CN210413963U - 风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构。该机构包括：方位角自适应调节器，所述方位角自适应调节器设置在打磨部件的后端，包括：前端片、后端片，及设置在前端片与后端片之间的弹性支撑组件，所述前端片及所述后端片为刚性，且所述弹性支撑组件的设置位置处于所述前端片及所述后端片的边缘处。本实用新型提供的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构能够根据风电叶片表面的曲率变化自适应调整打磨角度，实现对叶片的柔顺打磨。

Description

风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构。

背景技术

国内风电行业的发展已进入深度挖掘低风速阶段，低风速机组的最大特点就是叶片尺寸越来越大，预弯程度高，表面曲率变化复杂，表面积剧增。若仍然采用手持气动或电动打磨工具人工打磨，存在员工作业熟练程度对产品质量影响较大的缺陷，且作业效率低，工作环境粉尘大、噪音大，影响作业人员的职业健康。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，能够根据风电叶片表面的曲率变化自适应调整打磨角度，实现对叶片的柔顺打磨。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，所述机构包括：方位角自适应调节器，所述方位角自适应调节器设置在打磨部件的后端，包括：前端片、后端片，及设置在前端片与后端片之间的弹性支撑组件，所述前端片及所述后端片为刚性。

在一些实施方式中，所述弹性支撑组件为弹簧。

在一些实施方式中，在所述方位角自适应调节器的前端，还包括：集成罩。

在一些实施方式中，所述集成罩由内壁及外壁组成；所述内壁由冲孔板构成，整体呈漏斗形状；所述外壁为矩形形状，且前后、左右端部都设置真空吸尘口。

在一些实施方式中，所述集成罩由304不锈钢焊接制成。

在一些实施方式中，在所述集成罩的前端面上，所述内壁的前开口部的左右两侧，还设置有自适应履带系统，所述自适应履带系统由两列并排设置的驱动辊构成。

在一些实施方式中，在所述集成罩的前端面上，所述内壁的前开口部的上下两侧，还设置有防尘棕毛。

在一些实施方式中，在所述集成罩的外壁侧面上，还设置有传动系统，所述传动系统用于驱动所述驱动辊滚动。

在一些实施方式中，在所述内壁的尾部，还设置有：抽风口。

在一些实施方式中，所述风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构设置在固定轨道或AVG导航车上。

采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：

可依据叶片表面的曲率适时自动调节端部打磨部件的位置和姿态，从而保证打磨质量，且可以实现不同打磨粗糙度和在线除尘，是一种作业效率高、打磨覆盖范围大、智能定位、自动设定接触压力，能迅速贴合叶片表面的柔顺混联式智能自适应打磨机构。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型一种实施方式提供的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构的俯视图；

图2是本实用新型一种实施方式提供的方位角自适应调节器的俯视图；

图3是本实用新型一种实施方式提供的方位角自适应调节器的立体图；

图4是本实用新型一种实施方式提供的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构的主视图；

图5是本实用新型一种实施方式提供的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构的立体图；

图6是本实用新型一种实施方式提供的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构的侧视图；

图7是本实用新型一实施方式提供的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构的立体图；

图8示出了本实用新型提供的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构的实际应用场景；

图9示出了本实用新型提供的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构的实际应用场景。

附图标记说明：

方位角自适应调节器 11 集成罩 12

前端片 21 后端片 22

弹性支撑部件 23 位移传感器 24

压力传感器 25 内壁 31

外壁 32 自适应履带系统 33

驱动辊 331 弹性支架 332

传动系统 35 打磨毛辊 36

激光定位仪 37 抽风口 38

轴承罩 39

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型一种实施方式下的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构。参见图1，在机构的后端，设置有方位角自适应调节器11。另外，在机构的前端，还设置有集成罩12。

图2及图3进一步示出了方位角自适应调节器的结构。在图2及图3示出的实施方式下，方位角自适应调节器11包括前端片21、后端片22。前端片 21及后端片22均是刚性部件。并且，优选的，前端片21及后端片22均具有圆形的形状。

