CN115355227B - 一种分段式风电叶片拼接工装及拼接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种分段式风电叶片拼接工装及拼接方法；工装包括：导轨；叶根架，包括第一底座和第一上架；中段架，包括第二底座和第二上架；第一固定结构，包括多个第一定位组，每个第一定位组设置多个定位块；叶根架和中段架上均设置有定位块，且位于第一底座上的定位块固定设置，位于其余地方的定位块朝叶片靠近或远离运动；第二固定结构，包括多个第二定位组，每个第二定位组设置多个吸盘；叶根架和中段架上均设置有吸盘；渐近结构，包括第一连接部和第二连接部；第一连接部设置螺纹孔，第二连接部设置丝杆；螺纹孔或丝杆转动设置；矫正结构，包括多个顶杆。本发明能够辅助风电叶片的拼接，保证叶片的拼接质量。

Description

一种分段式风电叶片拼接工装及拼接方法

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种分段式风电叶片拼接工装及拼接方法。

背景技术

风是一种没有公害的能源，我国具有大量的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带地区，风能资源丰富，风电项目的建设也在逐年增加，这对于我国调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。

为了充分利用风能资源，风力发电机叶片的长度也不断增加，而风能资源丰富的地区往往是一些偏远山区、荒漠地带、海上或海边等人迹较少的地区，交通条件差，运输长叶片比较困难，因此通过将叶片设置成分段的结构方便叶片的运输。

风电叶片通常会被分成叶根、中段、叶尖等多个部件，之后将各个部件拼接成叶片整体。其中，叶根01和中段02的拼接处结构如图1所示，叶根01在朝向中段02的一端设置有楔形面03，楔形面03会涂上胶，在叶根01和中段02拼接后，楔形面03会伸入中段02内并与中段02的内壁贴合粘接。

现有对叶根01和中段02的拼接方式，通常采用对叶根01和中段02进行吊装靠近，然后人员辅助将楔形面03塞入中段02的方式；这种拼接方式中叶根01和中段02容易产生晃动，导致相互间不容易对齐，并且在拼接时叶根01和中段02端面会相撞，由于楔形面03较薄，撞击就会导致楔形面03歪斜甚至损坏。同时由于存在一定的加工误差，在叶根01和中段02拼接后其端面之间不一定可以完全贴合，会存在一定的缝隙。上述情况都会严重影响两个分段之间的拼接效果，导致叶片的拼接质量下降。

因此，需要一种工装来辅助分段式风电叶片的拼接，保证叶片的拼接质量。

发明内容

本发明提供了一种分段式风电叶片拼接工装，可以有效地解决背景技术中的问题。本发明还提供了一种分段式风电叶片拼接方法，可以起到同样的技术效果。

本发明提供的一种分段式风电叶片拼接工装，包括：

导轨，独立固定设置；

叶根架，包括在所述导轨上滑动的第一底座，以及与所述第一底座顶部可拆卸连接的第一上架；

中段架，包括在所述导轨上滑动的第二底座，以及与所述第二底座顶部可拆卸连接的第二上架；

第一固定结构，包括多个第一定位组，每个所述第一定位组设置多个沿叶片周向分布的定位块，所述定位块与叶片表面贴合；所述叶根架和所述中段架上均设置有所述定位块，且位于所述第一底座上的所述定位块固定设置，位于其余地方的所述定位块朝叶片靠近或远离运动；

第二固定结构，包括多个第二定位组，每个所述第二定位组设置多个沿叶片周向分布的吸盘，所述吸盘吸附叶片表面；所述叶根架和所述中段架上均设置有所述吸盘；

渐近结构，包括分别安装在所述叶根架和所述中段架的第一连接部和第二连接部；所述第一连接部设置螺纹孔，第二连接部设置丝杆；螺纹孔或丝杆转动设置；叶片拼接时，丝杆旋入螺纹孔中；

矫正结构，包括多个在叶根架上沿所述导轨延伸方向滑动的顶杆；所述顶杆设置在所述叶根架远离所述中段架的一端，且抵住叶根的端面。

进一步地，所述定位块包括两个间隔设置的定位板，以及用于连接两个所述定位板的连接杆。

进一步地，对于滑动设置的所述定位块，每个所述定位块通过两个驱动结构带动滑动，且两个驱动结构的动作端分别与所述定位块的两侧铰接。

进一步地，所述第二固定结构还包括多个调整杆，每个所述吸盘设置在对应的一个所述调整杆的端部；所述调整杆侧面设置有沿所述调整杆长度方向延伸的调整槽，螺钉穿过所述调整槽旋入所述叶根架或所述中段架。

