CN115066552B - 与自动化装置一起用于修理风力涡轮机叶片上的前缘损坏的涂料施加器工具端头 - Google Patents

Abstract

一种被配置为与机器人维护装置一起使用的涂料施加器工具端头包括：具有框架的工具端头主体、供应容器、用于致动来自供应容器的涂料流的递送的驱动装置、进料管、接收来自进料管的流的喷嘴、以及接收来自喷嘴的流的散布工具，诸如滚筒刷或刮铲。通过维护装置的关节臂，使涂料施加器工具端头在风力涡轮机叶片的包含损坏的表面上方移动，使得滚筒刷或刮铲可以施加多层涂料以覆盖和填充损坏。喷嘴将涂料连续地直接供应到滚筒刷或刮铲上，并且驱动装置可以被配置为独立地调节供应容器中的两种或更多种不同组分的供应，所述两种或更多种不同组分可以被混合以形成涂料。

Description

与自动化装置一起用于修理风力涡轮机叶片上的前缘损坏的 涂料施加器工具端头

技术领域

本申请总体上涉及风力涡轮机，并且更特别地，涉及自动化机器人装置以及用于在无需从风力涡轮机的塔移除叶片或者由绳索技术人员(rope access technician)手动修理的情况下来修理沿着风力涡轮机叶片的前缘的损坏的方法。

背景技术

风力涡轮机被用于使用可再生资源并且在不燃烧化石燃料的情况下来生成电能。通常，风力涡轮机将来自风的动能转换成电力。常规的风力涡轮机发电设备包括：基座、由基座支承的塔、以及位于塔顶部的能量生成单元。能量生成单元通常包括一个或更多个机舱以容纳多个机械和电气组件(诸如发电机、齿轮箱、以及主轴承)，并且风力涡轮机还包括转子，该转子通过从机舱延伸的主轴在工作上联接至机舱中的组件。单转子风力涡轮机和多转子风力涡轮机(其可以具有多个机舱)是已知的，但是为了效率起见，以下描述主要涉及单转子设计。转子又包括中心轴毂和多个叶片，所述多个叶片从中心轴毂起沿径向延伸并且被配置为与风相互作用以使转子旋转。将转子支承在主轴上，该主轴直接地或者间接地与被容纳在机舱内部的发电机在工作上联接。从而，当风力使叶片旋转时，通过发电机生成电能。在过去的几十年间，风电已经显著增长，并且许多风力涡轮机发电设备位于陆地和海上。

如上所提到的，叶片与风相互作用以产生转子的机械旋转，机械旋转然后可以被转换成电能。风力涡轮机叶片是复杂的结构，其必须被构造成经得住恶劣环境下的长期运转，同时还使升力最大化和阻力最小化。叶片以变化的速度移动通过围绕风力涡轮机的周围环境，但是通常这种移动是高速的。从而，由于来自空气的摩擦以及来自空气中的颗粒物、碎屑、或其它物品的潜在撞击，尤其是沿着面向移动通过风的方向的前缘的空气摩擦或潜在撞击，叶片通常在运行中随着时间而经历侵蚀和损坏。沿着叶片前缘的侵蚀或损坏随着时间对叶片的空气动力学质量产生不利影响，从而导致对于给定进入风速产生较低功率。这种对叶片的侵蚀和损坏可以通过例行维护和修理程序来进行校正。

叶片通常由层状纤维复合材料、铝、或类似材料的外壳形成，具有由包围并覆盖该外壳的外表面的一系列涂料(聚合物弹性体、油漆等)层限定的外蒙皮。外壳封闭叶片的内部组件(例如包括抗剪腹板和翼梁盖)并将它们与环境隔离。外蒙皮可以由多个不同的材料层来限定，至少包括最外面的面层(topcoat)、在最外面的面层下面的第二层、以及在第二层下面的第三层。其它层通常也存在于第三层的下面，包括通常由纤维复合材料等制成的基材。面层、第二层、以及第三层可以由不同颜色的材料形成，以便更容易地显露侵蚀或受损部分进入叶片的外蒙皮的深度。基于损坏延伸到哪一层，可以将对叶片外蒙皮的损坏归类成多个不同的严重性水平，例如，对第三层的侵蚀将是“类别2”严重性水平，这将高于对第二层的切割，而对第二层的切割将是“类别1”严重性水平。对于低水平的损坏或侵蚀，这种损坏可以通过在该区域上沉积涂层以填充损坏并使叶片沿着其前缘恢复到原始状态来进行修理。

风力涡轮机叶片的这些类型的修理在常规上通常是以三种方式来进行的。第一，叶片可以从风力涡轮机的其余部分拆除，并且下降到地面以完成修理。由于需要相对于塔的顶部拆除、移动、以及重新组装叶片，因此这种修理过程是耗时且昂贵的。第二，具有绳索技术的操作人员可以沿着风力涡轮机叶片绕绳下降，同时仍然被附接至转子轴毂以对叶片进行评估并且根据需要进行修理。再一次地，由于需要有经验的绳索技术人员以及需要时间来手动实现修理，因此这种修理过程是耗时且昂贵的。第三，运营商可以在平台上采取修理动作，该平台被升起到邻近风力涡轮机上的叶片的位置，或者从风力涡轮机的机舱或轴毂伸出，或者从车载升降台或吊杆式升降机(boom-style lift)伸出。在所有常规方法中，风力涡轮机必须在修理时段内停止并锁定，因此对于这些必需的维护和修理动作，风力涡轮机运营商会经历显著的电力生产损失。这可能导致一些运营商在进行这样的修理方面推迟或拖延，而当在风力涡轮机叶片处必需进行更彻底的修理时，这可能导致更显著的结构损坏和甚至更长的延迟。

近年来，已经出现了允许风力涡轮机叶片的一些自动化维护的期望，由此提高这种过程的速度和/或精度。然而，这种自动化维护装置并未总是被设计成在仍被连接至风力涡轮机的转子和轴毂上的风力涡轮机叶片上可靠地使用，并且这种系统在操作上非常慢。结果，常规的自动化选择未得到采用，这是因为绳索技术人员的手动修理继续在许多情况下更快且更高效。期望对自动化维护和修理系统的进一步改进。

因此，风力涡轮机制造商和运营商继续寻求对现代风力涡轮机设计的风力涡轮机叶片进行自动化维护和修理的改进选择。

发明内容

为了这些和其它目的，本发明的实施方式致力于一种涂料施加器工具端头(coating applicator tool head)，该涂料施加器工具端头被配置为与机器人维护装置一起用于修理风力涡轮机叶片的前缘周围的损坏。工具端头包括：工具端头主体、进料管、滚筒刷、以及喷嘴。工具端头主体具有框架和接口部件，该接口部件被配置为与被设置在机器人维护装置的关节臂上的对应接口以机械方式且以电方式联接。进料管被配置为接收来自供应容器的涂料流，将该涂料流递送至邻近滚筒刷定位的喷嘴。喷嘴沿着滚筒刷的宽度散布涂料流，然后将该涂料直接施加到滚筒刷上。滚筒刷被配置为沿着风力涡轮机叶片的表面滚动，由此通过滚筒刷将涂料转移到风力涡轮机叶片的表面上，从而施加涂料层以覆盖和修理风力涡轮机叶片上的损坏。当滚筒刷在叶片表面上方移动时，通过喷嘴将涂料直接施加至滚筒刷上保证了彻底且均匀的覆盖，从而改善了修理。

在一个实施方式中，喷嘴包括：喷嘴主体、入口以及出口。喷嘴主体在由工具端头主体的框架支承的相反两端之间沿着滚筒刷的宽度横向延伸。入口居中地位于喷嘴主体的相反两端之间，出口由在喷嘴主体中切出的细长狭缝限定，以在相反两端之间延伸并且面朝滚筒刷，该细长狭缝被配置为沿着滚筒刷的宽度分配涂料。在这样的实施方式中，喷嘴主体还由至少部分柔性的材料限定，使得来自入口的涂料流的压力在中心部分处与接近相反两端的部分相比扩张细长狭缝。这与滚筒刷的相反两端相比，使更高分配流率的涂料分配到滚筒刷的中心。

在另一实施方式中，涂料施加器工具端头包括供应容器，该供应容器可以被支承在工具端头主体上。供应容器限定用于保存要向风力涡轮机叶片施加的涂料的储存容积。涂料施加器工具端头还包括驱动装置，该驱动装置在工作上与供应容器接合并且被致动以从供应容器向被连接至该供应容器的进料管递送涂料流。

在另一实施方式中，供应容器限定至少两个室，所述至少两个室被配置为保持可以被混合在一起以形成涂料的不同组分。驱动装置包括与所述至少两个室中的各个室相关联的独立致动器。工具端头然后还包括混合部件，该混合部件被连接至供应容器和进料管，该混合部件被配置为接收来自所述至少两个室的不同组分，并将不同组分混合成涂料。在这样的实施方式中，工具端头还可以包括控制系统，该控制系统被在工作上连接至驱动装置。控制系统使独立致动器以可独立调节的速度运行，从而以适于当在混合部件处进行混合时生成涂料的混合比率(mix ratio)供应不同组分中的各个组分。为此，控制系统改变独立致动器的速度，以改变喷嘴处正被分配到滚筒刷上的涂料的流率。流率是根据滚筒刷的移动速度来调节的，以便在工具端头的操作期间将涂料连续施加到滚筒刷上。

在另一实施方式中，驱动装置的独立致动器是由活塞来限定的，该活塞皆被配置为相对于所述室中的一个室移动，以促使关联的组分流出该室并且流入混合部件。因此驱动装置包括独立致动马达，独立致动马达与所述活塞中的各个活塞接合。这些和其它实施方式的混合部件由静态混合器来限定，该静态混合器随着不同组分流过静态混合器的细长长度而使该不同组分混合。

在另一实施方式中，涂料施加器工具端头还包括被连接至混合部件的排放容器，以及被在工作上连接至混合部件、排放容器、以及进料管的阀。阀控制离开混合部件的涂料流被递送到排放容器中或者进料管中。例如，阀最初引导涂料流入排放容器，直到不同组分的混合速率(mixing rate)已经达到期望阈值，然后阀引导涂料流入进料管以供递送至喷嘴以及滚筒刷。

