CN115370541A - 风机分段式叶片的组装设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种风机分段式叶片的组装设备。该组装设备包括第一工装、对接处工装、第四工装及定位装置。第一工装用于支撑叶根段的后端，并提供叶根段绕叶片的轴向方向旋转的调节。对接处工装用于叶根段的前端和叶尖段的后端的对接组装，对接处工装包括装配平台以及设置于装配平台上的第二工装和第三工装，第二工装用于柔性支撑叶根段的前端，并提供叶根段绕叶片的轴向方向旋转的微调及绕叶片的弦向方向旋转的倾覆；第三工装用于支撑叶尖段的后端，并且，第三工装在装配平台上具有多个自由度，以提供叶尖段的多个自由度调节。第四工装用于柔性支撑叶尖段的前端。定位装置设置于对接处工装上，用于叶根段和叶尖段对接过程的精确定位。

Description

风机分段式叶片的组装设备

技术领域

本申请实施例涉及风机技术领域，尤其涉及一种风机分段式叶片的组装设备。

背景技术

随着煤炭、石油等能源的逐渐枯竭，人类越来越重视可再生能源的利用。风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到世界各国的重视。伴随着风电技术的不断发展，风机在电力系统中的应用日益增加。

叶片是风机中的一个重要的部件。近年来，伴随着风机发电能力的不断提升，所需要的叶片的长度也越来越长，超长叶片对生产制造工厂和生产制造成本以及运输环境和运输成本等都是较大的考验。为降低对生产和运输环境的要求及减少生产和运输成本，出现了风机分段式叶片。然而，由于风场条件的不确定性，通常地面较不平整，难以找到一片平坦地面供大型的风机分段式叶片的对接组装，而且，由于风机叶片外表面通常为不规则曲面，因此，在风机分段式叶片的对接组装过程中的精确定位也是面临的又一大挑战。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种风机分段式叶片的组装设备，能够实现风机分段式叶片的精确对接组装。

本申请实施例的一个方面提供一种风机分段式叶片的组装设备。所述叶片包括叶根段和叶尖段。所述叶根段包括靠近所述叶尖段的前端和远离所述叶尖段的后端，所述叶尖段包括远离所述叶根段的前端和靠近所述叶根段的后端。所述风机分段式叶片的组装设备包括第一工装、对接处工装、第四工装及定位装置。所述第一工装用于支撑所述叶根段的后端，并提供所述叶根段绕所述叶片的轴向方向旋转的调节。所述对接处工装用于所述叶根段的前端和所述叶尖段的后端的对接组装，所述对接处工装包括装配平台以及设置于所述装配平台上的第二工装和第三工装，所述第二工装用于柔性支撑所述叶根段的前端，并提供所述叶根段绕所述叶片的轴向方向旋转的微调及绕所述叶片的弦向方向旋转的倾覆；所述第三工装用于支撑所述叶尖段的后端，并且，所述第三工装在所述装配平台上具有多个自由度，以提供所述叶尖段的多个自由度调节。所述第四工装用于柔性支撑所述叶尖段的前端。所述定位装置设置于所述对接处工装上，用于所述叶根段和所述叶尖段对接过程的精确定位。

本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备适用于在风场环境下的风机分段式叶片的对接组装，能够发挥分段式叶片的运输成本优势；本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备功能齐全且结构简单，能够实现分段式叶片的精确对接，具备良好的对接效率及环境适用性，并且，具备良好的通用性和推广性，能够有效保障并推动分段式叶片制造装配的商业化、量产化。

附图说明

图1为一种风机分段式叶片的立体示意图；

图2为本申请一个实施例的风机分段式叶片的组装设备的总体示意图；

图3为本申请一个实施例的第一工装的立体示意图；

图4为本申请一个实施例的对接处工装的立体示意图；

图5为本申请一个实施例的第二工装的立体示意图；

图6为图5中的第二工装在移除第一支撑座后的立体示意图；

图7为本申请一个实施例的第三工装的立体示意图；

图8为本申请一个实施例的装配平台的部分立体示意图；

图9为本申请一个实施例的第四工装的立体示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请实施例提供了一种风机分段式叶片的组装设备。图1揭示了一种风机分段式叶片的立体示意图。如图1所示，风机分段式叶片至少包括第一叶片段和第二叶片段。在一个实施例中，将风机叶片分为两段，第一叶片段包括叶根段6，第二叶片段包括叶尖段7，所谓叶根段6是指用于连接风机轮毂的叶根所在的一段，而所谓叶尖段7是指最远离叶根的叶尖所在的一段，叶根段6和叶尖段7对接组装之后可以形成一个完整的风机叶片。以下将以风机分段式叶片包括叶根段6和叶尖段7为例来详细描述本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备。

