CN116985153A - 一种用于风机叶片的分体式除冰机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于风机叶片的分体式除冰机器人，该机器人包括车体框架模块、轮式行走模块、真空吸附模块和超声波除冰模块；所述车体框架模块可使该机器人适应风力发电机机体与叶片间不同的角度，翻折车体，顺利转移，也可在进行除冰作业时，适应覆冰叶片的多角度平面；所述车体框架模块中的平衡调整风扇可根据不同风向，调整角度，使该机器人在强风条件下保持平衡，为该机器人提供稳定的工作环境；所述轮式行走模块用于提高该机器人在平直、规则平面上的移动速度，并适应扭曲平面；所述真空吸附模块为该机器人提供在叶片上工作时所需的吸附力；所述超声波除冰模块使该机器人可完成对风机叶片的无损除冰工作。
Description
技术领域
本发明属于风力发电机维护设备领域，具体涉及一种用于风机叶片的分体式除冰机器人。
背景技术
随着我国制定出台的可持续发展战略，资源利用的选择已然逐步趋向于绿色、易得、可再生等特点。风力发电因其发电利用率较高、无污染、技术较成熟等优势，被建造于我国的各个地区。为进一步提升风电机组的发电效率，风力发电站常设置在冬春季节气候湿润的地区，这种气象条件极易使风机叶片表面覆冰，进而导致风电场无法正常运行，对风电场的安全高效运行和人民、国家效益产生负面影响。
建造在不同地区的风电机组，由于气候、地形条件、叶片形状不同的缘故，使不同区域的风机叶片结冰过程和特征存在很大差异，工作过程中会形成形状、质地各异的覆冰，因此针对风机叶片结冰问题采取的措施也不尽相同。目前常见的除冰技术包括人工或机器机械法除冰、涂撒防结冰剂、加热除冰等。然而人工工作效率低下且危险系数极高；可移动设备进行除冰作业时，无法适应不规则的叶片形状，易致使除冰不到位、存在死角；固定设备除冰又会给风机运行带来额外负担。
基于以上问题，本发明提出了一种用于风机叶片的分体式除冰机器人，该机器人包括车体框架模块、轮式行走模块、真空吸附模块和超声波除冰模块；所述车体框架模块包括分体式底板、连接轴、万向节、关节球头、双输出轴电机和平衡调整风扇；分体式底板的中部通过连接与万向节相连；关节球头平行于连接轴，并安装在分体式底板的端部；所述平衡调整风扇通过电机轴与所述车体框架模块的双输出轴电机相连；所述轮式行走模块包括传动四连杆机构、电机架、带传动机构、行走动力电机、车轮、压紧轮和连接座；传动四连杆机构的顶部连接在双输出轴电机的电机轴上；带传动机构安装于传动四连杆机构的内侧；车轮通过带传动机构的轮轴与传动四连杆机构相连，并安装于传动四连杆机构的外侧；所述真空吸附模块包括真空气泵、三段式机械腿、机械腿底座、吸盘、球窝接头和舵机；真空气泵的气口接头与三段式机械腿内部的管道相连通；三段式机械腿通过机械腿底座安装于分体式底板；吸盘通过球窝接头连接于三段式机械腿的末端；所述超声波除冰模块包括剪叉式伸缩架和超声波发生器；剪叉式伸缩架通过螺栓固定于分体式底板的下表面与超声波发生器之间。
以上设计实现了本发明具备自适应调节吸附各类风机叶片、行动自由度高、可顺利从风力发电机机体爬至风机叶片及在强风环境下正常工作的特点。解决了现有风机叶片除冰设备无法适应崎岖不平的风机叶片表面、安装或拆卸过程繁琐、除冰成效不高、无法在恶劣气候中稳定工作的问题。本发明在风力发电机维护设备领域具有优越的使用前景。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够顺利从风力发电机机体爬至风机叶片、自适应调节吸附各类风机叶片、活动方便自如、持续稳定工作的机器人。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于风机叶片的分体式除冰机器人，其特征在于：该机器人包括车体框架模块、轮式行走模块、真空吸附模块和超声波除冰模块；
所述车体框架模块包括分体式底板、连接轴、万向节、关节球头、双输出轴电机和平衡调整风扇；所述分体式底板的中部通过所述连接轴与所述万向节相连；所述关节球头平行于所述连接轴，并安装在所述分体式底板的端部；所述双输出轴电机安装于所述分体式底板的上表面；所述平衡调整风扇通过电机轴与所述车体框架模块的双输出轴电机相连；
