一种模块化叶片主梁粘接装置及方法

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种模块化叶片主梁粘接装置及方法。

背景技术

为了适应风电叶片的大型化、轻量化的发展趋势，现有技术中的风电叶片多开始采用模块化的结构形式，模块化不仅有利于风电叶片的制造，同时也有利于风电叶片的运输和后续安装作业，然而，如何保证模块化风电叶片的结构强度成为了目前亟待解决的问题；

相关技术中，对于模块化风电叶片，多先将多段风电叶片拼接呈型箱结构，然后在进行主梁的粘接，然而发明人在具体进行粘接时发现，由于叶片主梁的长度较长且为不规则的曲线型结构，并且厚度和重量的分布并不均匀，使得叶片主梁的粘接难度较大。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种模块化叶片主梁粘接装置及方法，采用结构的改进以提高叶片主梁粘接的精度。

根据本发明的第一方面，提供一种模块化叶片主梁粘接装置，包括：

箱体支撑架，所述箱体支撑架在叶片的两侧对叶片进行夹持，并将叶片底部需要粘接主梁的部分空出；

顶升机构，设置在所述箱体支撑架夹持叶片的底部位置处，用于对主梁的支撑和顶升；

其中，所述顶升机构包括基座、固定在所述基座上的顶升驱动组件、与所述顶升驱动组件连接的支撑梁、固定在所述支撑梁上的多个万向支撑盘、设置在所述支撑梁两侧的支撑吸盘以及设置在所述支撑梁至少一端上的支撑板，所述支撑板的上表面与叶片对应位置处仿形设置，且所述支撑板两侧还具有限位柱，所述限位柱可伸缩设置。

在本发明的一些实施例中，所述限位柱包括导向壳，所述导向壳内具有导向孔，所述导向壳内具有弹簧以及与所述弹簧抵接的柱体。

在本发明的一些实施例中，所述柱体顶部还具有弹性块。

在本发明的一些实施例中，所述支撑板底部还连接有第一驱动件，所述第一驱动件固定在所述支撑梁上，并且在竖直方向上为所述支撑板的升降提供驱动力。

在本发明的一些实施例中，所述支撑吸盘还与第二驱动件连接，所述第二驱动件用于为所述支撑吸盘的升降提供动力。

在本发明的一些实施例中，还包括与所述支撑梁连接的方向调节座，所述第二驱动件固定在所述方向调节座上，所述方向调节座通过一转动连接点以及固定连接点来实现方向的调节。

在本发明的一些实施例中，多个所述万向支撑盘的高度均可调节设置，以实现在主梁长度方向的高度适应。

在本发明的一些实施例中，多个所述万向支撑盘通过螺栓与所述支撑梁螺接，并且所述螺栓上还具有锁紧螺母。

在本发明的一些实施例中，所述箱体支撑架的两侧上具有用于夹持叶片前缘和后缘的夹持件，所述夹持件的内壁分别与叶片的前缘和后缘仿形。

根据本发明的第二方面，还提供了一种模块化叶片主梁粘接方法，应用如第一方面中任一项所述的模块化叶片主梁粘接装置，包括以下步骤：

放置主梁于顶升机构上，使得主梁底部与支撑板、支撑吸盘以及万向支撑盘均接触，且处于两限位柱之间；

将风电叶片进行固定，并在叶片与主梁的粘接面上铺设导流布；

顶升主梁，使得主梁上升至粘接位置处，当限位柱压缩到位后，收缩支撑吸盘和支撑板；

在主梁与叶片粘接处的外表面上加贴补强布后打真空袋，通过朝向真空袋内真空灌注树脂胶将主梁与叶片粘接呈整体。

本发明的有益效果为：本发明通过在箱体支撑架下方设置顶升机构，并且通过顶升机构上的支撑梁上设置的多个万向支撑盘、支撑吸盘以及支撑板的设置，实现了对主梁的同步顶升，与现有技术相比，提高了对主梁的支撑和顶升精度，进而提高了粘接的精度和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中模块化叶片主梁粘接装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中顶升机构的结构示意图；

图3为本发明实施例中图2中的A处局部放大图；

图4为本发明实施例中限位柱的爆炸分解结构示意图；

图5为本发明实施例中图2中的B处局部放大图；

图6为本发明实施例中放置主梁时的结构示意图；

图7为本发明实施例中将主梁顶升至粘接位置处时的结构示意图；

图8为本发明实施例中支撑板和支撑吸盘收缩时的结构示意图。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图8所示的模块化叶片主梁粘接装置，包括箱体支撑架1和顶升机构2，其中，如图1中所示，箱体支撑架1在叶片的两侧对叶片进行夹持，并将叶片底部需要粘接主梁的部分空出；在本发明的一些实施例中，如图1中所示，箱体支撑架1的两侧上具有用于夹持叶片前缘和后缘的夹持件11，夹持件11的内壁分别与叶片的前缘和后缘仿形，夹持件11的开口朝向对方设置，并且开口的角度满足叶片吊装放入的需求；

请继续参照图1，在本发明实施例中，顶升机构2设置在箱体支撑架1夹持叶片的底部位置处，用于对主梁的支撑和顶升；在本发明的一些实施例中，在具体进行放置时，首先将主梁放置在顶升机构2上，然后再将叶片整体夹持在箱体支撑架1上；当然这里需要指出的是，也可以将顶升机构2设置为可移动设置，在固定好主梁后，通过从中间穿入的方式将主梁放置在叶片底部；

