[发明专利]一种基于非接触式测量的风机叶片逆向重构方法

说明书

本发明涉及风电机组领域，尤其涉及一种基于非接触式测量的风机叶片逆向重构方法，包括如下步骤：S1，三维扫测：对风机叶片的表面进行三维扫测，将风机叶片的表面数据转化成离散的几何坐标点数据；S2，数据处理：对S1获得的几何坐标点数据进行预处理筛选，获得目标点云数据；S3，曲面重构：利利用基于曲线拟合法对目标点云数据进行处理，获得还原后的风机叶片的三维立体点云；S4，加工制作，进行实物重构。本发明一种基于非接触式测量的风机叶片逆向重构方法经过三维扫测、数据处理、曲面重构和加工制作四个步骤实现风机叶片逆向重构，针对已有的叶片原型进行逆向重构，从而解决老旧风机建模的问题。

技术领域

本发明涉及风电机组领域，具体为一种基于非接触式测量的风机叶片逆向重构方法。

背景技术

近年来随着风机的快速发展，老龄化风电机组的数量日益增加。早期安装的机组大多引自国外，且目前已到设计寿命周期，若要对其进行延寿改造，则在技术上和价格上均受制于国外主机厂商。此外，部分早期的风电主机厂商已经转型或者退出风电市场，制造的早期风电机组更是无法掌握制造和运维技术，处于无厂家管理的状态。随着时间的推移，老旧风机的存量会越来越大，这批早期风机的延寿提升改造等工作亟需解决。

风机逆向重构技术是一种基于对现有风机的叶片、塔筒、机舱内大部件，通过测量建立几何模型，并结合风机的空气动力学特性建立风机的气弹模型，从而实现风机的逆向建模技术。利用逆向建模技术，能够在缺少数据的情况下重建生产风机模型及相关数据等。逆向重构建模技术的发展，为早期老旧风机的技术改造升级带来新的契机。基于风机重构技术能够充分挖掘老龄化机组升级改造潜力进行延寿运行，从而提升风电场效益。

由于早期老旧风机技术受制于人，难以对其进行改造优化，无法充分挖掘老旧机组延寿运行的潜力。由于风机叶片的翼型设计和结构能够直接影响到风电机组的性能和发电功率，因此有必要针对已有的叶片原型进行逆向重构，从而解决老旧风机建模的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于非接触式测量的风机叶片逆向重构方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于非接触式测量的风机叶片逆向重构方法，包括以下步骤：

S1，三维扫测：对风机叶片的表面进行三维扫测，将风机叶片的表面数据转化成离散的几何坐标点数据；

S2，数据处理：对S1获得的几何坐标点数据进行预处理筛选，剔除异常数据，获得目标点云数据；

S3，曲面重构：利用基于曲线拟合法对目标点云数据进行处理，获得还原后的风机叶片的三维立体点云，即为风机叶片的模型重构；

S4，加工制作：将重构的风机叶片的三维立体点云导入建模系统，并传递给加工机床或者快速成型机，进行风机叶片的实物重构。

优选的，在S1中，采用非接触式测量方式对风机叶片的表面进行三维扫测。

优选的，在S1中，扫描方向沿风机叶片轴线方向推移，并根据现有风机叶片实际尺寸进行分区标记。

优选的，在S2中，所述预处理筛选包括筛选处理、滤波处理和简化处理。

优选的，在S2中，筛选处理时，采用的方法为直接查看法或者曲线检查法。

优选的，滤波处理时，采用的滤波方法为中值滤波、平均滤波或者高斯滤波中的一种。

优选的，简化处理时，采用的方法为夹角判断法或者弦高法。