CN212906007U - 基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于风电发电机的精细化智能巡检技术领域，尤其为基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器，包括无人机和安装框，所述无人机下端的两侧安装有固定杆，且固定杆的外侧安装有防护板，所述安装框固定在无人机下端的中部，所述安装框的内部开设有活动槽，所述安装框的内侧安装有工作框，所述转杆的外侧安装有定位螺杆。该基于机器人协同合作的风电发电机的精细化智能巡检方案，当装置降落时，弹性支撑腿受到挤压弯曲形变，防护板对高清摄像机进行防护，弹性支撑腿和无人机之间的弹簧对弹性支撑腿和无人机之间冲击进行缓冲，缓冲块受到弹性支撑腿和无人机挤压产生形变，进一步对装置上的冲击进行缓冲。

Description

基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器

技术领域

本实用新型涉及风电发电机的精细化智能巡检技术领域，具体为基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器。

背景技术

传统人工巡检在新能源风力发电运维领域在近年来面临新型运维模式的挑战，尤其是基于无人机的巡检方案，可以显著提高巡检效率的同时，保障运维人员的人生安全。

然而，基于无人机的巡检方案目前主流都是通过机载摄像头对叶片进行拍摄，以供地面人员进行缺陷的审查，这种模式并不能检测出风机叶片的内部缺陷，比如由内至外的合膜开胶等，从而在缺陷检测效率上不太理想，无法为叶片实现精细化巡检，且传统无人机在巡检过程中，由于防护效果不佳，导致巡检设备使用寿命降低，并且拍摄设备结构固定，不便于快速对设备进行拆卸维护同时无法在震动环境下稳定调节摄影角度。

综上所述，现有的风电发电机的精细化智能巡检时存在着防护效果差，不方便维护，无法固定调节监视角度和无法实现精细化巡检的缺点。针对上述问题，急需在原有风电发电机的精细化智能巡检的基础上进行创新设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器，以解决上述背景技术中提出防护效果差，不方便维护，无法固定调节监视角度和无法实现精细化巡检的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器，包括无人机和安装框，所述无人机下端的两侧安装有固定杆，且固定杆的外侧安装有防护板，并且防护板的下端安装有弹性支撑腿，同时防护板的上端设置有缓冲块，所述安装框固定在无人机下端的中部，且安装框的外侧安装有活动框，并且活动框的外侧固定有挤压杆，所述安装框的内部开设有活动槽，且活动槽的内部安装有安装块，并且安装块的内侧开设有挤压槽，所述安装框的内侧安装有工作框，且工作框的上部开设有安装槽，并且工作框的下部安装有转杆，所述转杆的外侧安装有定位螺杆，且转杆的内侧安装有高清摄像机。

优选的，所述固定杆和防护板为滑动连接，且防护板和缓冲块为卡合连接，并且缓冲块设置为空心球体。

优选的，所述防护板和弹性支撑腿纵截面均为弧形设置，且弹性支撑腿关于防护板的中心线对称设置。

优选的，所述安装框和活动框为滑动连接，且活动框的上端垂直分布有挤压杆，并且挤压杆和挤压槽为卡合连接。

优选的，所述安装块通过活动槽和安装框组成滑动结构，且安装块和挤压槽纵截面的形状均为直角梯形，并且安装块和安装槽为卡合连接。

优选的，所述转杆和工作框通过旋转轴承组成转动结构，且定位螺杆和工作框为卡合连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.该基于机器人协同合作的风电发电机的精细化智能巡检方案，采用新型的结构设计，当装置降落时，弹性支撑腿受到挤压弯曲形变，防护板对高清摄像机进行防护，弹性支撑腿和无人机之间的弹簧对弹性支撑腿和无人机之间冲击进行缓冲，缓冲块受到弹性支撑腿和无人机挤压产生形变，进一步对装置上的冲击进行缓冲；

2.通过向上拉动活动框，活动框带动挤压杆对挤压槽的斜面进行挤压，安装块和安装槽脱离，将高清摄像机和工作框从安装框中拉出，实现对高清摄像机的快速拆卸，通过将高清摄像机上的工作框插入到安装框内侧，安装块和安装槽卡合，实现对高清摄像机的快速安装；

3.通过转动定位螺杆，定位螺杆和工作框脱离，转动高清摄像机，高清摄像机通过转杆转动，进一步将定位螺杆复位，定位螺杆和工作框挤压，转杆和高清摄像机位置固定，实现高清摄像机位置调节；

