[发明专利]风电叶片主梁成型的纤维布自动铺放方法及装置

摘要

本发明提供一种风电叶片主梁纤维布自动铺层设备，包括主车和夹布定位装置。主车包括上机架、下机架、布架、导向胶辊机构、布卷定位机构、送布机构、上机架左右调整机构、主车行走机构、布料切割机构；夹布定位装置包括行走机构和夹布机构，夹布定位装置在一端将布夹住，主车通过送布胶辊Ⅰ、送布胶辊Ⅱ驱动布辊使之与主车行进速度一致，保证了纤维布在铺放过程中张力恒定，通过伺服电机驱动和同步带的传动方式，保证了铺布长度的精度；在夹布定位装置中通过丝杠驱动错齿型的夹爪保证了纤维布夹持的稳定。本发明取代人工铺放纤维布工作，机械化铺布效率高，设备简单易操作，大大降低了风电叶片的铺布成本。

主权项

一种风电叶片主梁成型的纤维布自动铺放方法及装置，其特征在于：所述的风电叶片自动铺放装置包括行走放布的主车和夹布定位装置，其中行走放布主车包括上机架（34）、下机架（30）、布架、导向胶辊机构、布卷定位机构、送布机构、上机架左右调整机构、主车行走机构、布料切割机构，其中上机架（34）为四根方管焊接成的正方形框架，下机架（30）的顶部为四根方管焊接成的宽度与上机架（34）宽度相等的矩形框架，矩形框架的四个顶点分别竖直焊接有方管，方管的外侧面与顶部矩形框架的侧面平齐，方管的下端安装有行走轮Ⅱ（28）；布架包括布架连接架Ⅰ（5）、布架连接架Ⅱ（2）、布架横梁Ⅰ（1）、布架横梁Ⅱ（3）、布架横梁Ⅲ（4），其中布架横梁Ⅰ（1）、布架横梁Ⅱ（3）、布架横梁Ⅲ（4）相互平行，并等间距焊接在弧状的布架连接架Ⅱ（2）上，一对布架连接架Ⅰ（5）通过销钉Ⅱ（14）分别铰接在上机架（34）的一对平行边的上端面上，布架连接架Ⅰ（5）的另一端焊接有布架连接架Ⅱ（2）；导向胶辊机构包括胶辊连接架（6）、大胶辊（39）、小胶辊（38）、操作横梁(37)、胶辊支撑板（36），两个L型的胶辊支撑板（36）用螺钉（8）分别固定在上机架（34）的两边方管的上平面，大胶辊（39）、小胶辊（38）分别与胶辊连接架（6）铰接、操作横梁(37)与胶辊连接架（6）成90度焊接在一起，大胶辊（39）、小胶辊（38）、操作横梁(37)的轴线相互平行，胶辊连接架（6）通过销钉Ⅰ（7）与胶辊支撑板（36）的顶端一侧铰接，胶辊连接架（6）压在大胶辊（39）两端轴颈上；布卷定位机构包括挡板（10）、挡板固定轴（11）、固定支座（12），左右固定支座（12）分别焊接到上机架（34）左右方管的上平面前部，左右固定座（12）分别与上机架（34）左右方管内平面共面，挡板固定轴（11）与固定支座（12）铰接在一起，T形挡板（10）包括左右两个相同的挡板，连接孔在上部一端突出处，分别焊接到挡板固定轴（11），挡板（10）的下部后截面与上支架（34）的方管内平面平行并且相接触，左右挡板（10）之间的距离与布卷（56）的宽度相同；送布机构包括下支撑板Ⅱ（21）、下支撑板Ⅰ（31）、送布胶轮Ⅰ（48）、送布胶轮Ⅱ（47）、送布电机（49）、同步带轮Ⅰ（19）、同步带轮Ⅱ（17）、同步带Ⅰ（18）、轴承座Ⅰ（20）、同步带轮Ⅲ（41）、同步带轮Ⅳ（43）、同步带Ⅱ（42）、布卷固定芯轴（13）、滑槽（9），矩形的下支撑板Ⅱ（21）和下支撑板Ⅰ（31）别分固定在上机架（34）左右方管内平面，送布胶轮Ⅰ（48）和送布胶轮Ⅱ（47）的直径相等，轴线平行且轴线均在同一水平面内，其表面均为带有平行齿槽的胶皮，均通过轴承座Ⅰ（20）固定在下支撑板Ⅰ（31）和下支撑板Ⅱ（21）上，送布电机