风力发电机组叶片补漆机器人

技术领域

本发明涉及风力发电机组维护设备技术领域，尤其是一种风力发电机组叶片补漆机器人。

背景技术

在风力发电机组中，风机叶片起到的是捕捉风能的作用，叶片在旋转时，三个叶片会达到动态的平衡。其中若有一个叶片损伤，将会影响这种动态的平衡，也会降低风能的捕捉，严重的会在不平衡发生的强大的离心力作用下发生倒塔现象。然后叶片长期暴露在各种复杂的自然环境当中，叶片会经常性的脱漆损伤，若不及时补漆，会对叶片造成更大的损伤。然而现在的叶片补漆工作还需人工补漆，需要将吊篮从八十多米高的风机机舱放下，补漆人员在吊篮上工作。这样的补漆方式极其不方便且危险。本发明公开一种风机叶片补漆机器人的结构。

发明内容

本发明提供了一种风力发电机组叶片补漆机器人，用于解决现有技术中风力发电机组叶片人工补漆效率低、危险系数高的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种风力发电机组叶片补漆机器人，包括：本体架、支腿行走部以及喷漆部；

所述支腿行走部包括：行走动力装置、伸缩杆以及吸盘；所述吸盘固定设置在所述伸缩杆的一端，所述伸缩杆的另一端与所述本体架的下表面滑动连接，所述行走动力装置用于驱动所述伸缩杆沿所述本体架滑动；所述支腿行走部至少为两个，所述支腿行走部对称或交替设置在所述本体架的下表面；

所述喷漆部包括：机械臂以及喷嘴，所述喷嘴设置在所述机械臂的一端，所述机械臂的另一端与所述本体架的上表面滑动连接。

进一步地，所述行走动力装置包括：行走电机、齿轮以及齿条，所述行走电机本体与所述本体架固定连接，所述齿轮与所述行走电机的输出轴固定连接，所述齿轮与所述齿条传动连接，所述齿条与所述伸缩杆固定连接。

进一步地，所述吸盘包括：吸盘本体、抽气活塞缸以及吸盘舵机，所述抽气活塞缸本体与所述伸缩杆固定连接，所述吸盘本体设置在所述抽气活塞缸的吸气口，所述吸盘舵机与所述活塞杆传动连接。

进一步地，所述本体架上表面设有U形导轨，所述U形导轨沿所述本体架边缘设置，所述机械臂与所述U形导轨滑动连接。

进一步地，所述机械臂包括：一节臂、一节臂舵机、二节臂、二节臂舵机、机械臂底座、机械臂行走电机以及行走轮，所述行走轮与所述机械臂底座转动连接，所述行走轮沿所述U型导轨滚动，所述机械臂行走电机与所述行走轮传动连接，所述一节臂舵机本体与所述与所述机械臂底座固定连接，所述一节臂舵机输出轴与所述一节臂第一端固定连接，所述二节臂舵机本体与所述一节臂第二端固定连接，所述二节臂舵机输出轴与所述二节臂第一端固定连接。

进一步地，所述喷嘴包括：喷嘴支架、喷嘴舵机、喷嘴本体、滚筒电机以及打磨辊，所述喷嘴本体以及所述滚筒电机本体分别固定设置在所述喷嘴支架的两端，所述打磨辊与所述滚筒电机传动连接，所述喷嘴支架的旋转中心与所述喷嘴舵机的输出轴固定连接，所述喷嘴舵机本体与所述二节臂的第二端固定连接。

进一步地，还包括：压缩气瓶、油漆瓶以及喷漆阀，所述喷漆阀一端与所述压缩气瓶连通，所述喷漆阀另一端与所述喷嘴本体进气口连通，所述油漆瓶与所述喷嘴本体的进漆口连通。

进一步地，还包括控制单元，所述控制单元包括：控制模块、摄像头以及通信模块；

所述摄像头用于采集喷嘴工作区域图像，所述控制模块用于将工作区域图像通过所述通信模块发送到外部终端；

所述控制模块还用于根据来自所述通信模块接收的命令控制所述喷漆阀的开闭，所述控制模块还用于根据来自所述通信模块接收的命令控制所述喷嘴舵机、所述一节臂舵机、所述二节臂舵机以及所述吸盘舵机的转动，所述控制模块还用于根据来自所述通信模块接收的命令控制所述滚筒电机、所述机械臂行走电机以及所述行走电机的启停；

所述摄像头、所述通信模块、所述喷漆阀、所述喷嘴舵机、所述一节臂舵机、所述二节臂舵机、所述吸盘舵机、所述滚筒电机、所述机械臂行走电机以及所述行走电机分别与所述控制模块电连接。

进一步地，所述伸缩杆为：气缸、液压缸或电动推杆。

本发明的积极效果如下：

一种风力发电机组叶片补漆机器人，其包括：本体架、支腿行走部以及喷漆部；

本发明补漆机器人，设有仿生学原理的支腿行走部，依靠致腿部前端的吸盘吸附到非金属材质的叶片表面，可以在非金属表面附着，附着力强，且不损伤叶片表面。致腿部依靠伸缩杆以及行走动力装置带动前行，行走方式可以适合异形的叶片表面。本是发明补漆机器人设有机械臂，在机械臂的带动下对叶片表面喷漆，操控能力好，作业人员远离高空，远离喷漆危害作业，保障了作业人员的人身安全和健康。