4.通过无人小车的使用，实现风机叶片内部探伤，并且由于小车在叶片内部巡检，不会存在掉落等安全隐患，通过UWB定位，解决对叶片曲率、缓动及并网风机巡检的难题，通过无人机和无人小车的协同巡检，实现风机的精细化巡检，提前检测出所有的内外隐患。

附图说明

图1为本实用新型正视剖面结构示意图；

图2为本实用新型图1中A处放大结构示意图；

图3为本实用新型安装块俯视剖面结构示意图；

图4为本实用新型工作状态示意图。

图中：1、无人机；2、固定杆；3、防护板；4、缓冲块；5、弹性支撑腿；6、安装框；7、活动框；8、挤压杆；9、活动槽；10、安装块；11、挤压槽；12、工作框；13、安装槽；14、转杆；15、定位螺杆；16、高清摄像机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器，包括无人机1、固定杆2、防护板3、缓冲块4、弹性支撑腿5、安装框6、活动框7、挤压杆8、活动槽9、安装块10、挤压槽11、工作框12、安装槽13、转杆14、定位螺杆15和高清摄像机16，无人机1下端的两侧安装有固定杆2，且固定杆2的外侧安装有防护板3，并且防护板3的下端安装有弹性支撑腿5，同时防护板3的上端设置有缓冲块4，安装框6固定在无人机1下端的中部，且安装框6的外侧安装有活动框7，并且活动框7的外侧固定有挤压杆8，安装框6的内部开设有活动槽9，且活动槽9的内部安装有安装块10，并且安装块10的内侧开设有挤压槽11，安装框6的内侧安装有工作框12，且工作框12的上部开设有安装槽13，并且工作框12的下部安装有转杆14，转杆14的外侧安装有定位螺杆15，且转杆14的内侧安装有高清摄像机16。

本例中固定杆2和防护板3为滑动连接，且防护板3和缓冲块4为卡合连接，并且缓冲块4设置为空心球体，这种设计保证了防护板3能够有效通过固定杆2在无人机1上进行滑动，缓冲块4能够进一步对无人机1和防护板3之间震动进行缓冲；

防护板3和弹性支撑腿5纵截面均为弧形设置，且弹性支撑腿5关于防护板3的中心线对称设置，这种设计保证了防护板3和弹性支撑腿5受到挤压后，防护板3和弹性支撑腿5能够有效对冲击力进行缓冲，弹性支撑腿5能够有效对装置整体位置进行支撑；

安装框6和活动框7为滑动连接，且活动框7的上端垂直分布有挤压杆8，并且挤压杆8和挤压槽11为卡合连接，这种设计保证了活动框7能够有效带动挤压杆8在安装框6上进行运动，从而使装置上具有快速拆卸功能的结构有效运行；

安装块10通过活动槽9和安装框6组成滑动结构，且安装块10和挤压槽11纵截面的形状均为直角梯形，并且安装块10和安装槽13为卡合连接，这种设计保证了安装块10和挤压槽11的斜面受到挤压后，安装块10能够有效在活动槽9中进行运动，安装块10能够有效通过安装槽13对工作框12和安装框6之间位置进行固定；

转杆14和工作框12通过旋转轴承组成转动结构，且定位螺杆15和工作框12为卡合连接，这种设计保证了高清摄像机16能够有效通过转杆14关于工作框12转动，定位螺杆15能够有效对高清摄像机16的转动位置进行固定。

工作原理：当使用该装置时，首先为装置上无人机1和高清摄像机16上的相关电路接通电源；

当装置降落时，弹性支撑腿5和地面进行接触，弹性支撑腿5受到挤压弯曲形变，实现对地面和装置之间冲击的缓冲，防护板3对高清摄像机16进行防护，其中弹性支撑腿5在固定杆2上进行滑动，弹性支撑腿5和无人机1之间的弹簧对弹性支撑腿5和无人机1之间冲击进行缓冲，其中缓冲块4受到弹性支撑腿5和无人机1挤压产生形变，缓冲块4进一步对装置上的冲击进行缓冲；

