CN209278062U - 一种风力发电机塔筒激光清洗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种风力发电机塔筒激光清洗设备，包括基于磁力吸附的爬行机器人和安装在爬行机器人上的清洗组件，所述清洗组件包括安装在爬行机器人上的控制器、激光器、扫描振镜以及聚焦透镜组，所述扫描振镜设置在爬行机器人的前端并用于将激光器的输出光束向下偏转90°，所述聚焦透镜组安装在扫描振镜的底面上并用于将偏转的光束聚集在扫描振镜正下方的清洗面上，所述控制器分别与激光器和扫描振镜电路连接，用于设定激光器和扫描振镜的工作参数。本实用新型通过爬行机器人的移动实现塔筒外壁和内壁表面激光清洗，具有清洗质量高、环保、无污染、效率高的优点，同时能够降低塔筒高空清洗操作人员劳动强度和高空作业伤亡率。

Description

一种风力发电机塔筒激光清洗设备

技术领域

本实用新型实施例涉及激光清洗技术领域，具体涉及一种风力发电机塔筒激光清洗设备。

背景技术

风力发电作为干净清洁的新能源是各国发展的重要能源，随着风力发电机的装机容量越来越大，风力发电机数量日益增加，伴随而来的腐蚀和维护工作也成为风电行业急需关注的问题。目前风力发电机塔筒的清洗为人工清洗，即采用自提式回型吊篮、吊车硬式连接吊篮、自提式小吊篮、蜘蛛人四种方式进行人工清洗。

人工清洗风力发电机塔筒存在以下缺点：第一，受天气的严重影响，五级以上大风时无法进行正常施工作业；第二，操作人员劳动强度较大，清洗质量不均匀且存在清洗剂的环境污染问题；第三，施工人员作业死亡率较高。因此，采用先进的自动化设备取代人工进行风力发电机塔筒清洁维护成为关注研究的对象。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种风力发电机塔筒激光清洗设备，以解决现有技术中由于人工高空清洗作业不方便而导致的风力发电机塔筒清洗质量与效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

在本实用新型的实施方式的第一方面中，提供了一种风力发电机塔筒激光清洗设备，包括：基于磁力吸附的爬行机器人和安装在爬行机器人上的清洗组件，所述清洗组件包括安装在爬行机器人上的控制器、激光器、扫描振镜以及聚焦透镜组，所述激光器安装在爬行机器人的顶部，使激光器的输出光束沿爬行机器人的前端直线射出，所述扫描振镜设置在爬行机器人的前端并用于将激光器的输出光束向下偏转90°，所述聚焦透镜组安装在扫描振镜的底面上并用于将偏转的光束聚集在扫描振镜正下方的清洗面上，所述控制器设置在激光器远离扫描振镜的一侧，且控制器分别与激光器和扫描振镜电路连接，用于设定激光器和扫描振镜的工作参数，并设有遥控远端与控制器通信连接。

通过采用上述技术方案，将爬行机器人与激光清洗系统相结合，其中爬行机器人优选为磁力吸附式机器人，可依靠履带上的磁力吸附装置实现在塔筒内壁面与外壁面的垂直攀爬，并且爬行机器人采用人工遥控方式对机器人行进方向、速度进行调节；激光器采用200W风冷式脉冲光纤激光器，便于其能够对脉宽和工作频率进行独立调节；扫描振镜为一维或二维或三维式的激光扫描振镜；聚焦透镜组为石英场镜组，其焦距为254mm，通过扫描振镜将激光器输出的激光束进行偏转并通过聚焦透镜汇聚至风力发电机塔筒待清洗表面，并设置控制系统用于设定激光器和扫描振镜的参数，通过人工遥控的方式由遥控远端对控制器设定扫描振镜和激光器的工作参数，并触发激光器开启，使激光器输出的光束通过扫描振镜和聚焦透镜汇聚至塔筒待清洗表面，完成激光清洗，相较于传统清洗技术，基于激光清理无需化学清洗剂、非接触、清洗质量高、无污染、能够在光束达到的边缝角落处进行清洗以及功耗小、占地小、柔性化程度高、使用安全的优点，从而通过将爬行机器人与激光清洗系统相结合，可实现风塔外壁与内壁的清理，提高风力发电机塔筒清洗质量与效率。