在又一实施方式中，滚筒刷是以这样的方式在相反两端处安装在框架上的，即，使得滚筒刷能够相对于框架自由旋转。滚筒刷的旋转然后通过由关节臂沿着风力涡轮机叶片的表面前后移动工具端头而进行致动。在一些实施方式中，工具端头还包括固化装置，该固化装置在与滚筒刷间隔开的位置处被安装在框架上。固化装置被配置为在将涂料施加在风力涡轮机叶片的表面上之后朝向涂料施加热能和/或光，以帮助使由该涂料覆盖的经修理区域固化和凝固。例如，固化装置可以是被配置为生成并辐射红外热能的加热器，或者被配置为使用紫外光固化涂料的光源。IR热能或UV光帮助使被涂料覆盖的经修理区域固化和凝固。应理解，在涂料施加器工具端头的这些实施方式中描述的各种特征可以以任何组合和子组合进行组合，以实现本文所描述的期望技术优点和效果。

涂料施加器工具端头的进一步实施方式可以限定如下。在一个这样的实施方式中，涂料施加器包括：工具端头主体、散布工具、供应容器、驱动装置、混合部件、以及控制系统。工具端头主体包括框架和接口部件，该接口部件被配置为与被设置在维护装置的关节臂上的对应接口以机械方式且以电方式联接。散布工具被安装在框架上，并且被配置为沿着风力涡轮机叶片的表面移动，以在叶片上散布涂料。供应容器限定至少两个室，所述至少两个室被配置为保持不同组分，这些不同组分可以被混合在一起以形成要被分配到散布工具上以供施加至叶片的涂料。驱动装置在工作上与供应容器接合，使得驱动装置的致动导致从供应容器递送涂料流。驱动装置包括与所述至少两个室中的各个室相关联的独立致动器。混合部件被连接至供应容器，并且被配置为接收来自所述室的不同组分，并将该不同组分混合成涂料。控制系统使驱动装置的独立致动器以可独立调节的速度运行，从而以适于当在混合部件处进行混合时生成涂料的混合比率供应不同组分中的各个组分。因此，该实施方式的工具端头被配置为使用独立的可变混合比率将不同组分组合并混合成涂料，从而使工具端头能够分配可以被用于构建和/或修理风力涡轮机叶片的许多不同类型的涂料。

在一个实施方式中，控制系统改变独立致动器的速度，以改变正被分配到散布工具上的涂料的流率。流率是根据散布工具的移动速度来调节的，以便在涂料施加器工具端头的操作期间将涂料连续施加到散布工具上。

在另一实施方式中，驱动装置的独立致动器是活塞，每个活塞皆被配置为相对于所述室中的一个室移动，以促使关联的组分流出该室并且流入混合部件。驱动装置将包括独立致动马达，独立致动马达与所述活塞中的各个活塞接合。混合部件是由静态混合器来限定的，该静态混合器被配置为随着不同组分流过静态混合器的细长长度而使该不同组分混合。

在另一实施方式中，散布工具包括刮铲(spatula)，该刮铲包括柔性挤压板、以及接近挤压板的内表面定位的一个或更多个间隔件。挤压板包括：前边缘、后边缘、相反的侧边缘、外表面、以及内表面。挤压板还包括由中心轴线限定的中心区域。所述一个或更多个间隔件被配置为限定风力涡轮机叶片的外表面与挤压板的内表面之间的间隙以用于分配涂料。施加器工具还包括进料管，该进料管用于向刮铲供应涂料。刮铲被配置为将涂料成形为风力涡轮机叶片的受损区域上方的涂层。

所述一个或更多个间隔件限定了通常对应于来自施加器工具的涂层的形状的高度轮廓。举例来说，高度轮廓可以具有邻近挤压板的中心区域的最大值，并且逐渐减小(decay)至邻近挤压板的侧边缘的大致零。在一个实施方式中，挤压板可选择性地相对于所述一个或更多个间隔件移动。例如，挤压板可选择性地相对于所述一个或更多个间隔件滑动。挤压板与所述一个或更多个间隔件之间的相对移动被配置为改变高度轮廓。

在配备刮铲的散布工具的一个实施方式中，所述一个或更多个间隔件包括多个肋，所述多个肋被联接至挤压板的内表面，并且从前边缘朝向后边缘延伸，其中，所述多个肋限定相邻肋之间的凹槽。在该实施方式中，所述多个肋可以与挤压板成一体地形成。所述多个肋可以在挤压板的内表面上围绕中心区域定位，并且内表面的邻近侧边缘的区域可以没有肋。在一个方面，所述多个肋的高度可以跨挤压板改变，并且所述多个肋可以关于中心轴线对称。在示例性实施方式中，所述多个肋的高度可以在邻近挤压板的中心区域处最大，并且在高度上远离中心区域并朝向侧边缘逐渐减小。

在配备刮铲的散布工具的另一实施方式中，所述一个或更多个间隔件包括一个或更多个脊，所述一个或更多个脊具有前边缘、后边缘、上边缘、以及下边缘。下边缘可以相对于上边缘成锐角，并且下边缘可以被配置为在使用期间接合风力涡轮机叶片的外表面。在该实施方式中，挤压板是与所述一个或更多个脊分离的，并且还可以相对于所述一个或更多个脊移动。所述一个或更多个脊可以围绕中心区域接近挤压板的内表面定位，并且所述一个或更多个脊可以沿大体平行于中心轴线的方向延伸。在一个实施方式中，挤压板可以被联接至刚性支承件，所述一个或更多个脊可以联接至进料管，并且刚性支承件可以相对于进料管滑动。

在又一实施方式中，散布工具是被旋转地联接至框架的滚筒刷，并且该滚筒刷是以使得能够相对于框架自由旋转的这种方式在相反两端处安装在框架上的。滚筒刷的旋转是通过由关节臂沿着风力涡轮机叶片的表面前后移动涂料施加器工具端头而进行致动的。

本发明的实施方式还致力于一种用于自动修理风力涡轮机叶片的前缘周围的损坏的方法。所述方法包括以下步骤：将涂料施加器工具端头联接至已经沿着风力涡轮机叶片的前缘定位的机器人维护装置的关节臂，使得该关节臂可以移动涂料施加器工具端头围绕叶片上的包含损坏定位。所述方法还包括以下步骤：致动与在工作上与工具端头连接的供应容器相关联的驱动装置，以使该驱动装置的独立致动器相对于该供应容器的包含可以被混合在一起以形成用于风力涡轮机叶片的涂料的不同组分的对应室移动。驱动装置的致动将不同组分的流递送到混合部件中，该混合部件然后混合该不同组分的流，以生成被递送至散布工具的涂料流。所述方法还包括以下步骤：利用关节臂移动涂料施加器工具端头，使散布工具沿着叶片的表面移动，以将多层涂料施加至叶片的表面，从而覆盖并修理叶片上的损坏。驱动装置的独立致动器被控制为以可独立调节的速度移动，从而以适于当在混合部件处进行混合时生成涂料的期望混合比率供应不同组分。

在一个实施方式中，所述方法包括以下步骤：改变驱动装置的独立致动器的速度，以改变正被递送至散布工具的涂料的流率。流率是根据散布工具的移动速度来调节的，以便在工具端头的操作期间将涂料连续施加到散布工具上。

在一个实施方式中，散布工具包括刮铲，该刮铲包括柔性挤压板、以及接近挤压板的内表面定位的一个或更多个间隔件。挤压板包括：前边缘、后边缘、相反的侧边缘、外表面、以及内表面。挤压板还包括由中心轴线限定的中心区域。所述一个或更多个间隔件被配置为限定风力涡轮机叶片的外表面与挤压板的内表面之间的间隙以用于分配涂料。施加器工具还包括进料管，该进料管用于向刮铲供应涂料。刮铲被配置为将涂料成形为风力涡轮机叶片的受损区域上方的涂层。所述方法包括以下步骤：将施加器工具接合至风力涡轮机叶片的外表面；向施加器工具供应涂料；使施加器工具沿着风力涡轮机叶片的外表面移动；以及从施加器工具分配涂料，以在风力涡轮机叶片的受损区域上方形成涂层。

在另一实施方式中，散布工具是被旋转地联接至框架的滚筒刷，并且工具端头还包括喷嘴，该喷嘴邻近滚筒刷定位并且被连接至混合部件以接收涂料流。在这样的实施方式中，所述方法还包括以下步骤：利用喷嘴沿着滚筒刷的宽度散布涂料流；以及在滚筒刷沿着风力涡轮机叶片的表面滚动的同时，将涂料流从喷嘴直接分配到滚筒刷上。例如，分配的步骤可以包括：与沿着滚筒刷的宽度的相反两端相比，使更高分配流率的涂料分配到滚筒刷的中心。

在又一实施方式中，所述方法包括以下步骤：在将涂料施加在叶片的表面上之后朝向涂料施加热能和/或光，以帮助使被涂料覆盖的经修理区域固化和凝固。

在另一实施方式中，工具端头包括被连接至混合部件的排放容器、以及被在工作上连接至混合部件、排放容器、以及散布工具的阀。该方法然后还包括以下步骤：利用阀控制涂料流最初从混合部件被引导到排放容器中，直到不同组分的混合速率已经达到期望阈值；以及在该混合速率已经达到期望阈值之后，致动阀以将涂料流切换为从混合部件引导至散布工具。

本文所描述的步骤和要素可以以许多不同的组合进行重新配置和组合，以实现如本领域可能需要的不同类型风力涡轮机的期望技术效果。

附图说明

被并入并构成了本说明书的一部分的附图例示了本发明的一个或更多个实施方式，并与上面给出的本发明的一般描述以及下面给出的详细描述一起用于说明本发明。

图1是根据本发明的一个实施方式的风力涡轮机的立体图。

图2是图1的风力涡轮机的风力涡轮机叶片的前视图，示出了沿着向上变桨距(pitched)的前缘的侵蚀型损坏的各种水平。

图3是根据本发明的实施方式的包括涂料施加器工具端头的机器人维护装置的顶部立体图，该维护装置正被安装在图2的风力涡轮机叶片的前缘上的适当位置，其中，关节臂在包含损坏的表面上方移动。

