CN115163425B - 一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，包括前底座、后底座、动力机构、运动轮、支撑杆、减震器、蓄电池、电气板、上安装板和标记机构，本发明通过四个能够独立进行转动的运动轮进行运动，而且后底座还能够围绕旋转组件相对于前底座进行转动，因此能够调整后底座上的两个运动轮的角度，从而能够适应风力发电叶片内腔倾斜的底部，让四个运动轮能够紧贴在内腔的底部，从而增加整个装置的运动能力和越障能力，摄像头不仅能够进行多角度的转动，而且能够进行升降，因此能够拍摄到内腔的各个侧壁的详细情况，避免出现漏查的情况，并且能够对有缺陷的地方进行大致的标记，方便后期的维修。
Description
技术领域
本发明涉及风电叶片检测技术领域，具体为一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置。
背景技术
风力发电叶片是风力发电机中最基础和最关键的部件，因其需要在恶劣的环境中长期不停地运转，其良好的设计，可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素，现有的风电叶片是玻璃钢蒙皮与大梁组成的空心体结构，受制造工艺、黏结工艺等随机因素的影响，风电叶片难免会带有空隙、裂纹、分层、脱黏等结构缺陷，其空心体内部缺陷的检测，尤为重要，已安装运行的风机叶片和新生产未出厂的叶片均需要进行内部检测，目前的风电叶片的检测手段基本为人员爬进空心体内部进行观察、判断，但是叶片内部空间限制，人员无法深入的进行检查。
公开号为CN104354786B提供的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其通过设有左侧车轮驱动装置和右侧车轮驱动装置的小车搭载摄像头进行拍摄，但是小车在深入到风力发电叶片内腔进行检测时仍旧存在着以下的不足：1、该小车两侧左侧和右侧的车轮共用一个驱动装置，因此每一侧的车轮的运动方式是相同的，但是风力发电叶片内腔的底部并不是平整的，因此小车的运动和跨越障碍的能力较差，容易出现无法运动的情况；2、小车上搭载的摄像头虽然能够进行转动，小车的预定可以将摄像头移动侧壁，但是无法进行升降，因此不能近距离拍摄顶部的画面，造成顶部的内腔壁容易出现漏检的情况，而且无法标记缺陷，在后期维护的时候比较麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，包括前底座、后底座、动力机构、运动轮、支撑杆、减震器、蓄电池、电气板、上安装板和标记机构，其中：
所述前底座和后底座之间通过可旋转的旋转组件进行连接，所述前底座和后底座上安装有动力机构，所述动力机构设置有四组且前底座和后底座上分别设置有两组，所述运动轮安装在动力机构上，所述动力机构用于驱动运动轮转动，所述前底座的上方设置有电气板，且前底座和电气板之间通过支撑杆相连接，所述后底座和电气板之间通过减震器进行支撑，所述减震器上下两端分别铰接在电气板和后底座上，所述电气板上安装有控制器和通讯装置，所述电气板上端通过支撑杆连接有上安装板，所述前底座和后底座上固定有蓄电池；
所述上安装板上固定有固定座，所述固定座两侧均对称设置有两个平行的升降杆，所述升降杆的两端分别转动安装在固定座和升降座侧面，所述升降杆朝向上安装板的前方，上端的两个升降杆通过连接杆连接，所述上安装板上设置有电推杆，所述电推杆的上下两端分别铰接在连接杆和上安装板上，升降座内部固定有由旋转电机，所述旋转电机的转动轴上固定有U形的安装架，所述安装架内安装有摄像头，所述摄像头的两侧设置有转轴，且转轴可转动的卡在安装架内，所述安装架上固定有翻转电机，所述翻转电机的转动轴和摄像头侧面的转轴同轴连接，所述上安装板的后端固定有标记机构，用于对内腔缺陷部分进行标记；
所述蓄电池与控制器、通讯装置电性连接，用于为控制器和通讯装置的工作进行供电，所述摄像头和控制器电性连接，用于拍摄图像信息并将图像信息发送至控制器，所述控制器和旋转电机、翻转电机电性连接，用于驱动旋转电机和翻转电机工作调整摄像头的拍摄角度，所述控制器和电推杆电性连接，用于驱动电推杆工作实现升降座的升降，所述控制器和动力机构电性连接，用于驱动动力机构工作带动运动轮转动，所述控制器和通讯装置电性连接，用于和外部进行数据交换，所述控制器和标记机构电性连接，用于控制标记机构工作进行标记。
