CN115122666A - 一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，包括装配底板，所述装配底板的顶部设置有承载机构，所述装配底板的外壁一侧设置有位置变更机构，所述位置变更机构的内部分别包含有溶剂喷射机构和红外发生机构，所述位置变更机构包括加强板，所述加强板的外表壁通过一组螺丝A固定安装在装配底板的外壁一侧，所述溶剂喷射机构包括空心框架，启动位置变更机构中的驱动部件，并带动电动高压喷枪自左向右匀速移动，使得平铺在模型中的复合材料每部分所能接触到的溶剂量均处于较为统一的状态，有效解决现有采用人工刷附方式所存在的不足，进而每部分复合材料与溶剂的反应效果均相等，提高后期扇叶成型的质量。

Description

一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备

技术领域

本发明涉及风力发电机扇叶成型设备技术领域，具体为一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备，风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成，风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电，广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机，其中转子叶片具备捉获风，并将风力传送到转子轴心，现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很像飞机的机翼。

风力发电机的扇叶包括有钢架、复合材料和轻型木材组合而成，其中复合材料主要是玻璃纤维，在制造扇叶的过程中，根据扇叶的模型轮廓分层将玻璃纤维膜平铺在模型内壁上，再使用环氧树脂和硬化剂灌注到玻璃纤维层中使其充分固定到钢架结构中，以增强扇叶使用时的结构韧性和扇叶的质量。

但现有风力发电机扇叶成型设备存在以下不足：

在对扇叶内壁填充复合材料时，现有技术为增加复合材料在模型内壁分布的均匀性，均采用人工铺设的方式，操作过程中，当每层材料铺设完成后，在灌注环氧树脂和硬化剂时，仍然采用人工逐层排刷的方法，因溶剂与复合材料接触后，在重力作用下会逐步渗入到复合材料内部，但人工刷附溶剂时，易导致溶剂刷附不均匀，致使反应后的复合材料每部分成型的状态不统一，最终影响扇叶整体的成型质量。

所以我们提出了一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，当扇叶模型内平铺有复合材料后，依次在输料接头处连接上外接软管并与储存有溶剂的罐体相连通，启动电动高压喷枪其内部产生的吸附效果，快速抽取罐体中的溶剂，当溶剂进入到电动高压喷枪中时，经过电动高压喷枪喷头处的压缩下，最终溶剂高速喷附在复合材料上，与此过程中其中位置变更机构中的驱动部件，并带动电动高压喷枪自左向右匀速移动，使得平铺在模型中的复合材料每部分所能接触到的溶剂量均处于较为统一的状态。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，包括装配底板、单片机、扫射单元、信号反馈单元、动作执行单元、移动模块和喷射模块，所述装配底板的顶部设置有承载机构，所述装配底板的外壁一侧设置有位置变更机构，所述位置变更机构的内部分别包含有溶剂喷射机构和红外发生机构；

所述位置变更机构包括加强板，所述加强板的外表壁通过一组螺丝A固定安装在装配底板的外壁一侧，所述加强板的外表壁焊接有U型金属架，所述U型金属架的外表壁焊接有衔接框架，所述衔接框架的内表壁开设有安装孔洞，所述安装孔洞的内部固定安装有轴承，所述轴承的内轴内表壁固定插设有螺纹杆，所述螺纹杆的外表壁旋转连接有活动板；

所述溶剂喷射机构包括空心框架，所述空心框架的顶部通过一组螺丝B固定安装在活动板的底部，所述空心框架的底部开设有一组圆孔，一组所述圆孔中每个的内表壁均固定插设有电动高压喷枪，一组所述电动高压喷枪的输入端均固定连通有输料接头。

优选的，所述衔接框架的外表壁固定插设有一组金属杆，一组所述金属杆的外表壁之间固定套设有连接套环，所述连接套环的内表壁固定插设有伺服电机，设置金属杆和连接套环，可为伺服电机的固定提供支撑条件。

优选的，所述伺服电机的输出端固定连接有传动杆，所述传动杆的外表壁固定插设在螺纹杆的外壁一端，设置伺服电机，可为喷射部件的移动提供动力支持，设置伺服电机，可为喷射部件的移动提供动力支持。