图4是类似于图3的顶部立体图，但是以幻影示出了大部分机器人维护装置，以突出显示可以被联接至关节臂的涂料施加器工具端头。

图5是与图4类似的在将关节臂连接至涂料施加器工具端头之后的顶部立体图，示出了使用中的涂料施加器工具端头将多层涂料施加至风力涡轮机叶片的前缘以修理损坏。

图6是图5的涂料施加器工具端头的侧视图，示出了在操作期间将涂料施加至风力涡轮机叶片上的损坏。

图7是图6的涂料施加器工具端头的侧截面图，示出了该工具端头的多个内部特征。

图8是图5的涂料施加器工具端头的喷嘴和滚筒刷的详细前视图，其中，滚筒刷的一部分以幻影示出以显露喷嘴在操作中的进一步细节。

图9是图5的涂料施加器工具端头的前视图，再次示出了风力涡轮机叶片处的使用中的涂料施加器工具端头。

图10是图2所示的风力涡轮机叶片的截面图，其中，在叶片的前缘上的受损区域上施加有涂料；

图11是施加器工具的刮铲的立体图；

图12是图11所示刮铲的正视图；

图13是施加器工具的侧视图，其中，图11的刮铲正被用于修理风力涡轮机叶片前缘的损坏；

图14是贯穿图13所示的布置总体上沿着线7-7截取的截面图；

图15是图13所示的布置的另一截面图；

图16是贯穿图15所示的布置总体上沿着线9-9截取的截面图；

图17是施加器工具的刮铲的顶部立体图；

图18是图17所示刮铲的底部立体图；

图19是施加器工具的侧视图，其中，图17的刮铲正被用于修理风力涡轮机叶片前缘的损坏；

图20是图19所示布置的总体上沿着线13-13截取的截面图；

图21是贯穿图19所示布置的另一截面图；

图22是贯穿图21所示的布置总体上沿着线15-15截取的截面图；以及

图23是施加器工具的刮铲的局部立体图。

具体实施方式

参照图1到图23，详细示出了被配置为与机器人维护装置一起使用的涂料施加器工具端头以及用于自动修理风力涡轮机叶片的前缘周围的损坏的方法的实施方式。维护装置还使用一种用于修理对风力涡轮机叶片的外涂层的所谓类别1和类别2损坏的新的有利方法，并且该方法可以包括：扫描叶片以对受损区域进行成像，将叶片的围绕受损区域的表面磨光并清洁该表面，然后通过喷涂等施加一层或更多层涂料以修理该损坏。该方法产生高质量且精确的修理，再一次帮助最小化运行停机时间，同时还避免对绳索技术人员的需要以及手动修理的相关安全和定时问题。涂料施加器工具端头允许以变化的比率混合多组分涂料，然后根据需要施加涂料以在给定的风力涡轮机叶片上进行修理。

在一些实施方式中，施加器工具包括刮铲，该刮铲用于在施加器工具沿着叶片移动时将风力涡轮机叶片的前缘上的涂料成形。刮铲被配置为施加均匀且平坦的材料涂层，该材料涂层在横截面上邻近叶片的前缘通常最厚，并且在厚度上沿叶片的上表面和下表面以及在朝向叶片的后缘的方向上以大体连续且平滑的方式逐渐减小。这样，涂料可以在远离前缘的位置处与现有的叶片表面平滑地融合。由施加器工具施加的涂料的形状被配置为充分修理叶片的受损区域，同时还使叶片上方的气流的空气动力学扰动最小化。因此，在对叶片的空气动力学性能影响最小的情况下实现了修理。刮铲和关联的方法产生了对风力涡轮机叶片的受损区域的高质量且精确的修理，这克服了现有修理装置和过程的许多缺点。

此外，在一些实施方式中，涂料施加器工具端头将涂料直接分配到滚筒刷上，该滚筒刷与工具端头一起移动以将涂料施加至叶片表面，从而根据上述总体维护方法可靠地施加涂料以修理叶片损坏。本发明的实施方式的其它优点和效果根据下面的描述将是显而易见的。

贯穿本申请，风力涡轮机叶片上的侵蚀损坏的校正通常被称为对这些损坏的“修理”。在一些背景下，“损坏”指的是对叶片的更显著损坏(可能超出本文中被描述为“类别-1”和“类别-2”的损坏)，并且因此维护装置的操作可以被认为是在这种背景下叶片被“损坏”之前发生的例行维护动作。在这点上，维护装置能够提供预防性维护，以在磨损和侵蚀效应造成风力涡轮机叶片上的必须修理的“损坏”之前去除这些效应，并且维护装置还能够在叶片上造成损坏之后提供更彻底的修理。

转为参照图1，风力涡轮机10被示出为包括：塔12、被设置在塔12的顶点处的机舱14、以及转子16，该转子在工作上联接至被容纳在机舱14内部的发电机(未示出)。风力涡轮机10的转子16包括中心轴毂18以及多个风力涡轮机叶片20，所述多个风力涡轮机叶片在绕轴毂18沿周向分布的位置处从该中心轴毂18向外突出。如图所示，转子16包括三个风力涡轮机叶片20，但是叶片20的数量可以从一个风力涡轮机到另一风力涡轮机变化。风力涡轮机叶片20被配置为与气流相互作用以产生升力，该升力使转子16总体上在由风力涡轮机叶片20限定的平面内自旋。随着转子16的自旋，风力涡轮机叶片20穿过空气，其中，前缘22在旋转期间引导相应的风力涡轮机叶片20。使用中的风力涡轮机叶片20与地表面隔开相当大的距离，这通常使维护和修理动作困难。然而，本发明的涂料施加器工具端头和关联的机器人维护装置改进了修理过程，从而使修理过程变得容易且耗时较少，如下面将详细阐述的。

随着风力涡轮机10老化，风力涡轮机叶片20中的一个或更多个风力涡轮机叶片可能由于长期连续暴露于环境而经历侵蚀。这种侵蚀损坏26的一个示例在图1中示出，并且在图2的详细视图中更好地示出。虽然并未特别限于任何来源，但是由于空气中的在运行期间磨损风力涡轮机叶片20的前缘22的微粒，而可能发生侵蚀损坏26。因此，侵蚀可能发生在包括前缘22的侵蚀区域中，但是也可能发生在叶片20的表面30中的其它区域中。因此，当机器人维护装置被配置为修理损坏并沿着前缘22移动时，该装置还能够在沿着叶片20的外表面的任何地方进行维护和修理动作。

侵蚀损坏26特别被表征为风力涡轮机叶片20的材料损失。材料损失可以是均匀分布的，但跨风力涡轮机叶片20的前缘22或任何其它表面通常是不均匀的。侵蚀可以包括局部化表面缺陷，诸如随机的点蚀和浅沟或裂缝状特征，而不是从表面损失均匀的材料蒙皮，所述局部化表面缺陷可能是局部化的、相连点蚀的结果(由于与环境中的碎屑或其它物质的撞击)。在任何情况下，如果侵蚀损坏26未得到及时修理，那么风力涡轮机叶片20在使转子16旋转时变得效率较低，并且最终，风力涡轮机叶片20的结构完整性可能显著削弱。参照图2的详细视图，应理解，侵蚀损坏26可以基于损坏向内延伸到限定叶片20的外壳的材料层中有多深来定义不同的严重性水平。在所示示例中，侵蚀损坏26包括：这样一些区域，即，这些区域具有贯穿外面层进入面层下面的第二层材料的材料侵蚀或切割，这被归类为“类别1”严重性水平；并且包括另外的区域，这些另外的区域具有贯穿外面层和第二层材料而进入第二层下面的第三层材料的材料侵蚀或切割，这被归类为“类别2”严重性水平。作为参考，定义更严重损坏的更深切割和侵蚀通常被归类在更高水平，诸如类别3、类别4、或类别5。在图2中，面层以28a示出，第二层的显露区域以28b示出，第三层的显露区域以28c示出。这些不同层28a、28b、28c的材料可以在颜色上不同，这可以帮助识别损坏严重性并且在利用维护装置完成修理之后进行修理确认。通过迅速地识别和校正这种较低水平的侵蚀损坏26，可以避免叶片20的更显著损坏以及由该更显著损坏而造成的更多运行停机时间。

图3提供了包括根据本发明的实施方式的涂料施加器工具端头80的机器人维护装置40的概观。维护装置40包括主体42，该主体具有第一主体部分44和第二主体部分46，当维护装置40被安装在叶片20的前缘22顶上时，该第一主体部分和第二主体部分朝向叶片20的前缘22的相反两侧延伸，如该图中所示。应意识到，风力涡轮机10是与叶片20一起停止的，以便在叶片20变桨距的情况下沿大体水平取向工作，使得在将维护装置40放置在叶片20上时前缘22面向上。在不脱离本发明的范围的情况下，可以将维护装置40以各种方式移动到叶片20上，包括通过起重机和/或通过飞行器。主体42总体上限定了构架，维护装置40的其它组件将被安装在该构架上，如以下描述中所阐述的。

将关节臂48沿着主体42的一端连接至主体42，以便向外突出超过维护装置40的其余部分的前部。在该实施方式中，关节臂48是由在旋转接头52处连接在一起的一系列臂部分50限定的。臂部分50在接头52处的移动使得关节臂48的自由端54能够围绕风力涡轮机叶片20的周边和表面移动。为此，在该实施方式中，自由端54能够访问叶片20的表面上的任何部分，以进行检查或者维护和修理动作(或者在由关节臂48限定的物理范围内的任何部分)。关节臂48的自由端54还承载限定维护装置40的视觉系统56的部分的部件。例如，视觉系统56可以包括激光器(未示出)和/或扫描摄像头58，该摄像头被配置为对前缘22附近的表面30和/或叶片20上的受损区域进行成像。

还如图3所示，在该实施方式中，维护装置40还包括桅杆60，该桅杆从主体42向上突出至完全高于维护装置40的其余部分的位置。视觉系统56还包括被安装在桅杆60上的全景摄像头62。该全景摄像头对维护装置40的其余部分进行成像，以提供维护装置40的操作状态和动作的完整概观。当维护装置40是从场外的位置(包括在地表面上而不是在叶片20上)至少部分地进行监测或控制时，这种概观可能是所期望的。在其它实施方式中可以提供更多或更少的摄像头装置，以允许将视觉反馈提供给维护装置40和/或操作者。

主体42用作一个或更多个工具端头的支承件，该工具端头可以由关节臂48选择性地接合以进行必需的修理和维护动作。在所示实施方式中，将两个示例性工具端头设置在维护装置40上。第一个是清洁/研磨工具端头70，该清洁/研磨工具端头被配置为将风力涡轮机叶片20的包含损坏的表面磨光，然后清洁该表面以准备对其进行修理。第二个是涂料施加器工具端头80，该涂料施加器工具端头被配置为将多层涂料施加到叶片20的表面上，以填充受损区域，从而修理叶片20。涂料施加器工具端头80是本申请的主要方面之一，并且将参照图4到图9进一步详细描述。应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，位于维护装置40上的工具端头的总数在其它实施方式中可以改变，这是因为各个工具端头皆被设计成提供某种功能，并且这种功能需要在不同的背景和应用下可以改变。关节臂48的自由端54包括接口部件64，该接口部件可以与位于工具端头70、80中的各个工具端头上的对应接口部件66以机械方式且以电气方式进行联接。

维护装置40还包括图3示意性示出的并且在已知硬件和软件平台上实现的控制系统90。控制系统90在工作上连接至维护装置40的其它部分(包括关节臂48、视觉系统56、以及移动驱动装置100)，从而操作这些部件。控制系统90能够响应来自视觉系统56和/或来自场外操作者的输入，以基于叶片20上所需的修理或维护来修改维护装置40所采取的动作。

