一种风机叶片激光清洗方法及装置

技术领域

本发明涉及激光清洗领域，具体涉及一种风机叶片激光清洗方法及装置。

背景技术

随着风能等清洁能源重视程度越来越高，电力领域风电设备投入应用的数量也越来越多，使用越来越广泛。但是随着风电设备的长期使用，叶片长期在户外运转很容易有灰尘风沙等附着在上面，这样会增加叶片的重力，影响叶片的转动，加速风电设备的老化缩短使用寿命。对此，定期对叶片进行清理显得非常有必要，而目前清理风机叶片的方法主要是人工进行清理，，由于风机叶片体积大，所以清理人员的劳动量也很大，工作内容属于高空作业，对工作人员的技术要求高且有一定的风险性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种风机叶片激光清洗方法及装置，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种风机叶片激光清洗方法，包括如下步骤：

S01、记录风机叶片上基点单元的基点坐标数据，以及记录风机叶片上爬壁式激光清洗机器人的机器人坐标数据；

S02、将基点坐标数据转化为原点数据，以确定机器人实时工作点相对坐标数据；

S03、确定清洗参数，机器人开始清洗工作；

S04、判断该点清洗是否完成，若为是，则进入S05，若为否，则返回S03；

S05、判断该点是否为最后一个清洗点，若为是，则进入S10，若为否，则进入S06；

S06、确定下一个清洗点坐标数据；

S07、根据机器人当前坐标数据和下一个清洗点坐标数据计算机器人运动方位及距离；

S08、机器人前往下一个指定清洗点；

S09、判断机器人是否到达下一个指定清洗点，若为是，则返回S03，若为否，则返回S07；

S10、结束清洗任务。

本发明的有益效果是：采用本发明所述方法对风机叶片进行清洗可以避免工作人员高空作业，降低工作风险性，降低人工成本，有效解决风机叶片清洗作业困难的问题，此外，还可以减少人工清洗使用的清洗液对环境所带来的影响。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，机器人实时工作点相对坐标数据确定方法如下：将机器人坐标数据与基点坐标数据作差即可。

进一步，S03中，确定清洗参数的方法如下：由机器人上的光学成像模块获取风机叶片该清洗点的图像数据；根据该清洗点的图像数据确定清洗参数，机器人则依据该清洗参数执行一次清洗任务。

采用上述进一步的有益效果为：通过获取清洗点的图像数据，以此确定清洗参数，可以提升清洗精度。

进一步，S04中，判断该点清洗是否完成的方法如下：通过光学成像模块获取风机叶片该清洗点清洗后的图像数据，并根据清洗后的图像数据判断该点是否清洗完成。

采用上述进一步的有益效果为：通过再次获取清洗点清洗后的图像数据，以判断清洗是否完成，可以确保清洗质量。

进一步，基点单元置于风机叶片顶端。

采用上述进一步的有益效果为：基点单元置于风机叶片顶端方便操作和坐标系的建立。

基于上述技术方案，本发明还提供一种风机叶片激光清洗装置，包括：爬壁式激光清洗机器人、基点单元和地面控制模块，地面控制模块与基点单元无线连接，基点单元与爬壁式激光清洗机器人无线连接，基点单元具备基点陀螺仪模块，爬壁式激光清洗机器人上具备陀螺仪模块。

采用上述进一步的有益效果为：借助机器完成风机叶片的清洗工作，可以避免工作人员高空作业，降低工作风险性，降低人工成本，有效解决风机叶片清洗作业困难的问题，此外，还可以减少人工清洗使用的清洗液对环境所带来的影响。

进一步，爬壁式激光清洗机器人上具备光学成像模块。

采用上述进一步的有益效果为：通过光学成像模块获取清洗点的图像数据，以此确定清洗参数，可以提升清洗精度，此外，通过光学成像模块再次获取清洗点清洗后的图像数据，以判断清洗是否完成，可以确保清洗质量。

进一步，爬壁式激光清洗机器人包括：陀螺仪模块、光学成像模块、爬壁机器人、信号控制模块、激光清洗模块和激光聚焦模块，陀螺仪模块、光学成像模块、信号控制模块、激光清洗模块均与爬壁机器人相固定，激光清洗模块的出光口与激光聚焦模块的入光口相连，爬壁机器人、激光清洗模块、光学成像模块和陀螺仪模块分别与信号控制模块电连接。

采用上述进一步的有益效果为：可以满足激光清洗所需功能需求。

进一步，激光清洗模块具有二维振镜，二维振镜的出光口对着激光聚焦模块的入光口。

采用上述进一步的有益效果为：二维振镜使激光能够实现面状清洗，从而增加激光清洗效率，二维振镜的出光口对着激光聚焦模块的入光口，激光聚焦模块对二维振镜所输出的激光聚焦，使得所输出的二维激光各点的焦距一致，以保证各点的清洗效果相同。