进一步地，所述第二固定结构还包括多个调整块，每个所述调整块与对应的一个调整杆的端部铰接，所述吸盘设置在所述调整块上；所述调整块上还设置有弧形槽，螺钉穿过弧形槽旋入所述调整杆上，用于固定所述调整块的角度。

进一步地，所述第一连接部包括第一连接座和转轮；所述第一连接座固定安装在所述叶根架；所述第一连接座设置卡槽，所述螺纹孔设置在所述转轮上；叶片拼接时，所述丝杆穿过所述卡槽，使所述第一连接座位于所述转轮和所述第二连接部之间。

进一步地，所述第二连接部包括第二连接座和转块；所述第二连接座固定安装在所述中段架；所述转块和所述第二连接座铰接；所述丝杆固定安装在所述转块上。

进一步地，所述矫正结构还包括固定安装在所述叶根架上的多个螺纹套；所述顶杆一端设置螺纹段，每个所述顶杆的螺纹段旋入对应的一个所述螺纹套中。

进一步地，所述叶根架朝向所述中段架的端部和所述中段架朝向所述叶根架的端部，均设置至少一个第一定位组和第二定位组。

本发明提供的一种分段式风电叶片拼接方法，使用上述的分段式风电叶片拼接工装，步骤包括：

S10：将第一底座和第二底座远离；

S20：将叶根放置到第一底座中的定位块上；之后将第一上架安装在第一底座上形成叶根架，并且使顶杆抵住叶根端面；之后使第一上架中的定位块朝向叶根运动并抵住叶根，实现对叶根的夹紧；之后将叶根架上的吸盘吸住叶根表面；

S30：将中段放置到第二底座中的定位块上；之后将第二上架安装在第二底座上形成中段架；之后使中段架中的定位块朝向中段运动并抵住中段，实现对中段的夹紧；之后将中段架上的吸盘吸住中段表面；

S40：在楔形面上以及叶根的端面涂胶；

S50：将叶根架和中段架推动使其靠近；在楔形面刚好贴合中段端面时，换成通过旋动渐近结构中的螺纹孔或丝杆的方式使叶根架和中段架靠近，直至楔形面完全进入中段中；

S60：根据叶根和中段端面之间的缝隙，推动对应缝隙处的顶杆，使叶根和中段端面之间完全贴合，完成叶片的拼接。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

1.本拼接工装先使用定位块对叶根和中段进行初步的大面积定位，再使用吸盘对叶根和中段进行辅助定位防止窜动，同时位于上方的吸盘可以对叶根和中段起到一定的吊起的作用，使叶根和中段的周向受力更加平衡、其形状更不容易变形；

2.本拼接工装还通过设置渐近结构，使楔形块将要进入中段内时，改换成通过螺纹孔和丝杆的配合，使叶根架和中段架缓慢靠近，有效避免楔形块弯折损伤，进一步保证楔形面的顺利拼接。

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，下面将对实施例或现有技术描述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中记载的一些实施例，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为本发明背景技术中叶根和中段拼接处的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种分段式风电叶片拼接工装的结构示意图；

图3为本发明实施例中一种分段式风电叶片拼接工装的侧面示意图；

图4为本发明实施例中叶根架的正面示意图；

图5为本发明实施例中中段架的正面示意图；

图6为本发明实施例中第一固定结构的结构示意图；

图7为本发明实施例中第二固定结构的结构示意图；

图8为本发明实施例中渐近结构方式一的结构示意图；

图9为本发明实施例中渐近结构方式二的结构示意图；

图10为本发明实施例中渐近结构方式三的结构示意图；

图11为本发明实施例中矫正结构的结构示意图；

附图标记：01、叶根；02、中段；03、楔形面；1、导轨；2、叶根架；21、第一底座；22、第一上架；3、中段架；31、第二底座；32、第二上架；41、定位块；411、定位板；412、连接杆；42、驱动结构；43、导柱；51、吸盘；52、调整杆；53、调整槽；54、调整块；61、第一连接部；62、第二连接部；63、螺纹孔；64、丝杆；65、第一连接座；66、转轮；67、卡槽；68、第二连接座；69、转块；610、第一转动块；611、第二转动块；7、矫正结构；71、顶杆；72、螺纹套。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明涉及一种分段式风电叶片拼接工装，如图2~11所示，包括：

导轨1，独立固定安装在地面上；

叶根架2，包括在导轨1上滑动的第一底座21，以及与第一底座21顶部可拆卸连接的第一上架22；可拆卸连接可以通过螺钉、螺栓或卡接的方式实现；第一上架22呈拱形，叶根01设置在拱形内；

