CN213149224U - 一种用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，包括：设置于风电叶片外壁上的多个测距雷达探头，用于获取当前探测方位上风电叶片叶尖周围的障碍物信息，并将其传输至处理单元；方位识别单元，用于获取风电叶片相比其初始方位的旋转角度，并将其传输至处理单元；处理单元，根据旋转角度，确定测距雷达探头的实际探测方位，并将实际探测方位上的障碍物信息发送至显示单元。其中多个测距雷达探头和方位识别单元均与处理单元无线连接。本装置能够有针对性的在风电叶片举升运输过程中发挥操作辅助、风险预警、风险防控、货损追溯的作用，适应风电叶片举升车山地转运运输中动态、复杂工况条件。

Description

一种用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置

技术领域

本申请涉及一种用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，属于风电叶片设备运输技术领域。

背景技术

随着风电产业布局向风资源更为丰富的我国西南、东南山地风场转移，风电叶片举升车运输已经成为一种十分常用的运输方式。风电叶片货物具有超限的特点(超长)，其运输扫空范围较普通货运车辆大得多，尤其在运输过程中需通过操作举升车转向、举升装置规避障碍物，因而对叶片行径扫空范围的判断十分复杂。同时，由于山地风场坡度大、路面压实度不足、道路狭窄、转弯半径有限、道路两侧及上方障碍物多的工况特征，长途叶片运输的抽拉板车组无法完成全程运输，因此产生了具备360°旋转、轴向旋转和上下升降功能的专用运输工具——风电叶片举升车。风电叶片举升车的运输操作由牵引车驾驶员和举升设备操作手共同完成：在操作过程中，举升设备操作手通过目测叶片(尤其是叶尖部分)与山体、树木、线缆、桥涵等障碍物的位置关系操作举升转向设备，操作方式包括以举升装置为轴的横向360度转向、以举升法兰盘为支点的上下位移(幅度自35度至65度)以及以叶片中线为轴的轴向360度转动；车辆驾驶员负责控制车速和车辆转向，配合操作手共同完成障碍物的避碰。实际操作过程中，操作手与驾驶员通过手持对讲机的方式进行互动沟通。在运输过程中，举升车驾驶员和操作手的经验和操作水平以及二者间的协同性是防控货损风险的唯一方式。但由于高度依赖人工操作，尤其是风电叶片长度一般在40米-65米左右，叶片碰撞障碍物造成的货损事故频发。究其根本原因，由于人眼视觉能力的有限性导致无法可靠的判断叶片与障碍物的位置关系，在长时间操作的疲劳状态下，这个问题表现得更为突出。同时，由于叶片的所有人无法全程监控叶片运输过程，因此叶片发生碰撞损坏后，运输方为逃避货损赔偿责任而“私自维修”的情况普遍存在，严重影响了设备质量和使用寿命，使得叶片举升运输的管理成本、维修成本和潜在风险极高，成为风电设备运输环节的核心痛点和难点。

实用新型内容

本申请的目的在于，提供一种用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，以解决现有举升车存在的难以保证风电叶片的运输安全的问题。