进一步，基点单元包括：基点陀螺仪模块、基点信号处理模块、基点无线模块和电源模块，基点陀螺仪模块、基点无线模块和电源模块分别与基点信号处理模块电连接，基点信号处理模块与信号控制模块无线连接。

进一步，地面控制模块包括：显示模块、地面信号控制模块和地面无线模块，显示模块和地面无线模块分别与地面控制模块电连接，地面无线模块与基点无线模块无线连接。

附图说明

图1为本发明所述风机叶片激光清洗方法的流程图；

图2为本发明所述风机叶片激光清洗装置的结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、爬壁式激光清洗机器人，110、陀螺仪模块，120、光学成像模块，130、爬壁机器人，140、信号控制模块，150、激光清洗模块，160、激光聚焦模块，2、基点单元，210、基点陀螺仪模块，220、基点信号处理模块，230、基点无线模块，240、电源模块，3、地面控制模块，310、显示模块，320、地面信号控制模块，330、地面无线模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1所示，一种风机叶片激光清洗方法，包括如下步骤：

S01、记录风机叶片上基点单元2的基点坐标数据，以及记录风机叶片上爬壁式激光清洗机器人1的机器人坐标数据；

S02、将基点坐标数据转化为原点数据，以确定机器人实时工作点相对坐标数据；

S03、确定清洗参数，机器人开始清洗工作；

S04、判断该点清洗是否完成，若为是，则进入S05，若为否，则返回S03；

S05、判断该点是否为最后一个清洗点，若为是，则进入S10，若为否，则进入S06；

S06、确定下一个清洗点坐标数据；

S07、根据机器人当前坐标数据和下一个清洗点坐标数据计算机器人运动方位及距离；

S08、机器人前往下一个指定清洗点；

S09、判断机器人是否到达下一个指定清洗点，若为是，则返回S03，若为否，则返回S07；

S10、结束清洗任务。

实施例2

如图1所示，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

机器人实时工作点相对坐标数据确定方法如下：

将基点坐标数据转化为原点数据P

实施例3

如图1所示，本实施例为在实施例1或2的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

S03中，确定清洗参数的方法如下：由机器人上的光学成像模块120获取风机叶片该清洗点的图像数据；根据该清洗点的图像数据确定清洗参数，机器人则依据该清洗参数执行一次清洗任务。

更进一步的：S04中，判断该点清洗是否完成的方法如下：通过光学成像模块120获取风机叶片该清洗点清洗后的图像数据，并根据清洗后的图像数据判断该点是否清洗完成。

实施例4

如图1所示，本实施例为在实施例1或2或3的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

基点单元2置于风机叶片顶端，基点单元2置于风机叶片顶端方便操作和坐标系的建立。

实施例5

如图2所示，一种风机叶片激光清洗装置，包括：爬壁式激光清洗机器人1、基点单元2和地面控制模块3；地面控制模块3与基点单元2无线连接，基点单元2与爬壁式激光清洗机器人1无线连接，基点单元2具备基点陀螺仪模块210，基点单元2上的基点陀螺仪模块210记录基点坐标数据，爬壁式激光清洗机器人1上具备陀螺仪模块110，爬壁式激光清洗机器人1上的陀螺仪模块110记录机器人坐标数据；

基点单元2将基点坐标数据发送给爬壁式激光清洗机器人1，爬壁式激光清洗机器人1则根据基点坐标数据、机器人坐标数据计算运动方位及距离，再依据运动方位及距离信息爬行至指定位置，以待开展激光清洗任务；

此外，爬壁式激光清洗机器人1将机器人坐标数据发送给基点单元2，然后由基点单元2将基点坐标数据、机器人坐标数据发送给地面控制模块3，同时，地面控制模块3根据所接收的基点坐标数据、机器人坐标数据经基点单元2向爬壁式激光清洗机器人1发送指令信息。

实施例6

如图2所示，本实施例为在实施例5的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

爬壁式激光清洗机器人1上具备光学成像模块120，光学成像模块120用以获取风机叶片的图像数据，爬壁式激光清洗机器人1则根据图像数据确定清洗参数，并再根据清洗参数实施激光清洗任务，以及在执行完一次清洗任务以后再次获取清洗后的图像数据，爬壁式激光清洗机器人1则根据清洗后的图像数据进行判断，是否达到清洗质量的预期效果；

此外，爬壁式激光清洗机器人1也将图像数据经基点单元2发送给地面控制模块3，地面控制模块3则根据所接收的基点坐标数据、机器人坐标数据、图像数据经基点单元2向爬壁式激光清洗机器人1发送指令信息。