在图1中，将叶片的轴向方向定义为X轴方向，将叶片的弦向方向定义为Y轴方向，将垂直于叶片的轴向方向和叶片的弦向方向所构成的平面的方向定义为Z轴方向。

图2揭示了本申请一个实施例的风机分段式叶片的组装设备的总体示意图。如图2所示，本申请一个实施例的风机分段式叶片的组装设备包括第一工装1、对接处工装和第四工装4。第一工装1位于叶根段6的后端，可以用来支撑叶根段6的后端，并提供叶根段6绕叶片的轴向方向(即X轴方向)旋转的调节。对接处工装用于叶根段6的前端和叶尖段7的后端的对接组装，对接处工装包括装配平台5以及设置于装配平台5上的第二工装2和第三工装3。第二工装2、第三工装3和装配平台5实际组装为一体式。第二工装2位于叶根段6的前端，可以用来柔性支撑叶根段6的前端，并提供叶根段6绕叶片的轴向方向(即X轴方向)旋转的微调及绕叶片的弦向方向(即Y轴方向)旋转的倾覆。第一工装1与第二工装2在叶片的轴向方向(X轴方向)上相对齐。第三工装3位于叶尖段7的后端，可以用来支撑叶尖段7的后端，并且，第三工装3在装配平台5上具有多个自由度，以提供叶尖段7的多个自由度调节。第四工装4位于叶尖段7的前端，可以用来柔性支撑叶尖段7的前端。

第一工装1、第二工装2、第三工装3和第四工装4在装配叶片的情况下应同时处于叶片的轴向方向上。

本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备还包括定位装置。定位装置设置于对接处工装上，可以用于叶根段6和叶尖段7对接过程的精确定位。

本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备适用于在风场环境下的风机分段式叶片的对接组装，能够发挥分段式叶片的运输成本优势；本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备功能齐全且结构简单，能够实现分段式叶片的精确对接，具备良好的对接效率及环境适用性，并且，具备良好的通用性和推广性，能够有效保障并推动分段式叶片制造装配的商业化、量产化。

第一工装1单独位于地面。图3揭示了本申请一个实施例的第一工装1的立体示意图。如图3所示，在一个实施例中，第一工装1可以采用叶根托辊翻转装置。第一工装1可以包括支撑底座106、一对托辊架102、以及设置于每个托辊架102上的一对托辊101。一对托辊架102设置于支撑底座106沿叶片的弦向方向的相对两端，每个托辊架102通过轴103可转动地安装于支撑底座106上，并且，一对托辊架102可绕叶片的轴向方向转动。每个托辊架102上的一对托辊101分别位于轴103的相对两侧，每个托辊架102上的两个托辊101分别用于接触叶根段6。

在一个实施例中，在支撑底座106上设有一对第一电机104，一对第一电机104可以分别用来驱动一对托辊架102同步转动。第一工装1通过第一电机104驱动托辊架102带动托辊101同步旋转，提供叶根段6绕叶片的轴向方向(X轴方向)旋转的动力，从而可以带动叶根段6整体旋转。

在支撑底座106的底部设有用于支撑的多个转动轮107，从而可以根据实际情况来调整第一工装1的位置。转动轮107可以包括万向轮。

图4揭示了本申请一个实施例的对接处工装的立体示意图。如图4所示，在一些实施例中，装配平台5可以包括第一平台510和第二平台520，在第一平台510和第二平台520之间连接有升降装置。在一个实施例中，在第一平台510和第二平台520之间可以连接有多个液压升降装置53。液压升降装置53例如可以包括设置于第一平台510上的无杆腔531以及设置于第二平台520上的有杆腔530，有杆腔530可在无杆腔531中沿Z轴方向伸缩运动。第二平台520位于第一平台510靠叶尖侧，第二工装2设置于第一平台510靠叶根侧，第三工装3设置于第二平台520上。

在第一平台510的底部设有第一驱动轮。第一驱动轮包括四个，即包括一对驱动前轮512和一对驱动后轮511，第一驱动轮例如可以选用麦克纳姆轮(万向轮)，从而可以为装配平台5提供平面内的多方向移动能力。另外，由于风场场地通常不平整，为保证四个第一驱动轮同时接触地面，需要有一定的悬挂浮动能力，因此，一对驱动前轮512与第一平台510的车架固定连接，一对驱动后轮511浮动式安装于第一平台510的车架上，从而称为三点支撑形式。第一平台510还设有用于固定的驻车撑脚(未图示)。在第一平台510调整完成后，可以用驻车撑脚来辅助对第一平台510的定位进行固定。

图5揭示了本申请一个实施例的第二工装2的立体示意图，图6揭示了图5中的第二工装2在移除第一支撑座205后的立体示意图。结合参照图5和图6所示，在一些实施例中，第二工装2可以采用带翻转功能的夹具式工装。第二工装2包括用于夹持叶根段6的第一夹持机构，第一夹持机构具有与叶根段6的外形轮廓相匹配的接合面。