优选的，所述伺服电机的外表壁固定安装有限位套筒，所述传动杆的外表壁活动设置在限位套筒的内部，设置限位套筒，可有效限制传动杆转动时产生的作用摆动幅度，提高伺服电机做工时的稳定性。

优选的，所述承载机构包括嫁接板，所述嫁接板的底部固定安装在装配底板的顶部，所述嫁接板的外壁两侧均开设有一组内接槽，两组所述内接槽中每个的内表壁均活动插设有支撑杆，利用内接槽和支撑杆间的活动连接性，可为弧形橡胶托板的扩张提供条件。

优选的，所述嫁接板的内壁开设有两组滑孔，两组所述滑孔中每个的内表壁均活动插设有滑杆，两组所述滑杆中每个的外表壁分别固定插设在支撑杆的内部，设置滑杆，增加内接槽和支撑杆间的延伸长度，提高支撑杆移动过程中的稳定性。

优选的，两组所述支撑杆中每个的外表壁均固定套设有弧形橡胶托板，两组所述支撑杆中每个的外表壁和内接槽的内表壁之间均焊接有活动弹簧，设置活动弹簧，当弧形橡胶托板处于扩张时，支撑杆和内接槽间的活动弹簧则处于拉伸的状态，当弧形橡胶托板扩张到最大范围后，活动弹簧处产生的反作用力会扯动支撑杆，使得弧形橡胶托板的内部充分贴附在扇叶表面。

优选的，所述红外发生机构包括L型架，所述L型架的外表壁固定插设在活动板的内部，所述L型架的底部固定安装有配线套，所述配线套的内部设置有光线发射视窗，设置光线发射视窗，可对扇叶内壁发生红外光波，利用轮廓对光线的遮挡，并将反射回的电信号迅速传输经处理部件中。

优选的，所述衔接框架的外壁一侧固定安装有接收器，所述接收器的接线端固定连接有一组信息线，一组所述信息线的传输端均与衔接框架中的内部排线相连接，设置接收器，用于接收扫射数据，并对数据中呈现的信息进行处理，根据轮廓的宽度，控制喷射部件做工的数量，避免溶剂喷射到模型外的其他区域，增加后期对设备的清理难度。

优选的，所述单片机和扫射单元信号连接，所述单片机和信号反馈单元信号连接，所述信号反馈单元和动作执行单元信号连接，所述动作执行单元分别与移动模块和喷射模块信号连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置位置变更机构和溶剂喷射机构，当扇叶模型内平铺有复合材料后，依次在输料接头处连接上外接软管并与储存有溶剂的罐体相连通，启动电动高压喷枪其内部产生的吸附效果，快速抽取罐体中的溶剂，当溶剂进入到电动高压喷枪中时，经过电动高压喷枪喷头处的压缩下，最终溶剂高速喷附在复合材料上，与此过程中启动位置变更机构中的驱动部件，并带动电动高压喷枪自左向右匀速移动，使得平铺在模型中的复合材料每部分所能接触到的溶剂量均处于较为统一的状态，有效解决现有采用人工刷附方式所存在的不足，进而每部分复合材料与溶剂的反应效果均相等，提高后期扇叶成型的质量。

2、本发明在电动高压喷枪的移动过程中，利用扫射单元持续发射红外光波，并照射在模型轮廓上，通过模型轮廓间距对光线遮挡而产生的反射信号，并迅速输入进单片机中，此时单片机会根据模型轮廓控制电动高压喷枪的开启数量，因扇叶整体的造型不统一，且每部分造型存在较大差异，系统通过控制电动高压喷枪的启动数量，对溶液的喷射范围进行控制。

3、本发明通过设置承载机构，因扇叶整体的轮廓存在较大差异，当扇叶模型放置到弧形橡胶托板上，利用机构中活动组件，可快速更改部分弧形橡胶托板的扩张范围，并在活动弹簧的作用下，产生的反作用力效果及时修正支撑杆延伸长度，使得弧形橡胶托板充分贴附在扇叶模型外壁。