实施例7

如图2所示，本实施例为在实施例6的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

爬壁式激光清洗机器人1包括：陀螺仪模块110、光学成像模块120、爬壁机器人130、信号控制模块140、激光清洗模块150和激光聚焦模块160；

陀螺仪模块110、光学成像模块120、信号控制模块140、激光清洗模块150均与爬壁机器人130相固定；

激光清洗模块150的出光口与激光聚焦模块160的入光口相连；爬壁机器人130与信号控制模块140电连接，激光清洗模块150与信号控制模块140电连接，光学成像模块120与信号控制模块140电连接，陀螺仪模块110与信号控制模块140电连接；

陀螺仪模块110用以记录爬壁机器人130的机器人坐标数据，并将该机器人坐标数据传输给信号控制模块140；

光学成像模块120用以获取风机叶片的图像数据，并将图像数据传输给信号控制模块140；

爬壁机器人130用以在风机叶片上爬行；

激光清洗模块150用以发射清洗激光；

激光聚焦模块160用以对激光清洗模块150所发射的清洗激光进行聚焦，以保证各点的清洗效果相同，激光聚焦模块160的功能相当于场镜，不改变激光的原始焦距，使输出的激光清洗面上每个点的焦距相同，焦深相同；

信号控制模块140用以接收基点坐标数据以及机器人坐标数据，并根据基点坐标数据以及机器人坐标数据计算爬壁机器人130运动方位及距离，再依据运动方位及距离信息控制爬壁机器人130爬行至指定位置，以使激光清洗模块150及激光聚焦模块160接近待清洗点；

以及，信号控制模块140用以接收图像数据，并根据图像数据确定清洗参数，并再根据清洗参数控制激光清洗模块150、激光聚焦模块160实施激光清洗任务，以及在执行完一次清洗任务以后再次获取清洗后的图像数据，信号控制模块140则再根据清洗后的图像数据进行判断，是否达到清洗质量的预期效果。

此外，信号控制模块140还将机器人坐标数据、图像数据发送给基点单元2，然后由基点单元2将基点坐标数据、机器人坐标数据、图像数据发送给地面控制模块3，同时，地面控制模块3根据所接收的基点坐标数据、机器人坐标数据经基点单元2向信号控制模块140发送指令信息，信号控制模块140在接收指令信息后可以根据指令信息分别控制光学成像模块120、爬壁机器人130、激光清洗模块150和激光聚焦模块160动作。

实施例8

如图2所示，本实施例为在实施例7的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

激光清洗模块150具有二维振镜，二维振镜使激光能够实现面状清洗，从而增加激光清洗效率，二维振镜的出光口对着激光聚焦模块160的入光口，激光聚焦模块160对二维振镜所输出的激光聚焦，使得所输出的二维激光各点的焦距一致，以保证各点的清洗效果相同。

实施例9

如图2所示，本实施例为在实施例7或8的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

基点单元2包括：基点陀螺仪模块210、基点信号处理模块220、基点无线模块230和电源模块240；基点陀螺仪模块210与基点信号处理模块220电连接，基点无线模块230与基点信号处理模块220电连接，基点信号处理模块220与信号控制模块140无线连接；

基点陀螺仪模块210用以记录基点单元2的基点坐标数据，并将该基点坐标数据传输给基点信号处理模块220，基点坐标数据的作用为：向爬壁式激光清洗机器人1的控制提供运动的基准坐标，以便爬壁式激光清洗机器人1判断是否运行到指定位置；

电源模块240与基点信号处理模块220电连接，电源模块240分别向基点陀螺仪模块210、基点信号处理模块220、基点无线模块230提供稳定的工作电压；

基点信号处理模块220用以将基点坐标数据发送给信号控制模块140，以及接收信号控制模块140发送的机器人坐标数据、图像数据；

基点无线模块230用以将基点信号处理模块220所接收的基点坐标数据、机器人坐标数据、图像数据发送给地面控制模块3，以及接收地面控制模块3所发送的指令信息，并将指令信息发送给基点信号处理模块220，然后再由基点信号处理模块220发送给信号控制模块140。

实施例10

如图2所示，本实施例为在实施例9的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

地面控制模块3包括：显示模块310、地面信号控制模块320和地面无线模块330；显示模块310与地面控制模块3电连接，地面无线模块330与地面控制模块3电连接，地面无线模块330与基点无线模块230无线连接；

地面无线模块330接收基点无线模块230所发送的基点坐标数据、机器人坐标数据、图像数据，并将基点坐标数据、机器人坐标数据、图像数据发送给地面信号控制模块320；

地面信号控制模块320将基点坐标数据、机器人坐标数据、图像数据发送给显示模块310，显示模块310的显示界面显示光学成像模块120所采集的图像数据，同时显示界面显示爬壁式激光清洗机器人1与基点单元2之间的相对位置(由基点坐标数据、机器人坐标数据转化而来)，并可通过触控的方式下达清洗工作，地面信号控制模块320接收显示模块310发送的指令信息，并将指令信息发送给地面无线模块330，然后由地面无线模块330发送给基点无线模块230，再由基点无线模块230发送给基点信号处理模块220，最终由基点信号处理模块220发送给信号控制模块140。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。