所述轮式行走模块包括传动四连杆机构、电机架、带传动机构、行走动力电机、车轮、压紧轮和连接座；所述传动四连杆机构的顶部连接在所述车体框架模块中双输出轴电机的电机轴上；所述带传动机构通过所述行走动力电机与所述电机架相连，并安装于所述传动四连杆机构的内侧；所述车轮通过所述带传动机构的轮轴与所述传动四连杆机构相连，并安装于所述传动四连杆机构的外侧；所述压紧轮的轴端通过所述连接座安装在所述车体框架模块中分体式底板下方；所述压紧轮的轮端置于所述带传动机构的传动皮带上；
所述真空吸附模块包括真空气泵、三段式机械腿、机械腿底座、吸盘、球窝接头和舵机；所述真空气泵的气口接头与所述三段式机械腿内部的管道相连通；所述三段式机械腿通过所述机械腿底座安装于所述车体框架模块中分体式底板的上表面；所述吸盘通过所述球窝接头连接于所述三段式机械腿的末端；所述舵机安装在所述三段式机械腿的活动关节处；
所述超声波除冰模块包括剪叉式伸缩架和超声波发生器；所述剪叉式伸缩架通过螺栓固定于所述车体框架模块中分体式底板的下表面与所述超声波发生器之间。
本发明的有益效果：
本发明提出了一种用于风机叶片的分体式除冰机器人，该机器人通过车体框架模块，利用其分体式特点，可克服风力发电机机体与风机叶片间的角度转折问题，使该机器人顺利从风力发电机机体爬行至风机叶片；通过平衡调整风扇对冲较强风流，为该机器人提供稳定的工作环境；通过轮式行走模块提高该机器人在平直、规则平面上的移动速度；通过真空吸附模块使该机器人灵活、自适应吸附形状各异的风机叶片；通过超声波除冰模块，利用该机器人对风机叶片进行无损除冰工作。
以上设计实现了本发明具备自适应调节吸附各类风机叶片、行动自由度高、可顺利从风力发电机机体爬至风机叶片及在强风环境下正常工作的特点。解决了现有风机叶片除冰设备无法适应崎岖不平的风机叶片表面、安装或拆卸过程繁琐、除冰成效不高、无法在恶劣气候中稳定工作的问题。本发明在风力发电机维护设备领域具有优越的使用前景。
附图说明
图1为本发明的车体框架模块示意图；
图2为本发明的轮式行走模块示意图；
图3为本发明的真空吸附模块示意图；
图4为本发明的超声波除冰模块示意图；
其中：1、分体式底板；2、连接轴；3、万向节；4、关节球头；5、双输出轴电机；6、平衡调整风扇；7、传动四连杆机构；8、电机架；9、带传动机构；10、行走动力电机；11、车轮；12、压紧轮；13、连接座；14、真空气泵；15、三段式机械腿；16、机械腿底座；17、吸盘；18、球窝接头；19、舵机；20、剪叉式伸缩架；21、超声波发生器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的说明。然而应当理解，附图的提供仅为了本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
一种用于风机叶片的分体式除冰机器人，其特征在于：该机器人包括车体框架模块、轮式行走模块、真空吸附模块和超声波除冰模块；
如图1所示，所述车体框架模块包括分体式底板1、连接轴2、万向节3、关节球头4和双输出轴电机5和平衡调整风扇6；所述分体式底板1的中部通过所述连接轴2与所述万向节3相连；所述关节球头4平行于所述连接轴2，并安装在所述分体式底板1的端部；所述双输出轴电机5安装于所述分体式底板1的上表面；所述车体框架模块可使该机器人适应风力发电机机体与叶片间不同的角度，翻折车体，顺利转移，也可在进行除冰作业时，适应覆冰叶片的多角度平面；所述平衡调整风扇6通过电机轴与所述车体框架模块的双输出轴电机5相连；所述平衡调整风扇6可根据高空中的不同风向，自动调整角度，使该机器人在强风条件下保持平衡，为该机器人提供稳定的工作环境，确保持续稳定的工作；
