[发明专利]一种用于风电叶片作业的爬壁机器人

说明书

本发明涉及一种用于风电叶片作业的爬壁机器人，实现叶片监测和清洗作业。爬壁机器人通过调整若干对攀爬臂，适应叶片表面复杂的曲率变化，得以吸附在风力发电机的叶片上，并沿叶片表面向前移动；由叶片清洗系统清洗叶片表面；通过清洗臂的清洁块，对攀爬臂的待吸附位置清洗；设置叶片监测系统对爬壁机器人所在位置附近的叶片状态监测；系留管路将爬壁机器人与机舱内的相应设备连接，在相应阀门的控制下，于适当时刻将清洗剂输送到叶片清洗系统或清洗臂，将清水输送到叶片清洗系统或攀爬臂，使攀爬臂处的管路通气进行排气或抽真空。本发明可以高效地清除叶片表面脏污，避免脏污对叶片气动性能的影响，使风力发电机叶片正常工作，减少发电量的损失。

技术领域

本发明涉及风电叶片的运维领域，特别涉及一种用于风电叶片作业的爬壁机器人及叶片监测和清洗方法。

背景技术

随着风电行业的发展，我国的风力发电机装机量日益增多，风力发电机多安装在环境恶劣的多风地区。作为风力发电机捕获风能的设备，风力发电机叶片上很容易附着灰尘等脏污，灰尘等脏污的附着影响叶片的气动性能，导致风力发电机载荷波动大，影响发电量，缩短风力发电机寿命。此外叶片表面的脏污影响美观，干扰对叶片表面缺陷的目视检查。因此清洁风力发电机叶片脏污以及监测风力发电机叶片健康状况是风场运维中的重要环节，使用辅助设备在叶片上作业亟待发展。

现阶段，爬壁机器人在清洁高空玻璃幕墙、船舶除锈等领域得到了应用。玻璃幕墙较为平整，清洁高空玻璃幕墙的爬壁机器人使用真空吸附技术吸附在幕墙上爬行；船舶的船体为钢材，除锈爬壁机器人使用磁吸附技术吸附在船体侧壁上爬行。但是，船舶、塔筒上使用的磁吸附爬壁机器人无法吸附在材质为玻璃纤维增强塑料的叶片上进行作业；而玻璃幕墙上使用的真空吸附爬壁机器人要求吸附表面平整，无脏污，因此无法吸附在表面曲率变化大且附着有灰尘等脏污的叶片上。

在风电行业中，在风力发电机塔筒上使用的爬壁机器人技术正在逐渐发展，其主要功能为清洗塔筒以及监测叶片和塔筒的健康状况。而在清洗风力发电机叶片方法，若不使用辅助清洗设备，人工清洗叶片工作量巨大，需使用升降平台等设备或采用蜘蛛人的方式，成本较高，费时费力。在监测叶片健康状况方面，采用人工目视检查的方法，只能在风场地面观测，距离叶片较远，观测质量差且无法生成文件进行进一步的健康状况分析。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于风电叶片作业的爬壁机器人，利用爬壁机器人代替人工对叶片进行清洗、监测作业，解决了人工清洗叶片成本高、效率低的问题，克服了爬壁机器人在风力发电机叶片上难以吸附的问题。

本发明的一个技术方案是提供一种用于风电叶片作业的爬壁机器人，所述爬壁机器人包含机身框架，和与其连接的以下部件：

叶片清洗系统，对风力发电机的叶片进行清洗；

若干对攀爬臂，每对攀爬臂设置在机身框架的两侧；各攀爬臂端部设有真空吸盘，使爬壁机器人吸附在叶片上并沿叶片表面移动；

每一所述攀爬臂中设置有与其端部的真空吸盘连通的管路，所述管路上设置有阀门，用于选择性地输送清水或空气至所述真空吸盘或在所述真空吸盘抽真空时输送抽走的空气。

可选地，每个攀爬臂与横向旋转机构连接，所述横向旋转机构的旋转带动攀爬臂整体转动，使攀爬臂沿爬壁机器人移动的方向往前移动；每个所述攀爬臂进一步包含第一旋转轴、攀爬臂曲杆、第二旋转轴、抽气腔体；

所述攀爬臂曲杆包含连接呈设定角度的第一曲杆段和第二曲杆段；

所述第一旋转轴连接攀爬臂曲杆的第一曲杆段和横向旋转机构，所述第一旋转轴的旋转带动当前攀爬臂旋转，以调整该攀爬臂与机身框架的角度；