（49）固定在下支撑板Ⅰ（21）上，与送布胶轮Ⅰ（48）和送布胶轮Ⅱ（47）轴线平行，且位于同一水平面内，布卷（56）放到送布胶轮Ⅰ（48）和送布胶轮Ⅱ（47）之间的正上方，两个滑槽（9）截面成C形，C形背面分别竖直焊接到上机架（34）两侧方管的内平面，布卷固定芯轴（13）有两个轴肩，其两端轴颈处装有轴承，布卷固定芯轴（13）穿过布卷（56）的中心孔，铺布过程中随布卷（56）直径的减小，布卷固定芯轴（13）在滑槽（9）内向下滑动，同步带轮Ⅱ（17）固定在送布电机（49）的输出轴上，同步带轮Ⅰ（19）固定在送布胶轮Ⅰ（48）的一侧，同步带轮Ⅱ（17）、同步带轮Ⅰ（19）轴线在同一水平面内，同步带轮Ⅱ（17）和同步带轮Ⅰ（19）通过同步带Ⅰ（18）连接在一起，同步带轮Ⅲ（41）固定在送布胶轮Ⅰ（48）的另一侧，同步带轮Ⅳ（43）固定在送布胶轮Ⅱ（47）的一侧，通过同步带（42）连接到一起；上机架左右调整机构包括调整电机支撑板（23）、调整电机（24）、联轴器Ⅰ（16）、丝杠螺母Ⅰ（15）、丝杠Ⅰ（35）、导轨（33）、滑块（32），调整电机支撑板（23）开有一个电机定位孔、四个电机固定孔、两个对称的长孔，调整电机支撑板（23）通过长孔用螺栓竖直固定到下机架（30）的外侧，调整电机（24）通过固定在调整电机支撑板（23），调整电机（24）输出轴通过联轴器Ⅰ（16）与丝杠Ⅰ（35）连接，丝杠螺母Ⅰ（15）通过螺栓与上机架（34）一侧方钢连接，两导轨（33）分别固定在下机架（30）前后方管的上平面中间位置，4个滑块（32）分别固定在上机架（34）前后方管的下底面，前后方管下底面各装有两个滑块，前后滑块（32）的垂直距离与两导轨（33）之间的宽度相等；主车行走机构包括行走电机Ⅰ（52）、行走电机支撑板（55）、同步带轮Ⅴ（54）、同步带Ⅲ（53）、同步带轮Ⅵ（50）、传动轴（51）、同步带轮Ⅶ（40）、同步带Ⅳ（46）、同步带轮Ⅷ（44）、行走轮Ⅰ（45）、行走轮Ⅱ（28）、轴承座Ⅱ（29）、行走轴（27）、螺钉Ⅱ（26）, 行走电机支撑板（55）水平固定在下机架（30）竖直方管上方内侧，与下支撑板Ⅱ（21）平行，行走电机Ⅰ（52）通过螺栓与行走电机支撑板（55）连接，行走电机Ⅰ（52）位于下机架（30）外部且尾部朝向外侧，其输出轴固定有同步带轮Ⅴ（54），传动轴（51）固定在下机架（30）的竖直方管的上方，传动轴（51）长度大于下机架（30）的长度，并且传动轴（51）两侧伸出下机架（30）的伸长量相等，传动轴（51）的两端及传动轴（51）与同步带轮Ⅴ（54）共面处分别装有同步带轮Ⅶ（40）、同步带轮Ⅵ（50），行走轮Ⅰ（45）安装到下机架（30）竖直方管下方中间位置，同步带轮Ⅷ（44）安装到下机架（30）的前方管下方的外侧，同步带轮Ⅷ（44）、行走轮Ⅰ（45）均与下支撑板Ⅱ（21）平行，同步带轮Ⅷ（44）、行走轮Ⅰ（45）通过行走轴（27）连接在一起，行走轴（27）通过承座Ⅱ（29）、螺钉Ⅱ（26）安装到下机架（30）的下方方管内，行走轮Ⅱ（28）固定在行走轴（27）上，行走轮Ⅱ（28）与通过下支撑板Ⅱ（21）平行，行走轮Ⅱ（28）作为从动轮转动；布料切割机构包括切布电机（22）、联轴器Ⅱ（67）、丝杠Ⅱ（69）、螺母Ⅱ（59）、直线导轨（68）、直线轴承（70）、滑动支架（57）、旋转气缸（58）、气缸（60）、夹布胶辊Ⅰ（63）、夹布胶辊Ⅱ（64）、切刀（65）、连接架（66），两条直线导轨（68）分别水平固定在下支撑板Ⅰ（31