CN218533964U - 一种风电叶片磨抛机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风电叶片磨抛机器人，属于磨抛装置技术领域。该风电叶片磨抛机器人，包括全向运动底盘、设置于全向运动底盘顶端的旋转平台、设置于旋转平台顶端的第一升降装置、与第一升降装置滑动连接的多重伸缩装置、设置于多重伸缩装置前端的恒力磨抛机构、用于为第一升降装置和多重伸缩装置提供动力与流量伺服控制的液压泵站及控制系统。本实用新型通过全向运动底盘、第一升降装置和多重伸缩装置的设置，能够高效的进行多类型风电叶片表面磨抛工艺，用于风电叶片智能制造过程。

Description

一种风电叶片磨抛机器人

技术领域

本实用新型涉及磨抛装置技术领域，尤其涉及一种风电叶片磨抛机器人。

背景技术

风电作为重要的可再生能源，社会对其的总体需求愈发增长，伴随着智能制造业的不断发展，为机器人技术应用于智能磨抛技术领域提供了有利条件，当今我国虽作为风力发电大国，但其在风电叶片的智能制造方面仍缺少较多的智能化高端装备，其风电叶片的自动化磨抛设备更是未得到普及。现有的人工及半自动磨抛方式存在以下不足：

(1)风电叶片类型型号多，其相关直径分布于2-5m不等，大型叶片长度更甚达到百米，工人为应对其高度和长度，则需要频繁更换登梯架，导致其统一作业，所需设备类型太多，且繁琐。

(2)人工磨抛表面不均匀，定位随机性大，作业中对打磨余量与打磨位置的控制难度高，不利于叶片后期工序的稳定保障。

(3)人工打磨现场工艺产生有害粉尘多，难以实现作业集尘，导致作业难度提高，且对工人健康产生巨大危害。

因此，研发一种适应型号广、降低工人劳动强度、具有较高灵活性的自动磨抛装置，用于风电叶片表面磨抛有着极其重要的现实应用意义。

实用新型内容

有鉴于此，为解决风电叶片类型型号多，其相关直径分布于2-5m不等，大型叶片长度更甚达到百米，工人为应对其高度和长度，则需要频繁更换登梯架，导致其统一作业，所需设备类型太多，且繁琐的技术问题，本实用新型提供了一种风电叶片磨抛机器人，能够高效的进行多类型风电叶片表面磨抛工艺，用于风电叶片智能制造过程。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种风电叶片磨抛机器人，包括全向运动底盘、设置于所述全向运动底盘顶端的旋转平台、设置于所述旋转平台顶端的第一升降装置、与所述第一升降装置滑动连接的多重伸缩装置、设置于所述多重伸缩装置前端的恒力磨抛机构、用于为所述第一升降装置和所述多重伸缩装置以及所述恒力磨抛机构提供动力与流量伺服控制的液压泵站及控制系统；

所述第一升降装置包括对称设置于所述旋转平台顶端的双立柱和设置于所述双立柱中间并沿所述双立柱上下方向滑动的井型滑鞍；

所述井型滑鞍的顶板上设置有卷扬装置；

所述双立柱的顶端设置有软轴卡头接板，所述软轴卡头接板的底端分别设置有测距传感器和钢丝软轴卡头；

所述卷扬装置与所述钢丝软轴卡头之间通过钢丝软轴相连接；

所述多重伸缩装置包括套设于所述井型滑鞍中并能滑动的伸缩外管、嵌套于所述伸缩外管之中并能滑动的伸缩内管、设置于所述伸缩外管后端的主推块、一端与所述井型滑鞍的底板相连接另一端与所述主推块相连接的第一伸缩装置、设置于所述伸缩内管前端的U型固定块、一端与所述伸缩外管的后端连接另一端与所述U型固定块相连接的第二伸缩装置。

优选地，四只横梁俯辊和四只横梁侧辊分别横向和竖直固定于所述井型滑鞍的主板上，所述横梁俯辊与所述横梁侧辊共同构成“口”型通道用于约束所述多重伸缩装置，两只纵梁正辊横向对称固定于所述井型滑鞍的两侧板中间，八只纵梁侧辊横向对称固定于所述井型滑鞍的侧板，所述纵梁正辊与所述纵梁侧辊共同构成一对“[]”型通道用于约束所述双立柱。

