风力发电机润滑脂无人机自动加注系统的制作方法

本发明涉及风力发电机领域，具体涉及一种风力发电机润滑脂无人机自动加注系统。

背景技术：

风力发电机现有的润滑脂加注方式包括集中润滑系统加注和人工加注两种方式。集中润滑系统包括机舱集中润滑系统，用于对风机主轴轴承、偏航轴承自动加注润滑脂；还包括发电机集中润滑系统，用于对发电机前后轴承自动加注润滑脂；以及包括轮毂集中润滑系统，用于对三个变桨轴承自动加注润滑脂。而风机未安装集中润滑系统时，由人工定期对风机各轴承加注润滑脂。两种加油方式都需人工定期补充润滑脂，人工补充润滑脂效率低下、维护成本高，是简单、机械、重复的劳作。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供的风力发电机润滑脂无人机自动加注系统，代替人工操作，提高生成效率。具体包括如下方案：

一种风力发电机润滑脂无人机自动加注系统，包括无人机自动加注系统、机舱对接系统和风机润滑系统，所述无人机自动加注系统包括无人机和自动加注装置，所述机舱对接系统设置于风力发电机外部，所述机舱对接系统与所述风机润滑系统通过管路密封连接，所述无人机带动所述自动加注装置与所述机舱对接系统实现对接或分离，所述自动加注装置在与所述机舱对接系统对接时通过所述机舱对接系统对所述风机润滑系统加注润滑脂。

其中，所述机舱对接系统包括箱体、绝缘台、自动加注装置导轨和润滑脂接口，所述绝缘台、所述自动加注装置导轨和所述润滑脂接口均设置于所述箱体上，所述自动加注装置导轨与所述自动加注装置配合以限制所述无人机自动加注系统在所述箱体内的移动，并使得所述自动加注装置与所述润滑脂接口实现对接，所述绝缘台用于实现所述箱体与所述自动加注装置之间的绝缘。

其中，所述机舱对接系统还包括滑盖、滑盖导轨、拉杆销钉、拉杆销钉导轨和滑盖驱动系统，所述滑盖通过所述箱体上的所述滑盖导轨与所述箱体滑动连接，所述滑盖驱动装置用于驱动所述滑盖相对于所述箱体的滑动，所述拉杆销钉设置于所述滑盖拉杆销钉槽内，所述拉杆销钉导轨设置于所述箱体上且与所述拉杆销钉位置匹配，用于控制所述拉杆销钉的上下运动。

其中，所述自动加注装置包括绝缘导槽、压缩杆、支撑杆、拉动把手和润滑脂输出口，所述绝缘导槽与所述自动加注装置导轨配合以限定所述自动加注装置相对于所述箱体的滑动，所述支撑杆与所述滑盖配合以限定所述自动加注装置的滑动稳定，所述压缩杆用于保证所述润滑脂输入口与所述润滑脂接口之间的对接压力，所述拉动把手与所述拉杆销钉配合以提供所述自动加注装置滑动动力，所述润滑脂输出口与所述机舱对接系统的润滑脂接口配合以加注润滑脂。

其中，所述自动加注装置导轨为导电材料制备或设有导线，为所述自动加注装置的电动注脂枪提供电源，所述自动加注装置内设导电线路和充电插座，所述充电插座通过所述导电线路接通所述自动加注装置导轨，以使得所述无人机通过所述充电插座进行充电。

其中，所述风机润滑系统包括机舱集中润滑系统、发电机集中润滑系统和变桨集中润滑系统。

其中，所述风机润滑系统还包括轮毂对接系统，所述轮毂对接系统包括固定于风机轮毂上的轮毂组件，以及固定于机舱上的机舱罩组件和滑板组件，所述轮毂组件通过所述机舱罩组件和所述滑板组件的配合连通所述润滑脂接口，以对所述轮毂加注润滑脂。