进一步的，所述激光器和扫描振镜之间设有监视器，所述监视器与控制器电路连接，且监视器与激光器的输出光束同轴设置。

通过采用上述技术方案，在激光器和扫描振镜之间设有监视器，便于对清洗过程和清洗状况进行实时监控，以便调整激光器的清洗作业参数并对污垢较重的区域进行二次清洗，其中监视器优选为工业CCD相机或CMOS相机，将监视器与激光器输出光束同轴设置，便于观测清洗效果。

进一步的，所述扫描振镜的前端面上安装有摄像机，所述摄像机与控制器电路连接。

通过采用上述技术方案，在扫描振镜的前端面上安装有摄像机，能够对爬行机器人前方行进区域进行观测，实现规避清洗路径规划和障碍物规避，其中摄像机优选为工业CCD相机或CMOS相机。

进一步的，所述爬行机器人的前端安装有照明系统，所述照明系统与控制器电路连接。

进一步的，所述爬行机器人的前端安装有安全绳连接端，所述安全绳连接端上栓接有安全绳。

通过采用上述技术方案，在爬行机器人的前端安装有安全绳连接端，并在安全绳连接端上栓接有安全绳，将安全绳的另一端固定于塔筒顶端，以避免清洗设备高空意外坠落造成的损坏。

根据本实用新型的实施方式，一种风力发电机塔筒激光清洗设备，具有如下优点：通过爬行机器人的移动实现塔筒外壁和内壁表面激光清洗，能够取代现有的人工清洗，具有清洗质量高、环保、无污染、效率高的优点，同时能够降低塔筒高空清洗操作人员劳动强度和高空作业伤亡率，能够在恶劣的环境条件下开展清洗工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的一种风力发电机塔筒激光清洗设备的整体结构示意图。

图中：1、爬行机器人；2、清洗组件；21、控制器；22、激光器；23、扫描振镜；24、聚焦透镜组；3、监视器；4、摄像机；5、照明系统；6、安全绳连接端。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种风力发电机塔筒激光清洗设备，包括基于磁力吸附的爬行机器人1和安装在爬行机器人1上的清洗组件2。爬行机器人1优选为磁力吸附式机器人，可依靠履带上的磁力吸附装置实现在塔筒内壁面与外壁面的垂直攀爬，并且爬行机器人1采用人工遥控方式对机器人行进方向、速度进行调节。清洗组件2包括安装在爬行机器人1上的控制器21、激光器22、扫描振镜23以及聚焦透镜组24，激光器22采用200W风冷式脉冲光纤激光器，便于其能够对脉宽和工作频率进行独立调节，也可以选用固体激光器、半导体激光器、光纤激光器、气体激光器等，将激光器22安装在爬行机器人1的顶部，使激光器22的输出光束沿爬行机器人1的前端直线射出。扫描振镜23设置在爬行机器人1的前端并用于将激光器22的输出光束向下偏转90°，其中扫描振镜23为一维或二维或三维式的激光扫描振镜；聚焦透镜组24安装在扫描振镜23的底面上并用于将偏转的光束聚集在扫描振镜23正下方的清洗面上，其中聚焦透镜组为石英场镜组，其焦距为254mm，控制器21设置在激光器22远离扫描振镜23的一侧，且控制器21分别与激光器22和扫描振镜23电路连接，用于设定激光器22和扫描振镜23的工作参数，并设有遥控远端与控制器21通信连接，通过人工遥控的方式由遥控远端对控制器21设定扫描振镜23和激光器22的工作参数，并触发激光器22开启，使激光器22输出的光束通过扫描振镜23进行偏转并通过聚焦透镜24汇聚至风力发电机塔筒待清洗表面，完成激光清洗，并由人工遥控爬行机器人1前往下一个待清洗面位置，直至塔筒表面所有待清洗区位置清洗完毕。其中清洗系统可以在爬行机器人1连续行进过程中进行激光清洗，也可以在污垢较重的区域停止前进进行定点激光清洗，而整个清洗过程由地面操作人员根据实际清洗情况进行判断和操作。

