CN114887805B - 一种风电塔筒内壁的喷涂装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风电塔筒内壁的喷涂装置及其控制方法，喷涂装置包括：若干个三角轮、装载机构、导轨、支撑杆、控制器、支撑机构、相机和喷涂机构；各三角轮的每个角均设置一个支脚轮；各三角轮用于共同承载装载机构；导轨设置在装载机构上；支撑杆的一端与导轨滑动连接；支撑杆的另一端与支撑机构固定连接；喷涂机构通过横向杆与支撑机构连接；控制器用于控制喷涂机构的旋转速度、控制各三角轮的旋转速度、控制各支脚轮的旋转速度、控制支撑杆的长度、控制支撑杆在导轨上运动和控制喷涂机构的直径；相机用于拍摄图片信息。本发明实现自动喷涂和越障，降低了成本且提高了效率。

Description

一种风电塔筒内壁的喷涂装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及塔筒喷涂技术领域，特别是涉及一种风电塔筒内壁的喷涂装置及其控制方法。
背景技术
作为风电机组关键配套设备的风电塔筒，制造精度要求高，随着风电技术不断突破，风电机组的高度已突破上百米，除同轴度、平面度、平行度、直线度和错边量等形位公差均应满足要求外，其防腐要求也格外严格。
现有的喷涂装置需要操作人员拧动改变直径，人工伸缩支撑杆，无法实现无线自适应控制；遇到钢钉等障碍，需要操作人员抬起整个设备，难度大、难以确保设备仍处于原喷涂路线且影响喷涂质量；人工在塔筒内部拖拽喷涂装置、油管与电线，油漆中含有大量甲醛、苯和挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，简称VOC)等有毒有害成分，对操作人员身体健康造成极大危害；人工喷涂或人工拖拽设备喷涂对操作人员的技术要求高，造成成本高和效率低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种风电塔筒内壁的喷涂装置及其控制方法，实现自动喷涂和越障，降低了成本且提高了效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种风电塔筒内壁的喷涂装置，包括：若干个三角轮、装载机构、导轨、支撑杆、控制器、支撑机构、相机和喷涂机构；
各所述三角轮的每个角均设置一个支脚轮；各所述三角轮用于共同承载所述装载机构；
所述导轨设置在所述装载机构上；所述支撑杆的一端与所述导轨滑动连接；所述支撑杆的另一端与所述支撑机构固定连接；
所述喷涂机构通过横向杆与所述支撑机构连接；
所述控制器用于控制所述喷涂机构的旋转速度、控制各所述三角轮的旋转速度、控制各所述支脚轮的旋转速度、控制所述支撑杆的长度、控制所述支撑杆在所述导轨上运动和控制所述喷涂机构的直径；
所述相机用于拍摄图片信息。
优选地，所述支撑机构包括：支撑架和可编程电机；
所述支撑架与所述支撑杆的另一端固定连接；所述可编程电机设置在所述支撑架上；
所述可编程电机的输出轴与所述横向杆的一端连接；所述横向杆的另一端与所述喷涂机构固定连接；
所述可编程电机的输出轴旋转带动所述横向杆旋转，继而带动所述喷涂机构旋转；
所述控制器基于所述可编程电机控制所述横向杆的旋转速度，从而实现控制所述喷涂机构的旋转速度。
优选地，所述喷涂机构包括：若干个伸缩杆和底座；
所述底座与所述横向杆的另一端固定连接；各所述伸缩杆的一端均与所述底座连接；各所述伸缩杆的另一端均设置有一个喷头；
各所述伸缩杆均采用电动推杆；所述控制器控制各所述电动推杆进行一致性伸缩从而实现控制所述喷涂机构的直径。
优选地，所述支撑杆为液压伸缩杆。
优选地，所述装载机构内置集装机构；
所述集装机构包括箱体和增压泵；
所述箱体用于放置喷涂液，所述增压泵设置在所述箱体内；
所述增压泵通过依次连通管和若干个喷涂供料管分别与各所述喷头连接；
所述增压泵将所述喷涂液依次通过连通管和所述喷涂供料管输送至所述喷头。
一种风电塔筒内壁的喷涂装置的控制方法，所述控制方法适用于上述的喷涂装置，所述控制方法包括：
步骤S1，判断待喷涂塔筒的型号信息在数据库中是否存在，若存在，则基于所述型号信息对应的控制参数控制喷涂装置，若不存在，则获取待喷涂塔筒的设计参数；
步骤S2，基于所述设计参数生成移动控制指令；
步骤S3，基于所述移动控制指令控制喷涂装置移动，并在移动过程中基于图片信息判断是否存在障碍物，若不存在，则继续基于所述移动控制指令控制喷涂装置移动，若存在，则执行步骤S4；
步骤S4，基于所述图片信息得到障碍物信息，并基于所述障碍物信息生成越障控制指令，基于所述越障控制指令控制所述喷涂装置越障，在执行完所述越障控制指令后，返回至步骤S3；
步骤S5，重复执行所述步骤S3和所述步骤S4，直至完成喷涂；基于所述移动控制指令和各所述越障控制指令生成待喷涂塔筒的控制参数并存储至所述数据库。