中段架3，包括在导轨1上滑动的第二底座31，以及与第二底座31顶部可拆卸连接的第二上架32；可拆卸连接可以通过螺钉、螺栓或卡接的方式实现；第二上架32呈拱形，中段02设置在拱形内；

第一固定结构，包括多个第一定位组，每个第一定位组设置多个沿叶片周向分布的定位块41，定位块41与叶片表面贴合；叶根架2和中段架3上均设置有定位块41，且位于第一底座21上的定位块41固定设置，位于其余地方的定位块41朝叶片靠近或远离运动；

第二固定结构，包括多个第二定位组，每个第二定位组设置多个沿叶片周向分布的吸盘51，吸盘51吸附叶片表面；叶根架2和中段架3上均设置有吸盘51；

渐近结构，包括分别安装在叶根架2和中段架3的第一连接部61和第二连接部62；第一连接部61设置螺纹孔63，第二连接部62设置丝杆64；螺纹孔63或丝杆64转动设置；叶片拼接时，丝杆64旋入螺纹孔63中；

矫正结构7，包括多个在叶根架2上沿导轨1延伸方向滑动的顶杆71；顶杆71设置在叶根架2远离中段架3的一端，且抵住叶根01的端面。

具体的，本拼接工装通过第一固定结构和第二固定结构的配合，先使用定位块41对叶根01和中段02进行初步的大面积定位，再使用吸盘51对叶根01和中段02进辅助定位防止窜动，同时位于上方的吸盘51可以对叶根01和中段02起到一定的吊起的作用，使叶根01和中段02的周向受力更加平衡、其形状更不容易变形，从而保证楔形面03的顺利拼接。将位于第一底座21上的定位块41采用固定设置的方式，保证叶根01底部的稳定性，使叶根01能够成为拼接的基准，而将中段架3上的所有定位块41采用可动的方式进行设置，通过调整定位块41对叶片的施力大小，能够使中段02产生一定的可调性（通常为几毫米至几厘米），这种可调性可以使中段02能够更好地对齐楔形块03，进一步保证楔形面03的顺利拼接。本拼接工装还通过设置渐近结构，使叶根架2和中段架3在快要贴合时（即楔形块03将要进入中段02内时），改换成通过螺纹孔63和丝杆64的配合，使叶根架2和中段架3缓慢靠近，并且对叶根架2和中段架3的靠近方向进行限制，避免叶根架2和中段架3在垂直于滑轨的方向产生错位，从而保证楔形块03能够准确并且平稳地进入中段02内，有效避免楔形块03弯折损伤，进一步保证楔形面03的顺利拼接。

定位块41的优选具体结构如下：包括两个间隔设置的定位板411，以及用于连接两个定位板411的连接杆412。由于叶片表面的曲面结构较为复杂，如果定位块41和叶片采用面接触的方式进行固定，那么定位板411的接触面就需要设置成和叶片表面相对应的曲面结构，加工困难；本定位块41通过采用两个定位板411的方式，使定位块41和叶片表面形成线接触，降低定位块41的制造难度；同时，在叶根架2和中段架3移动的过程中会不可避免地产生抖动，这种抖动传递至叶根01和中段02上后，容易导致叶根01和中段02产生窜动，而定位板411能够将这种抖动进行吸收，从而保证对叶根01和中段02夹紧的稳定性。

对于滑动设置的定位块41，优选将每个定位块41通过两个驱动结构42带动滑动，且这两个驱动结构42的动作端分别与定位块41的两侧铰接。则在定位块41动作抵住叶片表面时，定位块41可以自动转动，使定位板411完全贴合住叶片的表面，提升定位块41的夹紧效果。优选再设置多个导柱43，导柱43在叶根架2或中段架3上滑动，且导柱43的运动方向和驱动结构42动作端运动方向相同，且导柱43一端与定位块41铰接，从而保证定位块41在运动过程中不会出现歪斜或旋转等情况，进一步地保证定位块41和叶片表面的贴合。

第二固定结构优选还包括多个调整杆52，每个吸盘51设置在对应的一个调整杆52的端部；调整杆52侧面设置有沿调整杆52长度方向延伸的调整槽53，螺钉穿过调整槽53旋入叶根架2或中段架3。通过旋松螺钉，就可以对调整杆52的位置进行调整，此时就可以将调整杆52先靠近叶片，然后用吸盘51吸附住叶根01或中段02的表面，之后将调整杆52向远离叶根01或中段02的方向滑动，使吸盘51对叶根01或中段02产生向外的力，之后再旋紧螺钉使调整杆52固定，从而实现吸盘51对叶根01或中段02周向的吊起效果。第二固定结构优选还包括多个调整块54，每个调整块54与对应的一个调整杆52的端部铰接，吸盘51设置在调整块54上；调整块54上还设置有弧形槽，螺钉穿过弧形槽旋入调整杆52上，用于固定调整块54的角度，使吸盘51可以在调整至与叶根01或中段02的表面保持平行后锁定，从而保证吸盘51的吸附效果。