本实用新型的一种风力发电机塔筒激光清洗设备，通过爬行机器人1的移动实现塔筒外壁和内壁表面激光清洗，能够取代现有的人工清洗，具有清洗质量高、环保、无污染、效率高的优点，同时能够降低塔筒高空清洗操作人员劳动强度和高空作业伤亡率，能够在恶劣的环境条件下开展清洗工作。

实施例2

与实施例1不同之处在于，如图1所示，在激光器22和扫描振镜23之间设有监视器3，监视器3与控制器21电路连接，且监视器3与激光器22的输出光束同轴设置，从而便于对清洗过程和清洗状况进行实时监控，以便调整激光器22的清洗作业参数并对污垢较重的区域进行二次清洗，并且整个清洗过程由地面操作人员根据监视器传回的实时图像信号进行判断和操作，即如果通过监视器3观测到清洗效果未达到预定目标，则通过控制器21更改扫描振镜23和激光器22的工作参数再次进行清洗，至清洗效果达到预定目标。

实施例3

与实施例1不同之处在于，如图1所示，在扫描振镜23的前端面上安装有摄像机4，摄像机4与控制器21电路连接，通过摄像机4能够对爬行机器人1前方行进区域进行观测，实现规避清洗路径规划和障碍物规避，使爬行机器人1前往待清洗区位置，并且整个清洗过程由地面操作人员根据摄像机传回的实时图像信号进行判断和操作。其中摄像机4优选为工业CCD相机或CMOS相机。

实施例4

与实施例1不同之处在于，如图1所示，在爬行机器人1的前端安装有照明系统5，照明系统5与控制器21电路连接，其中照明系统5优选为LED灯，利用照明系统确保在光线较暗的环境下使设备正常完成清洗作业。

实施例5

与实施例1不同之处在于，如图1所示，在爬行机器人1的前端安装有安全绳连接端6，并在安全绳连接端6上栓接有安全绳，将安全绳的另一端固定于塔筒顶端，以避免清洗设备高空意外坠落造成的损坏。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种风力发电机塔筒激光清洗设备，其特征在于：所述风力发电机塔筒激光清洗设备包括基于磁力吸附的爬行机器人(1)和安装在爬行机器人(1)上的清洗组件(2)，所述清洗组件(2)包括安装在爬行机器人(1)上的控制器(21)、激光器(22)、扫描振镜(23)以及聚焦透镜组(24)，所述激光器(22)安装在爬行机器人(1)的顶部，使激光器(22)的输出光束沿爬行机器人(1)的前端直线射出，所述扫描振镜(23)设置在爬行机器人(1)的前端并用于将激光器(22)的输出光束向下偏转90°，所述聚焦透镜组(24)安装在扫描振镜(23)的底面上并用于将偏转的光束聚集在扫描振镜(23)正下方的清洗面上，所述控制器(21)设置在激光器(22)远离扫描振镜(23)的一侧，且控制器(21)分别与激光器(22)和扫描振镜(23)电路连接，用于设定激光器(22)和扫描振镜(23)的工作参数，并设有遥控远端与控制器(21)通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机塔筒激光清洗设备，其特征在于：所述激光器(22)和扫描振镜(23)之间设有监视器(3)，所述监视器(3)与控制器(21)电路连接，且监视器(3)与激光器(22)的输出光束同轴设置。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电机塔筒激光清洗设备，其特征在于：所述扫描振镜(23)的前端面上安装有摄像机(4)，所述摄像机(4)与控制器(21)电路连接。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电机塔筒激光清洗设备，其特征在于：所述爬行机器人(1)的前端安装有照明系统(5)，所述照明系统(5)与控制器(21)电路连接。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电机塔筒激光清洗设备，其特征在于：所述爬行机器人(1)的前端安装有安全绳连接端(6)，所述安全绳连接端(6)上栓接有安全绳。