优选地，所述设计参数包括塔筒直径、喷涂厚度、塔筒长度和塔筒斜率；
所述移动控制指令包括横向杆的初始高度、横向杆的高度变化量、喷涂机构的初始直径、喷涂机构的直径变化量、喷涂机构的旋转速度和各支脚轮的旋转速度。
优选地，所述步骤S2包括：
基于塔筒直径得到横向杆的初始高度和喷涂机构的初始直径；
基于喷涂厚度得到喷涂装置的移动速度和喷涂机构的旋转速度；
基于喷涂装置的移动速度得到各支脚轮的旋转速度；
基于塔筒斜率得到横向杆的高度变化量和喷涂机构的直径变化量。
优选地，所述步骤S4具体：
基于所述图片信息得到障碍物的数量及每个障碍物的高度信息，并进行判断；
当障碍物的数量为1且所述高度信息小于或等于三角轮最大越障高度时，控制喷涂装置距离障碍物的距离值大于最小越障距离且小于最大越障距离后，控制器首先控制各三角轮进行旋转完成越障，然后基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，再控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置后，控制支撑杆静止，最后返回至步骤S3；
当障碍物的数量为1且所述高度信息大于所述三角轮最大越障高度时，控制器首先基于所述高度信息得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量；然后控制器基于所述伸缩量和所述直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长后，控制器控制各三角轮进行旋转完成越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3；
当障碍物的数量为2个、2个障碍物对应的高度信息相等且2个障碍物之间的间距小于2倍所述最小越障距离时，控制器首先基于所述高度信息得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量；然后控制器基于所述伸缩量和所述直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并当喷涂装置距离第1个障碍物的距离为第一设定值时，控制各三角轮进行连续两次旋转完成越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3；
当障碍物的数量为2个且2个障碍物对应的高度信息不相等时，将2个高度信息中的最大值作为高度值；控制器首先基于所述高度值得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量；然后控制器基于所述伸缩量和所述直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并当喷涂装置距离第1个障碍物的距离为第一设定值时，控制各三角轮进行连续两次旋转完成越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3；
当障碍物的数量大于2，且任意两个相邻障碍物之间的间距均小于第一间距设定值时，将N个高度信息中的最大值作为高度值，将第1个障碍物与第N个障碍物之间的间距作为间隔距离值；控制器首先基于所述高度值和所述间隔距离值得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量；然后控制器基于所述伸缩量和所述直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并当喷涂装置距离第1个障碍物的距离为第一设定值时，控制各三角轮进行连续两次旋转完成越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3；N为障碍物的数量；
当障碍物的数量为2个、2个障碍物对应的高度信息不相等且2个障碍物之间的间距大于所述第一间距设定值且小于第二间距设定值时；基于第1个障碍物的高度信息得到支撑杆的第一伸缩量和各三角轮的第一直径变化量；然后控制器基于所述第一伸缩量和所述第一直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并当喷涂装置距离第1个障碍物的距离为第二设定值时，控制各三角轮进行旋转完成第1次越障，基于第2个障碍物的高度信息得到支撑杆的第二伸缩量和各三角轮的第二直径变化量；然后控制器基于所述第二伸缩量和所述第二直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并控制各支脚轮开始旋转，直至喷涂装置距离第二个障碍物的距离为第二设定值时，控制各支脚轮停止旋转并控制各三角轮进行旋转完成第二次越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