CN206830388U - 一种风机叶片除冰无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风机叶片除冰无人机，其包括无人机主体和无人机控制器，在所述无人机主体上设有摄像头，其还包括除冰控制器、冰层厚度传感器和微波发生器。优点在于：使用本实用新型所述的风机叶片除冰无人机对叶片进行除冰，避免了对风机叶片结构的改变，实现了远程操控无人机对叶片进行除冰的操作，杜绝了登高作业可能造成的风险，安全系数大。

Description

一种风机叶片除冰无人机

技术领域：

本实用新型涉及一种除冰设备，尤其涉及一种风机叶片除冰无人机。

背景技术：

风电是一种新型清洁能源，对节能减排有着极其重要的战略意义。风力发电所需的装置称为风力发电机组，以下简称风机。风机一般包括叶片、发电机与塔筒三个主要部分。风机在低温时叶片表面有可能会结冰，当风力发电机的叶片上结有冰霜时，不但会影响到叶片的气动性能，还会因同一个风电发电机组上的多个叶片转动时会产生不同的扭矩力，破坏整个风力发电机组的平衡，损坏风力发电机，严重影响发电效率与整个风机的使用寿命；目前，当风力发电机的叶片上出现结冰现象时，往往通过监测系统对风力发电机组进行停机，以避免风力发电机损坏，使风力发电机组无法投入运行；为了解决这个问题，为了防止叶片结冰，有的在叶片中加装了加热装置，沉重的加热装置需要加强叶片的结构，也加重了叶片的重量，同时，因叶片具有狭长的外形，也难以在叶片整个表面形成有效的加热温度，不能完全杜绝叶片表面的结冰现象；虽然微波除冰是近年刚刚兴起的新方法，但只是在新生产的风机叶片中加装微波发生装置进行除冰；而已经投入使用的风机叶片的除冰方式还是采用人工清除叶片上的冰层，不但费时费力，还需要架设云梯或使用可登高作业的车辆，非常的不方便。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种采用远程控制，通过无人机对已有的常规风机叶片表面进行除冰操作的风机叶片除冰无人机。

本实用新型由如下技术方案实施：一种风机叶片除冰无人机，其包括无人机主体和无人机控制器，在所述无人机主体上设有摄像头，其还包括除冰控制器、冰层厚度传感器和微波发生器，在所述无人机主体内部设有所述除冰控制器，在所述无人机主体的外壁上设有所述微波发生器和所述冰层厚度传感器，所述微波发生器和所述冰层厚度传感器分别与所述除冰控制器电连接，所述冰层厚度传感器将冰层厚度信息发送到所述除冰控制器，所述除冰控制器控制所述微波发生器的工作功率。

进一步的，所述微波发生器为一个以上。

进一步的，其还包括与所述微波发生器数量一致的除冰头，所述除冰头包括电动伸缩杆和除冰导热板，所述电动伸缩杆一端固定在相应的所述微波发生器一侧的所述无人机主体外壁上，在所述电动伸缩杆的另一端固定设有所述除冰导热板，在所述除冰导热板内或与所述微波发生器相对的一侧外壁上设有微波吸收涂层；所述电动伸缩杆与所述除冰控制器电连接，由所述除冰控制器控制所述电动伸缩杆的伸缩。

进一步的，所述微波吸收涂层为碳系吸波材料、铁系吸波材料、陶瓷系吸波材料的任意一种。

进一步的，所述碳系吸波材料为石墨烯、石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管的任意一种。

进一步的，所述铁系吸波材料为铁氧体、磁性铁纳米材料的任意一种。

进一步的，所述陶瓷系吸波材料为碳化硅。

本实用新型的优点：使用本实用新型所述的风机叶片除冰无人机对叶片进行除冰，避免了对风机叶片结构的改变，实现了远程操控无人机对叶片进行除冰的操作，杜绝了登高作业可能造成的风险，安全系数大。

附图说明：

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例1的控制示意图。

图3为实施例2的结构示意图。

图4为实施例2的控制示意图。

图5为风机叶片除冰无人机的使用示意图。

附图说明如下：无人机主体1、无人机控制器2、除冰控制器3、冰层厚度传感器4、微波发生器5、摄像头6、除冰头7、电动伸缩杆71、除冰导热板72、微波吸收涂层73。

具体实施方式：

实施例1：如图1-2所示，一种风机叶片除冰无人机，其包括无人机主体1和无人机控制器2、除冰控制器3、冰层厚度传感器4和微波发生器5，在无人机主体1上设有摄像头6，在无人机主体1内部设有除冰控制器3，由无人机主体1内的电源为除冰控制器3供电；在无人机主体1的外壁上设有微波发生器5和冰层厚度传感器4，微波发生器5和冰层厚度传感器4分别与除冰控制器3电连接，冰层厚度传感器4将冰层厚度信息发送到除冰控制器3，除冰控制器3控制微波发生器5的工作功率。