本实用新型的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，包括：

方位识别单元、显示单元、处理单元和多个测距雷达探头；多个所述测距雷达探头和所述方位识别单元均与所述处理单元无线连接；

所述测距雷达探头，设置于风电叶片的外壁上，用于获取当前探测方位上风电叶片叶尖周围的障碍物信息，并将其传输至所述处理单元；

所述方位识别单元，用于获取所述风电叶片相比其初始方位的旋转角度，并将其传输至所述处理单元；

所述处理单元，根据所述旋转角度，确定所述测距雷达探头的实际探测方位，并将所述实际探测方位上的障碍物信息发送至所述显示单元；

所述显示单元，用于显示所述实际探测方位上的障碍物信息。

优选地，所述障碍物信息包括障碍物的位置和障碍物的距离。

优选地，还包括存储单元；

所述处理单元还用于将接收到的实际探测方位上的障碍物的距离与第一距离阈值进行比较，并将小于或等于所述第一距离阈值的实际探测方位上的障碍物信息发送至所述存储单元；

所述存储单元，用于存储接收到的所述实际探测方位上的障碍物信息。

优选地，还包括：

历史信息查询单元，用于从所述存储单元中查询实际探测方位上的障碍物信息。

优选地，还包括预警单元；

所述处理单元还用于在实际探测方位上的障碍物的距离小于第二距离阈值时，向所述预警单元发出预警指令；

所述预警单元，根据所述预警指令，发出预警信息。

优选地，还包括对讲单元，所述对讲单元用于传输语音信息；

所述对讲单元包括耳麦、第一对讲机和第二对讲机；

所述耳麦与所述第一对讲机连接，两者均设置于举升设备操作手位置上，所述耳麦还与所述预警单元接连；

所述第二对讲机设置于牵引车驾驶员位置上。

优选地，还包括固定单元，所述固定单元套设在所述风电叶片的外壁上；

所述测距雷达探头和所述方位识别单元均设置于所述固定单元上。

优选地，多个所述测距雷达探头均匀分布在所述固定单元上。

优选地，所述固定单元与风电叶片叶尖之间的距离为0.5米～1米。

优选地，所述固定单元包括环形绑带及多个紧固器；

所述环形绑带套设于所述风电叶片上；

所述紧固器设置于所述环形绑带的带体上，用于将所述测距雷达探头、所述方位识别单元固定于所述环形绑带上。

本实用新型的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置相较于现有技术，具有如下有益效果：

本实用新型的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，使用时不会破坏风电叶片本身即可实现对其叶尖周围360度的障碍物的探测，降低了举升设备上的操作员观察叶尖附近障碍物的难度，确保了风电叶片的安全运输。本实用新型的装置简单、安装及使用方便，适应风电叶片举升车山地转运运输中的动态、复杂工况条件。

本实用新型设置了存储单元和历史信息查询单元，其中存储单元用以存储实际探测方位上的障碍物的距离小于第一距离阈值的障碍物信息，尤其是碰撞信息和发生的时点信息。存储单元和历史信息查询单元的设置，便于风电叶片所有人(一般为运输委托人)监控在运输途中是否发生了碰撞，有效控制承运方“私自维修”导致的潜在风险。该存储单元内存储的内容，可以通过移动硬盘导出。

本实用新型设置了对讲单元，用以实现举升设备上的操作手与牵引车上的驾驶员的实时沟通。本申请中，操作手使用无线耳麦，该耳麦与预警单元连接，能够获取到叶片的叶尖距离障碍物过近的预警信息；驾驶员使用与上述耳麦同频的对讲机。本实用新型中操作手使用耳麦而非对讲机的原因是作业过程中举升设备的转向装置中的柴油机和铰接盘噪音较大，手持对讲方式会受到干扰，使用耳麦可以解放操作手的双手，使他可以更专注的操作举升设备。

本实用新型测距雷达探头和方位识别单元与处理单元之间使用的无线连接。相较于现有技术中的有线连接方式，其不会对举升设备的举升操作造成干涉。

附图说明

图1为本实用新型实施例中用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置使用状态图；

图3为本实用新型实施例中用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置中，固定单元2的未使用时的状态图；

图4为本实用新型实施例中用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置中测距雷达探头的当前探测方位示意图；

图5为本实用新型实施例中用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置中测距雷达探头的实际探测方位示意图。

部件和附图标记列表：

1、测距雷达探头；2、固定单元；3、方位识别单元；4、无线信号传输单元；5、显示单元；6、耳麦；7、操作手；8、驾驶员；9、处理单元；10、存储单元；11、历史信息查询单元；12、预警单元；13、对讲单元。

具体实施方式

下面结合实施例详述本实用新型，但本实用新型并不局限于这些实施例。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

图1为本实用新型用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置使用状态图。

本申请的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，包括：方位识别单元3、显示单元5、处理单元9和多个测距雷达探头1；多个测距雷达探头1和方位识别单元3均与处理单元9无线连接；其中多个测距雷达探头1通过固定单元2设置于风电叶片的外壁上，并且与风电叶片叶尖之间的距离为0.5米～1米。多个测距雷达探头1可以均匀布设在固定单元2上，也可以非均匀布设，只要满足多个测距雷达探头1能够实现获取当前探测方位上风电叶片叶尖处360度的障碍物信息，并且不存在交叉区域即可。本申请所使用的测距雷达探头1其探测距离至少为5米。测距雷达探头1需要将获取的信息传输至处理单元9。本实施例中，测距雷达探头1可根据测距需要使用具有不同探测距离的多种型号的探头。本申请的障碍物信息包括障碍物的位置和障碍物的距离。

本实施例中的方位识别单元3，用于获取风电叶片相比其初始方位的旋转角度，并将其传输至处理单元9；其中旋转角度为风电叶片的周向旋转的角度。本实施例中的方位识别单元3可以为陀螺仪传感器或者角度旋转传感器。当使用陀螺仪传感器时，将该陀螺仪传感器与固定单元2固定连接即可实现其获取风电叶片相比其初始方位的旋转角度的功能；当使用角度旋转传感器时，需将角度旋转传感器与举升设备控制风电叶片周向旋转的转轴连接，这样即可实现其获取风电叶片相比其初始方位的旋转角度的功能。