在一些实施例中，第二工装2的第一夹持机构可以包括第一下侧夹具202和第一上侧夹具201，第一下侧夹具202和第一上侧夹具201相配合安装以将叶根段6夹持固定。其中，第一下侧夹具202具有与叶根段6下表面的外形轮廓相匹配的形状，第一上侧夹具201具有与叶根段6上表面的外形轮廓相匹配的形状。在第一下侧夹具202和第一上侧夹具201的四周分别设有第一连接耳213，第一下侧夹具202和第一上侧夹具201四周的第一连接耳213处均通过螺栓结构连接夹紧，从而保证第一上侧夹具201相对叶根段6的定位。

第二工装2还包括用于轴向定位的第一定位挡板200。在第一下侧夹具202上开设有第一定位槽208，第一定位挡板200可拆卸地安装在第一定位槽208中。

第二工装2还包括底座204。在底座204上设有第一支撑杆209，在第一下侧夹具202的底部设有第一夹具支撑203，第一夹具支撑203安装于第一支撑杆209上，并且，第一夹具支撑203可绕第一支撑杆209转动以带动第一下侧夹具202绕叶片的弦向方向(Y轴方向)倾覆旋转，从而可以提高第二工装2的第一下侧夹具202的安装柔性，以适应叶根段6绕Y轴方向的倾角变化需求。

第二工装2还包括第一支撑座205。在一个实施例中，底座204例如为一种弧形底座204，弧形底座204可在第一支撑座205上绕叶片的轴向方向(X轴方向)旋转。因此，第二工装2用于当叶根段6的后端被带动旋转时，叶根段6的前端可以跟随叶根段6的后端一同绕叶片的轴向方向(X轴方向)进行旋转，并提供相应的支撑保护。

在一些实施例中，在第一支撑座205上设有第二电机212及主齿轮215，在弧形底座204上设有与主齿轮215啮合的半圆齿盘211，第二电机212可以用来驱动主齿轮215旋转以带动半圆齿盘211及弧形底座204绕叶片的轴向方向(X轴方向)旋转。从而，可以通过控制第二电机212来与第一工装1同步旋转叶根段6。

在第一支撑座205上还设有与半圆齿盘211啮合的一对支撑齿轮214，一对支撑齿轮214分别位于主齿轮215的相对两侧，用于辅助支撑固定弧形底座204。

在弧形底座204上还设有一对限位块210，限位块210位于半圆齿盘211的相对两端。在弧形底座204转动的过程中，限位块210可以被第一支撑座205限位阻挡，从而可以对弧形底座204的转动进行限位。

图7揭示了本申请一个实施例的第三工装3的立体示意图。如图4所示，在一些实施例中，第三工装3可以采用多自由度可调的夹具式工装。第三工装3包括用于夹持叶尖段7的第二夹持机构，第二夹持机构具有与叶尖段7的外形轮廓相匹配的接合面。

在一些实施例中，第三工装3的第二夹持机构可以包括第二下侧夹具302和第二上侧夹具301，第二下侧夹具302和第二上侧夹具301相配合安装以将叶尖段7夹持固定。其中，第二下侧夹具302具有与叶尖段7下表面的外形轮廓相匹配的形状，第二上侧夹具301具有与叶尖段7上表面的外形轮廓相匹配的形状。在第二下侧夹具302和第二上侧夹具301的四周分别设有第二连接耳319，第二下侧夹具302和第二上侧夹具301四周的第二连接耳319处均通过螺栓结构连接夹紧，从而保证第二上侧夹具301相对叶尖段7的定位。

第三工装3还包括用于轴向定位的第二定位挡板300(如图4所示)，在第二下侧夹具302上开设有第二定位槽318，第二定位挡板300可拆卸地安装在第二定位槽318中。

第三工装3还包括第二支撑座316。在第二支撑座316上设有第二支撑杆303，在第二下侧夹具302的底部设有第二夹具支撑317，第二夹具支撑317安装于第二支撑杆303上，并且，第二夹具支撑317可绕第二支撑杆303转动以带动第二下侧夹具302绕叶片的弦向方向(Y轴方向)倾覆旋转。

第三工装3还包括第三支撑座313。在第三支撑座313上设有第三电机304及第一丝杆315，在第二支撑座316上设有与第一丝杆315配合的带有内置螺纹的第一螺纹滑块314，第三电机304可以驱动第一丝杆315旋转以带动第一螺纹滑块314沿叶片的弦向方向(Y轴方向)移动。

可选地，在第三支撑座313上还设有工字型导轨305，第一螺纹滑块314可沿工字型导轨305直线移动。工字型导轨305可以对第一螺纹滑块314的移动起到导向和定位作用。