本发明补漆机器人的行走动力装置由行走电机带动齿条移动，结构简单，材料容易获取。吸盘在实现上采用活塞抽取真空的形式，结构紧凑抽取效果好，相对采用其它形式的抽真空方法更为节能。

本发明补漆机器人机械臂沿U形导轨滑动，可以连续喷漆，形成喷漆面，作业效率高。

本发明补漆机器人的机械臂为两节臂式，两节臂通过行走电机以及行走轮沿U型导轨移动，两节臂通过舵机铰接，在舵机的带动下实现机械臂的伸缩，进一步带动喷嘴喷漆，实现对不同高度、不同角度的部位喷漆。

本发明补漆机器人喷嘴包括一个由喷嘴舵机带动旋转的喷嘴支架，喷嘴支架两端设有喷嘴本体和打磨辊，作业时，通过舵机选择打磨辊和喷漆，一次定位，完成打磨和喷漆两种操作，打磨后去除表面污渍后再喷漆，喷漆附着力强，喷漆质量有保证，工作效率高。

本发明补漆机器人设有摄像头，远程终端如平板、手机设有配套应用，在远程端可以通过通信模块接收来自摄像头的图像，还可以通过通信模块操纵补漆机器人完成行走、补漆操作，作业人员远离作业现场，作业环境更安全，人身健康更有保障。

本发明补漆机器人的伸缩杆的实现形式上有多种，本发明推进采用气缸、液压缸或电动推杆，上述三种实现形式，材料容易获取，结构紧凑。

附图说明

图1为本发明实施方式风力发电机组叶片补漆机器人第一立体图；

图2为本发明实施方式风力发电机组叶片补漆机器人第二立体图；

图3为本发明实施方式风力发电机组叶片补漆机器人第三立体图；

图4为本发明实施方式吸盘部分剖视图；

图5为本发明实施方式控制单元功能框图。

图中：

1本体架；

3伸缩杆；

5行走电机；

6齿轮；

7齿条；

8吸盘本体；

9抽气活塞缸；

10吸盘舵机；

11U形导轨；

12一节臂；

13一节臂舵机；

14二节臂；

15二节臂舵机；

16机械臂底座；

17机械臂行走电机；

18行走轮；

19喷嘴支架；

20喷嘴舵机；

21喷嘴本体；

22滚筒电机；

23打磨辊；

24压缩气瓶；

25油漆瓶；

26摄像头。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-5所示，一种风力发电机组叶片补漆机器人，包括：本体架1、支腿行走部以及喷漆部；

所述支腿行走部包括：行走动力装置、伸缩杆3以及吸盘；所述吸盘固定设置在所述伸缩杆3的一端，所述伸缩杆3的另一端与所述本体架1的下表面滑动连接，所述行走动力装置用于驱动所述伸缩杆3沿所述本体架1滑动；所述支腿行走部至少为两个，所述支腿行走部对称或交替设置在所述本体架1的下表面；

所述喷漆部包括：机械臂以及喷嘴，所述喷嘴设置在所述机械臂的一端，所述机械臂的另一端与所述本体架1的上表面滑动连接。

更为具体地，本发明补漆机器人本体架1形式可以有多种，本实施方式采用的是平板式，本体架1上方设有喷漆部，下方设有支腿行走部。

支腿行走部包括的形式为仿生学形式，由于风力发电机组叶片通常为非金属材质加工而成，最常见的材质为玻璃钢，因此本发明的通过吸盘对风力发电机叶片表面进行附着。伸缩杆3为支腿行走部的核心，用于支撑本发明机器人上部的重量。伸缩杆3具有伸缩功能的杆。

本实施方式中，共有两组支腿行走部，一组支腿行走部为位于内侧的两排，另一组支腿位于外侧的两排，在行走前，将风力发电机组的叶片调整到水平位置，并锁定，将补漆机器人放置到叶片上，补漆机器人行走时，一组伸缩杆3伸出，并通过吸盘吸附到叶片表面，另一组支腿吸盘释放，伸缩杆3缩回，行走动力装置驱动该组向前移动一定的距离，然后伸缩杆3伸出，吸盘吸附；然后第一组的吸盘释放，伸缩杆3缩回，行走动力装置驱动改组行走致腿部向前移动一定的距离，如此往复。

本发明的机械臂带动喷嘴对叶片进行喷漆。

本发明补漆机器人，设有仿生学原理的支腿行走部，依靠致腿部前端的吸盘吸附到非金属材质的叶片表面，可以在非金属表面附着，附着力强，且不损伤叶片表面。致腿部依靠伸缩杆3以及行走动力装置带动前行，行走方式可以适合异形的叶片表面。本是发明补漆机器人设有机械臂，在机械臂的带动下对叶片表面喷漆，操控能力好，作业人员远离高空，远离喷漆危害作业，保障了作业人员的人身安全和健康。

