ES2796964A1

ES2796964A1 - Vehiculo aereo, procedimiento y sistema para la inspeccion de palas de aerogeneradores en movimiento

Info

Publication number: ES2796964A1
Application number: ES201930476A
Authority: ES
Inventors: Rodriguez José Antonio Riveiro
Original assignee: Integral Management Future Renewables SL IMFUTURE
Current assignee: Integral Management Future Renewables SL IMFUTURE
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-11-30
Anticipated expiration: 2039-05-29
Also published as: ES2796964B2

Abstract

Vehículo aéreo para la inspección de palas de aerogeneradores en movimiento que al menos comprende un sensor de altitud; un arreglo de sensores de distancia configurado para emitir al menos una primera señal de detección en una dirección horizontal, al menos una segunda señal de detección en una dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y al menos una tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal; una cámara fotográfica, y una unidad de procesamiento configurada para ejecutar una captura de imágenes con la cámara fotográfica, recibir datos del sensor de altitud y del arreglo de sensores de distancia, realizar cálculos, generar datos a partir de tales cálculos y ejecutar instrucciones de vuelo.

Description

DESCRIPCI N

VEHÍCULO AÉREO, PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA LA INSPECCIÓN DE PALAS

DE AEROGENERADORES EN MOVIMIENTO

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se encuentra relacionada con técnicas para la inspección de palas de aerogeneradores eólicos, particularmente aquellas técnicas de inspección que permiten determinar el estado estructural de las palas cuando las mismas se hallan acopladas en los rotores del aerogenerador y el aerogenerador se encuentra en funcionamiento.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Las energías renovables son una fuente de energía alternativa denominadas "verdes” por ser respetuosas con el medio ambiente. Dentro de estas fuentes de energía renovable, una de las más limpias es la energía eólica, basada en convertir la energía del movimiento natural del aire en otro tipo de energía aprovechable en otras áreas.

La transformación de la energía del movimiento natural del aire en otras formas de energía se viene haciendo desde la antigüedad, aunque, gracias a los avances tecnológicos, se han venido implementado mejores formas de aprovechar el movimiento del aire. Como una consecuencia a estas mejores formas de aprovechamiento de la energía cinética del aire se han creado las turbinas eólicas o aerogeneradores, que transforman en energía mecánica de eje el movimiento de unas palas o hélices del aerogenerador aire y a la vez se transforma dicha energía mecánica de eje en energía eléctrica, la cual puede acumularse o distribuirse directamente a la red de distribución eléctrica. En dependencia de la cantidad de energía eléctrica que debe generarse se instalan dos o más aerogeneradores, dando origen a los parques eólicos compuestos por un número determinado de turbinas eólicas o aerogeneradores, en donde la energía eléctrica generada por dichos parques es capaz de abastecer al menos parcialmente una población o ciudad.

Las turbinas eólicas o aerogeneradores son dispositivos o generadores de grandes dimensiones, en los que las palas o hélices, configurados generalmente como elementos alargados, son los que reciben el "impacto o esfuerzo” del viento en la conversión a energía mecánica de eje por lo que, durante su vida útil, las palas o hélices deben ser inspeccionadas para garantizar su estabilidad estructural y prevenir fallos que pueden tener importantes consecuencias a nivel de rendimiento en la transformación de energía, así como a nivel de infraestructura y económico.

Procedimientos para la inspección de las turbinas eólicas, y en particular las palas o hélices, han sido ya previstos en el estado de la técnica, tal como se observa en el documento ES 2 665 564, el cual divulga un procedimiento para la exploración óptica de una central de energía eólica con fines de inspección mediante el uso de una aeronave, en particular una aeronave de alas giratorias tripulada o no tripulada, en la que se encuentra instalada por lo menos una cámara, en donde la central de energía eólica comprende varias palas de rotor, cuya superficie se explora en el marco del procedimiento, en donde la exploración se efectúa ópticamente y comprende las siguientes etapas de procedimiento: alinear una primera pala de rotor en una posición vertical, explorar a continuación en vuelo un primer lado de la primera pala de rotor en dirección vertical, explorar a continuación en vuelo un segundo lado de la primera pala de rotor en dirección vertical, alinear a continuación una segunda pala de rotor en una posición vertical y explorar a continuación en vuelo un primer lado de la segunda pala de rotor en dirección vertical, explorar a continuación en vuelo un segundo lado de la segunda pala de rotor en dirección vertical.

A pesar de que el procedimiento divulgado en la patente española referenciada permite la inspección óptica de las palas de rotor desde una nave, el principal inconveniente del mismo es que las palas de rotor deben detenerse y fijarse de forma estacionaria en la posición vertical una a una para que puedan ser inspeccionadas. Estas etapas de detención y alineación vertical de una pala, luego movimiento para luego volver a detener para alinear la siguiente pala consume tiempo, es laborioso y además no permite el normal funcionamiento de la turbina eólica inspeccionada lo cual se traduce en pérdidas energéticas y económicas.

Otro procedimiento de inspección de palas se divulga en la patente ES 2462 145, en la cual se divulga un método para comprobar el estado estructural de parques eólicos en forma de turbinas eólicas con varias palas de los rotores, estando el método caracterizado por el registro de cada una de las turbinas eólicas que conforman el parque eólico desde un helicóptero, de tal forma que tanto el parque eólico, las palas del rotor o partes de las mismas se escaneen individualmente por una o más cámaras instaladas en el helicóptero, y que los datos determinados se guarden y, posteriormente, se envíen para su evaluación por medio de una unidad de software para el procesamiento o la estandarización de los mismos en relación con cualquier daño detectado; donde el método divulgado incluye una etapa en la que el proceso de escaneo de las palas, el dispositivo de registro o las palas del rotor de la turbina eólica están en movimiento.

Con respecto a esta patente española se destaca que se si bien el método divulgado contempla la posibilidad de que las palas se encuentren en movimiento, el método requiere el empleo de un helicóptero en el que se instalan las cámaras de un escáner, donde el helicóptero se aproxima a las palas del aerogenerador para la inspección. Un helicóptero es un vehículo tripulado de grandes dimensiones que requiere de personal altamente cualificado para su operación, por lo que los costes de llevar a cabo este método de inspección resultan elevados por la sola presencia de dicho vehículo, con importantes limitantes relacionadas con la obligatoria presencia de un piloto para el helicóptero que mueva este último en las direcciones adecuadas para inspeccionar las palas. Este método tiene un importante componente humano y elevados costes de implementación.

Por lo tanto, se hace evidente de la necesidad de proporcionar un aparato y/o procedimiento que permita inspeccionar y, determinar el estado estructural de las palas de un aerogenerador sin la necesidad de detener el aerogenerador, manteniendo el normal funcionamiento del mismo, y sin la necesidad de disponer vehículos que representan altos costes operativos.

DESCRIPCIÓN

Para dar solución a la necesidad hallada, la presente invención proporciona un vehículo aéreo para la inspección de palas de aerogeneradores en movimiento que al menos comprende un sensor de altitud; un arreglo de sensores de distancia configurado para emitir al menos una primera señal de detección en una dirección horizontal, al menos una segunda señal de detección en una dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y al menos una tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal; una cámara fotográfica, y una unidad de procesamiento configurada para ejecutar una captura de imágenes con la cámara fotográfica, recibir datos del sensor de altitud y del arreglo de sensores de distancia, realizar cálculos, generar datos a partir de tales cálculos y ejecutar instrucciones de vuelo.

En otras realizaciones, el arreglo de sensores de distancia comprende un primer sensor central configurado para emitir la primera señal de detección en la dirección horizontal, al menos un segundo sensor configurado para emitir la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical, y al menos un tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal.

En otras realizaciones alternativas del vehículo aéreo la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentra virada entre 5 y 30 grados, y la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano horizontal se encuentra virada entre 30 y 60 grados.