第三工装3还包括第四支撑座323。在第四支撑座323的顶部设有第四电机312及蜗杆307，在第三支撑座313的底部设有与蜗杆307配合的蜗轮322，第三电机304可以驱动蜗杆307转动，提供给蜗轮322驱动力，以带动蜗轮322在叶片的轴向方向(X轴方向)和叶片的弦向方向(Y轴方向)构成的平面(即绕Z轴方向)进行旋转。第三支撑座313上一体设有支撑圆托盘321，蜗轮322通过支撑圆托盘321安装到第三支撑座313上。

可选地，在第四支撑座323的顶部还设有共圆心的一对带有限位块的弧形导轨308，在第三支撑座313的底部还设有共圆心的两组弧形滑块306。每组弧形滑块306包括两个。四个弧形滑块306位于支撑圆托盘321的相对两侧。两组弧形滑块306可分别沿一对弧形导轨308进行平面旋转运动。

图8揭示了本申请一个实施例的装配平台5的部分立体示意图。结合参照图7和图8所示，在第二平台520上设有第五电机525及第二丝杆526，在第四支撑座323的底部设有与第二丝杆526配合的带有内置螺纹的第二螺纹滑块310，第五电机525可以驱动第二丝杆526旋转，提供给第二螺纹滑块310驱动力，以带动第二螺纹滑块310沿叶片的轴向方向(X轴方向)移动。在第二丝杆526的端部设有限位挡块523，以用于对第二螺纹滑块310的滑动进行限位，防止第二螺纹滑块310滑移出第二丝杆526。

可选地，在第二平台520上还设有一对直线导轨521，一对直线导轨521分别位于第二丝杆526的相对两侧，在第四支撑座323的底部还设有一对直线滑块309，一对直线滑块309可分别在一对直线导轨521上滑动。在直线导轨521的端部设有限位挡块522以用于对直线滑块309的滑动进行限位，防止直线滑块309滑出直线导轨521。

可选地，在第二平台520上还设有一对凹槽轨道524，一对凹槽轨道524分别位于第二丝杆526的相对两侧，在第四支撑座323的底部还设有两组定向轮31，两组定向轮31可分别在一对凹槽轨道524中滑动。

本申请实施例的第三工装3具有多个自由度，从而可以提供叶尖段7的后端的多个自由度的调节。

第四工装4单独位于地面上。图9揭示了本申请一个实施例的第四工装4的立体示意图。如图9所示，在一些实施例中，第四工装4可以采用龙门式吊运工装，其包括一对支撑腿402、龙门架401以及用于提拉叶尖段7的吊运工装，龙门架401可伸缩地设置于一对支撑腿402中以用于调节第四工装4的高度，吊运工装设置于龙门架401上。

吊运工装包括吊杆407及与吊杆407配合用于捆绑叶尖段7的吊带406。吊杆407的高度可调，吊带406穿过叶尖段7并连接在吊杆407上。

第四工装4主要起柔性支撑功能，提高第三工装3微调的可靠性，减少第三工装3刚性调节所带来的叶尖段7姿态变化的影响。同时，第四工装4带有升降功能，从而能够适应不同型号叶片预弯不同产生的高度差异。

吊运工装还包括设置于龙门架401上的行车409，吊杆407通过吊钩408连接至行车409上，行车409在龙门架401上可沿叶片的弦向方向(Y轴方向)移动。

支撑腿402上设有第六电机403及第二驱动轮404，第六电机403用于驱动第二驱动轮404旋转以带动第四工装4沿叶片的轴向方向(X轴方向)移动。

如图5和图7所示，在一些实施例中，本申请实施例的定位装置可以包括激光定位装置，本申请实施例的上述所有工装的调整数据可以全部基于设置于对接处工装上的激光定位装置的反馈来进行。激光定位装置可以包括设置于第三工装3的第二夹持机构上的激光发射探测装置320以及设置于第二工装2的第一夹持机构上的激光反射装置206、207。激光发射探测装置320可以用来发射激光并探测反射激光。激光反射装置206、207可以用来反射激光。

激光发射探测装置320包括一个，激光反射装置206、207包括三个。激光定位装置的安装位置以叶根圆中心点为基准，在叶根向叶尖的叶片整体投影视图中，确定一个激光发射探测装置320的定位点，并以此为依据，再根据三角形分布形式来确定三个激光反射装置206、207的定位点。激光发射探测装置320与激光反射装置206、207相对安装设置。例如，激光发射探测装置320可以设置于第三工装3的第二上侧夹具301靠叶根的端面上，而激光反射装置206、207可以设置于第二工装2的第一上侧夹具201靠叶尖的端面上。

在一个实施例中，三个激光反射装置206、207中的位于中间的激光反射装置206沿叶片的轴向方向上的伸出长度大于其余两个激光反射装置207，其余两个激光反射装置207的伸出长度相同。