优选地，所述伸缩内管的外侧设置有直线导轨和内管滑动尼龙块；

所述伸缩外管的内壁设置有直线滑块和外管滑动尼龙块；

所述直线导轨与所述直线滑块滑动连接，所述直线导轨、所述直线滑块和所述外管滑动尼龙块使所述伸缩内管沿所述伸缩外管水平移动。

优选地，所述第二伸缩装置远离所述U型固定块的一端与位于所述伸缩外管后端的固定销相连接。

优选地，所述伸缩内管的前端设置有打磨头衔接板，所述恒力磨抛机构与所述打磨头衔接板相连接。

为解决人工磨抛表面不均匀，定位随机性大，作业中对打磨余量与打磨位置的控制难度高，不利于叶片后期工序的稳定保障的技术问题，优选地，所述恒力磨抛机构包括同所述打磨头衔接板连接的打磨头安装U板，电机一设置于所述打磨头安装U板的一侧，柔性打磨模块设置于所述打磨头安装U板之间，外壳设置于所述柔性打磨模块上，辅助压轮设置于所述外壳左右两侧，毛刷滚筒设置于所述外壳中间，电机二级同步带装置设置于所述外壳后侧并驱动所述毛刷滚筒进行旋转运动，双测距传感器与集尘管道对称设置于所述外壳上下两侧。

为解决人工打磨现场工艺产生有害粉尘多，难以实现作业集尘，导致作业难度提高，且对工人健康产生巨大危害的技术问题，优选地，还包括设置于所述旋转平台顶端的定向集尘装置，所述集尘管道与所述集尘装置相连通。

优选地，所述旋转平台包括回转搭载板和设置于所述回转搭载板底端的液压回转支撑单元；

所述双立柱、所述液压泵站及控制系统和所述定向集尘装置均设置于所述回转搭载板顶端。

优选地，所述全向运动底盘包括车架、设置于所述车架顶端的搭载板、设置于所述搭载板四角的全向舵轮总成、设置于所述车架两侧的防护罩、设置于所述车架前后的抽屉；

所述搭载板上设置有用于安装所述旋转平台的安装孔，所述全向舵轮总成包括转向与驱动电机模块。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的有益效果：

1.本实用新型提供的风电叶片磨抛机器人，通过全向运动底盘、第一升降装置和多重伸缩装置的设置，能够高效的进行多类型风电叶片表面磨抛工艺，用于风电叶片智能制造过程。

2.本实用新型提供的风电叶片磨抛机器人，通过设置的恒力磨抛机构能够解决人工磨抛表面不均匀，定位随机性大，作业中对打磨余量与打磨位置的控制难度高，不利于叶片后期工序的稳定保障的技术问题。

3.本实用新型提供的风电叶片磨抛机器人，通过设置的定向集尘装置能够解决人工打磨现场工艺产生有害粉尘多，难以实现作业集尘，导致作业难度提高，且对工人健康产生巨大危害的技术问题。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的全向运动底盘及旋转平台的结构图；