述第一伸缩量和所述第二伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述第一直径变化量和所述第二直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明涉及一种风电塔筒内壁的喷涂装置及其控制方法，喷涂装置包括：若干个三角轮、装载机构、导轨、支撑杆、控制器、支撑机构、相机和喷涂机构；各三角轮的每个角均设置一个支脚轮；各三角轮用于共同承载装载机构；导轨设置在装载机构上；支撑杆的一端与导轨滑动连接；支撑杆的另一端与支撑机构固定连接；喷涂机构通过横向杆与支撑机构连接；控制器用于控制喷涂机构的旋转速度、控制各三角轮的旋转速度、控制各支脚轮的旋转速度、控制支撑杆的长度、控制支撑杆在导轨上运动和控制喷涂机构的直径；相机用于拍摄图片信息。本发明实现自动喷涂和越障，降低了成本且提高了效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明风电塔筒内壁的喷涂装置结构图；
图2为本发明支撑杆和喷涂机构的调节示意图；
图3为本发明风电塔筒内壁的喷涂装置正视图；
图4为本发明风电塔筒内壁的喷涂装置的控制方法流程图；
图5为当障碍物的数量为1且高度信息小于或等于三角轮最大越障高度时的越障示意图；
图6为当障碍物的数量为2个、2个障碍物对应的高度信息相等且2个障碍物之间的间距小于2倍最小越障距离时的越障示意图；
图7为当障碍物的数量为2个且2个障碍物对应的高度信息不相等时的越障示意图；
图8为当障碍物的数量为2个、2个障碍物对应的高度信息不相等且2个障碍物之间的间距大于第一间距设定值且小于第二间距设定值时的越障示意图。
符号说明：1、三角轮；2、装载机构；3、导轨；4、支撑杆；5、支撑机构；6、相机；7、喷涂机构；8、横向杆；11、支脚轮；51、支撑架；52、可编程电机；71、伸缩杆；72、底座；73、喷头。
具体实施方式
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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
本发明的目的是提供一种风电塔筒内壁的喷涂装置及其控制方法，实现自动喷涂和越障，降低了成本且提高了效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明风电塔筒内壁的喷涂装置结构图；图3为本发明风电塔筒内壁的喷涂装置正视图。如图1和图3所示，本发明提供了一种风电塔筒内壁的喷涂装置，包括：若干个三角轮1、装载机构2、导轨3、支撑杆4、控制器、支撑机构5、相机6和喷涂机构7。
各所述三角轮1的每个角均设置一个支脚轮11；各所述三角轮1用于共同承载所述装载机构2。本实施例中，所述三角轮1的数量为4个，均匀分布在装载机构2的两侧。同相位的各所述支脚轮11由同一个驱动电机并联驱动。
所述导轨3设置在所述装载机构2上；所述支撑杆4的一端与所述导轨3滑动连接；所述支撑杆4的另一端与所述支撑机构5固定连接。本实施例中，所述支撑杆4为液压伸缩杆。
所述支撑机构5包括：支撑架51和可编程电机52。所述喷涂机构7包括：若干个伸缩杆71和底座72。
所述支撑架51与所述支撑杆4的另一端固定连接；所述可编程电机52设置在所述支撑架51上。
所述可编程电机52的输出轴与所述横向杆8的一端连接；所述横向杆8的另一端与所述底座72固定连接。
各所述伸缩杆71的一端均与所述底座72连接；各所述伸缩杆71的另一端均设置有一个喷头73。本实施例中，伸缩杆71的数量为4个，4个所述伸缩杆71呈十字型与所述横向杆8垂直固定连接。
各所述伸缩杆71均采用电动推杆；所述控制器控制各所述电动推杆进行一致性伸缩从而实现控制所述喷涂机构7的直径。
所述可编程电机52的输出轴旋转带动所述横向杆8旋转，继而带动所述喷涂机构7旋转。
所述控制器基于所述可编程电机52控制所述横向杆8的旋转速度，从而实现控制所述喷涂机构7的旋转速度。
所述控制器用于控制所述喷涂机构7的旋转速度、控制各所述三角轮1的旋转速度、控制各所述支脚轮11的旋转速度、控制所述支撑杆4的长度、控制所述支撑杆4在所述导轨3上运动和控制所述喷涂机构7的直径。支撑杆4的长度调节、支撑杆4在导轨3上运动调节、喷涂机构7的直径调节如图2所示。本实施例中，所述控制器的型号选用89C51。
所述相机6用于拍摄图片信息。
优选地，所述装载机构2内置集装机构。所述集装机构包括箱体和增压泵。
所述箱体用于放置喷涂液，所述增压泵设置在所述箱体内。
所述增压泵通过依次连通管和若干个喷涂供料管分别与各所述喷头73连接。
所述增压泵将所述喷涂液依次通过连通管和所述喷涂供料管输送至所述喷头73。