优选的，所述旋转组件由安装板、旋转座和连接轴构成，所述前底座和后底座相对的侧面上均固定有安装板，所述安装板上安装有旋转座，所述连接轴的两端转动安装在两个旋转座内。
优选的，所述动力机构由支撑架、支撑座、转动杆、动力电机、驱动齿轮和从动齿轮，所述支撑架固定在相应的前底座和后底座上，所述支撑架上安装有支撑座，所述转动杆可旋转的安装在支撑座上，所述支撑架上安装有动力电机，所述动力电机的转动轴上同轴连接有驱动齿轮，所述转动杆上同轴连接有从动齿轮，所述驱动齿轮和从动齿轮相互啮合连接，所述转动杆外侧安装有运动轮，所述动力电机和控制器电性连接。
优选的，所述标记机构由固定筒、标记漆罐、固定架、标记电推杆和联动杆构成，所述固定筒和固定架安装在上安装板上，所述标记漆罐放置在固定筒内，所述联动杆的中部铰接在固定架上端，所述联动杆一端抵在标记漆罐的喷头处，另一端铰接在标记电推杆的上端，所述标记电推杆的下端铰接在上安装板上，所述标记电推杆和控制器电性连接。
优选的，所述升降座的四个侧面上固定有照明灯珠，所述照明灯珠和蓄电池电性连接。
优选的，所述上安装板的上端固定有保护壳体，所述保护壳体上留有升降杆升降和标记机构标记的缺口。
优选的，所述前底座上固定有避障模块，所述避障模块和控制器电性连接，用于测量距前方障碍物的距离。
优选的，所述运动轮采用麦克纳姆轮。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过四个能够独立进行转动的运动轮进行运动，而且后底座还能够围绕旋转组件相对于前底座进行转动，因此能够调整后底座上的两个运动轮的角度，从而能够适应风力发电叶片内腔倾斜的底部，让四个运动轮能够紧贴在内腔的底部，从而增加整个装置的运动能力和越障能力；
2、本申请的摄像头不仅能够进行多角度的转动，而且能够进行升降，因此能够拍摄到内腔的各个侧壁的详细情况，避免出现漏查的情况，并且能够对有缺陷的地方进行大致的标记，方便后期的维修。
附图说明
图1为本发明整体分解结构示意图；
图2为本发明中安装板上安装部件的结构示意图；
图3为本发明中前底座和后底座上安装部件的结构示意图；
图4为本发明中电气板上安装部件的结构示意图；
图5为本发明中摄像头的安装分解结构示意图；
图6为本发明中动力机构的结构示意图；
图7为本发明中旋转组件的结构示意图；
图8为本发明整体结构示意图。
图中：1前底座、2后底座、3动力机构、301支撑架、302支撑座、303转动杆、304动力电机、305驱动齿轮、306从动齿轮、4运动轮、5支撑杆、6减震器、7蓄电池、8电气板、9上安装板、10标记机构、1001固定筒、1002标记漆罐、1003固定架、1004标记电推杆、1005联动杆、11避障模块、12固定座、13升降座、14旋转电机、15升降杆、16连接杆、17电推杆、18安装架、19摄像头、20翻转电机、21照明灯珠、22旋转组件、2201安装板、2202旋转座、2203连接轴、23控制器、24通讯装置、25保护壳体。
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。
实施例：
请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：
一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，包括前底座1、后底座2、动力机构3、运动轮4、支撑杆5、减震器6、蓄电池7、电气板8、上安装板9和标记机构10，其中：
所述前底座1和后底座2之间通过可旋转的旋转组件22进行连接，所述旋转组件22由安装板2201、旋转座2202和连接轴2203构成，所述前底座1和后底座2相对的侧面上均固定有安装板2201，所述安装板2201上安装有旋转座2202，所述连接轴2203的两端转动安装在两个旋转座2202内，连接轴2203能够在旋转座2202上进行转动，从而调整前底座1和后底座2之间的相对角度，所述前底座1和后底座2上安装有动力机构3，所述动力机构3设置有四组且前底座1和后底座2上分别设置有两组。