图3是本实用新型的第一升降装置的结构图；

图4是本实用新型的多重伸缩装置的结构图；

图5是本实用新型的恒力磨抛机构结构图；

图中，1.全向运动底盘，11.车架，12.全向舵轮总成，13.抽屉，14.搭载板，15.防护罩，2.旋转平台，21.回转搭载板，22.液压回转支撑单元，3.定向集尘装置，4.液压泵站及控制系统，5.第一升降装置，51.双立柱，52.井型滑鞍，53.纵梁正辊，54.横梁侧辊，55.纵梁侧辊，56.软轴卡头接板，57.钢丝软轴卡头，58.测距传感器，59.钢丝软轴，510.卷扬装置，511.横梁俯辊，6.多重伸缩装置，61.主推块，62.固定销，63.第一伸缩装置，64.伸缩外管，65.内管滑动尼龙块，66.外管滑动尼龙块，67.打磨头衔接板，68.U型固定块，69.直线导轨，610.直线滑块，611.伸缩内管，612.第二伸缩装置，7.恒力磨抛机构，71.电机二及同步带装置，72.外壳，73.辅助压轮，74.毛刷滚筒，75.集尘管道，76.双测距传感器，77.柔性打磨模块，78.电机一，79.打磨头安装U板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-5所示，本实用新型提供了一种风电叶片磨抛机器人，包括全向运动底盘1、设置于所述全向运动底盘1顶端的旋转平台2、设置于所述旋转平台2顶端的第一升降装置5、与所述第一升降装置5滑动连接的多重伸缩装置6、设置于所述多重伸缩装置6前端的恒力磨抛机构7、用于为所述第一升降装置5和所述多重伸缩装置6以及所述恒力磨抛机构7提供动力与流量伺服控制的液压泵站及控制系统4；

所述第一升降装置5包括对称设置于所述旋转平台2顶端的双立柱51和设置于所述双立柱51中间并沿所述双立柱51上下方向滑动的井型滑鞍52；

所述井型滑鞍52的顶板上设置有卷扬装置510；

所述双立柱51的顶端设置有软轴卡头接板56，所述软轴卡头接板56的底端分别设置有测距传感器58和钢丝软轴卡头57；

所述卷扬装置510与所述钢丝软轴卡头57之间通过钢丝软轴59相连接；

所述多重伸缩装置6包括套设于所述井型滑鞍52中并能滑动的伸缩外管64、嵌套于所述伸缩外管64之中并能滑动的伸缩内管611、设置于所述伸缩外管64后端的主推块61、一端与所述井型滑鞍52的底板相连接另一端与所述主推块61相连接的第一伸缩装置63、设置于所述伸缩内管611前端的U型固定块68、一端与所述伸缩外管64的后端连接另一端与所述U型固定块68相连接的第二伸缩装置612。

本实用新型提供的上述风电叶片磨抛机器人，第一升降装置5靠近工作面的一端设置，第一升降装置5的直接输出为井型滑鞍52，多重伸缩装置6横向套设于井型滑鞍52其中，分别由第一伸缩装置63与第二伸缩装置612控制伸缩外管64与伸缩内管611的水平运动，第一伸缩装置63通过推动主推块61,实现伸缩外管64相对于井型滑鞍52的水平移动。

旋转平台2、第一升降装置5、多重伸缩装置6可以实现定点三自由度的运动目标，配合全向运动底盘1能够高效的进行多类型风电叶片表面磨抛工艺；

双立柱51则作为井型滑鞍52侧板槽道的滑动轨道，钢丝软轴59负责连接双立柱51顶端与卷扬装置510，用于提升井型滑鞍52与多重伸缩机构6的升降，测距传感器58用于实时测量反馈井型滑鞍的高度位置；

通过改变伸缩内管611和伸缩外管64的水平相对位置，伸缩装置的反向折叠放置可以实现较小占用空间的长距水平位移，且强度与自锁能力强于绳排伸缩结构。

在本实用新型中，四只横梁俯辊511和四只横梁侧辊54分别横向和竖直固定于所述井型滑鞍52的主板上，所述横梁俯辊511与所述横梁侧辊54正视角度共同构成“口”型通道用于约束所述多重伸缩装置6，两只纵梁正辊53横向对称固定于所述井型滑鞍52的两侧板中间，八只纵梁侧辊55横向对称固定于所述井型滑鞍52的侧板，所述纵梁正辊53与所述纵梁侧辊55俯视角度共同构成一对“[]”型通道用于约束所述双立柱51，其中，