本实施例中的处理单元9，根据方位识别单元发送的风电叶片旋转作业过程中的旋转角度，确定测距雷达探头的实际探测方位，并将实际探测方位上的障碍物信息发送至显示单元5；举例来说：如图4和图5所示，共设置有4个测距雷达探头1，每个雷达探头的探测范围为扇形。4个测距雷达探头1均通过固定单元固定在叶尖的上、下、左、右方向上，其中固定单元优选使用带有紧固器的绑带，将该绑带套设于风电叶片上，绑带使用状态下所围成的形状与风电叶片的形状相同。为便于理解，仅使用其中一个测距雷达探头描述本申请处理单元9的工作过程。处理单元9内初始设定情况下，测距雷达探头A当前探测方位为上方，此时其所探测获得的障碍物信息为风电叶片叶尖上方的障碍物信息，当发现叶尖上方距离障碍物过近，需要将风电叶片沿顺时针方向旋转90度时。此时，测距雷达探头A实际的探测方位为右侧，而非初始设定情况下的上方，因此，需要建立旋转角度与实际探测方位的一一对应关系，从而根据旋转角度，确定测距雷达探头A的实际探测方位(右侧)，然后将实际探测方位上的障碍物信息发送至显示单元5。在使用之前，需先确定风电叶片的初始方位，然后在处理单元9内预先设定好风电叶片相对于初始方位旋转后的旋转角度与每个测距雷达探头实际探测方位的一一对应关系。后续工作只需根据旋转角度进行匹配即可。

本实施例的显示单元5，用于显示实际探测方位上的障碍物信息。本实施例的显示单元5优选为LCD监视屏。LCD监视屏有背板灯，适应光线不足的场景使用。显示单元5设置在举升设备上，用以将实际探测方位上的障碍物信息显示给位于举升设备上的操作手7，操作手7根据显示单元5上显示的叶尖周围各个方向上的障碍物信息移动或者转动风电叶片，避免其与障碍物发生碰撞。

为避免风电叶片在发生碰撞后，承运方“私自维修”导致的潜在风险，本申请还设置了存储单元10；在存储过程中，本申请的处理单元9还用于将接收到的实际探测方位上的障碍物的距离与第一距离阈值进行比较，并将小于或等于第一距离阈值的实际探测方位上的障碍物信息发送至存储单元10；存储单元10，用于存储接收到的实际探测方位上的障碍物信息。该存储单元10内存储的内容，可以通过移动硬盘导出。其中，第一距离阈值为30cm～40cm，最优为30cm。障碍物距离风电叶片叶尖在30cm时，极其容易发生碰撞的情况，因此，本申请设定第一距离阈值为30cm。本申请中的存储单元10，能够存储到碰撞信息和发生的时点信息，以便风电叶片所有人查询是否有碰撞的情况。

为便于便风电叶片所有人查询是否有碰撞的情况，本实施例还设置了历史信息查询单元11，用于从存储单元10中查询实际探测方位上的障碍物信息。

为提醒操作手7风电叶片叶尖距障碍物的距离已经较近，本实施例还设置了预警单元12；其中处理单元9还用于在实际探测方位上的障碍物的距离小于第二距离阈值时，向预警单元12发出预警指令；预警单元12，根据预警指令，发出预警信息。本实施例中限定第二距离阈值为4m～6m，优选为5m。本实施例的预警单元12发出的预警信息可以为蜂鸣声或者人工语音提醒等。本实施例将预警单元12与LCD监视屏连接，使得LCD监视屏可以获得预警信息。

为实现举升设备上的操作手7与牵引车上的驾驶员8的实时沟通，本申请还设置了对讲单元13，对讲单元13用于传输操作手7和驾驶员8的语音信息。本实施例中对讲单元13包括耳麦6、第一对讲机和第二对讲机；其中耳麦6与第一对讲机连接，两者均设置于举升设备操作手位置上，耳麦6还与预警单元12接连。为使用方便，本申请限定耳麦6与第一对讲机一体集成。本申请中的第二对讲机设置于牵引车驾驶员位置上。在一种实施例中，耳麦6与LCD监视屏连接。操作手7以测距信息为辅助进行车辆举升设备操作，通过对讲单元13与牵引车驾驶员8沟通，配合完成空间障碍物的规避。本申请在操作手7侧使用耳麦6的原因是：作业过程中举升设备的转向装置中的柴油机和铰接盘噪音较大，手持对讲方式会受到干扰，使用耳麦6可以解放操作手7的双手，使他可以更专注的操作举升设备。本申请将耳麦6与预警单元12连接，能够获取到叶片的叶尖距离障碍物过近的预警信息。