除了前端片21，以及后端片22以外，方位角自适应调节器11还包括设置在前端片21及后端片22之间的弹性支撑部件23。弹性支撑部件23为设置在前端的打磨部件提供弹性支撑。更为具体的讲，弹性支撑部件23是弹簧。需要设置的弹簧的数量可以是多个，但是，所有起到支撑作用的弹簧均需要被设置在前端片21及后端片22的边缘部分。

由于被打磨的风电叶片的表面可能具有多种不同的曲率，在实际打磨过程中，打磨部件需要以多种不同的角度对被打磨表面进行打磨。由于打磨部件，也就是打磨部件的后端还设置有本实用新型的各种实施方式所提供的方位角自适应调节器11。打磨部件的实际打磨角度会根据被打磨表面的曲率而实时调整，从而实现对风电叶片的柔顺打磨。

更进一步的，在方位角自适应调节器11中的各个弹性支撑部件23上，还进一步的设置有位移传感器24和压力传感器25。位移传感器24能够实时检测方位角自适应调节器11的位移。压力传感器25能够实时检测弹簧所承载的压力。实时监测位移和压力的作用在于，方便控制机构进行打磨作用力及打磨位置的调整，从而形成力位混合控制。

采用本实用新型各种实施方式提供的力位混合控制之后，打磨机构能够实现重复定位精度达到±0.5mm，接触静压力控制精度优于5N。

另外，在方位角自适应调节器11的前端，还进一步设置有集成罩12。集成罩12由内壁31及外壁32共同构成。内壁31为矩形漏斗状，内壁31为DN8mm 冲孔板，便于粉尘收集和流动。外壁32为矩形结构，前后、左右端部都设置真空吸尘口(粉尘吸入口)，可根据打磨机构运动轨迹(沿叶片长度横向或纵向)来灵活选择抽真空和粉尘吸收入口。

设置集成罩12的主要考虑在于，自动收集打磨形成的粉尘，以及降低打磨动作造成的噪音。

可以理解的是，由于内壁31形成为矩形漏斗状，在其前端具有呈现矩形的开口部。

图4示出了集成罩的主视图。参见图4，在集成罩12的前端开口处，在开口部的左右两侧，设置有由两排驱动辊331共同构成的自适应履带系统33。在打磨过程中，自适应履带系统33的驱动辊331在风电叶片表面上的滚动，从而执行对风电叶片表面上不同部分的打磨。而且，由于自适应履带系统33 中每个驱动辊331能够根据被打磨表面的曲率变化自适应调整自身的伸出长度，且与被打磨表面之间的接触为柔性接触，能够保证不损伤被打磨表面。

组成自适应履带系统33的两排驱动辊331中的每一个均承载在一个弹性支架332上。而且，每个弹性支架332在后端均配备有弹性结构。由于这种弹性结构的设置，弹性支架332可以依据风电叶片表面上的不同曲率而伸缩。也就是说，在实际打磨过程中，两排驱动辊331的弹性支架332可以根据被打磨表面的曲率而自适应的调整伸出长度，以便能够贴合被打磨的表面。

而且，驱动辊331与风电叶片向接触的部分由防尘弹性橡胶制成。防尘弹性橡胶由较好的防尘作用，同时与风电叶片表面之间的接触是弹性接触，能够有效的避免二者之间的接触对风电叶片的损伤。

继续参见图4，在集成罩12的前端面上，在开口部的上下两侧，还设置有防尘棕毛34。防尘棕毛34具有很好的防尘效果。

由于上述集成罩12的设置，在打磨作业过程中产生的粉尘被更为容易的收集，不会造成扬尘。而且，由于打磨作业区域与其他区域之间有集成罩12 的阻隔，由打磨造成的噪音不易传播。因此，设置集成罩12取得了防尘、降噪的效果。