在本实用新型中，所述伸缩内管611的外侧设置有直线导轨69和内管滑动尼龙块65；

所述伸缩外管64的内壁设置有直线滑块610和外管滑动尼龙块66；

所述直线导轨69与所述直线滑块610滑动连接，所述直线导轨69、所述直线滑块610和所述外管滑动尼龙块66使所述伸缩内管611沿所述伸缩外管64水平移动。

在本实用新型中，所述第二伸缩装置612远离所述U型固定块68的一端与位于所述伸缩外管64后端的固定销62相连接。

在本实用新型中，所述伸缩内管611的前端设置有打磨头衔接板67，所述恒力磨抛机构7与所述打磨头衔接板67相连接，进一步地，打磨头衔接板67通过螺栓安装于伸缩内管611的前端，用于衔接恒力磨抛机构7。

在本实用新型中，所述恒力磨抛机构7包括同所述打磨头衔接板67连接的打磨头安装U板79，电机一78设置于所述打磨头安装U板79的一侧，柔性打磨模块77设置于所述打磨头安装U板79之间，外壳72设置于所述柔性打磨模块77上，辅助压轮73设置于所述外壳72左右两侧，毛刷滚筒74设置于所述外壳72中间，电机二级同步带装置71设置于所述外壳72后侧并驱动所述毛刷滚筒74进行旋转运动，双测距传感器76与集尘管道75对称设置于所述外壳72上下两侧，具体为：

打磨头安装U板79则通过螺栓连接于打磨头衔接板67，电机一78通过蜗轮蜗杆减速机法兰盘固定于打磨头安装U板79的一侧，用于调节嵌套于其中的柔性打磨模块77的角度，使作业过程中毛刷滚筒74可以相切于工作平面，外壳72通过螺栓连接于柔性打磨模块77，外壳72的后端设置有电机二及同步带装置71，用于驱动设置于外壳72内侧的毛刷滚筒74进行旋转完成打磨作业，辅助压轮73左右对称分布于外壳72左右两侧，防止打磨装置与叶片表面发生碰撞，外壳72的上下两侧中间对称设置双测距传感器76，用于实时测量叶片距离，为打磨头与叶片表面相切提供数据反馈，集尘管道75通过螺栓连接固定于外壳72上下侧，上侧管道吹出气体，阻挡打磨粉尘上扬，下侧管道产生负压，吸收粉尘，有效改善打磨作业环境。

在本实用新型中，还包括设置于所述旋转平台2顶端的定向集尘装置3，所述集尘管道75与所述集尘装置3相连通，集尘管道75优选为两路，分别与定向集尘装置3相连通。

在本实用新型中，所述旋转平台2包括回转搭载板21和设置于所述回转搭载板21底端的液压回转支撑单元22；

所述双立柱51、所述液压泵站及控制系统4和所述定向集尘装置3均设置于所述回转搭载板21顶端，液压回转支撑单元22优选为蜗轮蜗杆液压回转支撑单元位于全向运动底盘1的正上方倒装于回转搭载板21底端，其拥有自锁特性，减少作业过程中转动惯性的干扰，定向集尘装置3优选地设置于回转搭载板21顶端且远离工作面的一端，液压泵站及控制系统4同样设置于回转搭载板21的正上方且远离工作面的一端，为第一升降装置5、多重伸缩装置6等提供动力与流量伺服控制，应使液压回转支撑单元22输入外圈通过螺栓连接直接固定于回转搭载板21下表面，使其与液压泵站4相对位置不变，有效避免缠管现象。

在本实用新型中，所述全向运动底盘1包括车架11、设置于所述车架11顶端的搭载板14、设置于所述搭载板14四角的全向舵轮总成12、设置于所述车架11两侧的防护罩15、设置于所述车架11前后的抽屉13；

所述搭载板14上设置有用于安装所述旋转平台2的安装孔，所述全向舵轮总成12包括转向与驱动电机模块。

全向运动底盘1均布于四角的全向舵轮组成12可以实现风电叶片磨抛装置的任意平面方向运动，使设备具有极高的灵活性，适应狭小的工作条件，分布于车架11之间的抽屉13可以放置电源模块与驱动器等，搭载板则主要负责磨抛机器人的定位及打磨模块。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种风电叶片磨抛机器人，其特征在于，包括全向运动底盘、设置于所述全向运动底盘顶端的旋转平台、设置于所述旋转平台顶端的第一升降装置、与所述第一升降装置滑动连接的多重伸缩装置、设置于所述多重伸缩装置前端的恒力磨抛机构、用于为所述第一升降装置和所述多重伸缩装置以及所述恒力磨抛机构提供动力与流量伺服控制的液压泵站及控制系统；