附图说明

图1为本发明一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备中主视结构立体图；

图2为本发明一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备中底部结构立体图；

图3为本发明一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备中承载机构结构放大立体图；

图4为本发明一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备中部分结构放大立体图；

图5为本发明一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备中嫁接板内部结构示意图；

图6为本发明一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备为图4中A处结构放大立体图；

图7为本发明一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备为图1中B处结构放大立体图；

图8为本发明一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备的系统图。

图中：1、装配底板；2、位置变更机构；201、加强板；202、U型金属架；203、衔接框架；204、安装孔洞；205、轴承；206、螺纹杆；207、金属杆；208、连接套环；209、伺服电机；210、传动杆；211、活动板；3、溶剂喷射机构；301、空心框架；302、圆孔；303、电动高压喷枪；304、输料接头；4、承载机构；401、嫁接板；402、内接槽；403、支撑杆；404、弧形橡胶托板；405、滑孔；406、滑杆；407、活动弹簧；5、红外发生机构；501、L型架；502、配线套；503、光线发射视窗；504、接收器；505、信息线；6、单片机；7、扫射单元；8、信号反馈单元；9、动作执行单元；10、移动模块；11、喷射模块。

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，所描述的实施条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。

实施例1，请参阅图1-8所示，本发明提供一种技术方案：一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，包括装配底板1，装配底板1的顶部设置有承载机构4，装配底板1的外壁一侧设置有位置变更机构2，位置变更机构2的内部分别包含有溶剂喷射机构3和红外发生机构5。

根据图1-2和图4所示，位置变更机构2包括加强板201，加强板201的外表壁通过一组螺丝A固定安装在装配底板1的外壁一侧，加强板201的外表壁焊接有U型金属架202，U型金属架202的外表壁焊接有衔接框架203，衔接框架203的内表壁开设有安装孔洞204，安装孔洞204的内部固定安装有轴承205，轴承205的内轴内表壁固定插设有螺纹杆206，螺纹杆206的外表壁旋转连接有活动板211，利用螺纹杆206和活动板211间的旋转连接性，启动驱动部件后，使得电动高压喷枪303具备灵活喷射的能力。

根据图1-2和图4所示，溶剂喷射机构3包括空心框架301，空心框架301的顶部通过一组螺丝B固定安装在活动板211的底部，空心框架301的底部开设有一组圆孔302，一组圆孔302中每个的内表壁均固定插设有电动高压喷枪303，一组电动高压喷枪303的输入端均固定连通有输料接头304，当外接软管与输料接头304相连通后，启动电动高压喷枪303其产生的吸附效果快速抽取罐体内部的溶剂，在经过电动高压喷枪303喷头处对溶剂的压缩，最终将溶剂高速喷射到复合材料表面。

根据图7所示，衔接框架203的外表壁固定插设有一组金属杆207，一组金属杆207的外表壁之间固定套设有连接套环208，连接套环208的内表壁固定插设有伺服电机209，通过设置金属杆207和连接套环208，可为伺服电机209的固定提供支撑条件。

根据图4所示，伺服电机209的输出端固定连接有传动杆210，传动杆210的外表壁固定插设在螺纹杆206的外壁一端，通过设置伺服电机209，可为喷射部件的移动提供动力支持。

根据图4所示，伺服电机209的外表壁固定安装有限位套筒，传动杆210的外表壁活动设置在限位套筒的内部，通过设置限位套筒，可有效限制传动杆210转动时产生的作用摆动幅度，提高伺服电机209做工时的稳定性。

根据图1-3所示，承载机构4包括嫁接板401，嫁接板401的底部固定安装在装配底板1的顶部，嫁接板401的外壁两侧均开设有一组内接槽402，两组内接槽402中每个的内表壁均活动插设有支撑杆403，利用内接槽402和支撑杆403间的活动连接性，可为弧形橡胶托板404的扩张提供条件。

根据图5所示，嫁接板401的内壁开设有两组滑孔405，两组滑孔405中每个的内表壁均活动插设有滑杆406，两组滑杆406中每个的外表壁分别固定插设在支撑杆403的内部，通过设置滑杆406，增加内接槽402和支撑杆403间的延伸长度，提高支撑杆403移动过程中的稳定性。