另外，在集成罩12的一侧，还设置有传动系统35。传动系统35的功能在于将电动机产生的机械能传输至设置在集成罩12中的打磨部件，以便驱动打磨部件通过自身的机械运动对风电叶片进行打磨。典型的，这种打磨部件可以是打磨毛辊36。

在集成罩12的上下表面上，还分别设置有激光定位仪37。之所以设置激光定位仪37，主要考虑在于实时确定集成罩12的位置。由于激光定位仪37 能够实时确定集成罩12所在的位置，因而它也是力位混合控制系统的重要组成部件。

在实际打磨过程中，本实用新型的各个实施方式所提供的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构可以被设置在固定轨道或AVG导航车上。而且，风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构可以通过机械臂被设置在固定轨道或者AVG 导航车上。

更进一步的，在集成罩12的后端，还设置有抽风口38。参见图6及图7，该抽风口38与集成罩12的内壁所形成的矩形开口连通，十分有利于由于对复杂表面的打磨而产生的大量粉尘的抽吸和排出。在一种典型的应用场景下，抽风口38的另外一端连接至抽风机，通过抽风机对空气的抽吸，能够尽快将由打磨形成的粉尘抽吸排出。

而且，集成罩12是利用不锈钢焊接的方式制成的。特别的，不锈钢采用 34号不锈钢。这种不锈钢具有耐腐蚀的特性，在长期与粉尘接触的环境下不容易生锈。

本实用新型研制的智能自适应打磨机构，有效的解决了目前传统风电叶片手持打磨工具和各类机械臂夹持打磨工具装置打磨过程中，粉尘大、噪音大、作业效率低、存在作业人员职业健康危害的弊端，实现了低风速大叶片复杂曲面的自动打磨和在线除尘，打磨接触力可调节，打磨粗糙度可选，颠覆了风电叶片打磨的方式，提高了风电叶片后处理智能化水平。

本实用新型研制的智能自适应打磨机构，与非标定制的大臂展机械商用机械臂、真空吸尘装置配套使用，安装在固定轨道或移动AGV小车上，实现恶劣作业环境下机器代替人工。可满足风电叶片行业国家职业健康和安全法律法规要求的作业环境，适用于不同叶型、不同曲面叶片自动打磨作业，提高效率，有效的解决了行业难题，规避了员工职业健康风险和粉尘、噪音引起的环境污染问题。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，其特征在于，包括：

方位角自适应调节器，所述方位角自适应调节器设置在打磨部件的后端，包括：前端片、后端片，及设置在前端片与后端片之间的弹性支撑组件，所述前端片及所述后端片为刚性。

2.根据权利要求1所述的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，其特征在于，所述弹性支撑组件为弹簧。

3.根据权利要求1所述的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，其特征在于，在所述方位角自适应调节器的前端，还包括：集成罩。

4.根据权利要求3所述的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，其特征在于，所述集成罩由内壁及外壁组成；所述内壁由冲孔板构成，整体呈漏斗形状；所述外壁为矩形形状，且前后、左右端部都设置真空吸尘口。

5.根据权利要求3所述的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，其特征在于，所述集成罩由304不锈钢焊接制成。

6.根据权利要求4所述的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，其特征在于，在所述集成罩的前端面上，所述内壁的前开口部的左右两侧，还设置有自适应履带系统，所述自适应履带系统由两列并排设置的驱动辊构成。

7.根据权利要求4所述的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，其特征在于，在所述集成罩的前端，所述内壁的前开口部的上下两侧，还设置有防尘棕毛。

8.根据权利要求6所述的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，其特征在于，在所述集成罩的外壁侧面上，还设置有传动系统，所述传动系统用于驱动所述驱动辊滚动。

9.根据权利要求4所述的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，其特征在于，在所述内壁的尾部，还设置有：抽风口。

10.根据权利要求1所述的风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构，其特征在于，所述风电叶片复杂表面智能自适应打磨机构设置在固定轨道或AVG导航车上。

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