En realizaciones alternativas el arreglo de sensores de distancia comprende un cuarto sensor, estando el tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección en la dirección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, y estando el cuarto sensor configurado para emitir una cuarta señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, donde el viraje horizontal de dicha cuarta señal de detección es en dirección contraria al de la tercera señal de detección.

En otras realizaciones alternativas del vehículo aéreo la tercera y la cuarta señal de detección en las direcciones viradas horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal se encuentran viradas cada una entre 30 y 60 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

En otras realizaciones el arreglo de sensores de distancia comprende un quinto sensor, estando el segundo sensor configurado para emitir una señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y estando el quinto sensor configurado para emitir una quinta señal de detección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, donde la dirección virada verticalmente de dicha cuarta quinta de detección es en dirección contraria al de la segundo señal de detección.

En otras realizaciones alternativas la segunda señal y la quinta señal de detección en las direcciones viradas verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentran viradas entre 5 y 30 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

En realizaciones alternativas el sensor de altitud es un sensor barométrico, los sensores del arreglo de sensores de distancia son sensores de tipo láser.

En otras realizaciones del vehículo aéreo la unidad de procesamiento es una placa Arduino.

En realizaciones preferidas, el vehículo aéreo es un vehículo aéreo no tripulado, tal como un dron.

En otras realizaciones alternativas de la invención el vehículo aéreo comprende una unidad de almacenamiento configurada para almacenar los datos generados por la unidad de procesamiento.

En realizaciones alternativas, el vehículo aéreo comprende unos medios de comunicación configurados para transmitir los datos generados por la unidad de procesamiento a una estación de control en tierra y/o a una base de datos externa.

La invención también comprende un procedimiento de inspección de palas de aerogeneradores en movimiento que comprende las etapas:

- disponer frontalmente un vehículo aéreo para la inspección de palas de aerogeneradores en movimiento según descrito en líneas anteriores en la proximidad frontal de la base del aerogenerador a inspeccionar;

- detectar el poste del aerogenerador moviendo y/o rotando sobre sí mismo el vehículo aéreo hasta que el arreglo de sensores de distancia detecte dicho poste;

- detectar al menos una pala del aerogenerador por la detección del paso de dicha pala moviendo verticalmente el vehículo aéreo hasta que el arreglo de sensores detecta el paso de la pala y lo registra;

- calcular la velocidad angular de las palas por medio de la unidad de procesamiento, en estático o en movimiento del vehículo, a partir del registro del paso de al menos una pala con respecto al arreglo de sensores de distancia y almacenar la velocidad angular calculada;

- detectar el eje de rotación principal del aerogenerador por la detección de una reducción predefinida de la velocidad angular de las palas en comparación con la calculada en la etapa anterior, fijar el eje de rotación detectado como punto de referencia y almacenar dicho punto de referencia;

- alinear el arreglo de sensores con respecto al eje de rotación principal y con respecto a la dirección horizontal y/o la dirección vertical moviendo y/o rotando sobre sí mismo el vehículo con base en la detección de al menos una pala y/o la detección del eje de rotación principal por dicho arreglo de sensores; y

- obtener una sucesión de imágenes de al menos una pala y de por lo menos una parte del perfil de dicha pala, mediante la cámara fotográfica, en diferentes puntos de una trayectoria lineal seguida por dicho vehículo desde el punto de referencia.

Alternativamente, en la etapa de detectar el poste del aerogenerador moviendo y/o rotando sobre sí mismo el vehículo aéreo hasta que el arreglo de sensores de distancia detecte dicho poste, la detección del poste se lleva a cabo por medio de, al menos, la primera señal de detección emitida en la dirección horizontal y/o por medio de la segunda señal de detección emitida en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical.

En otras realizaciones alternativas, la etapa de detectar al menos una pala del aerogenerador por la detección del paso de al menos una pala moviendo verticalmente el vehículo aéreo hasta que el arreglo de sensores de distancia detecta el paso de la pala y lo registra comprende la detección de la pala a través de, al menos, la primera señal de detección emitida en la dirección horizontal y/o por medio de la segunda señal de detección emitida en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, registrar el paso de la pala, detener el movimiento del vehículo, y continuar detectando y registrando el paso de cada una del total de las palas del aerogenerador.

En otras realizaciones la etapa de detectar el eje de rotación principal del aerogenerador por la detección de una reducción predefinida de la velocidad angular de las palas en comparación con la calculada, la reducción de la velocidad angular va detectándose mientras el vehículo se encuentra en movimiento.

Alternativamente, la etapa de alinear el arreglo de sensores con respecto al eje de rotación principal y con respecto a la dirección horizontal y/o la dirección vertical moviendo y/o rotando sobre sí mismo dicho vehículo con base en la detección al menos una pala y/o la detección del eje de rotación principal por dicho arreglo de sensores comprende las siguientes sub etapas:

- mover el vehículo una distancia predeterminada desde el punto de referencia hasta obtener lecturas de la velocidad angular de las palas por el arreglo de sensores de distancia; - a partir de la primera señal de detección emitida en la dirección horizontal y/o a partir de al menos la tercera señal de detección emitida en la dirección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano horizontal detectar la distancia a al menos una pala y calcular, por la unidad de procesamiento, una distancia de alineamiento perpendicular medible por la primera señal de detección;

- a partir de la primera señal de detección y/o a partir de la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical, detectar la distancia a la pala y calcular, por la unidad de procesamiento, una distancia de desalineamiento vertical medible por la primera señal de detección con respecto al punto de referencia;

- rotar el vehículo hasta que la distancia medida por la primera señal de detección corresponda con la distancia de alineación perpendicular calculada;

- desplazar lateralmente el vehículo hasta que la distancia de desalineamiento vertical medida por la primera señal de detección sea cero; y

- mover verticalmente el vehículo hasta la posición de referencia.

En otras realizaciones alternativas, la etapa de obtener una sucesión de imágenes de al menos una pala y de por lo menos una parte del perfil de dicha pala, mediante la cámara fotográfica, en diferentes puntos de una trayectoria seguida por dicho vehículo desde el punto de referencia, comprende las siguientes subetapas:

- obtener una sucesión de imágenes ordenadas de al menos una pala, mediante la cámara fotográfica, en diferentes puntos de la trayectoria lineal progresiva seguida por dicho vehículo desde el punto de referencia;

- retornar el vehículo hasta una posición a la misma altura del punto de referencia en la que se mantiene la detección de la velocidad angular de las palas;

- desplazar lateralmente el vehículo una distancia predeterminada y hacerlo rotar sobre sí mismo en el plano horizontal un ángulo predeterminado con respecto al eje de rotación principal y repetir la etapa de obtener una sucesión de imágenes ordenadas de al menos una pala, mediante la cámara fotográfica, en diferentes puntos de una trayectoria lineal progresiva seguida por dicho vehículo desde el punto de referencia;

- retornar el vehículo hasta una posición a aproximadamente la misma altura del punto de referencia en la que se mantiene la detección de la velocidad angular de las palas; y - repetir todas las etapas anteriores hasta que el desplazamiento lateral vehículo y la rotación sobre sí mismo le vuelvan a ubicar frente al punto de referencia.

En realizaciones alternativas el procedimiento comprende además una etapa de transmitir los datos de la velocidad angular, del punto de referencia y la sucesión de imágenes capturadas hacia unos medios de almacenamiento y procesamiento externos.

En otras realizaciones alternativas del procedimiento la estación de control en tierra comprende unos medios de grabación de video dispuestos en frente del aerogenerador configurados para capturar un video de las palas del aerogenerador, una unidad central de procesamiento conectable en comunicación de datos con los medios de grabación de video y configurada para, a partir del video capturado, reconocer al menos una pala del aerogenerador, detectar una posición de guiñada del rotor del aerogenerador y calcular la velocidad angular de las palas con base en dicho reconocimiento de al menos una pala, y generar datos del reconocimiento, de la posición de guiñada del rotor y de la velocidad angular, y una unidad de almacenamiento conectable en comunicación de datos con la unidad central de procesamiento y configurada para almacenar al menos los datos del reconocimiento de la pala y los datos de la velocidad angular.