所述动力机构3由支撑架301、支撑座302、转动杆303、动力电机304、驱动齿轮305和从动齿轮306，所述支撑架301固定在相应的前底座1和后底座2上，所述支撑架301上安装有支撑座302，所述转动杆303可旋转的安装在支撑座302上，所述支撑架301上安装有动力电机304，所述动力电机304的转动轴上同轴连接有驱动齿轮305，所述转动杆303上同轴连接有从动齿轮306，所述驱动齿轮305和从动齿轮306相互啮合连接，所述转动杆303外侧安装有运动轮4，动力电机304转动时带动驱动齿轮305转动，驱动齿轮305带动从动齿轮306和转动杆303转动从而实现运动轮4的转动，四个运动轮4由单独的动力电机304进行驱动，而且后底座2还能够围绕旋转组件22相对于前底座1进行转动，因此能够调整后底座2上的两个运动轮4的角度，从而能够适应风力发电叶片内腔倾斜的底部，让四个运动轮4能够紧贴在内腔的底部，从而增加整个装置的运动能力和越障能力，所述运动轮4采用麦克纳姆轮，可以更灵活方便的实现全方位移动功能。
所述前底座1的上方设置有电气板8，且前底座1和电气板8之间通过支撑杆5相连接，所述后底座2和电气板8之间通过减震器6进行支撑，所述减震器6上下两端分别铰接在电气板8和后底座2上，减震器6能够在后座板2转动时进行减震，所述上安装板9上固定有固定座12，所述固定座12两侧均对称设置有两个平行的升降杆15，所述升降杆15的两端分别转动安装在固定座12和升降座13侧面，所述升降杆15朝向上安装板9的前方，上端的两个升降杆15通过连接杆16连接，所述上安装板9上设置有电推杆17，所述电推杆17的上下两端分别铰接在连接杆16和上安装板9上，电推杆17在进行伸长时能够向上推动连接杆16向上运动，从而带动升降杆15围绕两端的铰接点进行转动，然后带动升降座13升起，摄像头19随之也能够进行升降，由于升降座13两侧均对称设置有两个平行的升降杆15，因此在升起的过程中升降座13能够始终水平。
升降座13内部固定有由旋转电机14，所述旋转电机14的转动轴上固定有U形的安装架18，旋转电机14转动时能够带动安装架18转动，所述安装架18内安装有摄像头19，所述摄像头19的两侧设置有转轴，且转轴可转动的卡在安装架18内，转轴的方向和旋转电机14的转动轴方向相垂直，所述安装架18上固定有翻转电机20，所述翻转电机20的转动轴和摄像头19侧面的转轴同轴连接，翻转电机20转动时带动摄像头19侧面的转轴转动，实现摄像头19的前后翻转，配合旋转电机14能够实现摄像头19上下左右的转动，从而拍摄到多角度的照片，本实施例的摄像头19不仅能够进行多角度的转动，而且能够进行升降，因此能够拍摄到内腔的各个侧壁的详细情况，避免出现漏查的情况。
所述上安装板9的后端固定有标记机构10，用于对内腔缺陷部分进行标记，所述标记机构10由固定筒1001、标记漆罐1002、固定架1003、标记电推杆1004和联动杆1005构成，所述固定筒1001和固定架1003安装在上安装板9上，所述标记漆罐1002放置在固定筒1001内，标记漆罐1002的喷嘴朝向侧壁，所述联动杆1005的中部铰接在固定架1003上端，联动杆1005的中部可在固定架1003内转动，所述联动杆1005一端抵在标记漆罐1002的喷头处，另一端铰接在标记电推杆1004的上端，所述标记电推杆1004的下端铰接在上安装板9上，标记电推杆1004升起时带动与其铰接的联动杆1005一端升起，抵在标记漆罐1002的喷头处的另一端下压，喷出标记漆，从而能够对有缺陷的地方进行大致的标记，方便后期的维修，所述上安装板9的上端固定有保护壳体25，所述保护壳体25上留有升降杆15升降和标记机构10标记的缺口，上安装板9不会影响整体的工作，还能够对于整体能够起到保护的作用。