对于渐近结构的具体结构，本拼接工装给出以下实施方式：

方式一，如图8所示，第一连接部61包括第一连接座65和转轮66；第一连接座65固定安装在叶根架2；第一连接座65设置卡槽67，螺纹孔63设置在转轮66上；叶片拼接时，丝杆64穿过卡槽67，使第一连接座65位于转轮66和第二连接部62之间，通过转动转轮66使转轮66逐渐靠近第二连接部62，转轮66端面会抵住第一连接座65带动其向第二连接部62运动。第二连接部62优选还包括第二连接座68和转块69；第二连接座68固定安装在中段架3；转块69和第二连接座68铰接；丝杆64固定安装在转块69上，这种结构可以使丝杆64进行转动，在叶根架2和中段架3相距较远时，丝杆64转动到远离第一连接座65的位置，在叶根架2和中段架3靠近到需要切换成渐近结构带动时，就可以将丝杆64朝向第一连接座65转动，使丝杆64进入卡槽67内，之后即可转动转轮66带动叶根架2和中段架3靠近。这种结构可以使转轮66一直套在丝杆64上，避免转轮66丢失。

方式二，如图9所示，第一连接部61上设置由手动或电机带动的第一转动块610，螺纹孔63设置在第一转动块610上，丝杆64固定安装在第二连接部62上，通过第一转动块610的转动带动螺纹孔63的转动，从而控制丝杆64旋入螺纹孔63内的深度，实现叶根架2和中段架3的靠近。

方式三，如图10所示，第一连接部61上开设固定的螺纹孔63，第二连接部62上设置由手动或电机带动的第二转动块611，丝杆64固定设置在第二转动块611上，通过第二转动块611的转动带动丝杆64的转动，从而控制丝杆64旋入螺纹孔63内的深度，实现叶根架2和中段架3的靠近。

需要说明的是，渐近结构中的第一连接部61和第二连接部62位置可以相互调换，即：可以是第一连接部61安装在叶根架2上、第二连接部62安装在中段架3上，也可以是第一连接部61安装在中段架3上、第二连接部62安装在叶根架2上。

矫正结构7优选的具体结构包括：固定安装在叶根架2上的多个螺纹套72；顶杆71一端设置螺纹段，每个顶杆71的螺纹段旋入对应的一个螺纹套72中。通过转动顶杆71，就可以调整顶杆71对叶根02端部的抵接力度，并且螺纹配合的方式可以实现自锁功能，保证顶杆71不会回退，使抵接力能够维持住，保证叶根01和中段02端面的贴合。

优选地，在叶根架2朝向中段架3的端部和中段架3朝向叶根架2的端部，均设置至少一个第一定位组和第二定位组，保证叶根01和中段02上最靠近楔形面03两侧的部位能够得到固定，保证楔形面03的拼接过程中两侧不会产生抖动。

本发明还涉及一种分段式风电叶片拼接方法，使用上述的分段式风电叶片拼接工装，步骤包括：

S10：将第一底座21和第二底座31远离；

S20：将叶根01放置到第一底座21中的定位块41上；之后将第一上架22安装在第一底座21上形成叶根架2，并且使顶杆71抵住叶根01端面；之后使第一上架22中的定位块41朝向叶根01运动并抵住叶根01，实现对叶根01的夹紧；之后将叶根架2上的吸盘51吸住叶根01表面；

S30：将中段02放置到第二底座31中的定位块41上；之后将第二上架32安装在第二底座31上形成中段架3；之后使中段架3中的定位块41朝向中段02运动并抵住中段02，实现对中段02的夹紧；之后将中段架3上的吸盘51吸住中段02表面；

S40：在楔形面03上以及叶根01的端面涂胶；

S50：将叶根架2和中段架3推动使其靠近；在楔形面03刚好贴合中段02端面时，换成通过旋动渐近结构中的螺纹孔63或丝杆64的方式使叶根架2和中段架3靠近，直至楔形面03完全进入中段02中；

S60：根据叶根01和中段02端面之间的缝隙，推动对应缝隙处的顶杆71，使叶根01和中段02端面之间完全贴合，完成叶片的拼接。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种分段式风电叶片拼接工装，其特征在于，包括：