图3进一步例示了移动驱动装置100。如上所提到的，主体42包括第一主体部分44和第二主体部分46，当维护装置40被安装在前缘22顶上时，该第一主体部分和第二主体部分朝向叶片20的前缘22的相反两侧延伸。移动驱动装置100是由沿着纵向导轨102定位的多个部件来限定的，该纵向导轨在由第一主体部分44和第二主体部分46限定的自由端处沿着维护装置40的长度延伸。而且，在所示位置中，在第一主体部分44与第二主体部分46之间连接至主体42的下表面的多个惰轮104是直接位于叶片20的前缘22上的，图3中可以看到这样的惰轮104中的两个。惰轮104可以响应于由移动驱动装置100生成的维护装置40的移动而沿着叶片20的表面自由地旋转，如将描述的。惰轮104帮助将维护装置40的重量支承在叶片20上，使得整个重量不被施加至移动驱动装置100及其部件。这些惰轮104可以由塑料材料或任何其它合适的材料(通常是低摩擦材料)形成，以帮助避免在与叶片20接合时的任何损坏。移动驱动装置100包括多个夹紧致动器106a、106b、106c，夹紧致动器从纵向导轨102延伸成与风力涡轮机叶片20的相反两侧选择性地夹紧接合。惰轮104和夹紧致动器106a、106b、106c限定本实施方式的维护装置40与叶片20之间的直接接触点。应当理解，在其它实施方式中可以仅设置一个惰轮104或者任何数量的惰轮104。

在图3所示的实施方式中，移动驱动装置100包括处于所述多个夹紧致动器106a、106b、106c中的三对致动器。为此，所述多个夹紧致动器包括位于主体42的一个纵向端的前面一对夹紧致动器106a、中间一对夹紧致动器106b、以及位于主体42的另一个纵向端的后面一对夹紧致动器106c。中间一对夹紧致动器106b位于前面一对夹紧致动器与后面一对夹紧致动器之间。移动驱动装置100被配置为一次相对于其它对夹紧致动器移动一对夹紧致动器，以产生沿叶片20的前缘22的任一方向的移动。为此，所述多个夹紧致动器106a、106b、106c被配置为当维护装置40被定位用于进行修理和维护动作时产生沿着叶片20的稳定爬行状移动。应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，移动驱动装置100的其它实施方式可以包括多于三对夹紧致动器。移动驱动装置100的这种设计允许维护装置40的移动和在修理方法步骤期间刚性接合在适当位置两者，以使修理动作更精确且准确(例如，不产生不必要的额外振动)，因此有助于使修理的运行停机时间最小化。

现在，转为参照图4和图5，示出了根据该实施方式的涂料施加器工具端头80的各种定位。在图4中，工具端头80被示出为处于机器人维护装置40的主体42上的收起位置，该机器人维护装置在这些视图中是以幻影示出的，以使能够特别专注于工具端头80。一旦维护装置40已经移动到接近损坏26的位置并且已经准备好表面30(诸如通过将如上所识别的损坏26周围的表面磨光和清洁)用于修理，关节臂48就移动到将其接口部件64与工具端头80上的接口部件66连接的位置。尽管涂料施加器工具端头80的其它部件中的许多部件在图4的视图中不可见，但是接口部件66有利地面向维护装置40的顶部前方，以便于关节臂48及其接口部件64访问。在关节臂48与工具端头80接合之后，关节臂48将工具端头80移动到表面30上方的位置(如图5所示)，进行施加涂料以修理损坏26的步骤(举例来说，如沿着移动箭头174)。关节臂48通常是维护装置40在该修理步骤期间正在移动的唯一部件，这是因为移动驱动装置100的夹紧致动器106a、106b、106c被夹紧成接合，以将维护装置40牢固地保持在适当位置，而没有原本可能会对工具端头80的操作产生不利影响的振动或移动。

随着图5中的涂料施加器工具端头80的取向变化，该工具端头80的更多部件是可见的。现在还参照图6，其示出了如图5所示的操作中的工具端头80的详细侧视图。该实施方式的涂料施加器工具端头80包括工具端头主体110，该工具端头主体包括框架112以及前述接口部件66。在该实施方式中，框架112提供了一种结构，在该结构上支承所有以下部件。工具端头80还包括被安装在框架112上的供应容器114，该供应容器114限定用于保存要向风力涡轮机叶片20的表面30施加的涂料的储存容积。供应容器114在工作上与驱动装置116接合，该驱动装置116可以被致动以递送来自供应容器114的涂料流。工具端头80还包括：被连接至供应容器114以用于接收涂料流的进料管118、被连接至进料管118的喷嘴120、以及被定位成接收来自喷嘴120的涂料流的施加器装置122。在该实施方式中，施加器装置122有利地由滚筒刷122来限定，但应理解，工具端头80的其它实施方式可以包括被配置为将涂料施加到表面30上的其它类型的施加器，包括但不限于仿形(contoured)散布工具(诸如刮铲等)。在更进一步的另选实施方式中，可以通过喷嘴120或类似分配器将涂料直接施加到叶片20的表面30上。因此，涂料施加器工具端头80被致动以产生涂料流，并且通过在表面30上滚动该工具端头来施加该涂料流，以填充损坏26，从而修理叶片20。当关节臂48如图6的箭头124所示沿着表面30前后移动工具端头80时，通过滚筒刷122以与粉刷类似的方式施加涂料。应理解，在其它实施方式中，供应容器114及其驱动装置116可以另选地以固定方式安装在维护装置40的主体42上，其中，恰当的管道或导管将分配的涂料供应至涂料施加器工具端头80的其余部分。

从图6和图7中可以进一步详细地看到涂料施加器工具端头80的这些和其它部件的内部布局和构造。如从图7的横截面可以容易地想到，工具端头80的供应容器114包括通过内部分隔壁134彼此分开的第一室130和第二室132。第一室130和第二室132被配置为保持可以被混合在一起以形成要向风力涡轮机叶片20施加的涂料的不同组分。为此，当驱动装置116被致动以促使不同组分从第一室130和第二室132流出时，这些不同组分在与第一室130和第二室132中的各个室连通的共用出口136处彼此汇合。然后，可以使用混合部件138将该不同组分彻底混合在一起，如下面进一步详细描述的。尽管在这些图的供应容器114中示出了两个室130、132，但是应想到，在符合本发明的范围的其它实施方式中，工具端头80的其它实施方式可以使用多于两个室来组合更多组分以制成所述涂料，例如，供应容器114包括至少两个室。

驱动装置116的进一步部件也由图7的横截面揭露。在这点上，驱动装置116包括与第一室130和第二室132中的各个室相关联的独立致动器。这些独立致动器中的一个致动器是由位于第一室130内部的第一活塞140以及与第一活塞140接合的第一马达142(示意性示出)来限定的。第一活塞140可以包括面部件144和驱动杆146，该面部件在第一室130内移动以促使不同组分之一流入出口136，该驱动杆从面部件144向后延伸以直接与第一马达142接合。驱动杆146通常还延伸到由框架112限定的壳体外部，使得第一活塞140的该部分可以从工具端头80的外部看到。以类似方式，所述独立致动器中的另一致动器是由位于第二室132内部的第二活塞150以及与第二活塞150接合的第二马达152来限定的。第二活塞150也包括在第二室132内移动的面部件154、以及从面部件154向后延伸并与第二马达152直接接合的驱动杆156。第一马达142和第二马达152是由控制系统90独立地致动的，以使第一活塞140和第二活塞150如箭头160所示前进到第一室130和第二室132中，以促使所述不同组分流入出口136和下游的混合部件138。

更特别地，控制系统90在工作上连接至驱动装置116的第一马达142和第二马达152(图7示意性地示出)，从而限定用于涂料施加器工具端头80的控制/控制系统。控制系统90可以经由上述接口部件64、66与第一马达142和第二马达152进行通信。控制系统90使第一马达142和第二马达152以独立可调节的速度运行，例如，第一马达142被控制和操作成以可调节的速度移动第一活塞140，并且该速度可以不同于第二马达152被控制和操作以移动第二活塞150的速度。这种布置提供了允许将变化或可调节混合比率的不同组分递送至混合部件138以形成涂料的技术益处。不同的涂料可能需要不同组分混合比率，因此通过以这些图所示的方式提供驱动装置116，将工具端头80配置为处理可能需要向不同的风力涡轮机叶片设计施加的许多不同类型的涂料。而且，可以通过第一马达142和第二马达152调节分配不同组分的流以及最终所得的涂料的相对速度以对应于滚筒刷122的移动速度，从而保证将涂料连续施加到表面30上。

虽然驱动装置116的独立致动器在该实施方式中被示出为第一独立活塞140和第二独立活塞150，但是应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，在其它实施方式中可以使用用于促使流流出供应容器114的室130、132的另选类型的致动器。类似地，应理解，在进一步的实施方式中，这个实施方式中的电动马达或机械马达142、152可以由用于推进对应的活塞140、150的气动致动器和/或液压致动器所代替(此类实施方式通常将包括从维护装置40延伸至工具端头80的液压或气动供应管线，为简单起见，此类部件在所例示的实施方式中未示出)。不管所使用的特定结构布置如何，驱动装置116有利地使得能够在供应容器114中独立且可调节地供应不同组分以制成所述涂料。

混合部件138在图6和图7中进一步详细地示意性示出。该实施方式的混合部件138是静态混合器138，该静态混合器包括：混合器入口162、限定导管的细长混合器主体164、以及混合器出口168，该导管具有位于导管内的一系列混合挡板166(或类似部件)。将混合器入口162直接联接至供应容器114中的共用出口136。当来自供应容器114的不同组分流过静态混合器138时，混合挡板166以使不同组分彼此彻底混合以制成涂料的这种方式划分和重新结合流。将混合器出口168直接联接至进料管118的一端，从而将现在混合的涂料流递送到进料管118中。应理解，在其它实施方式中，可以使用其它类型的已知混合部件和其它类型的混合挡板。

该实施方式的进料管118是从连接至混合器出口168的一端延伸至连接至喷嘴120的另一端的细长柔性管。当将喷嘴120和滚筒刷122连接至框架112的从供应容器114的纵向中心点周围向下延伸的支承臂170上时，在该实施方式中的进料管118向后弯曲以将涂料流从混合部件138递送至喷嘴120。可以将支承托架172联接至框架112的前端，以帮助引导进料管118并将该进料管相对于工具端头80的其余部分保持在适当位置。支承托架172通常是由简单的细长L形或Z形托架来限定的，如图7所示。在喷嘴120和滚筒刷122被重新定位的工具端头80的另选实施方式中，进料管118可以根据所示的设计进行修改或者完全被省略，只要喷嘴120继续接收来自供应容器114和混合部件138的涂料流即可。