当需要对高清摄像机16进行拆卸维护时，向上拉动活动框7，活动框7带动挤压杆8对挤压槽11的斜面进行挤压，安装块10在活动槽9中进行滑动，安装块10和安装槽13脱离，将高清摄像机16和工作框12从安装框6中拉出，实现对高清摄像机16的拆卸，当需要对高清摄像机16进行安装时，将高清摄像机16上的工作框12插入到安装框6内侧，工作框12对安装块10的斜面进行挤压，安装块10在活动槽9中向安装框6外侧滑动，安装块10和安装槽13对齐时，安装块10和安装框6相连接弹簧拉动安装块10复位，安装块10和安装槽13卡合，实现对高清摄像机16的快速安装；

当需要对高清摄像机16角度进行调整时，转动定位螺杆15，定位螺杆15和工作框12脱离，转动高清摄像机16，高清摄像机16通过转杆14转动，进一步将定位螺杆15复位，实现高清摄像机16位置固定；

本方案的操作流程：

1、无人机1自主飞至目标风机轮毂正前方，悬停准备开始叶片外部巡检，无人小车通过操作人员带上风机并放置于叶片内部，开机准备开始叶片内部巡检；

2、无人机1和无人小车，其中无人小车上加装有UWB模块和红外探伤仪，进行自主配对及时间同步，成功后开始同步巡检：无人机1将沿着叶片对其进行外部拍摄，小车将在叶片内部通过红外探伤仪贴着叶片内壁进行内部探伤，无人小车通过传感器进行叶片内部巡检导航，比如通过超声波模块判别方向和障碍物、通过USB相机或激光雷达实现V-SLAM或激光SLAM实现自主导航等，无人机1通过机载雷达实现叶片距离保持和障碍物避障，通过UWB模块实现与无人小车也装有UWB模块的相对位置定位和叶片跟踪巡检，从而有效解决静态叶片曲率、缓动及并网风机运动等巡检难题；

3、重复步骤2，无人机和无人小车将对每个叶片的正反面进行内外全面巡检，在整个过程中，外部缺陷视频/照片以及内部探伤视频/照片将保存至机载存储卡或实时传输至云端服务器；

4、全流程巡检完毕后，地面端导入外部缺陷视频/照片和内部探伤视频/照片，按时间进行视频内容匹配，加上无人小车运行路程，便可以较为精准的知道缺陷所在叶片位置，同时地面端通过AI缺陷识别软件对这些缺陷进行类型识别，并将所有这些数据智能化生成风机叶片精细化巡检缺陷报告。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器，包括无人机(1)和安装框(6)，其特征在于：所述无人机(1)下端的两侧安装有固定杆(2)，且固定杆(2)的外侧安装有防护板(3)，并且防护板(3)的下端安装有弹性支撑腿(5)，同时防护板(3)的上端设置有缓冲块(4)，所述安装框(6)固定在无人机(1)下端的中部，且安装框(6)的外侧安装有活动框(7)，并且活动框(7)的外侧固定有挤压杆(8)，所述安装框(6)的内部开设有活动槽(9)，且活动槽(9)的内部安装有安装块(10)，并且安装块(10)的内侧开设有挤压槽(11)，所述安装框(6)的内侧安装有工作框(12)，且工作框(12)的上部开设有安装槽(13)，并且工作框(12)的下部安装有转杆(14)，所述转杆(14)的外侧安装有定位螺杆(15)，且转杆(14)的内侧安装有高清摄像机(16)。

2.根据权利要求1所述的基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器，其特征在于：所述固定杆(2)和防护板(3)为滑动连接，且防护板(3)和缓冲块(4)为卡合连接，并且缓冲块(4)设置为空心球体。

3.根据权利要求1所述的基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器，其特征在于：所述防护板(3)和弹性支撑腿(5)纵截面均为弧形设置，且弹性支撑腿(5)关于防护板(3)的中心线对称设置。

4.根据权利要求1所述的基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器，其特征在于：所述安装框(6)和活动框(7)为滑动连接，且活动框(7)的上端垂直分布有挤压杆(8)，并且挤压杆(8)和挤压槽(11)为卡合连接。

5.根据权利要求1所述的基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器，其特征在于：所述安装块(10)通过活动槽(9)和安装框(6)组成滑动结构，且安装块(10)和挤压槽(11)纵截面的形状均为直角梯形，并且安装块(10)和安装槽(13)为卡合连接。

6.根据权利要求1所述的基于机器人合作的风电发电机的精细化智能巡检飞行器，其特征在于：所述转杆(14)和工作框(12)通过旋转轴承组成转动结构，且定位螺杆(15)和工作框(12)为卡合连接。

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