）和下支撑板Ⅱ（21），切布电机（22）固定在一侧的下支撑板Ⅱ（21），切布电机（22）尾部朝向外侧，切布电机（22）输出轴通过联轴器Ⅱ（67）与丝杠Ⅱ（69）相连接，滑动支架（57）为开有中心对称的三个孔的长方体，两根直线导轨（68）分别穿过安装有直线轴承（70）的滑动支架（57）的外侧孔，丝杠Ⅱ（69）穿过装有螺母Ⅱ（59）的滑动支架（57）的中间孔，旋转气缸（58）固定在滑动支架（57）的下底面，旋转气缸（58）的输出轴与连接架（66）的一端固定，连接架（66）的另一端固定有切刀（65），两个气缸（60）分别水平固定到下支撑板Ⅰ（31）和下支撑板Ⅱ（21）外侧面，销钉Ⅳ（61）的一端为扁平状，另一段为圆柱形，圆柱形一端装有轴承，夹布胶辊Ⅰ（63）与装有轴承一端的销钉Ⅳ（61）相铰接，销钉Ⅳ（61）扁平的一端用螺栓固定到气缸（60）的活塞杆上，夹布胶辊Ⅱ（64）两端通过装有轴承的销钉Ⅲ（62）与下支撑板Ⅰ（31）和下支撑板Ⅱ（21）上相铰接；夹布定位装置包括主机架（71）、腿板（90）、夹布定位装置行走机构、夹布机构，主机架（71）由四根方管焊接而成，整体呈长方形，主机架（71）两侧面的前后位置分别焊接有腿板（90）；夹布定位装置行走机构包括行走电机Ⅱ（83）、行走电机Ⅱ支架（84）、同步带轮Ⅸ（85）、同步带Ⅴ（86）、同步带轮Ⅹ（88）、传动轴Ⅱ（82）、行走轮Ⅲ（89）、轴承座Ⅲ（87），行走电机Ⅱ支架（84）开有一个电机定位孔、四个电机固定螺栓孔、四个支架固定螺栓孔，行走电机Ⅱ支架（84）固定在主机架（71）后方管外侧面，行走电机Ⅱ（83）尾部朝向里侧，行走电机Ⅱ（83）的输出轴固定有同步带轮Ⅸ（85），传动轴Ⅱ（82）通过轴承座Ⅲ（87）固定到两腿板（90）的下方，传动轴Ⅱ（82）与行走电机Ⅱ（83）的轴线平行且在同一垂直平面内，传动轴Ⅱ（82）靠近腿板（90）的内侧安装有行走轮Ⅲ（89），传动轴Ⅱ（82）两端靠近腿板（90）的外侧安装有同步带轮Ⅹ（88），同步带Ⅴ（86）连接同步带轮Ⅸ（85）和同步带轮Ⅹ（88）；夹布机构包括夹布电机（80）、夹布电机支撑板（81）、联轴器Ⅲ(79)、丝杠Ⅲ（78）、螺母Ⅲ（77）、移动连接架（76）、销钉Ⅴ（75）、销钉Ⅵ（73）、连接板Ⅰ（74）、连接板Ⅱ（72）、下夹板（91）、上夹板（92）、夹板支架（93）,夹布电机支撑板（81）一端开有两个平行的长孔，另一端开有电机定位孔和电机固定螺栓孔，夹布电机支撑板（81）中心对称，用螺栓通过长孔将夹布电机支撑板（81）固定到主机架（71）后方管内侧中间位置，夹布电机（80）固定到夹布电机支撑板（81），夹布电机（80）尾部朝向外侧，夹布电机（80）输出轴通过联轴器Ⅲ(79)与丝杠Ⅲ（78）相连接，移动连接架（76）呈“凹”形，底部开孔，在开孔处固定螺母Ⅲ（77），移动连接架（76）在侧面开有两个通孔，两通孔中心对称，连接板Ⅰ（74）两端呈圆柱状，在垂直轴线方向的两端侧面分别开有通孔，连接板Ⅱ（72）一端呈圆柱形，并开有圆孔，另一端与夹板（92）焊接在一起，连接板Ⅰ（74）的一端与移动连接架（76）的通孔通过销钉Ⅴ（75）铰接在一起，连接板Ⅰ（74）的另一端与连接板Ⅱ（72）的孔通过销钉Ⅵ（73）铰接在一起，夹板支架（93）呈“L”形，底部左右方向开有螺栓固定孔，正面沿中心线上下方向开有两通孔，底部固定到主机架（71）两侧方管上平面，上夹板（92）和下夹板（91）呈错齿型，分别通过左右夹板支架（93）与主机架（71）铰接。