Alternativamente el procedimiento incluye la etapa de comparar los datos de detección de la pala y la velocidad angular generados por la unidad central de procesamiento de la estación de control en tierra con los datos de velocidad angular y detección de las palas generados por la unidad de procesamiento del vehículo aéreo.

En otras realizaciones alternativas del procedimiento la posición de guiñada del rotor del aerogenerador reconocida por la unidad de procesamiento central de la estación de control de tierra se envía al vehículo aéreo de manera que la unidad de procesamiento del vehículo aéreo incluye dentro de los cálculos de la etapa de detección de al menos una pala.

La invención también contempla la introducción de un medio no transitorio legible por computadora instalado en un vehículo aéreo según descrito hasta ahora, dicho medio que almacena instrucciones que, cuando son procesadas por una unidad de procesamiento prevista en dicho vehículo aéreo, hacen que dicha unidad de procesamiento implemente el método de inspección de aerogeneradores en movimiento descrito según como se ha descrito en líneas anteriores.

En otra realización, la invención divulga un sistema para la inspección de palas de aerogeneradores en movimiento caracterizado por que al menos comprende:

- un vehículo aéreo previsto para disponerse en la proximidad frontal de la base del aerogenerador, donde el vehículo aéreo al menos comprende:

- un sensor de altitud conectado en comunicación de datos con una unidad de procesamiento;

- un arreglo de sensores de distancia conectado en comunicación de datos con la unidad de procesamiento, estando dicho arreglo de sensores configurado para emitir una serie de señales de detección de distancia;

- una cámara fotográfica conectada en comunicación de datos con la unidad de procesamiento y configurada para tomar una serie de imágenes de al menos una pala del aerogenerador;

donde la unidad de procesamiento está configurada para calcular la altitud del vehículo aéreo con base en la detección del sensor de altitud, y configurada para, con base en las detecciones del arreglo de sensores, al menos detectar el poste, detectar al menos una pala, detectar el rotor del aerogenerador, calcular la velocidad angular de las palas del aerogenerador y ejecutar instrucciones de vuelo del vehículo aéreo para la toma de la serie de imágenes por parte de la cámara fotográfica de la pala detectada, y generar datos de todas las detecciones; y

- unos medios de comunicación conectados en comunicación de datos con la unidad de procesamiento y configurados para transmitir los datos generados por la unidad de procesamiento;

- una estación de control en tierra que al menos comprende:

- unos medios de grabación de video dispuestos en frente del aerogenerador, configurados para capturar un video de las palas del aerogenerador;

- una unidad central de procesamiento conectable en comunicación de datos con los medios de grabación de video y configurada para reconocer al menos una pala del aerogenerador a partir del video capturado, detectar una posición de guiñada del rotor del aerogenerador y calcular la velocidad angular de las palas con base en dicho reconocimiento de al menos una pala, y generar datos del reconocimiento de la pala, de la posición de guiñada del rotor y de la velocidad angular;

- unos medios de comunicación en comunicación de datos con la unidad central de procesamiento y configurados para transmitir hacia el vehículo aéreo los datos generados por la unidad central de procesamiento y/o configurados para recibir los datos generados por la unidad de procesamiento del vehículo aéreo

- una unidad de almacenamiento conectable en comunicación de datos con la unidad central de procesamiento y configurada para almacenar al menos los datos del reconocimiento de la pala y los datos de la velocidad angular.

donde la unidad central de procesamiento de la estación de control está adicionalmente configurada para comparar los datos detección de la pala y la velocidad angular generados por la misma con los datos de velocidad angular y de detección de las palas generados por la unidad de procesamiento del vehículo aéreo.

En realizaciones alternativas del sistema el arreglo de sensores está configurado para emitir al menos una primera señal de detección en una dirección horizontal, al menos una segunda señal de detección en una dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y al menos una tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal

En otras realizaciones alternativas del sistema el arreglo de sensores de distancia comprende un primer sensor central configurado para emitir la primera señal de detección en la dirección horizontal, al menos un segundo sensor configurado para emitir la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical, y al menos un tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal.

En realizaciones alternativas del sistema la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentra virada entre 5 y 30 grados, y la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano horizontal se encuentra virada entre 30 y 60 grados.

En otras realizaciones alternativas del sistema el arreglo de sensores de distancia comprende un cuarto sensor, estando el tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección en la dirección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, y estando el cuarto sensor configurado para emitir una cuarta señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, donde el viraje horizontal de dicha cuarta señal de detección es en dirección contraria al de la tercera señal de detección.

En realizaciones alternativas del sistema la tercera y la cuarta señal de detección en las direcciones viradas horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal se encuentran viradas cada una entre 30 y 60 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

En otras realizaciones alternativas del sistema el arreglo de sensores de distancia comprende un quinto sensor, estando el segundo sensor configurado para emitir una señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y estando el quinto sensor configurado para emitir una quinta señal de detección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, donde la dirección virada verticalmente de dicha cuarta quinta de detección es en dirección contraria al de la segundo señal de detección.

En realizaciones alternativas del sistema la segunda señal y la quinta señal de detección en las direcciones viradas verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentran viradas entre 5 y 30 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

La principal ventaja de la invención es que es posible determinar el estado estructural de las palas cuando éstas se encuentran en movimiento en la operación normal del aerogenerador, por lo que en el método de inspección divulgado el o los aerogeneradores inspeccionados pueden continuar funcionando, optimizando las labores de inspección.

Otra ventaja destacable es la posibilidad de emplear un vehículo aéreo no tripulado, tal como un dron, en la inspección de las palas, de manera que los costes asociados a la inspección se reducen considerablemente. Además, el dron puede programarse de acuerdo a una serie de instrucciones de manera que es capaz de ejecutar de forma autónoma el procedimiento de inspección de palas.

Otra ventaja de la invención es que el arreglo de sensores es capaz de detectar el eje de rotación principal o rotor del aerogenerador y, alinearse con respecto del mismo, de manera que vehículo aéreo se puede alinear igualmente con respecto a dicho eje. Estas alineaciones permiten detectar de forma más eficiente las palas y, en consecuencia, tomar apropiadamente las fotografías necesarias para la inspección.

Otra ventaja de la invención es que al preverse la incorporación de una estación de control en tierra capaz de detectar las palas, la velocidad angular de las mismas, y la guiñada del rotor, el vehículo aéreo intercambia datos de la detección con las estación de control de manera que el vehículo aéreo puede ajustar su vuelo para prevenir choques contra las palas del aerogenerador cuando se produce el movimiento de guiñada del rotor, además dicho intercambio de datos permite quedarse con los más fiables para una mejor precisión en la toma de las fotos y la inspección en general.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben considerarse a título ilustrativo y no limitativo, en los que:

- La Fig. 1 es una vista en perspectiva en la que se observa al vehículo para inspección de aerogeneradores en movimiento, dispuesto en frente de un aerogenerador.

- La Fig. 2 es una vista de una realización preferente del arreglo de sensores acoplado en un vehículo aéreo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN

En la siguiente descripción detallada se exponen numerosos detalles específicos en forma de ejemplos para proporcionar un entendimiento minucioso de las enseñanzas relevantes. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la materia que las presentes enseñanzas pueden llevarse a la práctica sin tales detalles.

De acuerdo a como se observa en la figura 1, en una realización, la presente invención proporciona un vehículo aéreo (1) para la inspección de palas (P) de aerogeneradores (2) donde, preferiblemente, dichos aerogeneradores (2) se pueden encontrar en funcionamiento, es decir, las palas (P) se hayan en rotación de manera que, cuando dichas palas (P) son inspeccionadas, el aerogenerador (2) puede seguir captando la energía eólica.