所述电气板8上安装有控制器23和通讯装置24，所述电气板8上端通过支撑杆5连接有上安装板9，所述前底座1和后底座2上固定有蓄电池7，所述蓄电池7与控制器23、通讯装置24电性连接，用于为控制器23和通讯装置24的工作进行供电，所述蓄电池7采用锂电池，且配有充电接口，便于进行充电，所述控制器23采用STM32F103ZET6为主控芯片，外部配备有多个基于L298N双H桥电机驱动芯片的驱动电路进行驱动，所述动力电机304、标记电推杆1004、旋转电机14、翻转电机20和电推杆17均连接在驱动电路上，控制器23通过驱动电路控制上述装置工作，实现所述控制器23驱动旋转电机14和翻转电机20工作调整摄像头19的拍摄角度、驱动电推杆17进行升降座13的升降、驱动动力机构3工作带动运动轮4转动、控制标记机构10工作进行标记。
所述摄像头19和控制器23电性连接，用于拍摄图像信息并将图像信息发送至控制器23，所述摄像头19采用CCD并配备ADLink公司的PCIE-GIE62+图像采集卡，图像采集卡和控制器23的串口连接，将图像信息发送至控制器23内，所述升降座13的四个侧面上固定有照明灯珠21，所述照明灯珠21和蓄电池7电性连接，照明灯珠21能够照亮摄像头19周围的环境，便于摄像头进行拍摄。
所述前底座1上固定有避障模块11，所述避障模块11和控制器23电性连接，用于测量距前方障碍物的距离，所述控制器23和通讯装置24电性连接，用于和外部进行数据交换，所述避障模块11采用红外避障模块，分别接控制器23的I/O口上，。红外避障传感器内部集成有一个红外发射管和一个红外接收管，当前方存在障碍物时，发射管发射的红外线被障碍物反射回来后被接收管接收，通过内部变送电路将模拟量经过比较器输出开关量据此能够知晓前方是否有障碍，所述通讯装置24采用TP-Link公司生产的无线视频传输模块和基于nRF24L01芯片的单芯片无线收发器，无线视频传输模块用于像外部发送视频信息的传输，单芯片无线收发器用于和外部进行无线控制和非视频数据信息的传输，无线视频传输模块和单芯片无线收发器均和控制器23的通讯串口电性连接。
本发明的使用原理：在使用前，使用上位机和通讯装置24建立通讯，所述上位机为PC机，装有控制软件，然后将本装置放置在风力发电叶片内腔入口处，然后通过上位机发出控制信号，控制器23通过通讯装置24接收到控制信号，并驱动动力机构3工作带动运动轮4转动，朝向内腔进行运动，并驱动旋转电机14和翻转电机20工作调整摄像头19的拍摄角度，驱动电推杆17进行升降座13的升降；
摄像头19传送至控制器拍摄到的图像画面发送至控制器23，控制器23通过通讯装置24将画面传送给上位机，检测人员即可在上位机上观看到拍摄信号，可根据需求再次控制运动轮转动，若发现有瑕疵和缺陷，可控制标记机构10工作进行标记，便于后期维护。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，包括前底座(1)、后底座(2)、动力机构(3)、运动轮(4)、支撑杆(5)、减震器(6)、蓄电池(7)、电气板(8)、上安装板(9)和标记机构(10)，其特征在于：
所述前底座(1)和后底座(2)之间通过可旋转的旋转组件(22)进行连接，所述前底座(1)和后底座(2)上安装有动力机构(3)，所述动力机构(3)设置有四组且前底座(1)和后底座(2)上分别设置有两组，所述运动轮(4)安装在动力机构(3)上，所述动力机构(3)用于驱动运动轮(4)转动，所述前底座(1)的上方设置有电气板(8)，且前底座(1)和电气板(8)之间通过支撑杆(5)相连接，所述后底座(2)和电气板(8)之间通过减震器(6)进行支撑，所述减震器(6)上下两端分别铰接在电气板(8)和后底座(2)上，所述电气板(8)上安装有控制器(23)和通讯装置(24)，所述电气板(8)上端通过支撑杆(5)连接有上安装板(9)，所述前底座(1)和后底座(2)上固定有蓄电池(7)；
所述上安装板(9)上固定有固定座(12)，所述固定座(12)两侧均对称设置有两个平行的升降杆(15)，所述升降杆(15)的两端分别转动安装在固定座(12)和升降座(13)侧面，所述升降杆(15)朝向上安装板(9)的前方，上端的两个升降杆(15)通过连接杆(16)连接，所述上安装板(9)上设置有电推杆(17)，所述电推杆(17)的上下两端分别铰接在连接杆(16)和上安装板(9)上，升降座(13)内部固定有由旋转电机(14)，所述旋转电机(14)的转动轴上固定有U形的安装架(18)，所述安装架(18)内安装有摄像头(19)，所述摄像头(19)的两侧设置有转轴，且转轴可转动的卡在安装架(18)内，所述安装架(18)上固定有翻转电机(20)，所述翻转电机(20)的转动轴和摄像头(19)侧面的转轴同轴连接，所述上安装板(9)的后端固定有标记机构(10)，用于对内腔缺陷部分进行标记；
