[发明专利]一种风电叶片除尘机器人

说明书

技术领域

本发明涉及智能机器人技术，具体为一种清洁、维护风电机叶片的机器人。

背景技术

我国风电装机容量不断增加，然而当今在风电机运行中，风电机叶片表面积灰将导致转矩不平衡，进而对发电机转子产生冲击。若依靠人力清理风电机叶片，人身安全难以保证且效率低下、花费较高。本发明机器人能在风电机叶片上自主移动，抱紧叶片，进而清洁风机叶片。在本申请人检索范围内，应用在风电机叶片上的清洁仿生机器人仍未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种应用于风电叶片的仿生机器人，它能够抓紧风电机叶片边缘，自主攀爬和下降，机器人前部安装的毛刷可紧密贴合叶片，完成除尘、检修等任务。该仿生机器人生动地模仿蜘蛛的行走姿态，结构紧凑，适于在垂直物体的扁平弯曲环境等特点，该仿生机器人可远程遥控。

上述目的通过下述技术方案实现：

设计一种仿生机器人，自主攀爬风电机叶片，该机器人包括机身、三对行走足、控制系统和供电系统。所述的行走足包括爪、伸缩部和旋转部，所述爪通过伺服电机连接伸缩部，所述伸缩部与旋转部连接，为增大行走足行程，所述伸缩部由三个相似结构组成，所述旋转部通过伺服电机连接到机身。所述机身前部连接角度可调的毛刷，所述毛刷安装压力传感器与风机叶片紧密接触。

所述行走足在可触及范围内，爪可以抓取到任何位置。在机器人水平工作时，行走足的转动主要依靠：所述爪与伸缩部之间的伺服电机，以及旋转部与机身连接的伺服电机。行走足的移动主要依靠：所述旋转部与所述伸缩部之间的液压系统，所述伸缩部上的液压系统。所述机器人行走依靠所述转动与移动协同工作。所述机器人在垂直工作时的行走与所述水平情况类似。

上述机器人爪由两部分组成，机器人爪的张角受液压伸缩杆控制，爪表面覆盖橡胶，同时装有压力检测装置和红外检测装置，由主控制机构控制液压伸缩杆来改变爪的张角，使之敏捷可靠的抓紧风电机叶片边缘。爪与伸缩部之间的伺服电机装有位置检测装置，所述伺服电机的转动由主控制器控制。所述伸缩部由三个臂杆组成，所述臂杆的伸展与角度的调节通过主控制机构控制的液压杆来完成，从而实现准确抓取。

上述伸缩部的三个臂杆之间安装有角度传感器，所述旋转部与所述伸缩部之间也安装有角度传感器。

上述机器人控制系统包括主控制模块，安装在上述爪的压力传感装置，安装在上述爪的的红外检测装置，安装在上述爪与伸缩部之间的伺服电机的位置传感器，安装在上述伸缩部三个臂杆之间的位置传感装置，安装在上述伸缩部与旋转部之间的位置传感器，安装在上述旋转部与机身间的伺服电机的位置传感装置，安装在机身前部毛刷的压力传感装置，安装在机身前部连接毛刷的杆臂上的位置传感器。

上述伺服电机通过减速器，联轴器以及固定组件等进行两个部件的连接。

上述机器人前部毛刷底部压力传感器的反馈值反馈给所述主控制模块，所述主控制模块分析后把信号传递给所述水平组件使毛刷与风机叶片间压力合适。

所述机器人的上爬/下降通过上述转动和移动组件电机控制，通过所述爪上的红外检测装置控制，使叶片边缘一直处在爪的范围内，再由所述爪的压力传感器与红外传感器协调控制，所述爪到达设定位置，抓紧。

所述机器人上具有机器视觉，利用机器视觉找到路面信息和风电叶片信息，规划行进路径，控制爪到达指定位置。所述机器人对采集的叶片信息进行存储，对于相同型号叶片直接采用相同的除尘路径，效率更高。

所述多个位置传感器把信息反馈给控制器，所述控制器根据既定的各部件尺寸分析计算出移动与移动的行程，就此控制行走足动作、机身动作、毛刷动作，达到在风电机叶片攀爬、除尘的效果。

有益效果：

本发明风电机叶片除尘机器人依据仿生学原理，设计出适于在风电机叶片攀爬的机器人，该机器人结构简单，运动灵活，控制方便。

本发明克服风电机叶片表面圆滑，难以攀附的特点，能自适应夹紧叶片边缘，可靠安全。爬行步态模仿蜘蛛行走步态，速度快，自主进行除尘，中途不需人工干预，当机器人攀爬到极限位置时能自己做出判断，完成除尘工作后能自主退后启动位置，效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合具体实施例和必要的附图作简要的介绍。

图1是本发明实例中提供的风电机叶片攀爬机器人的结构示意图；

图2是本发明实例中提供的风电机叶片攀爬机器人的一个行走足的示意图；