所示，所述叶片贴合机构306包括固定板3061、转动螺栓3062、转动棒3063、连接体3064、轮子3065、大连接板3066和小连接板3067。所述固定板3061与移动架302连接，大连接板3066和小连接板3067安装在固定板3061上，转动棒3063与大连接板3066和连接体3064相连，转动棒3063可自由转动，连接体3064安装在小连接板3067上，连接体3064可相对小连接板3066转动，轮子3065安装在连接体3064上，轮子3065与叶片直接接触。
如图9所示，在检测过程中，叶片贴合机构306与叶片紧紧贴合，叶片贴合机构306可以适应风电叶片的曲率变化，使环抱检测机构30的摄像头305能够对风电叶片进行检测。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种风电叶片检测机器人，其特征在于：包括车体、整体连接结构和环抱检测机构，其中：
所述车体包括车架、安装在车架两侧的四个车轮、安装在车架底部并与四个车轮相连接的电机以及安装在车架底部的永磁吸附装置；
所述整体连接结构包括与车架相连接的固定装置、安装在固定装置上的移动装置及安装在移动装置上的环抱检测机构连接体；
所述环抱检测机构包括与环抱检测机构连接体相连接的环抱架、安装在环抱架上的摄像头和移动架以及安装在移动架内侧的一对叶片贴合机构。
2.根据权利要求1所述的一种风电叶片检测机器人，其特征在于：所述电机套装在连接板上，所述连接板通过螺栓安装在车架的底板四角处。
3.根据权利要求1所述的一种风电叶片检测机器人，其特征在于：所述永磁吸附装置为四个并均布安装在车架的底板上。
4.根据权利要求1所述的一种风电叶片检测机器人，其特征在于：所述固定装置包括车体连接体、连接关节、支撑架、连接装置，所述移动装置包括传动齿轮、皮带、驱动电机、内置履带、连接柱、阻挡器和运动滑道；所述车体连接体与车架固装在一起，所述连接关节一端固装在车体连接体上，所述连接关节另一端与连接柱安装在一起；所述支撑架的一端与车架相连接，该支撑架的另一端与连接柱连接在一起，所述连接装置为两个并对称安装在连接柱两端，所述阻挡器和运动滑道通过螺栓连接安装在连接装置上，所述环抱检测机构连接体安装在运动滑道上：所述传动齿轮和驱动电机、皮带安装在连接柱上，传动齿轮与连接装置的内置齿轮通过传动轴安装，连接装置的内置齿轮与内置履带相连接，内置履带带动环抱检测机构连接体的在运动滑动上运动；所述环抱检测机构连接体用于与环抱检测机构相连接。
5.根据权利要求1所述的一种风电叶片检测机器人，其特征在于：所述环抱架与移动架及叶片贴合机构的连接关系为：环抱架为方形框架结构，在环抱架两侧对称安装有滑动轨道，在滑动导轨上安装有移动架，在环抱架和移动架之间均布安装有多个弹簧；一对叶片贴合机构相对安装在移动架内侧并随着移动架的滑动而滑动。
6.根据权利要求5所述的一种风电叶片检测机器人，其特征在于：所述叶片贴合机构包括固定板、转动螺栓、转动棒、连接体、轮子、大连接板和小连接板；所述固定板与移动架连接，所述大连接板和小连接板安装在固定板上，所述转动棒与大连接板和连接体相连，该转动棒可自由转动，所述连接体安装在小连接板上，该连接体可相对小连接板转动，所述轮子安装在连接体，该轮子与叶片直接接触。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种风电叶片检测机器人，其特征在于：所述摄像头具有360度旋转功能。
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