图4为本发明风电塔筒内壁的喷涂装置的控制方法流程图。如图4所示，本发明提供了一种风电塔筒内壁的喷涂装置的控制方法，所述控制方法适用于上述的喷涂装置，所述控制方法包括：
步骤S1，判断待喷涂塔筒的型号信息在数据库中是否存在，若存在，则基于所述型号信息对应的控制参数控制喷涂装置，若不存在，则获取待喷涂塔筒的设计参数。本实施例中，所述设计参数包括塔筒直径、喷涂厚度、塔筒长度和塔筒斜率。
优选地，所述控制参数存储在只读存储器或内部存储器中。
步骤S2，基于所述设计参数生成移动控制指令。所述移动控制指令包括横向杆的初始高度、横向杆的高度变化量、喷涂机构的初始直径、喷涂机构的直径变化量、喷涂机构的旋转速度和各支脚轮的旋转速度。
具体地，所述步骤S2具体为：基于塔筒直径得到横向杆的初始高度和喷涂机构的初始直径；基于喷涂厚度得到喷涂装置的移动速度和喷涂机构的旋转速度；基于喷涂装置的移动速度得到各支脚轮的旋转速度；基于塔筒斜率得到横向杆的高度变化量和喷涂机构的直径变化量。
其中，横向杆的高度变化量和喷涂机构的直径变化量相等，具体计算公式如下：
Δh＝2Δs*tanγ；
式中：Δh为横向杆的高度变化量或喷涂机构的直径变化量，γ为塔筒斜率，Δs为移动距离。
步骤S3，基于所述移动控制指令控制喷涂装置移动，并在移动过程中基于图片信息判断是否存在障碍物，若不存在，则继续基于所述移动控制指令控制喷涂装置移动，若存在，则执行步骤S4。
优选地，在喷涂装置移动的过程中，测量的支撑杆的中心位置距塔筒内壁顶端的实时距离，将所述实时距离由模拟信号转为数字信号，并进行计算，得到误差值，基于所述误差值生成反馈控制信号，基于所述反馈控制信号控制支撑杆进行伸缩，实现反馈调节。
所述反馈控制信号如下式：
u(k)＝kp(e(k)-e(k-1))+ki(e(k))+kd(e(k)-2e(k-1)+e(k-2))；
其中：kp为比例调节系数，ki为积分调节系数，kd为微分调节系数，e(k)为误差值，k为迭代次数。
基于目标距离值与实际距离得到误差值e，再将计算所得的误差值e代入上式中得到反馈控制信号u(k)，所求的反馈控制信号作为PWM占空比来进行一次更新，信号值通过驱动控制电路传递给控制器。接下来把获取新占空比下的实际距离，开始新的更新周期，循环往复形成闭环控制。
步骤S4，基于所述图片信息得到障碍物信息，并基于所述障碍物信息生成越障控制指令，基于所述越障控制指令控制所述喷涂装置越障，在执行完所述越障控制指令后，返回至步骤S3。
优选地，所述步骤S4具体为：
基于所述图片信息得到障碍物的数量及每个障碍物的高度信息，并进行判断。
如图5所示，当障碍物的数量为1且所述高度信息小于或等于三角轮最大越障高度时，控制喷涂装置距离障碍物的距离值大于最小越障距离且小于最大越障距离后，控制器控制各支脚轮停止转动，控制可编程电机停止工作，控制器首先控制各三角轮进行旋转完成越障，然后基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，再控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置后，控制支撑杆静止，最后返回至步骤S3。
所述距离值的计算公式如下：
Figure BDA0003660610630000101
式中：ddepth为距离值，f为焦距长度，b为基线长度，q为视差，cxr和cxl分别为双目相机的匹配点坐标。
所述最小越障距离的计算公式如下：
Figure BDA0003660610630000102
所述最大越障距离的计算公式如下：
Figure BDA0003660610630000103
式中：h为障碍物高度，L为同样一个三角轮中2个支脚轮的间距，α为三角轮的支撑脚与地面之间的角度值，lmin为最小越障距离，lmax为最大越障距离。
当障碍物的数量为1且所述高度信息大于所述三角轮最大越障高度时，控制器控制各支脚轮停止转动，控制可编程电机停止工作，控制器首先基于所述高度信息得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量；然后控制器基于所述伸缩量和所述直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长后，控制器控制各三角轮进行旋转完成越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3。
基于所述高度信息和三角轮中心距地面高度得到高度变化量，所述高度变化量即为支撑杆的伸缩量，再基于所述高度变化量得到三角轮的直径变化量，计算公式如下：
Δl＝Δa*sinα；
三角轮中心距地面高度的计算公式如下：
d＝a*sinα；
式中：d为三角轮中心距地面高度，Δl为高度变化量，Δa为三角轮的直径变化量，a为三角轮的直径。