激光定位装置的工作原理是：激光发射探测装置320的发射器沿X轴方向向叶根方向发射锥形范围的激光束，由于每个激光反射装置206、207内都分布了多个直角反射镜，因此，当激光到达后经过三次反射，会沿着原来的方向反射回去，所以，三个激光反射装置206、207处的反射光强会很强，根据激光反射光强最强的点位信息、激光反射的时间差推出的距离信息，以及轴向长度不一的激光反射装置206、207的位置信息，就可以精确计算出第二工装2的第一上侧夹具201的定位三维坐标系，和激光发射探测装置320的发射器的定位坐标进行比对后，就可以进行姿态调整，根据对比数据控制各个工装的电机进行参数化驱动，实现分段叶片位置微调，完成风机分段式叶片的精定位。

以下将详细介绍如何使用本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备来实现风机分段式叶片的对接组装。

在本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备验收合格投入使用时，可以将所有工装由运输车辆提前运至现场，并现场进行初定位。风机分段式叶片的组装设备放置场地的选择应根据实际情况，优选靠近风机机组，地势平缓的区域，风机分段式叶片的组装设备放置前需清理场地的杂物。

优先放置装配平台5。将装配平台5的第一平台510和第二平台520以及第二工装2和第三工装3组装为一体，形成对接处工装，组装完成后分别测量第二工装2和第三工装3的垂直度及相对定位。装配平台5轴向两侧预留足够的距离放置其他工装，调整完成后用第一平台510底部的驻车撑脚辅助对装配平台5定位进行固定。

使用吊车或叉车放置第一工装1，第一工装1需调整为与第二工装2在叶片的轴向方向(X轴方向)上对齐，可使用激光定位装置辅助定位，第一工装1和第二工装2两者之间的轴向距离可以根据各叶型叶片的分段位置及运输位置的设计值来定。第四工装4移动至与第三工装3位于叶片的轴向方向(X轴方向)上，可使用激光定位装置辅助进行定位。根据前期模拟，先将各工装的位置和高度调整至设计理论值，目的是为了将之后涉及的各种调整均作为微调，准备完成后等待对接。

本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备中的所有夹具式工装，在工装定位时可将上侧夹具部分保留，在叶片吊装前需取下。

风机分段式叶片分别运输至现场后，将叶根段6和叶尖段7随运输工装一同吊装下来放置在地面进行存放，等待组装。组装开始前，将第二工装2的第一上侧夹具201和第三工装3的第二上侧夹具301取下保存。

叶根段6吊装开始前，在第二工装2的第一下侧夹具202的第一定位槽208中，安装第一定位挡板200，使用螺栓锁紧检查固定完全；拆除叶根段6的运输工装，通过吊车将叶根段6吊起，吊车先将叶根段6前端下落至在第二工装2上方，轴向移动使得叶根段6对接处601端面与第一定位挡板200贴紧，落下叶根段6前端至第二工装2的第一下侧夹具202上；再将叶根段6后端缓慢下落放置在第一工装1上方悬停，根据实际情况调整第一工装1位置，定位后落下叶根段6后端，拆除吊装设备；使用吊车辅助将第二工装2的第一上侧夹具201进行安装，第一上侧夹具201与叶根段6表面完全贴合，第一上侧夹具201和第一下侧夹具202在四周连接耳213处均通过螺栓结构连接夹紧，保证上侧夹具201相对叶片的定位；第一上侧夹具201安装完成后，拆卸第一定位挡板200并存放。

叶尖段7吊装开始前，在第三工装3的第二下侧夹具302的第二定位槽318中，安装第二定位挡板300，锁紧螺栓锁紧检查固定完全；拆除叶尖段7的运输工装，通过吊车将叶尖段7吊起，吊车先将叶尖段7的后端下落至第三工装3上方，轴向移动使得叶根段6对接处701端面与第二定位挡板300贴紧，落下叶尖段7后端至第三工装3的第二下侧夹具302上；再将叶尖段7前端缓慢下落至前端高度能够通过第四工装4，同时，第四工装4的龙门架401可在支撑腿402基础上进行高度调节，第四工装4跨过叶尖段7移动至吊点位置停止，使用吊带406穿过叶尖段7下侧且两端连接在吊杆407，吊钩408提升高度至吊起叶尖段7；拆除吊装设备；使用吊车辅助将第三工装3的第二上侧夹具301进行安装，第二上侧夹具301与叶尖段7表面完全贴合，第二上侧夹具301和第二下侧夹具302在四周连接耳319处均通过螺栓结构连接夹紧，保证第二上侧夹具301相对叶片的定位；第二上侧夹具301安装完成后，拆卸第二定位挡板300并存放。