其中，所述轮毂组件包括轮毂润滑脂对接环、轮毂润滑脂对接管、圆环管和分配器，所述轮毂润滑脂对接环用于支撑所述轮毂组件，所述轮毂润滑脂对接管为多个，多个所述轮毂润滑脂对接管圆周分布于所述轮毂润滑脂对接环上，且多个所述轮毂润滑脂对接管通过所述圆环管连通，所述分配器连通于所述圆环管相对于所述轮毂润滑脂对接管的另一侧。

其中，所述机舱罩组件包括机舱侧防尘罩、对接窗、滑板卡轨和驱动电机，所述机舱侧防尘罩用于密封保护所述轮毂组件，所述对接窗开设于所述机舱侧防尘罩上，用于实现所述轮毂润滑脂对接管与所述滑板组件的对接，所述驱动电机通过所述滑板卡轨驱动所述滑板组件的滑动。

其中，所述滑板组件包括滑板、机舱侧润滑脂对接管、压缩弹簧、盘式电磁铁、传感器和齿条，所述滑板用于遮盖所述对接窗，所述机舱侧润滑脂对接管用于连通所述润滑脂接口，所述传感器用于感应所述轮毂润滑脂对接管，所述齿条与所述滑板卡轨配合以带动所述滑板滑动，所述压缩弹簧和所述盘式电磁铁配合实现所述机舱侧润滑脂对接管和一个所述轮毂润滑脂对接管的连接。

本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统，通过在风力发电机外部设置所述机舱对接系统，使得无人机自动加注系统可以通过对接所述机舱对接系统对所述风机润滑系统加注润滑脂。随着无人机技术的发展，如无人机送货、无人机植保、无人机巡航等技术的广泛应用，且在风电维护方面无人机叶片巡检已经成熟，为进一步开发无人机在风电维护领域的作用，将人工从简单、机械、重复的劳作中解放出来，本发明利用无人机具备快速送货、自动巡航的功能，开发出一套与风力发电机组相适应的管路对接、自动供电、自动加注功能，从而实现自动化、高效率的风力发电机润滑脂加注。随着陆上风电市场的不断发展以及海上风电快速崛起，本发明的高效、低成本自动加注系统具有更广阔的运用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统的框架示意图；

图2为本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统对接的示意图；

图3至图5为本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统中机舱对接系统的示意图；

图6和图7为本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统中无人机自动加注系统的示意图；

图8为本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统中轮毂对接系统的示意图；

图9为本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统中轮毂组件的示意图；

图10为本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统中机舱罩组件的示意图；

图11为本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统中滑板组件的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

请参阅图1，本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统10，包括无人机自动加注系统100、机舱对接系统200和风机润滑系统300。无人机自动加注系统100包括无人机110和自动加注装置120，无人机110带动自动加注装置120飞行，并与机舱对接系统200进行连接。机舱对接系统200设置于风力发电机的外部，需要至少部分露出以实现与无人机加注系统100的对接。通常的，机舱对接系统200可以设置于风力发电机的顶部。机舱对接系统200在风力发电机内部与风机润滑系统300通过管路密封连接，当无人机110带动自动加注装置120与机舱对接系统200对接后（如图2所示），可以通过密封的管路向风机润滑系统300加注润滑脂。可以理解的，自动加注装置120内设有用于存储润滑脂的容器以及电动注脂枪。根据其具体注脂的部位不同，注脂枪还可以包括偏航润滑注脂枪、轮毂注脂枪、发电机注脂枪等构成，本发明在此不做特别限定。通过无人机自动加注系统100与机舱对接系统200的对接或分离，无人机自动加注系统100可以在自动加注装置120通过机舱对接系统200对风机润滑系统300加注润滑脂后飞离该风力发电机，完成对该风力发电机的润滑脂加注工作。可以理解的，当多个风力发电机都设置本发明机舱对接系统200和风机润滑系统300后，还可以利用一个无人机自动加注系统100对多个风力发电机依次加注润滑脂，大大节省了人力物力，且安全可靠。