所述第一升降装置包括对称设置于所述旋转平台顶端的双立柱和设置于所述双立柱中间并沿所述双立柱上下方向滑动的井型滑鞍；

所述井型滑鞍的顶板上设置有卷扬装置；

所述双立柱的顶端设置有软轴卡头接板，所述软轴卡头接板的底端分别设置有测距传感器和钢丝软轴卡头；

所述卷扬装置与所述钢丝软轴卡头之间通过钢丝软轴相连接；

所述多重伸缩装置包括套设于所述井型滑鞍中并能滑动的伸缩外管、嵌套于所述伸缩外管之中并能滑动的伸缩内管、设置于所述伸缩外管后端的主推块、一端与所述井型滑鞍的底板相连接另一端与所述主推块相连接的第一伸缩装置、设置于所述伸缩内管前端的U型固定块、一端与所述伸缩外管的后端连接另一端与所述U型固定块相连接的第二伸缩装置。

2.根据权利要求1所述的一种风电叶片磨抛机器人，其特征在于，四只横梁俯辊和四只横梁侧辊分别横向和竖直固定于所述井型滑鞍的主板上，所述横梁俯辊与所述横梁侧辊共同构成“口”型通道用于约束所述多重伸缩装置，两只纵梁正辊横向对称固定于所述井型滑鞍的两侧板中间，八只纵梁侧辊横向对称固定于所述井型滑鞍的侧板，所述纵梁正辊与所述纵梁侧辊共同构成一对“[]”型通道用于约束所述双立柱。

3.根据权利要求1所述的一种风电叶片磨抛机器人，其特征在于，所述伸缩内管的外侧设置有直线导轨和内管滑动尼龙块；

所述伸缩外管的内壁设置有直线滑块和外管滑动尼龙块；

所述直线导轨与所述直线滑块滑动连接，所述直线导轨、所述直线滑块和所述外管滑动尼龙块使所述伸缩内管沿所述伸缩外管水平移动。

4.根据权利要求1所述的一种风电叶片磨抛机器人，其特征在于，所述第二伸缩装置远离所述U型固定块的一端与位于所述伸缩外管后端的固定销相连接。

5.根据权利要求1所述的一种风电叶片磨抛机器人，其特征在于，所述伸缩内管的前端设置有打磨头衔接板，所述恒力磨抛机构与所述打磨头衔接板相连接。

6.根据权利要求5所述的一种风电叶片磨抛机器人，其特征在于，所述恒力磨抛机构包括同所述打磨头衔接板连接的打磨头安装U板，电机一设置于所述打磨头安装U板的一侧，柔性打磨模块设置于所述打磨头安装U板之间，外壳设置于所述柔性打磨模块上，辅助压轮设置于所述外壳左右两侧，毛刷滚筒设置于所述外壳中间，电机二级同步带装置设置于所述外壳后侧并驱动所述毛刷滚筒进行旋转运动，双测距传感器与集尘管道对称设置于所述外壳上下两侧。

7.根据权利要求6所述的一种风电叶片磨抛机器人，其特征在于，还包括设置于所述旋转平台顶端的定向集尘装置，所述集尘管道与所述集尘装置相连通。

8.根据权利要求7所述的一种风电叶片磨抛机器人，其特征在于，所述旋转平台包括回转搭载板和设置于所述回转搭载板底端的液压回转支撑单元；

所述双立柱、所述液压泵站及控制系统和所述定向集尘装置均设置于所述回转搭载板顶端。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种风电叶片磨抛机器人，其特征在于，所述全向运动底盘包括车架、设置于所述车架顶端的搭载板、设置于所述搭载板四角的全向舵轮总成、设置于所述车架两侧的防护罩、设置于所述车架前后的抽屉；

所述搭载板上设置有用于安装所述旋转平台的安装孔，所述全向舵轮总成包括转向与驱动电机模块。

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