如图6所示，当障碍物的数量为2个、2个障碍物对应的高度信息相等且2个障碍物之间的间距小于2倍所述最小越障距离时，控制器首先基于所述高度信息得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量；然后控制器基于所述伸缩量和所述直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并当喷涂装置距离第1个障碍物的距离为第一设定值时，控制器控制各支脚轮停止转动，控制可编程电机停止工作，控制各三角轮进行连续两次旋转完成越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3。图6中，h1为第1个障碍物的高度信息，h2为第2个障碍物的高度。
所述控制器首先基于所述高度信息得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量，具体如下：
控制器基于2个障碍物的所述高度信息得到等量高度值，所述等量高度值的计算公式如下：
Figure BDA0003660610630000111
式中：t为等量高度值，h为障碍物盖度，即h1和h2中任意一者。
基于所述等量高度值得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量。
所述第一设定值的计算公式如下：
Figure BDA0003660610630000112
h为障碍物高度，即2个障碍物中任意一个的高度信息。
三角轮的直径变化量计算公式如下：
Figure BDA0003660610630000113
式中：m为2个障碍物之间的间距，a1为三角轮的直径变化量。
如图7所示，当障碍物的数量为2个且2个障碍物对应的高度信息不相等时，将2个高度信息中的最大值作为高度值；控制器首先基于所述高度值得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量；然后控制器基于所述伸缩量和所述直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并当喷涂装置距离第1个障碍物的距离为第一设定值时，控制器控制各支脚轮停止转动，控制可编程电机停止工作，控制各三角轮进行连续两次旋转完成越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3。
当障碍物的数量大于2，且任意两个相邻障碍物之间的间距均小于第一间距设定值时，将N个高度信息中的最大值作为高度值，将第1个障碍物与第N个障碍物之间的间距作为间隔距离值；控制器首先基于所述高度值和所述间隔距离值得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量；然后控制器基于所述伸缩量和所述直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并当喷涂装置距离第1个障碍物的距离为第一设定值时，控制器控制各支脚轮停止转动，控制可编程电机停止工作，控制各三角轮进行连续两次旋转完成越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3；N为障碍物的数量。
所述第一间距设定值为l1min+l2min；式中：l1min为第1个障碍物的最小越障距离，l2min为第2个障碍物的最小越障距离。
三角轮的直径变化量计算公式如下：
Figure BDA0003660610630000121
式中：m为第1个障碍物与第N个障碍物之间的间距。
如图8所示，当障碍物的数量为2个、2个障碍物对应的高度信息不相等且2个障碍物之间的间距大于所述第一间距设定值且小于第二间距设定值时；基于第1个障碍物的高度信息得到支撑杆的第一伸缩量和各三角轮的第一直径变化量；然后控制器基于所述第一伸缩量和所述第一直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并当喷涂装置距离第1个障碍物的距离为第二设定值时，控制器控制各支脚轮停止转动，控制可编程电机停止工作，控制各三角轮进行旋转完成第1次越障，基于第2个障碍物的高度信息得到支撑杆的第二伸缩量和各三角轮的第二直径变化量；然后控制器基于所述第二伸缩量和所述第二直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并控制各支脚轮开始旋转，直至喷涂装置距离第二个障碍物的距离为第二设定值时，控制各支脚轮停止旋转并控制各三角轮进行旋转完成第二次越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述第一伸缩量和所述第二伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述第一直径变化量和所述第二直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3。