在叶根段6安装时，第二工装2上的第一夹具支撑203可绕第一支撑杆209旋转，提高第二工装2的第一下侧夹具202的安装柔性，以适应叶根段6绕Y轴方向的倾角变化需求；第一工装1的托辊架102可绕轴103旋转，提高对不同节圆直径叶型的适用性；第一工装1通过第一电机104驱动四个托辊101进行同步旋转，同时第二工装2的第二电机212驱动主齿轮215旋转，并带动半圆齿盘211及弧形底座204，提供叶根段6绕轴向方向(X轴方向)旋转的动力，支撑齿轮214用于辅助支撑固定；第一工装1和第二工装2配合通过程序控制同步旋转，能够微调叶根段6绕X轴方向的旋转角度；与叶尖段7对接处701端面相对定位完成后，锁紧第一工装1的托辊101及第二工装2的主齿轮215，固定叶根段6的姿态。

第二平台520通过第一平台510内置电机驱动四个液压升降装置53同步升降调节高度，从而调节第三工装3的高度；当第四工装4的吊杆407高度随第三工装3高度同步调整时，叶尖段7的高度可调至与叶根段6相对应；当第四工装4的吊杆407高度不变，第三工装3高度调整时，由于第三工装3的第二夹具支撑317可绕第二支撑杆303旋转，通过微调第三工装3的高度，可对叶尖段7的绕Y轴方向倾角进行调整，与叶根段6对接处601端面相对应；两种方式搭配操作，可调节叶尖段7的高度(沿Z轴方向)和绕Y轴方向的旋转。

第三工装3通过第三电机304驱动第一丝杆315的旋转，为第二支撑座316的第一螺纹滑块314的移动提供动力，使第一螺纹滑块314沿工字型导轨305直线移动，带动叶尖段7弦向方向(Y轴方向)移动调整，同时，由于第四工装4的吊带406提供的柔性提拉力，第四工装4可原定不动，或必要时轻微沿弦向方向(Y轴方向)移动调整即可。

第三工装3通过第四电机312驱动蜗杆307旋转，与蜗杆307配合的蜗轮322进行旋转，带动支撑圆托盘321及与之一体的第三支撑座313一同旋转，支撑圆托盘321两侧的四个弧形滑块306沿两端带有限位块的弧形导轨308进行平面旋转运动，带动上方第三工装3实现水平绕Z轴方向的旋转，同时，由于第四工装4的吊带406提供的柔性提拉力，第四工装4可原定不动，或必要时轻微沿弦向方向(Y轴方向)移动调整即可。

第二平台520通过第五电机525驱动第二丝杆526旋转，提供第三工装3的第四支撑座323的第二螺纹滑块310移动的动力，从而带动直线滑块309沿直线导轨521轴向方向(X轴方向)移动，同时，定向轮311沿第二平台520的凹槽轨道524轴向方向(X轴方向)滚动，带动上方第三工装3轴向方向(X轴方向)移动；与此同时，第四工装4同步驱动第二驱动轮404转动，实现叶尖段7与第三工装3、第四工装4同步沿轴向方向(X轴方向)靠近第二工装2，进行对接；在对接接触前，第五电机525及第二驱动轮404需提前同步减速，防止叶片对接时刚性碰撞造成损伤。

上述所有工装的调整数据，全部基于第二工装2和第三工装3的夹持机构上设置的激光定位装置的反馈来进行。

对接完成后，所有工装驱动设备锁紧固定，叶片及工装相对位置固定后，进行分段式叶片对接处处理。本文不涉及叶片的对接处形式及连接方式，理论上可以适用于各种类型的分段式叶片对接结构。

待叶片合为一体后，撤去第二工装2的第一上侧夹具201和第三工装3的第二上侧夹具301并存放，使用吊车将叶片整体吊装转至存放工装上现场存放，等待现场叶片装机吊装作业。

本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备突破了大型叶片生产受到的厂房空间限制，分段生产能够有效利用叶片现有工厂，避免为制作大型叶片而重新修建新厂房，极大降低生产车间制造成本。

本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备突破了大型叶片生产受到的模具限制，分段生产能够有效利用现有模具，同时降低新模具制造成本，并且可改造利用老模具，降低叶片生产的模具分摊成本，为叶片未来的低成本、模块化生产起到推进作用。

本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备突破了大型叶片运输条件限制，极大降低叶片运输难度和运输成本。

本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备具有极好的可制造性，并且，结构简洁，具备良好的运输性及可制造性。

本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备功能齐全，具备良好的对接效率及环境适用性；

本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备具有可拆卸性，能够适用于多叶型，具备良好的通用性和推广性，能够有效保障并推动分段叶片制造装配的商业化、量产化。

以上对本申请实施例所提供的风机分段式叶片的组装设备进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本申请实施例的风机分段式叶片的组装设备进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的核心思想，并不用以限制本申请。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请的精神和原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也均应落入本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (33)

1.一种风机分段式叶片的组装设备，所述叶片包括叶根段和叶尖段，所述叶根段包括靠近所述叶尖段的前端和远离所述叶尖段的后端，所述叶尖段包括远离所述叶根段的前端和靠近所述叶根段的后端，其特征在于：其包括：