进一步地，所述行走动力装置包括：行走电机5、齿轮6以及齿条7，所述行走电机5本体与所述本体架1固定连接，所述齿轮6与所述行走电机5的输出轴固定连接，所述齿轮6与所述齿条7传动连接，所述齿条7与所述伸缩杆3固定连接。

进一步地，所述吸盘包括：吸盘本体8、抽气活塞缸9以及吸盘舵机10，所述抽气活塞缸9本体与所述伸缩杆3固定连接，所述吸盘本体8设置在所述抽气活塞缸9的吸气口，所述吸盘舵机10与所述活塞杆传动连接。

更为具体地，本发明补漆机器人的行走动力装置由行走电机5带动齿条7移动，结构简单，材料容易获取。吸盘在实现上采用活塞抽取真空的形式，结构紧凑抽取效果好，相对采用其它形式的抽真空方法更为节能。

进一步地，所述本体架1上表面设有U形导轨11，所述U形导轨11沿所述本体架1边缘设置，所述机械臂与所述U形导轨11滑动连接。

更为具体地，本发明补漆机器人机械臂沿U形导轨11滑动，可以连续喷漆，形成喷漆面，作业效率高。

进一步地，所述机械臂包括：一节臂12、一节臂舵机13、二节臂14、二节臂舵机15、机械臂底座16、机械臂行走电机17以及行走轮18，所述行走轮18与所述机械臂底座16转动连接，所述行走轮18沿所述U型导轨滚动，所述机械臂行走电机17与所述行走轮18传动连接，所述一节臂舵机13本体与所述与所述机械臂底座16固定连接，所述一节臂舵机13输出轴与所述一节臂12第一端固定连接，所述二节臂舵机15本体与所述一节臂12第二端固定连接，所述二节臂舵机15输出轴与所述二节臂14第一端固定连接。

更为具体地，本发明补漆机器人的机械臂为两节臂式，两节臂通过行走电机5以及行走轮18沿U型导轨移动，两节臂通过舵机铰接，在舵机的带动下实现机械臂的伸缩，进一步带动喷嘴喷漆，实现对不同高度、不同角度的部位喷漆。

进一步地，所述喷嘴包括：喷嘴支架19、喷嘴舵机20、喷嘴本体21、滚筒电机22以及打磨辊23，所述喷嘴本体21以及所述滚筒电机22本体分别固定设置在所述喷嘴支架19的两端，所述打磨辊23与所述滚筒电机22传动连接，所述喷嘴支架19的旋转中心与所述喷嘴舵机20的输出轴固定连接，所述喷嘴舵机20本体与所述二节臂14的第二端固定连接。

更为具体地，本发明补漆机器人喷嘴包括一个由喷嘴舵机20带动旋转的喷嘴支架19，喷嘴支架19两端设有喷嘴本体21和打磨辊23，作业时，通过舵机选择打磨辊23和喷漆，一次定位，完成打磨和喷漆两种操作，打磨后去除表面污渍后再喷漆，喷漆附着力强，喷漆质量有保证，工作效率高。

进一步地，还包括：压缩气瓶24、油漆瓶25以及喷漆阀，所述喷漆阀一端与所述压缩气瓶24连通，所述喷漆阀另一端与所述喷嘴本体21进气口连通，所述油漆瓶25与所述喷嘴本体21的进漆口连通。

进一步地，还包括控制单元，所述控制单元包括：控制模块、摄像头26以及通信模块；

所述摄像头26用于采集喷嘴工作区域图像，所述控制模块用于将工作区域图像通过所述通信模块发送到外部终端；

所述控制模块还用于根据来自所述通信模块接收的命令控制所述喷漆阀的开闭，所述控制模块还用于根据来自所述通信模块接收的命令控制所述喷嘴舵机20、所述一节臂舵机13、所述二节臂舵机15以及所述吸盘舵机10的转动，所述控制模块还用于根据来自所述通信模块接收的命令控制所述滚筒电机22、所述机械臂行走电机17以及所述行走电机5的启停；

所述摄像头26、所述通信模块、所述喷漆阀、所述喷嘴舵机20、所述一节臂舵机13、所述二节臂舵机15、所述吸盘舵机10、所述滚筒电机22、所述机械臂行走电机17以及所述行走电机5分别与所述控制模块电连接。

更为具体地，控制模块一种实施方式为以嵌入式系统为核心的控制板，如一种具体的实施方式为以S3C2440控制器开发的控制板，软件系统应用Windows CE系统，将从摄像头采集的图像，通过通信模块传输，通信模块最为常用的为GPRS通信模块或WiFi通信模块。本发明补漆机器人设有摄像头26，远程终端如平板、手机设有配套应用，在远程端可以通过通信模块接收来自摄像头26的图像，还可以通过通信模块操纵补漆机器人完成行走、补漆操作，作业人员远离作业现场，作业环境更安全，人身健康更有保障。

进一步地，所述伸缩杆3为：气缸、液压缸或电动推杆。

更为具体地，本发明补漆机器人的伸缩杆3的实现形式上有多种，本发明推进采用气缸、液压缸或电动推杆，上述三种实现形式，材料容易获取，结构紧凑。

以上实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。