所述第二间距设定值的计算公式如下：
Figure BDA0003660610630000131
式中：p为第二间距设定值，b1为在第1个障碍物时三角轮基于直径变化量伸缩后的半径，b2为在第2个障碍物时三角轮基于直径变化量伸缩后的半径，h1为第1个障碍物的高度信息，h2为第2个障碍物的高度信息。
所述第二设定值的计算公式如下：
Figure BDA0003660610630000132
式中：l1max为第1个障碍物的最大越障距离，即第二设定值。
步骤S5，重复执行所述步骤S3和所述步骤S4，直至完成喷涂；基于所述移动控制指令和各所述越障控制指令生成待喷涂塔筒的控制参数并存储至所述数据库。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种风电塔筒内壁的喷涂装置，其特征在于，包括：若干个三角轮、装载机构、导轨、支撑杆、控制器、支撑机构、相机和喷涂机构；
各所述三角轮的每个角均设置一个支脚轮；各所述三角轮用于共同承载所述装载机构；
所述导轨设置在所述装载机构上；所述支撑杆的一端与所述导轨滑动连接；所述支撑杆的另一端与所述支撑机构固定连接；
所述喷涂机构通过横向杆与所述支撑机构连接；
所述控制器用于控制所述喷涂机构的旋转速度、控制各所述三角轮的旋转速度、控制各所述支脚轮的旋转速度、控制所述支撑杆的长度、控制所述支撑杆在所述导轨上运动和控制所述喷涂机构的直径；
所述相机用于拍摄图片信息。
2.根据权利要求1所述的喷涂装置，其特征在于，所述支撑机构包括：支撑架和可编程电机；
所述支撑架与所述支撑杆的另一端固定连接；所述可编程电机设置在所述支撑架上；
所述可编程电机的输出轴与所述横向杆的一端连接；所述横向杆的另一端与所述喷涂机构固定连接；
所述可编程电机的输出轴旋转带动所述横向杆旋转，继而带动所述喷涂机构旋转；
所述控制器基于所述可编程电机控制所述横向杆的旋转速度，从而实现控制所述喷涂机构的旋转速度。
3.根据权利要求1所述的喷涂装置，其特征在于，所述喷涂机构包括：若干个伸缩杆和底座；
所述底座与所述横向杆的另一端固定连接；各所述伸缩杆的一端均与所述底座连接；各所述伸缩杆的另一端均设置有一个喷头；
各所述伸缩杆均采用电动推杆；所述控制器控制各所述电动推杆进行一致性伸缩从而实现控制所述喷涂机构的直径。
4.根据权利要求1所述的喷涂装置，其特征在于，所述支撑杆为液压伸缩杆。
5.根据权利要求3所述的喷涂装置，其特征在于，所述装载机构内置集装机构；
所述集装机构包括箱体和增压泵；
所述箱体用于放置喷涂液，所述增压泵设置在所述箱体内；
所述增压泵通过依次连通管和若干个喷涂供料管分别与各所述喷头连接；
所述增压泵将所述喷涂液依次通过连通管和所述喷涂供料管输送至所述喷头。
6.一种风电塔筒内壁的喷涂装置的控制方法，所述控制方法适用于权利要求1-5任意一项所述的喷涂装置，其特征在于，所述控制方法包括：
步骤S1，判断待喷涂塔筒的型号信息在数据库中是否存在，若存在，则基于所述型号信息对应的控制参数控制喷涂装置，若不存在，则获取待喷涂塔筒的设计参数；
步骤S2，基于所述设计参数生成移动控制指令；
步骤S3，基于所述移动控制指令控制喷涂装置移动，并在移动过程中基于图片信息判断是否存在障碍物，若不存在，则继续基于所述移动控制指令控制喷涂装置移动，若存在，则执行步骤S4；
步骤S4，基于所述图片信息得到障碍物信息，并基于所述障碍物信息生成越障控制指令，基于所述越障控制指令控制所述喷涂装置越障，在执行完所述越障控制指令后，返回至步骤S3；
步骤S5，重复执行所述步骤S3和所述步骤S4，直至完成喷涂；基于所述移动控制指令和各所述越障控制指令生成待喷涂塔筒的控制参数并存储至所述数据库。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述设计参数包括塔筒直径、喷涂厚度、塔筒长度和塔筒斜率；
所述移动控制指令包括横向杆的初始高度、横向杆的高度变化量、喷涂机构的初始直径、喷涂机构的直径变化量、喷涂机构的旋转速度和各支脚轮的旋转速度。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
基于塔筒直径得到横向杆的初始高度和喷涂机构的初始直径；
基于喷涂厚度得到喷涂装置的移动速度和喷涂机构的旋转速度；
基于喷涂装置的移动速度得到各支脚轮的旋转速度；
基于塔筒斜率得到横向杆的高度变化量和喷涂机构的直径变化量。
9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体：
基于所述图片信息得到障碍物的数量及每个障碍物的高度信息，并进行判断；