第一工装，用于支撑所述叶根段的后端，并提供所述叶根段绕所述叶片的轴向方向旋转的调节；

对接处工装，用于所述叶根段的前端和所述叶尖段的后端的对接组装，所述对接处工装包括装配平台以及设置于所述装配平台上的第二工装和第三工装，所述第二工装用于柔性支撑所述叶根段的前端，并提供所述叶根段绕所述叶片的轴向方向旋转的微调及绕所述叶片的弦向方向旋转的倾覆；所述第三工装用于支撑所述叶尖段的后端，并且，所述第三工装在所述装配平台上具有多个自由度，以提供所述叶尖段的多个自由度调节；

第四工装，用于柔性支撑所述叶尖段的前端；以及

定位装置，设置于所述对接处工装上，用于所述叶根段和所述叶尖段对接过程的精确定位。

2.如权利要求1所述的组装设备，其特征在于：第一工装包括支撑底座、一对托辊架、以及设置于每个所述托辊架上的一对托辊，所述一对托辊架设置于所述支撑底座沿所述叶片的弦向方向的相对两端，并且，所述一对托辊架可绕所述叶片的轴向方向转动。

3.如权利要求2所述的组装设备，其特征在于：在所述支撑底座上设有一对第一电机，一对所述第一电机分别用于驱动一对所述托辊架同步转动。

4.如权利要求2所述的组装设备，其特征在于：在所述支撑底座的底部设有用于支撑的多个转动轮。

5.如权利要求1所述的组装设备，其特征在于：所述装配平台包括第一平台和第二平台，在所述第一平台和所述第二平台之间连接有升降装置，所述第二平台位于所述第一平台靠叶尖侧，所述第二工装设置于所述第一平台靠叶根侧，所述第三工装设置于所述第二平台上。

6.如权利要求5所述的组装设备，其特征在于：所述第二工装包括用于夹持所述叶根段的第一夹持机构，所述第三工装包括用于夹持所述叶尖段的第二夹持机构，所述第一夹持机构具有与所述叶根段的外形轮廓相匹配的接合面，所述第二夹持机构具有与所述叶尖段的外形轮廓相匹配的接合面。

7.如权利要求6所述的组装设备，其特征在于：所述第一夹持机构包括第一下侧夹具和第一上侧夹具，所述第一下侧夹具和所述第一上侧夹具相配合安装以将所述叶根段夹持固定。

8.如权利要求7所述的组装设备，其特征在于：所述第二工装还包括用于轴向定位的第一定位挡板，在所述第一下侧夹具上开设有第一定位槽，所述第一定位挡板可拆卸地安装在所述第一定位槽中。

9.如权利要求7所述的组装设备，其特征在于：所述第二工装还包括底座，在所述底座上设有第一支撑杆，在所述第一下侧夹具的底部设有第一夹具支撑，所述第一夹具支撑安装于所述第一支撑杆上，并且，所述第一夹具支撑可绕所述第一支撑杆转动以带动所述第一下侧夹具绕所述叶片的弦向方向倾覆旋转。

10.如权利要求9所述的组装设备，其特征在于：所述第二工装还包括第一支撑座，所述底座为弧形底座，所述弧形底座可在所述第一支撑座上绕所述叶片的轴向方向旋转。

11.如权利要求10所述的组装设备，其特征在于：在所述第一支撑座上设有第二电机及主齿轮，在所述弧形底座上设有与所述主齿轮啮合的半圆齿盘，所述第二电机用于驱动所述主齿轮旋转以带动所述半圆齿盘及所述弧形底座绕所述叶片的轴向方向旋转。

12.如权利要求11所述的组装设备，其特征在于：在所述第一支撑座上还设有与所述半圆齿盘啮合的一对支撑齿轮，所述一对支撑齿轮分别位于所述主齿轮的相对两侧，用于辅助支撑固定所述弧形底座。

13.如权利要求11所述的组装设备，其特征在于：在所述弧形底座上还设有一对限位块，所述限位块位于所述半圆齿盘的相对两端，所述限位块可被所述第一支撑座限位阻挡以对所述弧形底座的转动进行限位。

14.如权利要求6所述的组装设备，其特征在于：所述第二夹持机构包括第二下侧夹具和第二上侧夹具，所述第二下侧夹具和第二上侧夹具相配合安装以将所述叶尖段夹持固定。

15.如权利要求14所述的组装设备，其特征在于：所述第三工装还包括用于轴向定位的第二定位挡板，在所述第二下侧夹具上开设有第二定位槽，所述第二定位挡板可拆卸地安装在所述第二定位槽中。

16.如权利要求14所述的组装设备，其特征在于：所述第三工装还包括第二支撑座，在所述第二支撑座上设有第二支撑杆，在所述第二下侧夹具的底部设有第二夹具支撑，所述第二夹具支撑安装于所述第二支撑杆上，并且，所述第二夹具支撑可绕所述第二支撑杆转动以带动所述第二下侧夹具绕所述叶片的弦向方向倾覆旋转。