根据图5所示，两组支撑杆403中每个的外表壁均固定套设有弧形橡胶托板404，两组支撑杆403中每个的外表壁和内接槽402的内表壁之间均焊接有活动弹簧407，通过设置活动弹簧407，当弧形橡胶托板404处于扩张时，支撑杆403和内接槽402间的活动弹簧407则处于拉伸的状态，当弧形橡胶托板404扩张到最大范围后，活动弹簧407处产生的反作用力会扯动支撑杆403，使得弧形橡胶托板404的内部充分贴服在扇叶表面。

根据图1-2和图4所示，红外发生机构5包括L型架501，L型架501的外表壁固定插设在活动板211的内部，L型架501的底部固定安装有配线套502，配线套502的内部设置有光线发射视窗503，通过设置光线发射视窗503，可对扇叶内壁发生红外光波，利用轮廓对光线的遮挡，并将反射回的电信号迅速传输经处理部件中。

根据图4所示，衔接框架203的外壁一侧固定安装有接收器504，接收器504的接线端固定连接有一组信息线505，一组信息线505的传输端均与衔接框架203中的内部排线相连接，通过设置接收器504，用于接收扫射数据，并对数据中呈现的信息进行处理，根据轮廓的宽度，控制喷射部件做工的数量，避免溶剂喷射到模型外的其他区域，增加后期对设备的清理难度。

其整个实施例1所达到的效果为：首先将设备移动到指定的做工区域，并使装配底板1的底部充分与地面接触，再把扇叶模型放置到每组弧形橡胶托板404的表面，因扇叶结构连接处的面积要远大于扇叶前端，此时利用内接槽402和支撑杆403间的活动连接性，使得部分弧形橡胶托板404向外扩张，与此同时在支撑杆403移动的过程中，滑杆406在滑孔405的内部移动，并使活动弹簧407处于拉伸的状态，当部分弧形橡胶托板404扩张到最大范围后，拉伸活动弹簧407产生的反作用力，会将支撑杆403向着内接槽402的内部扯动，最终使部分支撑杆403紧紧贴附在扇叶表面。

依次将外接软管插接到输料接头304上，其外接软管的进液端与储存有溶剂的罐体相连通，启动圆孔302中电动高压喷枪303，其内部产生的吸附效果，会快速作用到储液罐体中，并通过外接软管对溶剂的输送，使得溶剂持续进入到每个电动高压喷枪303的内部，再通过每个电动高压喷枪303喷头处对溶剂的压缩，最终喷射出的溶剂可快速散落至平铺在模型内的复合材料上。

当电动高压喷枪303在喷射溶剂的过程中，启动连接套环208中的伺服电机209，并作用于传动杆210，同时利用轴承205的特性，带动螺纹杆206持续在衔接框架203的内部转动，此时通过活动板211和螺纹杆206表面旋转连接的关系，匀速带动圆孔302中的电动高压喷枪303自左向右进行移动，进而使每部分的复合材料所接收到的溶剂量均相等。

当电动高压喷枪303进行移动时，开启配线套502中的光线发射视窗503，其中发生的红外光线会迅速扫射在扇叶模型上，当模型内壁遮挡光波的宽度所产生的反射信号通过信息线505输入到接收器504中后，由接收器504根据电动高压喷枪303的排列宽度和扫描后的内壁宽度进行对比，并得出开启电动高压喷枪303的数量，再由信息线505将命令反馈至电动高压喷枪303中，控制电动高压喷枪303的做工数量。

实施例2，根据图8所示，一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，包括单片机6、扫射单元7、信号反馈单元8、动作执行单元9、移动模块10和喷射模块11，单片机6和扫射单元7信号连接，单片机6和信号反馈单元8信号连接，信号反馈单元8和动作执行单元9信号连接，动作执行单元9分别与移动模块10和喷射模块11信号连接。