在图6中示意性地示出了可以可选地包括在涂料施加器工具端头80的一些实施方式中的进一步部件。为此，工具端头80还包括通过阀200连接至混合部件138的排放容器202。阀200是选择阀(诸如三通阀)，以用于控制涂料是从混合部件138流向排出容器202还是流向进料管118。在这点上，控制系统90通常操作阀200以使最初引导涂料流入排放容器202，直到不同组分的混合速率已经达到期望阈值(例如，该阈值可以与不同组分的期望混合比率相关，以在该特定维护/修理操作中根据需要形成涂料)。然后，控制系统90切换阀200，以引导(在该实施方式中是经由进料管118)涂料流向喷嘴120和滚筒刷122。阀200和排放容器202允许不同组分的初始分配被丢弃至排放容器202，直到混合部件138正确地生成期望的涂料，此时可以开始分配到滚筒刷122或另一类似施加器工具上。

现在，参照图7和图8，进一步详细地示出了喷嘴120和滚筒刷122。该实施方式的喷嘴120包括在相反的端部178a、178b之间横向延伸的喷嘴主体176，所述相反的端部178a、178b被连接至从框架112的相反横向侧向下突出的两个支承臂170。如图7最清楚地例示的，喷嘴主体176采用中空管形或圆筒形部件的形式，该中空管形或圆筒形部件在位于喷嘴主体176的中心部分182(被设置在相反的端部178a、178b之间的大体中途)处的喷嘴入口180与喷嘴出口184之间限定流路。在该实施方式中，喷嘴入口180和喷嘴出口184是由贯穿喷嘴主体176的径向开孔限定的，并且喷嘴入口180通常是圆形孔，其被成形为接收来自类似形状的进料管118的流，而喷嘴出口184是由在喷嘴120的相反端部178a、178b之间沿着该喷嘴的大部分宽度横向延伸的细长狭缝来限定的。喷嘴入口180沿着喷嘴主体176的外周边与喷嘴出口184分开一定量，在该实施方式中被示出为沿着喷嘴主体176的外周边的圆周分开大约90度。应理解，喷嘴120的这些组件的特定定位可以在其它实施方式中进行重新配置。

当涂料经由喷嘴入口180流入喷嘴120时，来自进料管118的流中的压力将促使该流通过中空管状喷嘴主体176扩张，以沿着喷嘴120的宽度散布。因此，在中心部分182处的涂料的进入流扩张，以变为喷嘴出口184处的流出涂料流，该流出涂料流横跨喷嘴120的大部分宽度以及邻近喷嘴120定位的滚筒刷122的宽度。为此，喷嘴出口184指向滚筒刷122并且邻近滚筒刷122定位，使得涂料流直接从喷嘴120施加到滚筒刷122上。这种布置有利地保证了所有涂料流可靠地递送到滚筒刷122上，以便接着立即施加至风力涡轮机叶片20的表面30。在工具端头80的其它实施方式中，可以对喷嘴120及其部件进行调节(例如，通过提供不同类型的出口)。

如从图8中还可见，该实施方式的喷嘴主体176是由至少部分柔性材料限定的。应理解，涂料流中的压力(其在喷嘴120内大体恒定)将对中心部分182处的部分柔性材料具有更大的影响，该中心部分182与相反的端部178a、178b相比更远离由支承臂170提供的支承。从而，当处于通过喷嘴120的涂料流的压力下时，与喷嘴出口184的邻近相反的端部178a，178b的部分相比，限定喷嘴出口184的细长狭缝可以在沿着中心部分182的开口区域中扩张得更粗。在图8中可见的这种布置允许喷嘴120与其相反两端相比沿着滚筒刷122的中心分配更多涂料。通常，当修理风力涡轮机叶片20上的损坏26时，在滚筒刷122在表面30上移动以施加涂料时，损坏26的最深部分居中定位，并且通过将更多的涂料施加至滚筒刷122的中心，涂料的施加更容易填充损坏26，从而以滚筒刷122在表面30上的有效次通过来进行修理。

图7和图8还示出了与涂料施加器工具端头80的该实施方式一起使用的滚筒刷122的进一步细节。滚筒刷122是被旋转地安装在支承轮轴188上的圆柱形刷，该支承轮轴188在这些支承臂170的底端处与支承臂170的连接之间延伸。滚筒刷122可相对于支承轮轴188和工具端头80的其余部分自由旋转。结果，当关节臂48在叶片20的表面30上方移动工具端头80并且滚筒刷122与表面30接触时(如图6和图7中的箭头124所示)，滚筒刷122被致动以通过这些移动而旋转。因此，在该实施方式中不需要用于单独移动滚筒刷122的驱动装置或马达，从而简化了工具端头80的构造和组装。

因此，如图6至图9所示，可以使用机器人维护装置40和涂料施加器工具端头80进行修理。为此，在关节臂48联接至工具端头80并将工具端头80移动成在风力涡轮机叶片20上的损坏26上方定位，并且滚筒刷122与包含损坏26的表面30接触之后，控制关节臂48以在表面30上方纵向地前后移动工具端头80。作为夹紧致动器106a、106b、106c的结果，维护装置40在这些移动期间是静止的。这种前后移动导致滚筒刷122沿着表面30旋转，如图6和图8所示，并且使驱动装置116与该移动同时被致动，以导致涂料流在喷嘴120处直接分配到滚筒刷122上。在这点上，当滚筒刷122沿着表面30移动时，将涂料连续地施加至滚筒刷122，从而将涂料施加到损坏26上方。如图9中的多个位置和移动箭头192所示，可以围绕前缘22以不同角度进行滚筒刷122的多次纵向通过，以在整个损坏26上方施加涂料并将其填充以覆盖和修理损坏26。可以基于存储在控制系统90中的先前修理经验和/或基于在修理过程开始时利用视觉系统56对受损区域进行的扫描，来设定工具端头80所采取的具体通过次数和各种角度。在在工具端头80处混合多种不同组分以形成涂料的情况下，驱动装置116还独立地控制致动器的速度，以便在不同组分流过混合部件138以生成涂料时提供期望的混合比率。该方法可靠地在风力涡轮机叶片20上生成所谓的类别1和类别2损坏的高质量且精确修理，这是由于将涂料从喷嘴120连续地直接分配到滚筒刷122上并且允许根据正在由工具端头80施加的涂料来设定改变的混合比率。应意识到，如果要将不同颜色或类型的涂料施加至叶片20，则根据本发明的该实施方式，将为每种不同类型的涂料提供附加的工具端头，并且关节臂48将与包含修理的当前部分所需的涂料的任何工具端头接合。

通过操作上述方法，可以在叶片20仍保持附接至风力涡轮机10的同时，实现例行维护以去除叶片20上的侵蚀损坏26。而且，由于维护装置40和工具端头80是完全自主的，因此不需要诸如绳索技术人员的人工干预。因此，工具端头80及其修理叶片20的关联方法改善了风力涡轮机叶片20的维护领域，并由此可以通过保证以精确且准确的自动化方式以规则的间隔进行必需的维护和修理而有助于使运行停机时间最小化。

在一些实施方式中，如图6所示，在涂料施加器工具端头80上可以包括附加部件。该附加部件是固化装置190，该固化装置在与滚筒刷122间隔开的位置处被安装在框架112上。在这组附图中示意性地示出了固化装置190。固化装置190由控制系统90来进行操作，以在涂料已经由滚筒刷122施加在表面30上之后向该涂料施加热能等。例如，固化装置190可以是被配置为生成并辐射红外热能的加热器、或者被配置为使用紫外光固化涂料的光源。IR热能或UV光帮助使被涂料覆盖的经修理区域固化和凝固。应理解，被用于固化装置190的特定安装位置和设备可以根据任何已知设计来进行修改。在包含固化装置190的实施方式中，该修理方法包括：在滚筒刷122施加涂料之后，使用关节臂48在经滚筒刷施加了涂料的同一表面上移动红外固化装置190。进一步的实施方式可以包括附加步骤，诸如使用视觉系统56来确认通过在操作涂料施加器工具端头80之后施加涂料而执行的修理的准确性和充分性。

根据本发明的实施方式的涂料施加器工具端头80有助于机器人维护装置40对风力涡轮机叶片20上的、通常沿着该风力涡轮机叶片的前缘22并围绕该前缘定位的损坏26(诸如侵蚀损坏)进行定期修理。工具端头90被配置为使用独立可变混合比率将不同组分组合并混合成涂料，从而使工具端头80能够分配可以被用于构建和/或修理风力涡轮机叶片20的许多不同类型的涂料。因此，工具端头80有助于维护装置40可用于大多数(如果不是全部)风力涡轮机运营商。而且，当通过工具端头80和关节臂48使滚筒刷122在表面30上方移动时，从喷嘴120到滚筒刷122上的涂料的连续和直接分配保证了彻底和平坦的覆盖。因此，涂料施加器工具端头80改进了风力涡轮机叶片20的自动化修理和维护领域，这将有助于改进与例行维护计划的兼容性并且增加风力涡轮机运营商的正常运行时间。

图10例示了在叶片20的前缘22上具有损坏26的风力涡轮机叶片20的经修理截面。该经修理截面包括在叶片20的前缘22上的损坏26上方的材料涂层30。涂层30被配置为限定与流过叶片20的空气相互作用的新的外表面232。因此，涂层30保护风力涡轮机叶片20上的损坏26并且防止或减少损坏26进一步推进的可能性，诸如达到更高类别的损坏。另外，涂层30优选地被成形为使得该修理对使用期间风力涡轮机叶片20上的空气动力学性能的任何负面影响最小化。因此，新的外表面232被配置为最小化叶片20上方的气流的扰动。在这点上并且如图10所例示的，涂层30被配置为在叶片20的前缘22处或围绕该前缘具有最大厚度，然后沿着叶片20的两个外表面234(即，背风侧和迎风侧)在远离叶片20的前缘22并且朝向叶片20的后缘(未示出)的方向上厚度逐渐减小。理想情况下，涂层30的厚度应当在涂层30的外边缘236处逐渐减小至大致零。这允许将涂层30以平滑的方式合并到叶片20的现有表面234中，从而最小化从涂层230的外表面232到叶片20的原始外表面234的过渡中的气流的扰动。在示例中，涂层230可以由环氧树脂或聚氨酯形成，但是其它材料也是可以的。施加器工具有助于在具有上述形状和特征的风力涡轮机叶片20的前缘22上提供精确且高质量的涂层230。

