[发明专利]一种在役叶片损伤检测机器人

说明书

本发明公开了一种在役叶片损伤检测机器人。为了克服现有技术无法精准地检测在役风电叶片的内外损伤的问题；本发明包括损伤探测系统，包括相机模块，拍摄叶片表面；相控阵超声模块，检测叶片内部损伤。运动控制系统，包括吸盘组件，使机器人吸附停驻于叶片上；电动气缸，控制吸盘组件与超声探头垂直运动；直线运动单元，控制吸盘组件与超声探头水平位移。数据传输系统，下位机的图像信息通过无线与上位机实时通讯，下位机的超声信号通过网线与上位机实时通讯。通过损伤探测系统和运动控制系统能够使得检测机器人能够更加精确地检测在役风电叶片的损伤，提高检测效率，保证安全，降低成本。

技术领域

本发明涉及一种风电叶片检测领域，尤其涉及一种在役叶片损伤检测机器人。

背景技术

随着全球新能源行业革命的加速推进、风电装机量的持续增长、存量风机规模的不断扩大，风电场运维越来越受到重视。我国进入十三五规划后，能源技术革新计划明确将智能化运维技术列入重大创新行为。叶片是风电机组中的重要组成部分，是风能转换为机械能的主要部件，其采购成本占比超过20%。并且运维阶段叶片故障发生率、处理难度及处理成本相比其他部件较高。因此，为了保障发电量、避免叶片服役周期内出现重大事故，运维过程定期进行叶片检测极为重要。目前叶片检测主要通过塔下望远镜/塔上吊篮进行人工检查，其外部巡检不仅难度大、成本高且具有一定安全隐患。

有行业内单位选择无人机进行叶片外表面巡检，但限于环境限制，该技术存在诸多不稳定因素，而且只能检测叶片表面缺陷，对于内部的损伤则无法探查。例如，一种在中国专利文献上公开的“一种用于检测风力发电机叶片缺陷的机器人检测系统”，其公告号“CN106483134A”，包括配重装置、爬壁机器人以及检测装置。其中，配重装置包括配重、第一钢丝绳、定滑轮和电动葫芦。配重固定在第一钢丝绳上，第一钢丝绳经由定滑轮连接爬壁机器人。爬壁机器人的上端连接第一钢丝绳且下端连接第二钢丝绳。检测装置包括摄像头、机械臂和工作平台。机械臂固定在工作平台上，工作平台与第二钢丝绳的一端连接且环抱在风电塔筒上。检测装置藉由摄像头拍摄叶片的照片并利用内置程序判断以确认是否存在缺陷。该技术依旧无法检测风电叶片内部的损伤，且检测的精度较低。

也有企业为了保证检测精度，采用红外探测技术，但由于叶片的长度大、导热系数低、本体温差小等原因，该技术几乎无法工程应用，无法应用于服役的风电叶片。

发明内容

本发明主要解决现有技术无法精准地检测在役风电叶片的内外损伤的问题；提供一种在役叶片损伤检测机器人，能够精准地检测在役风电叶片的损伤。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种在役叶片损伤检测机器人，以检测机器人工作行程方向为前方，包括两个支撑侧板、电气安装板，支撑侧板通过若干根连接条固定连接，电气安装板的两侧边分别与支撑侧板固定连接；检测机器人还包括

损伤探测系统，包括

相机模块，设置在检测机器人后方的上部，拍摄叶片表面；

相控阵超声模块，包括工控机主机和相控阵超声探头，工控机主机固定在电气安装板上，超声探头设置于检测机器人底部；超声探头通过超声信号线束与工控机主机连接；

运动控制系统，包括

吸盘组件，通过气压差使得检测机器人吸附停驻于风电叶片上；

电动气缸，通过气缸连接板与吸盘组件和超声探头连接，控制吸盘组件与超声探头垂直运动；

直线运动单元，通过气缸连接板与吸盘组件和超声探头连接，控制吸盘组件与超声探头水平位移；

数据传输系统，包括下位机与上位机，下位机的图像信息通过无线与上位机实时通讯，下位机的超声信号通过网线与上位机实时通讯。