El vehículo aéreo (1) es, en la realización preferida, un vehículo no tripulado, es decir, un vehículo del tipo que puede operarse remotamente desde una estación de control, o un dispositivo móvil, o un mando de control operado por personal cualificado, o el vehículo puede estar previsto de medios de control integrados en el mismo a través de los cuales, siguiendo una serie de instrucciones almacenadas, puede autopilotarse o autoconducirse.

En la realización preferida, el vehículo aéreo (1) es un dron. La elección de un dron como vehículo aéreo (1) reviste una ventaja importante frente al estado de la técnica dada la portabilidad de este tipo de vehículos aéreos, pues son de bajo coste de adquisición y son fácilmente operables y/o programables para llevar a cabo las rutas de vuelo requeridas.

Como se ve en las figuras 1 y 2, un sensor de altitud (3) puede acoplarse o preverse en el vehículo aéreo (1) de forma liberable o permanente, donde este sensor de altitud (3) como su nombre lo indica, está configurado para detectar la altitud a la que se encuentra el vehículo aéreo durante el vuelo (1), donde estos datos de altitud se pueden emplear, como se explicará en líneas posteriores para determinar la posición del rotor o del eje de rotación principal del aerogenerador, determinar la longitud de las palas, así como una trayectoria vertical seguida por el vehículo aéreo (1) durante las labores de inspección de las palas (P). En la realización preferida el sensor de altitud (3) es un sensor barométrico

Un arreglo de sensores de distancia (4) se prevé en el vehículo aéreo (1) y está configurado para emitir al menos una primera señal de detección (S1) en una dirección horizontal, al menos una segunda señal de detección (S2) en una dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección (S1) en un mismo plano vertical, y al menos una tercera señal de detección (S3) virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección (S1) en un mismo plano horizontal.

De acuerdo a como se observa en la figura 1, se han empleado los ejes coordenados X-Y-Z para definir los planos, en donde el plano horizontal es aquél que está definido por los ejes X-Y, donde la dirección horizontal es la dirección del eje X, el plano vertical aquel definido por los ejes X-Z, donde la dirección vertical es la dirección del eje Z, y un plano transversal es el definido por los ejes Y-Z, donde la dirección lateral es la dirección del eje Y.

Como se observa en la figura 2, el arreglo de sensores de distancia (4) comprende al menos un primer sensor central (41), un segundo sensor (42) y un tercer sensor (43), donde dicho primer sensor central (41) está configurado para emitir la primera señal de detección (S1), el segundo sensor (42) está configurado para emitir la segunda señal de detección (S2), y el tercer sensor (43) está configurado para emitir la tercera señal de detección (S3).

En realizaciones preferidas, el arreglo de sensores (4) comprende un cuarto sensor (44) configurado para emitir una cuarta señal de detección (S4) que está virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección (S1) en una dirección de viraje que es contraria a la de la señal de detección (S3) emitida por el tercer sensor (43) en el mismo plano horizontal; y también comprende un quinto sensor (45) configurado para emitir una quinta señal de detección (S5) que está virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección (S1) en una dirección de viraje que es contraria a la de la señal de detección (S2) emitida por el segundo sensor (42) en el mismo plano vertical.

En esta realización, el arreglo de sensores (4) se acopla al vehículo aéreo (1) de tal manera que los sensores (41) (42) (43) (44) (45) y por tanto la señal emitida por los mismos sea tal que la señal de detección (S1) se orienta en la dirección horizontal de forma perpendicular al frontispicio del vehículo aéreo (1), la señal de detección (S2) se orienta hacia arriba, virada en el plano vertical, la señal de detección (S5) se orienta hacia abajo, virada en el plano vertical contraria a la detección de viraje de la señal de detección (S2), la señal de detección (S3) se orienta hacia la derecha, virada en el plano horizontal con respecto al frontispicio del vehículo aéreo (1), y la señal de detección (S4) se orienta hacia la izquierda, virada en el plano horizontal con respecto al frontispicio del vehículo aéreo (1).

La segunda señal de detección (S2) y quinta señal de detección (S5) se encuentran viradas verticalmente con respecto a la primera señal de detección (S1) en el mismo plano vertical entre 5 y 30 grados, mientras que la tercera señal de detección (S3) y la cuarta señal de detección (S4) se encuentran viradas horizontalmente con respecto a la primera señal de detección (S1) en el mismo plano horizontal entre 30 y 60 grados.

Preferiblemente los sensores (41) (42) (43) (44) (45) del arreglo de sensores de distancia (4) son sensores de tipo láser, aunque no debe tenerse esto como limitante, ya que otros tipos de sensores de distancia se encuentran dentro del alcance de la invención, siempre que su frecuencia de detección sea adecuada para llevar a cabo las tareas de detección del estado de las palas del aerogenerador.

A partir del arreglo de sensores de distancia (4), como se describirá en detalle más delante, es posible enviar señales de detección que, con base en la posición del vehículo aéreo, pueden detectar la presencia de diferentes partes del aerogenerador (2) como son, el poste, las palas (P), el rotor o eje de rotación principal, donde estas señales de detección pueden ser tratadas posteriormente para identificar de qué parte del aerogenerador (2) se trata.

Por otro lado, y de acuerdo a lo enseñado en las figuras 1 y 2, una cámara fotográfica (5) se prevé en el vehículo aéreo (1) de manera fija o liberable, de tal manera que, con la cámara fotográfica se puedan capturar diferentes imágenes de las palas (P) para la inspección.

En otras realizaciones de la invención es posible disponer en el vehículo aéreo (1) de una cámara termográfica (no mostrada) para realizar tomas termográficas de las palas (P) que, en conjunto con las imágenes capturadas por la cámara fotográfica (5), permite determinar el estado de dichas palas (P) durante la inspección.

Como se observa en las figuras 1 y 2, la invención comprende una unidad de procesamiento (6) prevista en el vehículo aéreo (1) configurada para, también con base en las señales detección del arreglo de sensores (4) y los datos del sensor de altitud (3), ejecutar una serie de procesamientos, cálculos y generación de datos que se traducen en instrucciones de vuelo para dirigir el vehículo aéreo (1) en la inspección de las palas (P), y para operar la cámara fotográfica (5) en la captura de imágenes de las palas (P).

En la unidad de procesamiento (6), y con el objetivo de que el vehículo aéreo (1) sea autónomo en el vuelo, es decir un vehículo autopilotado, esta capacidad autopilotamiento se basa en una serie de instrucciones almacenadas una unidad de almacenamiento (7) prevista en el vehículo aéreo (1), donde la unidad de almacenamiento (7) se encuentra en comunicación de datos con la unidad de procesamiento (6) pudiendo esta última acceder a las instrucciones y/o almacenar datos basados en las detecciones, procesamientos y cálculos realizados.

Además de lo anterior, el vehículo aéreo (1) comprende unos medios de comunicación (8) que se encuentran conectados en comunicación de datos con la unidad de procesamiento (6) y/o con la unidad de almacenamiento (7), estando estos medios de comunicación configurados para transmitir hacia el exterior, por ejemplo hacia una base de datos externa o una unidad de almacenamiento remoto, los datos generados por la unidad de procesamiento (6) y/o los datos almacenados en la unidad de almacenamiento (7) y/o recibir datos enviados desde una fuente externa al vehículo aéreo (1). Esencialmente, los medios de comunicación (8) permiten el intercambio de datos con el vehículo aéreo (1), lo cual resulta adecuado en la inspección de las palas (P), como se describirá más adelante.

En realizaciones preferidas estos medios de comunicación (8) son del tipo inalámbrico siguiendo el protocolo Wi-Fi, Bluetooth, o cualquier tecnología de radiofrecuencia conocida que permita el intercambio de datos.

Estos medios de comunicación (8) permiten, además, por ejemplo, que el vehículo aéreo reciba instrucciones desde un mando de control en tierra para situaciones de emergencia, aproximaciones al aerogenerador, etc., en las que un operario cualificado pilota el vehículo aéreo (1) por medio de dicho mando de control.