图11至图16例示了根据一个示例的施加器工具240。根据该示例，施加器工具240包括刮铲242，以用于使被施加至风力涡轮机叶片20的前缘22的涂层230成形。图11和图12例示了刮铲242的细节。在示例中，刮铲242可以包括由例如橡胶或其它大致柔性的工程塑料制成的大体柔性或可弯曲的挤压板244。挤压板244的形状可以是大体矩形的，并且包括前边缘246、后边缘248、以及在前边缘246与后边缘248之间延伸的相反的侧边缘250、252。挤压板244还可以包括刮铲242的外表面256和内表面258。外表面256被配置为在使用期间背朝风力涡轮机叶片20的前缘22，内表面258被配置为在使用期间面朝叶片20的前缘22(参图14和图16)。在示例中，挤压板244在外表面256与内表面258之间的厚度可以是约1毫米(mm)至约2mm。更优选地，挤压板244的厚度可以为约1.5mm。然而，根据特定应用，其它的厚度值也是可以的。挤压板244可以由低摩擦材料形成或者包括涂层，诸如聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)涂层，其至少为内表面258提供低摩擦特性。

在示例中，刮铲242可以包括间隔件，以在叶片20的外表面234与挤压板244的内表面258之间提供间隙。在该示例中，间隔件可以包括被设置在挤压板244的内表面258之下的多个肋260。在一个示例中，所述多个肋260可以以间隔开的方式从刮铲242的挤压板244的内表面258延伸。肋260可以彼此大体平行并且从挤压板244的前边缘246朝向后边缘248延伸。在一个示例中，所述多个肋260一直延伸至挤压板244的后边缘248(图11)。然而，在另选示例中，所述多个肋260在没有到达挤压板244的后边缘248的情况下停止(未示出)。所述多个肋260可以远离前边缘246并且大致垂直于挤压板244的前边缘246沿着内表面258延伸。前边缘246与所述多个肋260之间的大致直角仅是示例性的，并且在另选示例中其它角度也是可以的。

使所述多个肋260彼此间隔开以在相邻肋260之间限定凹槽262。凹槽262是由相邻肋260的侧表面和相邻肋260之间的挤压板244的内表面258的一部分形成的。在示例中，所述多个肋260以固定距离彼此均匀地间隔开。通过示例而非限制的方式，肋260可以彼此间隔开约3mm到约8mm之间。更优选地，肋260可以彼此间隔约5mm。然而，其它值仍是可以的，并且仍然处于本发明的范围内。在另选示例中，肋260之间的间距横跨刮铲242(未示出)的宽度可以是不均匀的。例如，相邻肋260之间的间距可以在邻近刮铲242的中心区域264处最小(如通常由围绕中心轴线266的区域所限定的)，并且在朝向挤压板244的侧边缘250、252的方向上增加。在示例中，所述多个肋260可以与挤压板244成一体地形成，使得例如刮铲242可以由单块主体形成。然而，在另选示例中，所述多个肋260可以单独形成并且被固定地联接至刮铲242的挤压板244的内表面258。所述多个肋260还可以由低摩擦材料制成或者涂覆有低摩擦材料。

如下面将详细说明的，施加器工具240可以沿着风力涡轮机叶片20的前缘22移动，以将涂层230施加至叶片20。在这点上，刮铲242被配置为与风力涡轮机叶片20接合，并且挤压紧接在刮铲242后面被施加至叶片20的涂料，使得在刮铲242经过所沉积的涂料之后，涂层230具有期望的平滑度和形状，诸如上述的平滑度和形状。如上所提到的，所述多个肋260被配置为作为间隔件操作，以使在风力涡轮机叶片20的外表面234与挤压板244的内表面258之间提供间隙268。间隙268大体对应于涂层230的期望形状，并且当施加器工具240沿着叶片20的前缘22移动时，涂料基本上从间隙268被挤压出以限定涂层230，这将在下面更详细地说明。因此，所述多个肋260与挤压板244结合限定了叶片20上的涂层230的形状。更特别地，所述多个肋260的高度轮廓270(图12)大致限定了被施加至叶片20的前缘22的涂层230的形状。

在示例中，可以由所述多个肋260限定的高度轮廓2270被配置为在挤压板244的中心区域264具有最大高度，并且高度远离中心区域264并朝向挤压板244的侧边缘250、252逐渐减小。在优选示例中，肋260的高度在远离中心区域264并朝向挤压板244的侧边缘250、252的方向上逐渐减小至大致零。高度轮廓2270可以具有宽范围的构造，使得高度在中心区域264附近最大，然后在侧边缘250、252附近逐渐减小至大致零。例如，高度轮廓2270中的最大高度区域可以在中心区域264中的多个肋260(例如，3个、5个或7个肋)上方延伸，然后在这个区域之外高度开始逐渐减小。而且，肋高度的逐渐减小可以具有不同的配置。例如，肋高度可以从中心区域264中的最大高度以线性、抛物线或指数的方式逐渐减小至大致零。其它逐渐减小配置也是可以的。在任何情况下，所述多个肋260的高度轮廓2270起作用以总体上限定被施加至风力涡轮机叶片20的涂层230的横截面形状。在一个示例中，可以提供多个刮铲242，其中，各个刮铲242皆将具有不同的高度轮廓2270。因此，特定高度轮廓2270可以基于对于特定应用的涂层230的需要或期望来选择。在一个示例中，所述多个肋260的高度轮廓2270优选地关于挤压板244的中心轴线266大致对称，使得最终所得的涂层230关于叶片20的前缘22大致对称。

图13至图16更详细地例示了用于对风力涡轮机叶片20的前缘22进行修理的施加器工具240的使用。施加器工具240通常包括具有前支承件276和后支承件278的框架274。前支承件276包括终止于相应的压缩垫282的一对臂280。可以将一个或更多个弹簧284或者其它偏置机构联接至臂280和/或垫282，以用于如箭头F所示将刮铲242压靠在风力涡轮机叶片20的外表面234上。后支承件278可以包括进料管118，该进料管118在工作上联接(举例来说，如通过泵等)至涂料源(未示出)，并且被配置为将涂料供应到风力涡轮机叶片20的外表面234上。可以将刮铲242定位在框架274上，以便由前支承件276和后支承件278支承。例如，可以将压缩垫282粘附或者以其它方式选择性地和可拆卸地联接至挤压板244的邻近刮铲242的前边缘246和侧边缘250、252的外表面256。而且，刮铲242的邻近后边缘248的中心区域264可以由后支承件278支承，诸如利用小突出部(tab)、钩子或者可能由进料管118支承。进料管118总体上位于刮铲242之下。如图13和图15所例示的，框架274或刮铲242可以相对于叶片20的前缘22成角度，使得刮铲242的后边缘248比刮铲242的前边缘246高出叶片20达更大的距离。这在叶片20与刮铲242之间限定了漏斗形空间288，其中，叶片20与刮铲242之间的区域沿朝向刮铲242的前边缘246的方向逐渐减小。进料管118被配置为延伸到漏斗形空间288中并且在该空间内递送涂料以形成涂层230。

如图13至图16所例示的，为了实现风力涡轮机叶片20的前缘22上的损坏26的维护和修理，可以将施加器工具240定位在叶片20上，使得所述多个肋260面对叶片20的表面234，并且肋260的端部接合叶片20的外表面234。压缩垫282可以在距前缘22一定距离处将刮铲242压靠在叶片20的外表面234上。而且，挤压板244的中心轴线266可以被配置为与叶片20的前缘22对准。这种布置例如在图14和图16中示出。然后，可以将涂料引导至进料管118，以便沉积在叶片20的表面234与刮铲242之间的漏斗形空间288中。这例如在图15中进行了例示。

当涂料填充漏斗形空间288时，施加器工具240可以沿着叶片20的前缘22移动，如图13和图15中的箭头A所示范的。随着施加器工具240的移动，促使涂料朝向刮铲242的前边缘246进入漏斗中，并且基本上从挤压板244的前边缘246处的凹槽262挤压出。在该示例中，由于在挤压板244的前边缘246处存在肋260，涂料以彼此分离的条290的形式施加至叶片20的外表面234。条290的高度由刮铲242的高度轮廓270决定。在涂料以条290施加至风力涡轮机叶片20的外表面234之后，该涂料在重力、表面张力、或其它效应的影响下流动，以形成具有由刮铲242的高度轮廓270决定的形状的平滑且连续的涂层230(例如，参见图10)。在该示例中，涂料通常必须是大体可流动的(即，具有合适的粘度)，这允许涂料合并在一起以形成连续涂层230，但不使材料简单地不受控制地流过叶片20的外表面234，而这可能发生在粘度太低的涂料的情况下。应理解，在涂层230已经烘干或固化之后，施加器工具240可以用于在叶片20的前缘22上的损坏26上进行额外通过。这样，最终涂层230可以由多个层组成，其中，各个层皆是使用如上所述的施加器工具240施加的。

图17至图21例示了根据另一示例的施加器工具。施加器工具与上述施加器工具的类似之处在于，该工具被配置为以改进的方式向风力涡轮机叶片的前缘上的损坏施加涂层。然而，本示例的施加器工具与上述施加器工具之间存在许多区别，这将通过下面描述来强调。举例来说，一个差异是将涂层施加至风力涡轮机叶片的方式。更特别地，由于刮铲的肋/凹槽构造，上述施加器工具将涂料条施加到风力涡轮机叶片的表面上。刮铲的肋/凹槽构造又是限定刮铲的高度轮廓的结果，该高度轮廓最终限定了叶片上的涂层的形状。在任何情况下，在将所述条施加至叶片之后，涂料必须具有合适的粘度，该粘度允许材料在重力和表面张力效应的影响下流动，以形成平滑且连续的涂层。

然而，在下面描述的另选示例中，施加器工具被配置为以不同的方式操作。如下面更详细描述的，施加器工具被配置为更直接地成形正从施加器工具挤压出的涂料。换句话说，从施加器工具挤压出的涂料的形状大致且更直接地对应于风力涡轮机叶片的前缘上的涂层的最终形状。因此，利用这种另选施加器工具，避免了以条的形式施加涂料并且合并所述条来形成最终涂层。当使用具有高粘度的涂料工作时，这种区别可能具有特别的相关性，使得使用上述施加器工具的涂料条在重力和其它效应下不会一起流动，从而在叶片上形成平滑且连续的涂层。因此，下面描述的另选施加器工具可以理想地适用于高粘度涂料。