为实现该装置在使用时不会破坏风电叶片本身即可实现对其叶尖附近360度的障碍物的探测，本申请还设置了固定单元2，固定单元2套设在风电叶片的外壁上；测距雷达探头1和方位识别单元3均设置于固定单元2上。本申请限定测距雷达探头1和方位识别单元3均与处理单元9无线连接，无线连接是使用的无线信号传输单元4，本申请的实施例中，也可将无线信号传输单元4设置在固定单元2上。固定单元2未使用时的状态见图3。本申请中，固定单元2包括环形绑带及多个紧固器；环形绑带套设于风电叶片上；紧固器设置于环形绑带的带体上，用于将测距雷达探头1、方位识别单元3固定于环形绑带上。具体地，本申请中的环形绑带的两端相互连接即可构成环形索套结构，其材质优选为尼龙。本申请中的环形绑带组成的环形索套结构，可根据风电叶片的形状进行适应性调整，结构简单、成本低。本申请中的紧固器为现有技术中的紧固器，为避免紧固器对风电叶片外壁的损伤，优选使用橡胶紧固器。该紧固器为可拆卸的结构，使用时，可根据测距雷达探头1、方位识别单元3的位置设定要求，将对应的探头或者方位识别单元3安装在设定位置即可。操作简单方便。

本实用新型的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，使用时不会破坏风电叶片本身即可实现对其叶尖周围360度的障碍物的探测，降低了举升设备上的操作员观察叶尖附近障碍物的难度，确保了风电叶片的安全运输。本实用新型的装置简单、安装及使用方便，适应风电叶片举升车山地转运运输中的动态、复杂工况条件。

本申请集成的雷达测距技术、对讲技术和信息存储技术相互之间不存在冲突作用，整合后能够有针对性的在风电叶片举升运输过程中发挥操作辅助、风险预警、风险防控、货损追溯的作用，完全契合该业务特征和货损风险控制需求。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书。

Claims (10)

1.一种用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，其特征在于，包括：方位识别单元、显示单元、处理单元和多个测距雷达探头；多个所述测距雷达探头和所述方位识别单元均与所述处理单元无线连接；

所述测距雷达探头，设置于风电叶片的外壁上，用于获取当前探测方位上风电叶片叶尖周围的障碍物信息，并将其传输至所述处理单元；

所述方位识别单元，用于获取所述风电叶片相比其初始方位的旋转角度，并将其传输至所述处理单元；

所述处理单元，根据所述旋转角度，确定所述测距雷达探头的实际探测方位，并将所述实际探测方位上的障碍物信息发送至所述显示单元；

所述显示单元，用于显示所述实际探测方位上的障碍物信息。

2.根据权利要求1所述的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，其特征在于，所述障碍物信息包括障碍物的位置和障碍物的距离。

3.根据权利要求2所述的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，其特征在于，还包括存储单元；

所述处理单元还用于将接收到的实际探测方位上的障碍物的距离与第一距离阈值进行比较，并将小于或等于所述第一距离阈值的实际探测方位上的障碍物信息发送至所述存储单元；

所述存储单元，用于存储接收到的所述实际探测方位上的障碍物信息。

4.根据权利要求3所述的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，其特征在于，还包括：

历史信息查询单元，用于从所述存储单元中查询所述实际探测方位上的障碍物信息。

5.根据权利要求4所述的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，其特征在于，还包括预警单元；

所述处理单元还用于在实际探测方位上的障碍物的距离小于第二距离阈值时，向所述预警单元发出预警指令；

所述预警单元，根据所述预警指令，发出预警信息。

6.根据权利要求5所述的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，其特征在于，还包括对讲单元，所述对讲单元用于传输语音信息；

所述对讲单元包括耳麦、第一对讲机和第二对讲机；

所述耳麦与所述第一对讲机连接，两者均设置于举升设备操作手位置上，所述耳麦还与所述预警单元接连；

所述第二对讲机设置于牵引车驾驶员位置上。

7.根据权利要求1～6任一项所述的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，其特征在于，还包括固定单元，所述固定单元套设在所述风电叶片的外壁上；

所述测距雷达探头和所述方位识别单元均设置于所述固定单元上。

8.根据权利要求7所述的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，其特征在于，多个所述测距雷达探头均匀分布在所述固定单元上。

9.根据权利要求8所述的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，其特征在于，所述固定单元与所述风电叶片叶尖之间的距离为0.5米～1米。

10.根据权利要求7所述的用于风电叶片举升车上的雷达避碰装置，其特征在于，所述固定单元包括环形绑带及多个紧固器；

所述环形绑带套设于所述风电叶片上；

所述紧固器设置于所述环形绑带的带体上，用于将所述测距雷达探头、所述方位识别单元固定于所述环形绑带上。

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