Como se ha dicho en líneas anteriores, a partir de las señales de detección enviadas y captadas por el sensor de altitud (3) y especialmente por las señales enviadas y captadas por el arreglo de sensores de distancia (4) es posible que, la unidad de procesamiento (6) siguiendo las instrucciones previstas en la unidad de almacenamiento (7), se despliegue un procedimiento de inspección de palas (P) de aerogeneradores (2).

Una primera etapa del proceso de inspección de palas consiste en disponer el vehículo aéreo (1), tal como se ha descrito hasta ahora, en la proximidad frontal del aerogenerador (2). El objetivo de esta etapa es que el vehículo aéreo (1) se encuentre en una posición próxima al aerogenerador (2) tal que la pueda detectar las partes del mismo por medio del arreglo de sensores de distancia (4).

El procedimiento continúa con la detección del poste (21) del aerogenerador (2), donde esta detección se lleva a cabo moviendo o rotando sobre sí mismo el vehículo aéreo (1) hasta que el arreglo de sensores de distancia (4) detecte dicho poste (21). En particular para poder detectar el poste (21) la primera señal de detección (S1) emitida por el primer sensor central (41) detecta el poste (21) cuando por la rotación o movimiento del vehículo aéreo (1) capta una señal que, siendo analizada por la unidad de procesamiento (6), se encuentra dentro de un rango predeterminado indicativo de que el objeto detectado es el poste (21). Preferiblemente, en conjunto con la primera señal de detección (S1) se emplea la segunda señal de detección (S2) emitida por el segundo sensor (42) y/o la quinta señal de detección (S5) emitida por el quinto sensor (45), de manera que, además de detectar el poste (21), también se detectado la línea vertical del mismo, por la verticalidad que resulta de la posición virada verticalmente de dichos sensores segundo (42) y quinto (45) con respecto al primer sensor central (41), de manera que hallada esta línea vertical el vehículo aéreo (41) puede ascender paralelo a la misma para desarrollar las etapas posteriores del procedimiento. Al igual que para la primera señal de detección (S1), las señales captadas a partir de la segunda señal de detección (S2) y/o la quinta señal de detección (S5) deben encontrarse dentro de un rango predeterminado para que la unidad de procesamiento (6) determine que se trata del poste (21) y determine su línea vertical.

Con respecto al rango predeterminado al que se hace referencia, esto es una distancia a la que se espera encontrar un objeto por parte del arreglo de sensores. Por ejemplo, en el campo de la técnica es conocido que una distancia de separación es de 20 metros entre el vehículo aéreo (1) y las palas del aerogenerador (2) es una distancia de operación segura para llevar a cabo el procedimiento de inspección, por lo cual, se esperaría que las distancias detectadas por los sensores (41) (42) (43) (44) (45) del arreglo de sensores de distancia (4) se encuentren dentro del rango de 20 metros, un poco más de 20 metros en el caso del poste (21).

Una vez detectado el poste (21), la etapa siguiente en el procedimiento es detectar al menos una pala (P) del aerogenerador (2), lo cual se consigue haciendo que el vehículo aéreo (21) ascienda siguiendo la vertical del poste (21) hasta que el arreglo de sensores de distancia (4), por las señales emitidas, detecta el paso de al menos una pala (P). Esto es que si, por ejemplo, la primera señal de detección (S1) o la segunda señal de detección (S2) reciben detecciones de distancia de 21 metros, porque a esa distancia se halla el poste (21), de repente en el ascenso detectan una señal a 20 metros, el cual es un rango de distancia en el que se esperaría encontrar las palas (P). Esta nueva señal de distancia detectada es registrada por la unidad de procesamiento (6) la cual determina la presencia de la pala (P) detectada.

Dentro del procedimiento para la detección de las palas (P) esta se realiza mediante la primera señal de detección (S1) emitida por el primer sensor central (41) y/o por medio de la segunda señal de detección (S2) emitida por el segundo sensor (42), donde cuando se registrar el paso de al menos una pala (P), la unidad de procesamiento (6) genera la detención del movimiento vertical ascendente del vehículo aéreo (1), y se continua detectando y registrando el paso de cada una del total de las palas (P) del aerogenerador. Dado que los aerogeneradores por lo general tienen tres palas, el vehículo aéreo (1) permanece detenido hasta que las tres palas son detectadas.

Habiendo detectado al menos una pala (P), preferiblemente las tres palas, a continuación, se procede a calcular la velocidad angular de las palas (P). Esta detección se puede realizar con el vehículo aéreo (1) detenido o en movimiento, registrando el tiempo que transcurre entre la o las detecciones de las palas. Esta cálculo de la velocidad angular es llevado a cabo por la unidad de procesamiento (6) y se puede medir calcular continuamente mientras el vehículo aéreo se va moviendo verticalmente.

Con al menos una pala (P) detectada y velocidad angular calculada, la siguiente etapa del procedimiento consiste en detectar el rotor o el eje de rotación principal (22) para lo cual, y dado que la velocidad angular se puede medir de continuo, a medida que el vehículo aéreo (1) asciende, el arreglo de sensores de distancia (4) por las señales de detección emitidas, capta un descenso súbito en la velocidad angular, lo cual es indicativo de que se halla cerca del eje de rotación principal (22). Cuando la velocidad angular calculada es cero o muy próxima a este valor, la unidad de procesamiento (6) determina que se ha hallado el eje de rotación principal (22) y fija este punto de detección como un punto de referencia y lo almacena en la unidad de almacenamiento (7). Este punto de referencia se encuentra a una altura detectada por el sensor de altitud (3), la cual también es determinada por la unidad de procesamiento (6) y almacenada en los medios de almacenamiento (7).

Una vez se ha hallado el eje de rotación (22), se procede a alinear el vehículo aéreo (1) con respecto al plano de rotación de las palas, o lo que es mejor, se alinea el arreglo de sensores de distancia (4) con respecto al eje de rotación principal (22) y con respecto a la dirección horizontal y/o la dirección vertical de manera que las distancias detectadas por el arreglo de sensores se encuentren dentro de un rango predeterminado.

Para poder alinear el arreglo de sensores de distancia (4) en primer lugar se mueve el vehículo aéreo (1) una distancia predeterminada desde el punto de referencia hasta obtener lecturas de la velocidad angular de las palas por el arreglo de sensores de distancia (4). Preferiblemente el vehículo se mueve verticalmente en ascenso hasta que la segunda señal de detección (S2) y/o la primera señal de detección (S1) detecten el paso de al menos una pala, en este punto el vehículo se puede detener. A continuación, a partir de la primera señal de detección (S1) y/o a partir de al menos la tercera señal de detección (S3) emitida en la dirección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección (S1) se detecta la distancia a la pala y se calcula, por la unidad de procesamiento (6), una distancia de alineamiento perpendicular medible por la primera señal de detección (S1). Luego, a partir de la primera señal de detección (S1) y/o a partir de la segunda señal de detección (S2) se detecta la distancia a la pala y se calcula, por la unidad de procesamiento (6), una distancia de desalineamiento vertical medible por la primera señal de detección (S1) con respecto al punto de referencia. A continuación, y con base en la distancia de alineación perpendicular calculada, se procede a rotar el vehículo aéreo hasta que la distancia medida por la primera señal de detección (S1) se corresponda con la distancia de alineación perpendicular calculada. Una vez hecho esto, se desplaza lateralmente el vehículo hasta que la distancia de desalineamiento vertical medida por la primera señal de detección (S1) sea cero; y con el arreglo de sensores de distancia (4) alineado, se mueve verticalmente el vehículo aéreo hasta la posición de referencia.