上述施加器工具与下面的另选施加器工具之间的另一区别是能够更动态地改变被施加至叶片的涂层的轮廓。如上面所讨论的，涂层的轮廓主要是由挤压板上的所述多个肋的高度轮廓来决定的。回想如果需要不同的轮廓，则通常需要不同的刮铲来提供该新的轮廓。在另选示例中，施加器工具被配置为具有选择性地调节由施加器工具沿着叶片通过而提供的涂层的轮廓的某一能力。现在，将详细描述该可调节特征以及另选施加器工具的其它特征。

施加器工具240包括刮铲242，以用于使被施加至风力涡轮机叶片20的前缘22的涂层230成形。在示例中，刮铲242可以包括由例如橡胶或其它大致柔性工程塑料制成的大体柔性或可弯曲挤压板244。挤压板244的形状可以是大体矩形的，并且包括前边缘246、后边缘248、以及在前边缘246与后边缘248之间延伸的相反的侧边缘250、252。挤压板244还可以包括刮铲242的外表面256和内表面258。外表面256被配置为在使用期间背朝风力涡轮机叶片20的前缘22，并且内表面258被配置为在使用期间面朝叶片20的前缘22(参图19和图21)。在示例中，挤压板244在外表面256与内表面258之间的厚度可以是约1mm至约2mm。更优选地，挤压板244的厚度可以为约1.5mm。然而，根据特定应用，其它厚度值也是可以的。

类似于上述，刮铲242可以包括一个或更多个间隔件，以在叶片20的表面234与挤压板244的内表面258之间提供间隙。在该示例中，所述一个或更多个间隔件可以包括被设置在挤压板244的内表面258之下的刚性叶片或脊306。与上述施加器工具不同，脊306不与挤压板244成一体地形成，而是在施加器工具240的操作中结合挤压板244来工作的单独部件。脊306包括：前边缘308、后边缘310、上边缘312以及下边缘314。在示例中，前边缘308相对于上边缘312形成大致直角，下边缘314相对于上边缘312形成锐角(参见图18和图21)。例如，下边缘314可以相对于上边缘312成约15度到约45度之间的角度。如下面更详细说明的，下边缘314被配置为在使用期间与风力涡轮机叶片20的前缘22接合，并且脊306的构造在叶片20的外表面234与挤压板244的内表面258之间提供间隙。刮铲242还包括进料管118，该进料管118在其一端联接至脊306的后边缘310，并且在其另一端在工作上联接(诸如通过泵等)至涂料源(未示出)，以用于将涂料供应到风力涡轮机叶片20的外表面234上。在一个示例中，脊306可以与进料管118的端部成一体地形成。在另选示例中，这些部件可以是分离的并且随后被联接至在一起。

挤压板244是由刚性支承件320承载的，该刚性支承件具有管状部分320以及被连接至该管状部分320并从该管状部分向前延伸的指状部322。例如，刚性支承件320可以包括被接纳在挤压板244中的孔中的小突出部。然而，其它附接装置也是可以的。管状部分320通常是以例如同轴和伸缩的方式围绕进料管118的端部来设置的。指状部322从管状部分320的上部区域延伸，并且包括大体拱形的中心部分324和在中心部分322的两侧延伸的一对翼326。挤压板244被联接至刚性支承件320，并且通常被设置在支承件320的指状部322与脊306之间。在示例中，挤压板244可选择性地相对于脊306移动。更特别地，刚性支承件320可在进料管118上方滑动，该进料管使挤压板244相对于脊306大体沿箭头B(图17)所例示的方向移动。挤压板244与脊306之间的相对移动(其仅可以允许仅移动有限距离)允许改变从施加器工具240挤压出的涂料的高度轮廓。例如，在挤压板244相对于脊306的向前位置中，涂料的高度(例如，在挤压板244的中心轴线266处)可以是最小的，而在挤压板244相对于脊306的向后位置中，涂料在挤压板244的中心轴线处的高度可以是最大的。换句话说，虽然施加器工具240被配置为提供类似于图10所示的涂层230，但是例如，涂层的厚度(诸如在叶片20的前缘22处)可以根据挤压板244相对于脊306的位置而改变。在任何情况下，当涂层230的期望厚度被确定时，可以使用固定螺钉来固定挤压板244和脊306的相对位置，从而例如在前缘22处固定涂层230的厚度。另外，进料管118和刚性支承件320可以具有键固特征(keying feature)328(例如，键和对应的键槽)以防止进料管118与刚性支承件320之间的相对旋转。

如下面将详细说明的，施加器工具240可以沿着风力涡轮机叶片20的前缘22移动，以将涂层230施加至叶片20。在这点上，刮铲242被配置为与风力涡轮机叶片20接合，并且挤压在刮铲242的挤压板244的紧接后面被施加至叶片20的涂料，使得在刮铲242经过所沉积的涂料之后，涂层230具有期望的平滑度和形状。如上所提到的，脊306被配置为作为间隔件操作，以使在风力涡轮机叶片20的外表面234与挤压板244的内表面258之间提供间隙268。该示例中的间隙268更直接对应于涂层230的期望形状，并且当施加器工具240沿着叶片20的前缘22移动时，涂料基本上从间隙268被挤压出以最终限定涂层230，这将在下面更详细地说明。因此，脊306与挤压板244结合限定了叶片20上的涂层230的形状。更特别地，挤压板244相对于脊306的位置限定了高度轮廓，而该高度轮廓总体上限定了被施加至叶片20的前缘22的涂层230的形状。

在示例中，由脊306限定的高度轮廓270可以被配置为在挤压板244的中心区域264具有最大高度，并且远离中心区域264并朝向挤压板244的侧边缘250、252高度逐渐减小。在优选示例中，在刮铲242的中心区域264中只有单个脊306。由于缺少远离中心区域264的其它脊，因此由脊306限定的高度轮廓270在远离中心区域264并朝向挤压板244的侧边缘250、252的方向上逐渐减小至大致零。高度轮廓270可以具有宽范围的构造，使得高度在中心区域264附近最大，然后在侧边缘250、252附近逐渐减小至大致零。由脊306提供的高度轮廓270操作以限定被施加至风力涡轮机叶片20的涂层230的横截面形状。如上说明的，可以调节挤压板244和脊306的相对位置，以改变由刮铲242提供的高度轮廓270。特定高度轮廓270可以基于对于特定应用对涂层230的需要或期望来选择。在示例中，由脊306提供的高度轮廓270关于挤压板244的中心轴线266大致对称，使得最终所得的涂层230关于叶片20的前缘22大致对称。

如图19至图22所例示的，为了实现风力涡轮机叶片20的前缘上的损坏26的维护和修理，可以将施加器工具240定位在叶片20上，使得脊306并且更具体地该脊的下边缘314大致沿着前缘22接合叶片20的表面234。施加器工具240还可以包括压缩垫282或者其它偏置机构，这些压缩垫或其它偏置机构在离开前缘22一定距离处将挤压板244压靠在叶片20的外表面234上。此外，刮铲242的中心轴线266可以被配置为与脊306(和叶片20的前缘22)对准。这种布置例如在图20和图22中示出。然后，可以将涂料引导至进料管118，以便沉积在叶片20的外表面234与挤压板244的内表面258之间的漏斗形空间288中。这例如在图21中被示出。

当涂料填充漏斗形空间288时，施加器工具240可以沿着叶片20的前缘22移动，如图19和图21中的箭头A所示范的。随着施加器工具240移动，促使涂料朝向刮铲242的前边缘246进入漏斗中，并且基本上从挤压板244的前边缘246挤压出。在该示例中，将涂料作为整体(例如，代替以条的形式)施加至叶片20的外表面234，以形成具有对应于刮铲242的高度轮廓270的轮廓的平滑且连续的涂层230(例如，参见图10)。应理解，在涂层230已经烘干或固化之后，可以使施加器工具240额外通过叶片20的前缘22上的损坏26。这样，最终涂层230可以由多个层组成，其中，各个层皆使用如上所述的施加器工具240被施加。

图23例示了非常类似于上述的施加器工具240。主要的差异是刮铲242包括多个脊306而不是单个脊，如上所述。附加的脊306不仅有助于限定高度轮廓270，而且还被配置为当工具正在沿着风力涡轮机叶片20的前缘22移动时为施加器工具240提供稳定性。例如，在单个脊306的情况下，施加器工具240可能易于远离叶片20的前缘22移动(例如，滑移)。所述多个脊306现在在围绕前缘22的多个位置接合叶片20的表面234，并由此减小当施加器工具240移动时该施加器工具240从前缘22滑离的可能性。

上述施加器工具240的示例改善了对风力涡轮机叶片的前缘处的侵蚀损坏的维护和修理。更特别地，施加器工具240提供用于在前缘处的损坏上方施加涂层以便阻止风力涡轮机叶片的进一步损坏的装置和方法。另外，施加器工具240提供具有理想轮廓的涂层，即，在叶片的前缘处具有最大厚度，然后厚度远离前缘逐渐减小至大致零厚度，以便平滑地合并到风力涡轮机叶片的外表面中。由施加器工具240提供的轮廓使叶片上方的气流的扰动以及由于这些扰动而造成空气动力学性能的任何降低最小化。当在现场条件下修理风力涡轮机叶片时，例如当叶片仍在风力涡轮机塔的顶部处保持附接至转子轴毂时，施加器工具240是特别有利的。因此，即使处于不太理想的现场条件下，施加器工具240也能够提供风力涡轮机叶片的受损区域的高质量且精确的修理。

虽然已经通过各种优选实施方式的描述例示了本发明，并且虽然已经相当详细地描述了这些实施方式，但是本申请人的意图不是将所附权利要求的范围限定或以任何方式限制到这样的细节。附加的优点和修改对于本领域技术人员是容易发现的。因此，根据用户的需要和偏好，本发明的各种特征可以单独使用或者以任何组合使用。

Claims (24)

1.一种涂料施加器工具端头（80），所述涂料施加器工具端头被配置为与机器人维护装置（40）一起用于修理风力涡轮机叶片（20）的前缘（22）周围的损坏，所述涂料施加器工具端头的特征在于：

工具端头主体（110），所述工具端头主体包括框架（112）和接口部件（66），所述接口部件被配置为与设置在所述机器人维护装置的关节臂（48）上的对应接口（64）以机械方式且以电方式联接；

散布工具（122），所述散布工具被安装在所述框架上，并且被配置为沿着所述风力涡轮机叶片的表面移动，以在所述表面上散布涂料；

供应容器（114），所述供应容器限定至少两个室（130、132），所述至少两个室被配置为保持不同组分，所述不同组分能够被混合在一起以形成要被分配到所述散布工具上以供施加至所述风力涡轮机叶片的涂料；

驱动装置（116），所述驱动装置在工作上与所述供应容器接合并且被致动成递送来自所述供应容器的涂料流，所述驱动装置包括与所述至少两个室中的各个室相关联的独立致动器（140、150）；