当障碍物的数量为1且所述高度信息小于或等于三角轮最大越障高度时，控制喷涂装置距离障碍物的距离值大于最小越障距离且小于最大越障距离后，控制器首先控制各三角轮进行旋转完成越障，然后基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，再控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置后，控制支撑杆静止，最后返回至步骤S3；
当障碍物的数量为1且所述高度信息大于所述三角轮最大越障高度时，控制器首先基于所述高度信息得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量；然后控制器基于所述伸缩量和所述直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长后，控制器控制各三角轮进行旋转完成越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3；
当障碍物的数量为2个、2个障碍物对应的高度信息相等且2个障碍物之间的间距小于2倍所述最小越障距离时，控制器首先基于所述高度信息得到支撑杆的伸缩量和各三角轮的直径变化量；然后控制器基于所述伸缩量和所述直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并当喷涂装置距离第1个障碍物的距离为第一设定值时，控制各三角轮进行连续两次旋转完成越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3；
当障碍物的数量为2个、2个障碍物对应的高度信息不相等且2个障碍物之间的间距大于第一间距设定值且小于第二间距设定值时；基于第1个障碍物的高度信息得到支撑杆的第一伸缩量和各三角轮的第一直径变化量；然后控制器基于所述第一伸缩量和所述第一直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并当喷涂装置距离第1个障碍物的距离为第二设定值时，控制各三角轮进行旋转完成第1次越障，基于第2个障碍物的高度信息得到支撑杆的第二伸缩量和各三角轮的第二直径变化量；然后控制器基于所述第二伸缩量和所述第二直径变化量控制支撑杆收缩和各三角轮伸长，并控制各支脚轮开始旋转，直至喷涂装置距离第二个障碍物的距离为第二设定值时，控制各支脚轮停止旋转并控制各三角轮进行旋转完成第二次越障，再基于所述图片信息控制支撑杆从基准位置滑动至未喷涂位置，并控制可编程电机开始工作且控制支撑杆从未喷涂位置滑动至基准位置，当支撑杆滑动至基准位置时，控制器基于所述第一伸缩量和所述第二伸缩量控制支撑杆完成伸展后保持静止且基于所述第一直径变化量和所述第二直径变化量控制各三角轮缩短，最后返回至步骤S3。
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KR101324317B1 (ko) * 2011-10-20 2013-11-01 삼성중공업 주식회사 관체 도장 장치 및 방법
CN102645438B (zh) * 2012-05-14 2014-01-15 云南三星机械设备制造股份有限公司 一种移动式隧道自动水平定位检测臂
KR101626306B1 (ko) * 2013-09-06 2016-06-01 삼성중공업 주식회사 풍력발전기용 타워의 도장방법
KR101497476B1 (ko) * 2013-09-30 2015-03-02 삼성중공업 주식회사 도장장치
CN206526984U (zh) * 2017-01-19 2017-09-29 浙江精劲机械有限公司 一种机筒内壁合金涂层设备
CN107051789A (zh) * 2017-04-27 2017-08-18 广州市晋丰实业有限公司 一种风电塔筒内壁自动喷漆装置及自动喷漆方法
CN207248787U (zh) * 2017-09-05 2018-04-17 安徽徽一通讯科技有限公司 一种耐高温通信管道的检测装置
CN110237993A (zh) * 2019-06-20 2019-09-17 珠海格力智能装备有限公司 一种基于视觉检测的pcb板喷胶方法、喷胶系统、喷胶机
CN112684804B (zh) * 2021-03-15 2021-06-04 中科开创（广州）智能科技发展有限公司 基于ai视觉识别的架空线机器人越障方法、装置及设备
CN113843079B (zh) * 2021-09-28 2022-08-12 武汉华电工程装备有限公司 塔筒内壁油漆自动喷涂装置

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