La alineación del vehículo aéreo (1) resulta adecuada para la etapa a continuación en la que, con la cámara fotográfica (5) se toman una sucesión de imágenes de al menos una pala y de por lo menos la parte frontal de la pala. Para poder realizar esta toma de fotos, desde el punto de referencia, el vehículo aéreo se desplaza verticalmente tomando fotos en diferentes puntos, preferiblemente en tres puntos que se solapan convenientemente, donde el desplazamiento vertical es controlado por la detección mediante el arreglo de sensores de distancia (4) que, por ejemplo, cuando la señal detectada por la primera señal de detección (S1) se sale del rango predeterminado y la quinta señal de detección (S5) se encuentra dentro del rango predeterminado es un indicativo de que se ha alcanzado el extremo de la pala, por lo que la unidad de procesamiento (6) comanda al vehículo para que regrese al punto de referencia.

Dado que se han podido detectar las tres palas, preferiblemente en este movimiento se toman tres fotos en cada punto de la trayectoria de cada una de las tres palas.

Una vez el vehículo aéreo ha retornado al punto de referencia, se procede a obtener más fotografías de otras partes del perfil de la pala desplazando lateralmente el vehículo aéreo (1) una distancia predeterminada y haciéndolo rotar sobre sí mismo en el plano horizontal un ángulo predeterminado con respecto al eje de rotación principal (22) y repitiendo el ascenso vertical en el que se toman tres fotos de las tres palas en diferentes puntos. Cada vez que se ha llegado al extremo de la pala, se retorna el vehículo aéreo (1) hasta cerca del punto de referencia en donde se mantiene la detección de la velocidad angular de las palas; y se repite todo lo anterior hasta que el desplazamiento lateral vehículo aéreo (1) y la rotación sobre sí mismo le vuelvan a ubicar frente al punto de referencia. Esto quiere decir que el vehículo aéreo rota completamente alrededor del aerogenerador para también tomar fotos de la parte posterior del perfil de la pala.

Las imágenes tomadas, así como los datos de detección de las palas, de la velocidad angular, del punto de referencia son transmitidos hacia unos medios de almacenamiento y procesamiento externos, y/o hacia una estación de control en tierra, y/o hacia una base de datos.

En particular, la invención puede incorporar una estación de control en tierra (9) en la que están previstos unos medios de grabación de video dispuestos en frente del aerogenerador (2) configurados para capturar un video de las palas (P) del aerogenerador (2), una unidad central de procesamiento conectable en comunicación de datos con los medios de grabación de video y configurada para, a partir del video capturado, reconocer al menos una pala (P) del aerogenerador, detectar una posición de guiñada del rotor del aerogenerador y calcular la velocidad angular de las palas con base en dicho reconocimiento de al menos una pala (P), y generar datos del reconocimiento, de la posición de guiñada del rotor y de la velocidad angular, y una unidad de almacenamiento conectable en comunicación de datos con la unidad central de procesamiento y configurada para almacenar al menos los datos del reconocimiento de la pala y los datos de la velocidad angular.

Dado que la estación de control en tierra (9) genera sus propios datos de detección de las palas, la velocidad angular de las mismas y la posición de guiñada del rotor, es posible comparar los datos de detección de la pala y la velocidad angular con los datos de velocidad angular y detección de las palas generados por la unidad de procesamiento (6) del vehículo aéreo (1). Esto es para mejorar la precisión en cuanto a la ubicación de dicho vehículo para la toma de las fotos. Por lo tanto, si al comparar los datos, los de la estación de control en tierra (9) pueden ser más fiables, y en caso de una discrepancia significativa, se toman los datos de dicha estación de control en tierra (9)

Además, la posición de guiñada del rotor del aerogenerador reconocida por la unidad de procesamiento central de la estación de control de tierra se puede enviar al vehículo aéreo (1) de manera que la unidad de procesamiento (6) del vehículo aéreo la incluye dentro de los cálculos de la etapa de detección de las palas para evitar colisiones con éstas.

A continuación, se enumeran posibles realizaciones del vehículo aéreo para la inspección de palas de aerogeneradores en movimiento:

1. Vehículo aéreo para la inspección de palas de aerogeneradores en movimiento caracterizado por que al menos comprende:

- un sensor de altitud;

- un arreglo de sensores de distancia configurado para emitir al menos una primera señal de detección en una dirección horizontal, al menos una segunda señal de detección en una dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y al menos una tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal;

- una cámara fotográfica, y

- una unidad de procesamiento configurada para ejecutar una captura de imágenes con la cámara fotográfica, recibir datos del sensor de altitud y del arreglo de sensores de distancia, realizar cálculos, generar datos a partir de tales cálculos y ejecutar instrucciones de vuelo.

2. Vehículo aéreo según la realización anterior donde el arreglo de sensores de distancia comprende un primer sensor central configurado para emitir la primera señal de detección en la dirección horizontal, al menos un segundo sensor configurado para emitir la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical, y al menos un tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal.

3. Vehículo aéreo según cualquiera de las realizaciones anteriores donde la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentra virada entre 5 y 30 grados, y la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano horizontal se encuentra virada entre 30 y 60 grados.

4. Vehículo aéreo según las realizaciones 2 o 3, donde el arreglo de sensores de distancia comprende un cuarto sensor, estando el tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección en la dirección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, y estando el cuarto sensor configurado para emitir una cuarta señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, donde el viraje horizontal de dicha cuarta señal de detección es en dirección contraria al de la tercera señal de detección.

5. Vehículo aéreo según realización 4, donde la tercera y la cuarta señal de detección en las direcciones viradas horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal se encuentran viradas cada una entre 30 y 60 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

6. Vehículo aéreo según la realización anterior donde el arreglo de sensores de distancia comprende un quinto sensor, estando el segundo sensor configurado para emitir una señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y estando el quinto sensor configurado para emitir una quinta señal de detección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, donde la dirección virada verticalmente de dicha cuarta quinta de detección es en dirección contraria al de la segundo señal de detección.

7. Vehículo aéreo según la realización 6, donde la segunda señal y la quinta señal de detección en las direcciones viradas verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentran viradas entre 5 y 30 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

8. Vehículo aéreo según cualquiera de las realizaciones anteriores donde el sensor de altitud es un sensor barométrico.

9. Vehículo aéreo según cualquiera de las realizaciones 2 a 7 donde los sensores del arreglo de sensores de distancia son sensores de tipo láser.

10. Vehículo aéreo según cualquier de las realizaciones anteriores donde la unidad de procesamiento es una placa Arduino.

11. Vehículo aéreo según cualquiera de las realizaciones anteriores donde el vehículo aéreo es un vehículo aéreo no tripulado.

12. Vehículo aéreo según cualquiera de las realizaciones anteriores que comprende una unidad de almacenamiento configurada para almacenar los datos generados por la unidad de procesamiento.

13. Vehículo aéreo según cualquiera de las realizaciones anteriores que comprende unos medios de comunicación configurado para transmitir los datos generados por la unidad de procesamiento a una estación de control en tierra y/o a una base de datos externa.

A continuación, se enumeran posibles realizaciones del procedimiento de inspección de palas de aerogeneradores en movimiento:

14. Procedimiento de inspección de palas de aerogeneradores en movimiento caracterizado por que comprende las etapas:

- disponer frontalmente un vehículo aéreo para la inspección de palas de aerogeneradores en movimiento según descrito en las reivindicaciones 1 a 13 en la proximidad frontal de la base del aerogenerador a inspeccionar;

- detectar el poste del aerogenerador moviendo y/o rotando sobre sí mismo el vehículo aéreo hasta que el arreglo de sensores de distancia detecte dicho poste; - detectar al menos una pala del aerogenerador por la detección del paso de dicha pala moviendo verticalmente el vehículo aéreo hasta que el arreglo de sensores detecta el paso de la pala y lo registra;

15. Procedimiento según realización 14 donde, en la etapa de detectar el poste del aerogenerador moviendo y/o rotando sobre sí mismo el vehículo aéreo hasta que el arreglo de sensores de distancia detecte dicho poste, la detección del poste se lleva a cabo por medio de, al menos, la primera señal de detección emitida en la dirección horizontal y/o por medio de la segunda señal de detección emitida en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical.