导轨，独立固定设置；

叶根架，包括在所述导轨上滑动的第一底座，以及与所述第一底座顶部可拆卸连接的第一上架；

中段架，包括在所述导轨上滑动的第二底座，以及与所述第二底座顶部可拆卸连接的第二上架；

第一固定结构，包括多个第一定位组，每个所述第一定位组设置多个沿叶片周向分布的定位块，所述定位块与叶片表面贴合；所述叶根架和所述中段架上均设置有所述定位块，且位于所述第一底座上的所述定位块固定设置，位于其余地方的所述定位块朝叶片靠近或远离运动；

第二固定结构，包括多个第二定位组，每个所述第二定位组设置多个沿叶片周向分布的吸盘，所述吸盘吸附叶片表面；所述叶根架和所述中段架上均设置有所述吸盘；

渐近结构，包括分别安装在所述叶根架和所述中段架的第一连接部和第二连接部；所述第一连接部设置螺纹孔，第二连接部设置丝杆；螺纹孔或丝杆转动设置；叶片拼接时，丝杆旋入螺纹孔中；

所述第一连接部包括第一连接座和转轮；所述第一连接座固定安装在所述叶根架；所述第一连接座设置卡槽，所述螺纹孔设置在所述转轮上；叶片拼接时，所述丝杆穿过所述卡槽，使所述第一连接座位于所述转轮和所述第二连接部之间；

所述第二连接部包括第二连接座和转块；所述第二连接座固定安装在所述中段架；所述转块和所述第二连接座铰接；所述丝杆固定安装在所述转块上；

矫正结构，包括多个在叶根架上沿所述导轨延伸方向滑动的顶杆；所述顶杆设置在所述叶根架远离所述中段架的一端，且抵住叶根的端面。

2.根据权利要求1所述的分段式风电叶片拼接工装，其特征在于，所述定位块包括两个间隔设置的定位板，以及用于连接两个所述定位板的连接杆。

3.根据权利要求2所述的分段式风电叶片拼接工装，其特征在于，对于滑动设置的所述定位块，每个所述定位块通过两个驱动结构带动滑动，且两个驱动结构的动作端分别与所述定位块的两侧铰接。

4.根据权利要求1所述的分段式风电叶片拼接工装，其特征在于，所述第二固定结构还包括多个调整杆，每个所述吸盘设置在对应的一个所述调整杆的端部；所述调整杆侧面设置有沿所述调整杆长度方向延伸的调整槽，螺钉穿过所述调整槽旋入所述叶根架或所述中段架。

5.根据权利要求4所述的分段式风电叶片拼接工装，其特征在于，所述第二固定结构还包括多个调整块，每个所述调整块与对应的一个调整杆的端部铰接，所述吸盘设置在所述调整块上；所述调整块上还设置有弧形槽，螺钉穿过弧形槽旋入所述调整杆上，用于固定所述调整块的角度。

6.根据权利要求1所述的分段式风电叶片拼接工装，其特征在于，所述矫正结构还包括固定安装在所述叶根架上的多个螺纹套；所述顶杆一端设置螺纹段，每个所述顶杆的螺纹段旋入对应的一个所述螺纹套中。

7.根据权利要求1所述的分段式风电叶片拼接工装，其特征在于，所述叶根架朝向所述中段架的端部和所述中段架朝向所述叶根架的端部，均设置至少一个第一定位组和第二定位组。

8.一种分段式风电叶片拼接方法，其特征在于，使用如权利要求1~7任一项所述的分段式风电叶片拼接工装，步骤包括：

S10：将第一底座和第二底座远离；

S20：将叶根放置到第一底座中的定位块上；之后将第一上架安装在第一底座上形成叶根架，并且使顶杆抵住叶根端面；之后使第一上架中的定位块朝向叶根运动并抵住叶根，实现对叶根的夹紧；之后将叶根架上的吸盘吸住叶根表面；

S30：将中段放置到第二底座中的定位块上；之后将第二上架安装在第二底座上形成中段架；之后使中段架中的定位块朝向中段运动并抵住中段，实现对中段的夹紧；之后将中段架上的吸盘吸住中段表面；

S40：在楔形面上以及叶根的端面涂胶；

S50：将叶根架和中段架推动使其靠近；在楔形面刚好贴合中段端面时，换成通过旋动渐近结构中的螺纹孔或丝杆的方式使叶根架和中段架靠近，直至楔形面完全进入中段中；

S60：根据叶根和中段端面之间的缝隙，推动对应缝隙处的顶杆，使叶根和中段端面之间完全贴合，完成叶片的拼接。

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