混合部件（138），所述混合部件被连接至所述供应容器，所述混合部件被配置为接收来自所述至少两个室的所述不同组分，并且将所述不同组分混合成所述涂料；以及

控制系统（90），所述控制系统在工作上连接至所述驱动装置，所述控制系统使所述独立致动器以可独立调节的速度运行，从而以适于当在所述混合部件处进行混合时生成所述涂料的混合比率供应所述不同组分中的各个组分，

其特征在于，所述控制系统改变所述独立致动器的速度，以改变正被分配到所述散布工具上的涂料的流率，所述流率是根据所述散布工具的移动速度来调节的，以便在所述涂料施加器工具端头的操作期间将所述涂料连续施加到所述散布工具上。

2.根据权利要求1所述的涂料施加器工具端头，其特征在于，所述驱动装置的所述独立致动器是由活塞来限定的，所述活塞皆被配置为相对于所述至少两个室中的一个室移动，以促使关联的组分流出所述室并且流入所述混合部件，并且所述驱动装置还包括与所述活塞中的各个活塞接合的独立致动马达。

3.根据权利要求1或2所述的涂料施加器工具端头，其特征在于，所述混合部件是由静态混合器来限定的，所述静态混合器被配置为随着所述不同组分流过所述静态混合器的细长长度而使所述不同组分混合。

4. 根据权利要求1或2所述的涂料施加器工具端头，其特征还在于：

排放容器，所述排放容器连接至所述混合部件；以及

阀，所述阀在工作上连接至所述混合部件、所述排放容器、以及所述散布工具，所述阀控制离开所述混合部件的所述涂料流被递送到所述排放容器中或者所述散布工具中，

其特征在于，所述阀最初引导所述涂料流入所述排放容器，直到所述不同组分的混合速率已经达到期望阈值，然后所述阀引导所述涂料流入所述散布工具。

5. 根据权利要求1所述的涂料施加器工具端头，其特征在于，所述散布工具是刮铲（242），所述刮铲包括：

柔性挤压板（244），所述挤压板具有前边缘（246）、后边缘（248）、相反的侧边缘（250、252）、外表面（256）、以及内表面（258），所述挤压板（244）还具有由中心轴线（266）限定的中心区域（264）；以及

一个或更多个间隔件（260、306），所述一个或更多个间隔件接近所述挤压板（244）的所述内表面（258）定位，其中，所述一个或更多个间隔件（260、306）被配置为限定所述风力涡轮机叶片（20）的外表面（234）与所述挤压板（244）的所述内表面（258）之间的间隙；以及

进料管（118），所述进料管用于向所述刮铲（242）供应涂料，

其中，所述刮铲（242）被配置为将所述涂料成形为所述风力涡轮机叶片（20）的受损区域（26）上方的涂层（230）。

6.根据权利要求5所述的涂料施加器工具端头，其中，所述一个或更多个间隔件（260、306）限定高度轮廓（270），所述高度轮廓对应于来自所述施加器工具（240）的所述涂层（230）的形状。

7.根据权利要求6所述的涂料施加器工具端头，其中，所述高度轮廓（270）具有邻近所述挤压板（244）的所述中心区域（264）的最大值，并且邻近所述挤压板（244）的所述侧边缘（250、252）逐渐减小至大致零。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的涂料施加器工具端头，其中，所述挤压板（244）选择性地相对于所述一个或更多个间隔件（306）移动。

9.根据权利要求6或7所述的涂料施加器工具端头，其中，所述挤压板（244）与所述一个或更多个间隔件（306）之间的相对移动改变所述高度轮廓（270）。

10.根据权利要求5至7中的任一项所述的涂料施加器工具端头，其中，所述一个或更多个间隔件包括多个肋（260），所述多个肋被联接至所述挤压板（244）的所述内表面（258），并且从所述前边缘（246）朝向所述后边缘（248）延伸，并且其中，所述多个肋（260）限定相邻肋（260）之间的凹槽（262）。

11.根据权利要求10所述的涂料施加器工具端头，其中，所述多个肋（260）的高度改变，并且其中，所述多个肋（260）的所述高度具有邻近所述挤压板（244）的所述中心区域（264）的最大值，并且高度远离所述中心区域（264）并朝向所述侧边缘（250、252）减小。

12.根据权利要求5所述的涂料施加器工具端头，其中，所述一个或更多个间隔件包括一个或更多个脊（306），所述一个或更多个脊具有前边缘（308）、后边缘（310）、上边缘（312）、以及下边缘（314）。

13.根据权利要求12所述的涂料施加器工具端头，其中，所述下边缘（314）相对于所述上边缘（312）成锐角，并且其中，所述下边缘（314）被配置为接合所述风力涡轮机叶片（20）的所述外表面（234）。

14.根据权利要求12或13所述的涂料施加器工具端头，其中，所述一个或更多个脊（306）与所述挤压板（244）分离。

15.根据权利要求12或13所述的涂料施加器工具端头，其中，所述一个或更多个脊（306）围绕所述中心区域（264）接近所述挤压板（244）的所述内表面（258）定位，并且其中，所述一个或更多个脊（306）沿大体平行于所述中心轴线（266）的方向延伸。

16.根据权利要求12或13所述的涂料施加器工具端头，其中，所述挤压板（244）被联接至刚性支承件（320），其中，所述一个或更多个脊（306）被联接至所述进料管（118），并且其中，所述刚性支承件（320）能够相对于所述进料管（118）滑动。

17.根据权利要求1或2所述的涂料施加器工具端头，其特征在于，所述散布工具是被旋转地联接至所述框架的滚筒刷，所述滚筒刷是以这样的方式在相反两端处安装在所述框架上的，即，使得所述滚筒刷能够相对于所述框架自由旋转，并且所述滚筒刷的旋转是通过由所述关节臂沿着所述风力涡轮机叶片的所述表面前后移动所述涂料施加器工具端头而进行致动的。

18.根据权利要求1或2所述的涂料施加器工具端头，其特征还在于：

固化装置，所述固化装置在与所述散布工具间隔开的位置处被安装在所述框架上，所述固化装置被配置为在将所述涂料施加在所述风力涡轮机叶片的所述表面上之后朝向所述涂料施加热能和/或光，以帮助使由所述涂料覆盖的经修理区域固化和凝固。

19.一种用于自动修理连接至风力涡轮机（10）的风力涡轮机叶片（20）的前缘（22）周围的损坏的方法，所述方法的特征在于：

将涂料施加器工具端头（80）联接至已经沿着所述风力涡轮机叶片的所述前缘定位的机器人维护装置（40）的关节臂（48），使得所述关节臂能够将所述涂料施加器工具端头移动成围绕所述风力涡轮机叶片上的包含损坏的位置定位；

致动与在工作上与所述涂料施加器工具端头连接的供应容器（114）相关联的驱动装置（116），以使所述驱动装置的独立致动器（140、150）相对于所述供应容器的包含能够被混合在一起以形成用于所述风力涡轮机叶片的涂料的不同组分的对应室（130、132）移动，从而将所述不同组分的流递送到混合部件（138）中；

利用所述混合部件混合所述不同组分的流，以生成被递送至散布工具（122）的涂料流；

利用所述关节臂移动所述涂料施加器工具端头，以使所述散布工具沿着所述风力涡轮机叶片的表面（30）移动，以将多层所述涂料施加至所述风力涡轮机叶片的所述表面，从而覆盖并修理所述风力涡轮机叶片上的所述损坏；以及

控制所述驱动装置的所述独立致动器以可独立调节的速度移动，从而以适于当在所述混合部件处进行混合时生成所述涂料的期望混合比率供应所述不同组分，

其中：

改变所述驱动装置的所述独立致动器的速度，以改变正被递送至所述散布工具的所述涂料的流率，所述流率是根据所述散布工具的移动速度来调节的，以便在所述涂料施加器工具端头的操作期间将所述涂料连续施加到所述散布工具上。

20. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述散布工具是刮铲（242），所述刮铲包括：

柔性挤压板（244），所述挤压板具有前边缘（246）、后边缘（248）、相反的侧边缘（250、252）、外表面（256）、以及内表面（258），所述挤压板（244）还具有由中心轴线（266）限定的中心区域（264）；以及

一个或更多个间隔件（260、306），所述一个或更多个间隔件接近所述挤压板（244）的所述内表面（258）定位，其中，所述一个或更多个间隔件（260、306）被配置为限定所述风力涡轮机叶片（20）的外表面（234）与所述挤压板（244）的所述内表面（258）之间的间隙；以及

进料管（118），所述进料管用于向所述刮铲（242）供应涂料，

其中，所述刮铲（242）被配置为将所述涂料成形为所述风力涡轮机叶片（20）的受损区域（26）上方的涂层（230），并且所述方法的特征还在于：

将所述施加器工具（240）接合至所述风力涡轮机叶片（20）的所述外表面（234）；

向所述施加器工具（240）供应所述涂料；

使所述施加器工具（240）沿着所述风力涡轮机叶片（20）的所述外表面（234）移动；以及

从所述施加器工具（240）分配所述涂料，以在所述风力涡轮机叶片（20）的所述受损区域（26）上方形成所述涂层（230）。

21. 根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述散布工具是被旋转地联接至所述涂料施加器工具端头的框架的滚筒刷，所述涂料施加器工具端头还包括喷嘴，所述喷嘴邻近所述滚筒刷定位并且连接至所述混合部件以接收所述涂料流，并且所述方法的特征还在于：

通过所述喷嘴沿着所述滚筒刷的宽度散布所述涂料流；以及

在所述滚筒刷沿着所述风力涡轮机叶片的所述表面滚动的同时，将所述涂料流从所述喷嘴直接分配到所述滚筒刷上。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，将所述涂料流从所述喷嘴直接分配到所述滚筒刷上的步骤还包括：

与沿着所述滚筒刷的宽度的相反两端相比，以更高的分配流率将涂料分配到所述滚筒刷的中心。

23.根据权利要求19或20所述的方法，其特征还在于：

在将所述涂料施加在所述风力涡轮机叶片的所述表面上之后朝向所述涂料施加热能和/或光，以帮助使由所述涂料覆盖的经修理区域固化和凝固。

24. 根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述涂料施加器工具端头还包括连接至所述混合部件的排放容器、以及在工作上连接至所述混合部件、所述排放容器、以及所述散布工具的阀，并且所述方法的特征还在于：

利用所述阀控制所述涂料流最初从所述混合部件被引导到所述排放容器中，直到所述不同组分的混合速率已经达到期望阈值；以及

在所述混合速率已经达到所述期望阈值之后，致动所述阀以将所述涂料流切换为从所述混合部件被引导至所述散布工具。