16. Procedimiento según cualquiera de las realizaciones 14 o 15 donde la etapa de detectar al menos una pala del aerogenerador por la detección del paso de al menos una pala moviendo verticalmente el vehículo aéreo hasta que el arreglo de sensores de distancia detecta el paso de la pala y lo registra comprende la detección de la pala a través de, al menos, la primera señal de detección emitida en la dirección horizontal y/o por medio de la segunda señal de detección emitida en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, registrar el paso de la pala, detener el movimiento del vehículo, y continuar detectando y registrando el paso de cada una del total de las palas del aerogenerador.

17. Procedimiento según cualquiera de las realizaciones 14 a 16 donde, la etapa de detectar el eje de rotación principal del aerogenerador por la detección de una reducción predefinida de la velocidad angular de las palas en comparación con la calculada, la reducción de la velocidad angular va detectándose mientras el vehículo se encuentra en movimiento.

18. Procedimiento según cualquiera de las realizaciones 14 a 17 donde la etapa de alinear el arreglo de sensores con respecto al eje de rotación principal y con respecto a la dirección horizontal y/o la dirección vertical moviendo y/o rotando sobre sí mismo dicho vehículo con base en la detección al menos una pala y/o la detección del eje de rotación principal por dicho arreglo de sensores comprende las siguientes sub etapas:

- mover el vehículo una distancia predeterminada desde el punto de referencia hasta obtener lecturas de la velocidad angular de las palas por el arreglo de sensores de distancia;

- a partir de la primera señal de detección emitida en la dirección horizontal y/o a partir de al menos la tercera señal de detección emitida en la dirección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano horizontal detectar la distancia a al menos una pala y calcular, por la unidad de procesamiento, una distancia de alineamiento perpendicular medible por la primera señal de detección;

- rotar el vehículo hasta que la distancia medida por la primera señal de detección corresponda con la distancia de alineación perpendicular calculada; - desplazar lateralmente el vehículo hasta que la distancia de desalineamiento vertical medida por la primera señal de detección sea cero; y - mover verticalmente el vehículo hasta la posición de referencia.

19. Procedimiento según cualquiera de las realizaciones 14 a 18 donde la etapa de obtener una sucesión de imágenes de al menos una pala y de por lo menos una parte del perfil de dicha pala, mediante la cámara fotográfica, en diferentes puntos de una trayectoria seguida por dicho vehículo desde el punto de referencia, comprende las siguientes subetapas:

- retornar el vehículo hasta una posición a aproximadamente la misma altura del punto de referencia en la que se mantiene la detección de la velocidad angular de las palas; y

- repetir todas las etapas anteriores hasta que el desplazamiento lateral vehículo y la rotación sobre sí mismo le vuelvan a ubicar frente al punto de referencia.

20. Procedimiento según cualquiera de las realizaciones anteriores que comprende además una etapa de transmitir los datos de detección de la pala, de la velocidad angular, del punto de referencia y la sucesión de imágenes capturadas hacia unos medios de almacenamiento y procesamiento externos, y/o hacia la estación de control en tierra, y/o hacia la base de datos.

21. Procedimiento según realización 20 donde la estación de control en tierra comprende unos medios de grabación de video dispuestos en frente del aerogenerador configurados para capturar un video de las palas del aerogenerador, una unidad central de procesamiento conectable en comunicación de datos con los medios de grabación de video y configurada para, a partir del video capturado, reconocer al menos una pala del aerogenerador, detectar una posición de guiñada del rotor del aerogenerador y calcular la velocidad angular de las palas con base en dicho reconocimiento de al menos una pala, y generar datos del reconocimiento, de la posición de guiñada del rotor y de la velocidad angular, y una unidad de almacenamiento conectable en comunicación de datos con la unidad central de procesamiento y configurada para almacenar al menos los datos del reconocimiento de la pala y los datos de la velocidad angular.

22. Procedimiento según realización 21 que incluye la etapa de comparar los datos de detección de la pala y la velocidad angular generados por la unidad central de procesamiento de la estación de control en tierra con los datos de velocidad angular y detección de las palas generados por la unidad de procesamiento del vehículo aéreo.

23. Procedimiento según realizaciones 21 o 22 donde la posición de guiñada del rotor del aerogenerador reconocida por la unidad de procesamiento central de la estación de control de tierra se envía al vehículo aéreo de manera que la unidad de procesamiento del vehículo aéreo incluye dentro de los cálculos de la etapa de detección de al menos una pala.

A continuación, se enumeran posibles realizaciones del medio no transitorio legible por computadora instalado en un vehículo aéreo:

24. Medio no transitorio legible por computadora instalado en un vehículo aéreo según descrito en cualquiera de las realizaciones de la 1 a la 13, dicho medio caracterizado por que almacena instrucciones que, cuando son procesadas por una unidad de procesamiento prevista en dicho vehículo aéreo, hacen que dicha unidad de procesamiento implemente el método de inspección de aerogeneradores en movimiento descrito según cualquiera de las realizaciones de la 14 a la 23.

A continuación, se enumeran posibles realizaciones del sistema para la inspección de palas de aerogeneradores en movimiento:

25. Sistema para la inspección de palas de aerogeneradores en movimiento caracterizado por que al menos comprende:

- una estación de control en tierra que al menos comprende:

26. Sistema según realización anterior donde el arreglo de sensores está configurado para emitir al menos una primera señal de detección en una dirección horizontal, al menos una segunda señal de detección en una dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y al menos una tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal

27. Sistema según realización 26 donde el arreglo de sensores de distancia comprende un primer sensor central configurado para emitir la primera señal de detección en la dirección horizontal, al menos un segundo sensor configurado para emitir la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical, y al menos un tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal.

28. Sistema según cualquiera de las realizaciones 26 o 27 donde la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentra virada entre 5 y 30 grados, y la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano horizontal se encuentra virada entre 30 y 60 grados.

29. Sistema según las realizaciones 27 o 28, donde el arreglo de sensores de distancia comprende un cuarto sensor, estando el tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección en la dirección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, y estando el cuarto sensor configurado para emitir una cuarta señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, donde el viraje horizontal de dicha cuarta señal de detección es en dirección contraria al de la tercera señal de detección.

30. Sistema según realización 29, donde la tercera y la cuarta señal de detección en las direcciones viradas horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal se encuentran viradas cada una entre 30 y 60 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

31. Sistema según la realización anterior donde el arreglo de sensores de distancia comprende un quinto sensor, estando el segundo sensor configurado para emitir una señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y estando el quinto sensor configurado para emitir una quinta señal de detección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, donde la dirección virada verticalmente de dicha cuarta quinta de detección es en dirección contraria al de la segundo señal de detección.

32. Sistema según la realización 31, donde la segunda señal y la quinta señal de detección en las direcciones viradas verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentran viradas entre 5 y 30 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

33. Sistema según cualquiera de las realizaciones 25 a 32 donde el sensor de altitud es un sensor barométrico.

34. Sistema según cualquiera de las realizaciones 27 a 32 donde los sensores del arreglo de sensores de distancia son sensores de tipo láser.

35. Sistema según cualquiera de las realizaciones 25 a 34 donde la unidad de procesamiento es una placa Arduino.

36. Sistema según cualquiera de las realizaciones 25 a 35 donde el vehículo aéreo es un vehículo aéreo no tripulado.

Claims

REIVINDICACIONES

- un sensor de altitud;

- una cámara fotográfica, y

2. Vehículo aéreo según la reivindicación anterior donde el arreglo de sensores de distancia comprende un primer sensor central configurado para emitir la primera señal de detección en la dirección horizontal, al menos un segundo sensor configurado para emitir la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical, y al menos un tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal.