所述蓄电池(7)与控制器(23)、通讯装置(24)电性连接，用于为控制器(23)和通讯装置(24)的工作进行供电，所述摄像头(19)和控制器(23)电性连接，用于拍摄图像信息并将图像信息发送至控制器(23)，所述控制器(23)和旋转电机(14)、翻转电机(20)电性连接，用于驱动旋转电机(14)和翻转电机(20)工作调整摄像头(19)的拍摄角度，所述控制器(23)和电推杆(17)电性连接，用于驱动电推杆(17)工作实现升降座(13)的升降，所述控制器(23)和动力机构(3)电性连接，用于驱动动力机构(3)工作带动运动轮(4)转动，所述控制器(23)和通讯装置(24)电性连接，用于和外部进行数据交换，所述控制器(23)和标记机构(10)电性连接，用于控制标记机构(10)工作进行标记。
2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于：所述旋转组件(22)由安装板(2201)、旋转座(2202)和连接轴(2203)构成，所述前底座(1)和后底座(2)相对的侧面上均固定有安装板(2201)，所述安装板(2201)上安装有旋转座(2202)，所述连接轴(2203)的两端转动安装在两个旋转座(2202)内。
3.根据权利要求1所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于：所述动力机构(3)由支撑架(301)、支撑座(302)、转动杆(303)、动力电机(304)、驱动齿轮(305)和从动齿轮(306)，所述支撑架(301)固定在相应的前底座(1)和后底座(2)上，所述支撑架(301)上安装有支撑座(302)，所述转动杆(303)可旋转的安装在支撑座(302)上，所述支撑架(301)上安装有动力电机(304)，所述动力电机(304)的转动轴上同轴连接有驱动齿轮(305)，所述转动杆(303)上同轴连接有从动齿轮(306)，所述驱动齿轮(305)和从动齿轮(306)相互啮合连接，所述转动杆(303)外侧安装有运动轮(4)，所述动力电机(304)和控制器(23)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于：所述标记机构(10)由固定筒(1001)、标记漆罐(1002)、固定架(1003)、标记电推杆(1004)和联动杆(1005)构成，所述固定筒(1001)和固定架(1003)安装在上安装板(9)上，所述标记漆罐(1002)放置在固定筒(1001)内，所述联动杆(1005)的中部铰接在固定架(1003)上端，所述联动杆(1005)一端抵在标记漆罐(1002)的喷头处，另一端铰接在标记电推杆(1004)的上端，所述标记电推杆(1004)的下端铰接在上安装板(9)上，所述标记电推杆(1004)和控制器(23)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于：所述升降座(13)的四个侧面上固定有照明灯珠(21)，所述照明灯珠(21)和蓄电池(7)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于：所述上安装板(9)的上端固定有保护壳体(25)，所述保护壳体(25)上留有升降杆(15)升降和标记机构(10)标记的缺口。
7.根据权利要求1所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于：所述前底座(1)上固定有避障模块(11)，所述避障模块(11)和控制器(23)电性连接，用于测量距前方障碍物的距离。
8.根据权利要求1所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于：所述运动轮(4)采用麦克纳姆轮。
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