如图2所示，所述轮式行走模块包括传动四连杆机构7、电机架8、带传动机构9、行走动力电机10、车轮11、压紧轮12和连接座13；所述传动四连杆机构7的顶部连接在所述车体框架模块中双输出轴电机5的电机轴上；所述带传动机构9通过所述行走动力电机10与所述电机架8相连，并安装于所述传动四连杆机构9的内侧；所述车轮11通过所述带传动机构9的轮轴与所述传动四连杆机构7相连，并安装于所述传动四连杆机构7的外侧；所述压紧轮12的轴端通过所述连接座13安装在所述车体框架模块中分体式底板1下方；所述压紧轮12的轮端置于所述带传动机构9的传动皮带上，当所述传动四连杆机构7发生压缩或拉伸时，保证所述带传动机构9仍能正常运行；所述轮式行走模块用于提高该机器人在平直、规则平面上的移动速度，并适应扭曲平面；
如图3所示，所述真空吸附模块包括真空气泵14、三段式机械腿15、机械腿底座16、吸盘17、球窝接头18和舵机19；所述真空气泵14的气口接头与所述三段式机械腿15内部的管道相连通；所述三段式机械腿15通过所述机械腿底座16安装于所述车体框架模块中分体式底板1的上表面；所述吸盘17通过所述球窝接头18连接于所述三段式机械腿15的末端；所述舵机19安装在所述三段式机械腿15的活动关节处；所述真空吸附模块为该机器人提供在叶片上工作时所需的吸附力；
如图4所示，所述超声波除冰模块包括剪叉式伸缩架20和超声波发生器21；所述剪叉式伸缩架20通过螺栓固定于所述车体框架模块中分体式底板1的下表面与所述超声波发生器21之间，用于保证所述超声波发生器21可以贴附于不同高度叶片表面；所述超声波除冰模块使该机器人可完成对风机叶片的无损除冰工作。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (1)
1.一种用于风机叶片的分体式除冰机器人，其特征在于：该机器人包括车体框架模块、轮式行走模块、真空吸附模块和超声波除冰模块；
所述车体框架模块包括分体式底板1、连接轴2、万向节3、关节球头4、双输出轴电机5和平衡调整风扇6；所述分体式底板1的中部通过所述连接轴2与所述万向节3相连；所述关节球头4平行于所述连接轴2，并安装在所述分体式底板1的端部；所述双输出轴电机5安装于所述分体式底板1的上表面；所述平衡调整风扇6通过电机轴与所述车体框架模块的双输出轴电机5相连；
所述轮式行走模块包括传动四连杆机构7、电机架8、带传动机构9、行走动力电机10、车轮11、压紧轮12和连接座13；所述传动四连杆机构7的顶部连接在所述车体框架模块中双输出轴电机5的电机轴上；所述带传动机构9通过所述行走动力电机10与所述电机架8相连，并安装于所述传动四连杆机构9的内侧；所述车轮11通过所述带传动机构9的轮轴与所述传动四连杆机构7相连，并安装于所述传动四连杆机构7的外侧；所述压紧轮12的轴端通过所述连接座13安装在所述车体框架模块中分体式底板1下方；所述压紧轮12的轮端置于所述带传动机构9的传动皮带上；
所述真空吸附模块包括真空气泵14、三段式机械腿15、机械腿底座16、吸盘17、球窝接头18和舵机19；所述真空气泵14的气口接头与所述三段式机械腿15内部的管道相连通；所述三段式机械腿15通过所述机械腿底座16安装于所述车体框架模块中分体式底板1的上表面；所述吸盘17通过所述球窝接头18连接于所述三段式机械腿15的末端；所述舵机19安装在所述三段式机械腿15的活动关节处；
所述超声波除冰模块包括剪叉式伸缩架20和超声波发生器21；所述剪叉式伸缩架20通过螺栓固定于所述车体框架模块中分体式底板1的下表面与所述超声波发生器21之间，用于使所述超声波发生器21贴紧不同高度的叶片表面。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117780576A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-03-29 | 三峡智控科技有限公司 | 一种基于磁吸除冰机器人的风机叶片除冰系统及方法 |
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2023
- 2023-07-21 CN CN202310904819.XA patent/CN116985153A/zh active Pending
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