3. Vehículo aéreo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentra virada entre 5 y 30 grados, y la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano horizontal se encuentra virada entre 30 y 60 grados.

4. Vehículo aéreo según las reivindicaciones 2 o 3, donde el arreglo de sensores de distancia comprende un cuarto sensor, estando el tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección en la dirección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, y estando el cuarto sensor configurado para emitir una cuarta señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, donde el viraje horizontal de dicha cuarta señal de detección es en dirección contraria al de la tercera señal de detección.

5. Vehículo aéreo según reivindicación 4, donde la tercera y la cuarta señal de detección en las direcciones viradas horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal se encuentran viradas cada una entre 30 y 60 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

6. Vehículo aéreo según la reivindicación anterior donde el arreglo de sensores de distancia comprende un quinto sensor, estando el segundo sensor configurado para emitir una señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y estando el quinto sensor configurado para emitir una quinta señal de detección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, donde la dirección virada verticalmente de dicha cuarta quinta de detección es en dirección contraria al de la segundo señal de detección.

7. Vehículo aéreo según la reivindicación 6, donde la segunda señal y la quinta señal de detección en las direcciones viradas verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentran viradas entre 5 y 30 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

8. Vehículo aéreo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el sensor de altitud es un sensor barométrico.

9. Vehículo aéreo según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7 donde los sensores del arreglo de sensores de distancia son sensores de tipo láser.

10. Vehículo aéreo según cualquier de las reivindicaciones anteriores donde la unidad de procesamiento es una placa Arduino.

11. Vehículo aéreo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el vehículo aéreo es un vehículo aéreo no tripulado.

12. Vehículo aéreo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende una unidad de almacenamiento configurada para almacenar los datos generados por la unidad de procesamiento.

13. Vehículo aéreo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende unos medios de comunicación configurado para transmitir los datos generados por la unidad de procesamiento a una estación de control en tierra y/o a una base de datos externa.

15. Procedimiento según reivindicación 14 donde, en la etapa de detectar el poste del aerogenerador moviendo y/o rotando sobre sí mismo el vehículo aéreo hasta que el arreglo de sensores de distancia detecte dicho poste, la detección del poste se lleva a cabo por medio de, al menos, la primera señal de detección emitida en la dirección horizontal y/o por medio de la segunda señal de detección emitida en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 o 15 donde la etapa de detectar al menos una pala del aerogenerador por la detección del paso de al menos una pala moviendo verticalmente el vehículo aéreo hasta que el arreglo de sensores de distancia detecta el paso de la pala y lo registra comprende la detección de la pala a través de, al menos, la primera señal de detección emitida en la dirección horizontal y/o por medio de la segunda señal de detección emitida en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, registrar el paso de la pala, detener el movimiento del vehículo, y continuar detectando y registrando el paso de cada una del total de las palas del aerogenerador.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16 donde, la etapa de detectar el eje de rotación principal del aerogenerador por la detección de una reducción predefinida de la velocidad angular de las palas en comparación con la calculada, la reducción de la velocidad angular va detectándose mientras el vehículo se encuentra en movimiento.

18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17 donde la etapa de alinear el arreglo de sensores con respecto al eje de rotación principal y con respecto a la dirección horizontal y/o la dirección vertical moviendo y/o rotando sobre sí mismo dicho vehículo con base en la detección al menos una pala y/o la detección del eje de rotación principal por dicho arreglo de sensores comprende las siguientes sub etapas:

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18 donde la etapa de obtener una sucesión de imágenes de al menos una pala y de por lo menos una parte del perfil de dicha pala, mediante la cámara fotográfica, en diferentes puntos de una trayectoria seguida por dicho vehículo desde el punto de referencia, comprende las siguientes subetapas:

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además una etapa de transmitir los datos de detección de la pala, de la velocidad angular, del punto de referencia y la sucesión de imágenes capturadas hacia unos medios de almacenamiento y procesamiento externos, y/o hacia la estación de control en tierra, y/o hacia la base de datos.

21. Procedimiento según reivindicación 20 donde la estación de control en tierra comprende unos medios de grabación de video dispuestos en frente del aerogenerador configurados para capturar un video de las palas del aerogenerador, una unidad central de procesamiento conectable en comunicación de datos con los medios de grabación de video y configurada para, a partir del video capturado, reconocer al menos una pala del aerogenerador, detectar una posición de guiñada del rotor del aerogenerador y calcular la velocidad angular de las palas con base en dicho reconocimiento de al menos una pala, y generar datos del reconocimiento, de la posición de guiñada del rotor y de la velocidad angular, y una unidad de almacenamiento conectable en comunicación de datos con la unidad central de procesamiento y configurada para almacenar al menos los datos del reconocimiento de la pala y los datos de la velocidad angular.

22. Procedimiento según reivindicación 21 que incluye la etapa de comparar los datos de detección de la pala y la velocidad angular generados por la unidad central de procesamiento de la estación de control en tierra con los datos de velocidad angular y detección de las palas generados por la unidad de procesamiento del vehículo aéreo.

23. Procedimiento según reivindicaciones 21 o 22 donde la posición de guiñada del rotor del aerogenerador reconocida por la unidad de procesamiento central de la estación de control de tierra se envía al vehículo aéreo de manera que la unidad de procesamiento del vehículo aéreo incluye dentro de los cálculos de la etapa de detección de al menos una pala.

24. Medio no transitorio legible por computadora instalado en un vehículo aéreo según descrito en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 13, dicho medio caracterizado por que almacena instrucciones que, cuando son procesadas por una unidad de procesamiento prevista en dicho vehículo aéreo, hacen que dicha unidad de procesamiento implemente el método de inspección de aerogeneradores en movimiento descrito según cualquiera de las reivindicaciones de la 14 a la 23.

- una estación de control en tierra que al menos comprende:

26. Sistema según reivindicación anterior donde el arreglo de sensores está configurado para emitir al menos una primera señal de detección en una dirección horizontal, al menos una segunda señal de detección en una dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y al menos una tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal

27. Sistema según reivindicación 26 donde el arreglo de sensores de distancia comprende un primer sensor central configurado para emitir la primera señal de detección en la dirección horizontal, al menos un segundo sensor configurado para emitir la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical, y al menos un tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal.

28. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 26 o 27 donde la segunda señal de detección en la dirección virada verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentra virada entre 5 y 30 grados, y la tercera señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en el mismo plano horizontal se encuentra virada entre 30 y 60 grados.

29. Sistema según las reivindicaciones 27 o 28, donde el arreglo de sensores de distancia comprende un cuarto sensor, estando el tercer sensor configurado para emitir la tercera señal de detección en la dirección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, y estando el cuarto sensor configurado para emitir una cuarta señal de detección virada horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal, donde el viraje horizontal de dicha cuarta señal de detección es en dirección contraria al de la tercera señal de detección.

30. Sistema según reivindicación 29, donde la tercera y la cuarta señal de detección en las direcciones viradas horizontalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano horizontal se encuentran viradas cada una entre 30 y 60 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

31. Sistema según la reivindicación anterior donde el arreglo de sensores de distancia comprende un quinto sensor, estando el segundo sensor configurado para emitir una señal de detección en la dirección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, y estando el quinto sensor configurado para emitir una quinta señal de detección virada verticalmente con respecto a la primera señal de detección en un mismo plano vertical, donde la dirección virada verticalmente de dicha cuarta quinta de detección es en dirección contraria al de la segundo señal de detección.

32. Sistema según la reivindicación 31, donde la segunda señal y la quinta señal de detección en las direcciones viradas verticalmente respecto a la primera señal de detección en el mismo plano vertical se encuentran viradas entre 5 y 30 grados con respecto a dicha primera señal de detección.

33. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 32 donde el sensor de altitud es un sensor barométrico.

34. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 27 a 32 donde los sensores del arreglo de sensores de distancia son sensores de tipo láser.

35. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 34 donde la unidad de procesamiento es una placa Arduino.