使用说明：

通过远程控制无人机主体1飞行到风机叶片附近，通过摄像头6，探测叶片覆冰位置，记录覆冰点。通过无人机控制器2控制无人机主体1到各个覆冰点，并与叶片覆冰处保持一定的距离。使微波发生器5与冰面保持在10～15cm的间隙，控制无人机主体1悬停。通过冰层厚度传感器4对冰面的厚度进行测量，将冰面的厚度反馈到除冰控制器3，除冰控制器3自动调整微波发生器5的磁控管的频率大小，做到降低能量过度消耗的同时，不影响微波除冰的整体效果。摄像头6实时传递除冰情况，当一处除冰完毕后，控制无人机主体1进行下一处除冰，依次这样循环，直到除冰完毕。

实施例2：如图3-4所示，一种风机叶片除冰无人机，其包括无人机主体1和无人机控制器2、除冰控制器3、冰层厚度传感器4、微波发生器5和除冰头7，在无人机主体1上设有摄像头6，在无人机主体1内部设有除冰控制器3，由无人机主体1内的电源为除冰控制器3供电；在无人机主体1的外壁上设有冰层厚度传感器4、两个微波发生器5和与微波发生器5数量一致的除冰头7，除冰头7包括电动伸缩杆71和除冰导热板72，电动伸缩杆71一端固定在相应微波发生器5一侧的无人机主体1外壁上，在电动伸缩杆71的另一端固定设有除冰导热板72，电动伸缩杆71与除冰控制器3电连接，由除冰控制器3控制电动伸缩杆71的伸缩；在除冰导热板72内设有微波吸收涂层73或除冰导热板72与微波发生器5相对的一侧外壁上设有微波吸收涂层73；微波吸收涂层73为碳系吸波材料，如石墨烯、石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管，或铁系吸波材料，如铁氧体、磁性铁纳米材料，或陶瓷系吸波材料中的碳化硅的任意一种；冰层厚度传感器4和微波发生器5分别与除冰控制器3电连接，冰层厚度传感器4将冰层厚度信息发送到除冰控制器3，除冰控制器3根据冰层厚度的厚度控制微波发生器5的工作功率。

使用说明：

通过远程控制无人机主体1飞行到风机叶片附近，通过摄像头6，探测叶片覆冰位置，记录覆冰点。通过无人机控制器2控制无人机主体1到一个覆冰点，并与叶片覆冰处保持一定的距离；通过冰层厚度传感器4对冰面的厚度进行测量，将冰面的厚度反馈到除冰控制器3，除冰控制器3先控制电动伸缩杆71伸出，使除冰导热板72的表面贴合在冰层表面；除冰控制器3再自动调整微波发生器5的磁控管的频率大小，微波发生器5发出微波被微波吸收涂层73吸收并转换成热能；除冰导热板72吸收微波吸收涂层73转换的热能将风机叶片表面的冰层融化；做到降低能量过度消耗的同时，不影响微波除冰的整体效果；多个对应的微波发生器5和除冰头7有效提高除冰效率；摄像头6实时传递除冰情况，当一处除冰完毕后，控制无人机主体1进行下一处除冰，依次这样循环，直到除冰完毕。

Claims (7)

1.一种风机叶片除冰无人机，其包括无人机主体和无人机控制器，在所述无人机主体上设有摄像头，其特征在于，其还包括除冰控制器、冰层厚度传感器和微波发生器，在所述无人机主体内部设有所述除冰控制器，在所述无人机主体的外壁上设有所述微波发生器和所述冰层厚度传感器，所述微波发生器和所述冰层厚度传感器分别与所述除冰控制器电连接，所述冰层厚度传感器将冰层厚度信息发送到所述除冰控制器，所述除冰控制器控制所述微波发生器的工作功率。

2.根据权利要求1所述的一种风机叶片除冰无人机，其特征在于，所述微波发生器为一个以上。

3.根据权利要求1或2任一所述的一种风机叶片除冰无人机，其特征在于，其还包括与所述微波发生器数量一致的除冰头，所述除冰头包括电动伸缩杆和除冰导热板，所述电动伸缩杆一端固定在相应的所述微波发生器一侧的所述无人机主体外壁上，在所述电动伸缩杆的另一端固定设有所述除冰导热板，在所述除冰导热板内或与所述微波发生器相对的一侧外壁上设有微波吸收涂层；所述电动伸缩杆与所述除冰控制器电连接，由所述除冰控制器控制所述电动伸缩杆的伸缩。

4.根据权利要求3所述的一种风机叶片除冰无人机，其特征在于，所述微波吸收涂层为碳系吸波材料、铁系吸波材料、陶瓷系吸波材料的任意一种。

5.根据权利要求4所述的一种风机叶片除冰无人机，其特征在于，所述碳系吸波材料为石墨烯、石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管的任意一种。

6.根据权利要求4所述的一种风机叶片除冰无人机，其特征在于，所述铁系吸波材料为铁氧体、磁性铁纳米材料的任意一种。

7.根据权利要求4所述的一种风机叶片除冰无人机，其特征在于，所述陶瓷系吸波材料为碳化硅。