关于顶升机构2的具体结构如图2和图3中所示，顶升机构2包括基座21、固定在基座21上的顶升驱动组件22、与顶升驱动组件22连接的支撑梁23、固定在支撑梁23上的多个万向支撑盘24、设置在支撑梁23两侧的支撑吸盘25以及设置在支撑梁23至少一端上的支撑板26，支撑板26的上表面与叶片对应位置处仿形设置，且支撑板26两侧还具有限位柱26a，限位柱26a可伸缩设置。这里的万向支撑盘24即采用球铰的方式连接的支撑盘，通过这种方式的设置，可以使得万向支撑盘24适应主梁下表面的曲面变化，进而实现更好的支撑；如图3中所示，支撑板26采用随形的设置，可以提供更加稳定的支撑，并且通过两侧限位柱26a的设置，可以提高主梁放置的精度；

在上述实施例中，通过在箱体支撑架1下方设置顶升机构2，并且通过顶升机构2上的支撑梁23上设置的多个万向支撑盘24、支撑吸盘25以及支撑板26的设置，实现了对主梁的同步顶升，与现有技术相比，提高了对主梁的支撑和顶升精度，进而提高了粘接的精度和效率。

在上述实施例的基础上，关于限位柱26a的具体结构如图4中所示，限位柱26a包括导向壳26a1，导向壳26a1内具有导向孔，导向壳26a1内具有弹簧26a2以及与弹簧26a2抵接的柱体26a3。在本发明实施例中，通过弹簧26a2的抵接与压缩，使得柱体26a3既可以起到限位的作用，同时又不影响主梁顶升至叶片上对应的主梁槽处，此外，在本发明的一些实施例中，还可以通过监控柱体26a3的伸缩量来监控主梁是否安装到位，例如可以通过距离传感器探测柱体26a3的移动距离，当柱体26a3的移动距离达到设定值时表明已经安装到位，通过该种设置，可以进一步提高主梁的安装精度；此外，为了避免柱体26a3与叶片接触时对叶片表面造成破坏，在本发明的一些实施例中，柱体26a3顶部还具有弹性块26a4。

请继续参照图3，在本发明实施例中，为了方便主梁与叶片粘接时让出操作空间，支撑板26底部还连接有第一驱动件27，第一驱动件27固定在支撑梁23上，并且在竖直方向上为支撑板26的升降提供驱动力。这里的驱动件可以是液压缸、气缸或者电机丝杆结构等；此外，请继续参照图5和图8，在本发明的一些实施例中，支撑吸盘25还与第二驱动件25a连接，第二驱动件25a用于为支撑吸盘25的升降提供动力。当然这里需要指出的是，在本发明的一些实施例中，支撑吸盘25上通过连接管与负压发生器连接，进而在吸盘与主梁接触后，通过对真空吸盘内气体的抽吸，实现吸盘与主梁的可靠连接；在本发明的一些实施例中，吸盘还可以在不同的角度实现对主梁的支撑，具体如图5中所示，还包括与支撑梁23连接的方向调节座25b，第二驱动件25a固定在方向调节座25b上，方向调节座25b通过一转动连接点以及固定连接点来实现方向的调节。具体的第一转动连接点可以采用螺栓直接连接，第二连接点可以在支撑梁23上沿圆弧方向设置多个螺纹孔，以此来实现支撑吸盘25不同角度的支撑，进一步提高支撑效果。

在上述实施例的基础上，在本发明的一些实施例中，多个万向支撑盘24的高度均可调节设置，以实现在主梁长度方向的高度适应。具体如图2中所示，多个万向支撑盘24通过螺栓与支撑梁23螺接，并且螺栓上还具有锁紧螺母。通过如此设置，在支撑不同型号的主梁时，通过对螺栓的调节来实现不同高度的适应，可以进一步提高顶升机构2的适用性。

在本发明实施例中，还提高了一种模块化叶片主梁粘接方法，应用上述模块化叶片主梁粘接装置，如图6至图8中所示，包括以下步骤：

S10：放置主梁于顶升机构2上，使得主梁底部与支撑板26、支撑吸盘25以及万向支撑盘24均接触，且处于两限位柱26a之间；通过上述设置，可以提高对主梁支撑的稳定性以及后续顶升的可靠性；如上文中所述，通过限位柱26a的设置，既可以实现对主梁的限位，同时也不影响主梁的顶升；

S20：将风电叶片进行固定，并在叶片与主梁的粘接面上铺设导流布；导流布的作用在于为后续的抽真空灌注提供流道，便于树脂胶的渗透；

S30：顶升主梁，使得主梁上升至粘接位置处，当限位柱26a压缩到位后，收缩支撑吸盘25和支撑板26；如图7和图8中所示，当主梁被顶升至叶片对应的槽中以后，由于槽位的限制，主梁不会再发生晃动，此时将第一驱动件27和第二驱动件25a收回，呈如图8中所示的结构形式，此时主梁与叶片的连接处被空出，以方便为后续的操作让出空间。

S40：在主梁与叶片粘接处的外表面上加贴补强布后打真空袋，通过朝向真空袋内真空灌注树脂胶将主梁与叶片粘接呈整体。通过贴合补强布实现与真空袋的密封连接，进而便于对树脂胶的真空灌注，通过真空灌注树脂胶，固化后即可将主梁与叶片实现可靠连接。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。