17.如权利要求16所述的组装设备，其特征在于：所述第三工装还包括第三支撑座，在所述第三支撑座上设有第三电机及第一丝杆，在所述第二支撑座上设有与所述第一丝杆配合的带有内置螺纹的第一螺纹滑块，所述第三电机用于驱动所述第一丝杆旋转以带动所述第一螺纹滑块沿所述叶片的弦向方向移动。

18.如权利要求17所述的组装设备，其特征在于：在所述第三支撑座上还设有工字型导轨，所述第一螺纹滑块可沿所述工字型导轨直线移动。

19.如权利要求17所述的组装设备，其特征在于：所述第三工装还包括第四支撑座，在所述第四支撑座的顶部设有第四电机及蜗杆，在所述第三支撑座的底部设有与所述蜗杆配合的蜗轮，所述第三电机用于驱动所述蜗杆转动以带动所述蜗轮在所述叶片的轴向方向和所述叶片的弦向方向构成的平面进行旋转。

20.如权利要求19所述的组装设备，其特征在于：在所述第四支撑座的顶部还设有共圆心的一对弧形导轨，在所述第三支撑座的底部还设有共圆心的两组弧形滑块，所述两组弧形滑块可分别沿所述一对弧形导轨进行平面旋转运动。

21.如权利要求19所述的组装设备，其特征在于：在所述第二平台上设有第五电机及第二丝杆，在所述第四支撑座的底部设有与所述第二丝杆配合的带有内置螺纹的第二螺纹滑块，所述第五电机用于驱动所述第二丝杆旋转以带动所述第二螺纹滑块沿所述叶片的轴向方向移动。

22.如权利要求21所述的组装设备，其特征在于：在所述第二平台上还设有一对直线导轨，所述一对直线导轨分别位于所述第二丝杆的相对两侧，在所述第四支撑座的底部还设有一对直线滑块，所述一对直线滑块可分别在所述一对直线导轨上滑动。

23.如权利要求21所述的组装设备，其特征在于：在所述第二平台上还设有一对凹槽轨道，所述一对凹槽轨道分别位于所述第二丝杆的相对两侧，在所述第四支撑座的底部还设有两组定向轮，所述两组定向轮可分别在所述一对凹槽轨道中滑动。

24.如权利要求5所述的组装设备，其特征在于：在所述第一平台的底部设有第一驱动轮。

25.如权利要求24所述的组装设备，其特征在于：所述第一驱动轮包括一对驱动前轮和一对驱动后轮，所述一对驱动前轮与所述第一平台的车架固定连接，所述一对驱动后轮浮动式安装于所述第一平台的车架上。

26.如权利要求24所述的组装设备，其特征在于：所述第一平台还设有用于固定的驻车撑脚。

27.如权利要求1所述的组装设备，其特征在于：所述第四工装采用龙门式吊运工装，其包括一对支撑腿、龙门架以及用于提拉所述叶尖段的吊运工装，所述龙门架可伸缩地设置于所述一对支撑腿中以用于调节所述第四工装的高度，所述吊运工装设置于所述龙门架上。

28.如权利要求27所述的组装设备，其特征在于：所述吊运工装包括吊杆及与所述吊杆配合用于捆绑所述叶尖段的吊带。

29.如权利要求28所述的组装设备，其特征在于：所述吊运工装还包括设置于所述龙门架上的行车，所述吊杆通过吊钩连接至所述行车上，所述行车在所述龙门架上可沿所述叶片的弦向方向移动。

30.如权利要求27所述的组装设备，其特征在于：所述支撑腿上设有第六电机及第二驱动轮，所述第六电机用于驱动所述第二驱动轮旋转以带动所述第四工装沿所述叶片的轴向方向移动。

31.如权利要求6所述的组装设备，其特征在于：所述定位装置包括激光发射探测装置及激光反射装置，所述激光发射探测装置设置于所述第三工装的所述第二夹持机构上，用于发射激光并探测反射激光；所述激光反射装置设置于所述第二工装的所述第一夹持机构上，用于反射激光，并且，所述激光发射探测装置与所述激光反射装置相对设置。

32.如权利要求31所述的组装设备，其特征在于：所述激光发射探测装置包括一个，所述激光反射装置包括三个，以叶根圆中心点为基准来确定一个所述激光发射探测装置的定位点，根据三角形分布形式来确定三个所述激光反射装置的定位点。

33.如权利要求32所述的组装设备，其特征在于：三个所述激光反射装置中的位于中间的激光反射装置沿所述叶片的轴向方向上的伸出长度大于其余两个所述激光反射装置，其余两个所述激光反射装置的所述伸出长度相同。

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