其整个实施例2所达到的效果为：当喷料部件在进行移动喷料时，利用扫射单元7对扇叶的内壁轮廓进行扫描，并将获取的数据迅速输入进单片机6中，此时单片机6会根据轮廓的宽度制定喷料部件的做工数量，其制定后的控制命令，则由信号反馈单元8输入到动作执行单元9中，根据移动模块10的移动的位置调节喷射模块11的喷射宽度。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，其特征在于：包括装配底板（1）、单片机（6）、扫射单元（7）、信号反馈单元（8）、动作执行单元（9）、移动模块（10）和喷射模块（11），所述装配底板（1）的顶部设置有承载机构（4），所述装配底板（1）的外壁一侧设置有位置变更机构（2），所述位置变更机构（2）的内部分别包含有溶剂喷射机构（3）和红外发生机构（5）；

所述位置变更机构（2）包括加强板（201），所述加强板（201）的外表壁通过一组螺丝A固定安装在装配底板（1）的外壁一侧，所述加强板（201）的外表壁焊接有U型金属架（202），所述U型金属架（202）的外表壁焊接有衔接框架（203），所述衔接框架（203）的内表壁开设有安装孔洞（204），所述安装孔洞（204）的内部固定安装有轴承（205），所述轴承（205）的内轴内表壁固定插设有螺纹杆（206），所述螺纹杆（206）的外表壁旋转连接有活动板（211）；

所述溶剂喷射机构（3）包括空心框架（301），所述空心框架（301）的顶部通过一组螺丝B固定安装在活动板（211）的底部，所述空心框架（301）的底部开设有一组圆孔（302），一组所述圆孔（302）中每个的内表壁均固定插设有电动高压喷枪（303），一组所述电动高压喷枪（303）的输入端均固定连通有输料接头（304）。

2.根据权利要求1所述的风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，其特征在于：所述衔接框架（203）的外表壁固定插设有一组金属杆（207），一组所述金属杆（207）的外表壁之间固定套设有连接套环（208），所述连接套环（208）的内表壁固定插设有伺服电机（209）。

3.根据权利要求2所述的风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，其特征在于：所述伺服电机（209）的输出端固定连接有传动杆（210），所述传动杆（210）的外表壁固定插设在螺纹杆（206）的外壁一端。

4.根据权利要求3所述的风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，其特征在于：所述伺服电机（209）的外表壁固定安装有限位套筒，所述传动杆（210）的外表壁活动设置在限位套筒的内部。

5.根据权利要求1所述的风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，其特征在于：所述承载机构（4）包括嫁接板（401），所述嫁接板（401）的底部固定安装在装配底板（1）的顶部，所述嫁接板（401）的外壁两侧均开设有一组内接槽（402），两组所述内接槽（402）中每个的内表壁均活动插设有支撑杆（403）。

6.根据权利要求5所述的风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，其特征在于：所述嫁接板（401）的内壁开设有两组滑孔（405），两组所述滑孔（405）中每个的内表壁均活动插设有滑杆（406），两组所述滑杆（406）中每个的外表壁分别固定插设在支撑杆（403）的内部。

7.根据权利要求5所述的风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，其特征在于：两组所述支撑杆（403）中每个的外表壁均固定套设有弧形橡胶托板（404），两组所述支撑杆（403）中每个的外表壁和内接槽（402）的内表壁之间均焊接有活动弹簧（407）。

8.根据权利要求1所述的风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，其特征在于：所述红外发生机构（5）包括L型架（501），所述L型架（501）的外表壁固定插设在活动板（211）的内部，所述L型架（501）的底部固定安装有配线套（502），所述配线套（502）的内部设置有光线发射视窗（503）。

9.根据权利要求1所述的风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，其特征在于：所述衔接框架（203）的外壁一侧固定安装有接收器（504），所述接收器（504）的接线端固定连接有一组信息线（505），一组所述信息线（505）的传输端均与衔接框架（203）中的内部排线相连接。

10.根据权利要求1所述的风力发电机扇叶填充轻型复合材料的成型设备，其特征在于：所述单片机（6）和扫射单元（7）信号连接，所述单片机（6）和信号反馈单元（8）信号连接，所述信号反馈单元（8）和动作执行单元（9）信号连接，所述动作执行单元（9）分别与移动模块（10）和喷射模块（11）信号连接。

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