请参见图3至图5，机舱对接系统200包括箱体210、绝缘台220、自动加注装置导轨230和润滑脂接口240。其中绝缘台220、自动加注装置导轨230和润滑脂接口240均设置于箱体210上。润滑脂接口240设置于箱体210的一侧侧壁位置，自动加注装置导轨230设置于箱体210内，其与自动加注装置120配合，使得无人机自动加注系统100与箱体210对接后能够限制其左右方向的移动，保证自动加注装置120与润滑脂接口240对接成功。绝缘台220设置于自动加注装置导轨230与箱体210底部之间，绝缘台220用于实现箱体210与自动加注装置120之间的绝缘。箱体210顶部还可以设置防雨挡板211，箱体210在防雨挡板211的下方还设有排水孔212，防雨挡板211用于防止雨水渗入箱体210内部，排水孔212将滑盖250顶部流入的雨水排除，防止雨水进入箱体210。排水孔212的设置可以如图示位置，在其余实施例中，也可以设置在箱体210的其余侧壁处，或直接设置在箱体210的底板位置。具体的排水结构在本申请中不做特别限定。

进一步，机舱对接系统200还包括滑盖250、滑盖导轨260、拉杆销钉270、拉杆销钉导轨280和滑盖驱动系统290，滑盖导轨260与箱体210固定连接，滑盖250通过箱体210上的滑盖导轨260与箱体210滑动连接，滑盖驱动装置290用于驱动滑盖250相对于箱体210的滑动。具体的，滑盖250包括推动杆253和拉动杆252，拉动杆252上还设有拉杆销钉钉槽251，拉杆销钉钉槽251用于安装拉杆销钉270。拉杆销钉270安装于拉杆销钉钉槽251上。同时，箱体210处设有拉杆销钉轨道280，拉杆销钉导轨280在箱体210上的位置与拉杆销钉270的位置匹配，且拉杆销钉导轨280在导轨的两端设有斜面以逐步抬高或放下拉杆销钉270。当滑盖250相对于箱体210滑动时，设置于滑盖250上的拉杆销钉270可以与拉杆销钉导轨280配合，达到在箱体210内升起或降下的动作。

请参见图6和图7，自动加注装置120包括绝缘导槽121、压缩杆122、支撑杆123、拉动把手124和润滑脂输出口125。绝缘导槽121用于与自动加注装置导轨230配合，以限定自动加注装置120在与机舱对接系统200对接或分离的过程中相对于箱体210的左右摆动。支撑杆123与滑盖250配合，以限定自动加注装置120的上下串动，保证自动加注装置120的滑动稳定。在滑盖驱动系统290的驱动下，滑盖推动杆252推动自动加注装置120的压缩杆122，从而推动自动加注装置120向前运动，使得润滑脂输出口125与润滑脂接口240对接后压缩杆122可以保证对接压力。拉动把手124与拉杆销钉270配合，当自动加注装置120进入箱体210后，滑盖250向前运动，滑盖拉动杆252上的拉杆销钉槽251推动拉杆销钉270向前运动，拉杆销钉270碰到拉杆销钉导轨280后，在拉杆销钉导轨280斜面的作用下，拉杆销钉270克服自身重力上升，从而插入拉动把手124中，为滑盖250后退时拉动自动加注装置120做好准备。润滑脂输出口125与机舱对接系统200的润滑脂接口240对接，二者配合以加注润滑脂。

当前风力发电机风场使用的无人机，例如叶片巡检无人机等，存在飞行距离限制，难以覆盖整个风力发电机风场，特别是海上风力发电机风场。为此，在本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统10中，无人机110还可以通过机舱对接系统200进行充电，以实现更长的续航能力。具体的，设置自动加注装置导轨230为导电材料制备，或在自动加注装置导轨230上设导线，同时在自动加注装置120内设导电线路126和充电插座127，导电线路126一端连接至绝缘导槽121处，与自动加注装置导轨230导通，另一端连接至充电插座127。充电插座127与无人机110的充电接口电连接，充电插座127通过导电线路126接通自动加注装置导轨230，以使得无人机110在与机舱对接系统200对接时，还能通过充电插座127进行充电，延长无人机110的续航能力。可以理解的，机舱对接系统200在与无人机110电性导通的同时，还可以对自动加注装置120内的注脂枪（图中未示）进行供电，此时自动加注装置120在对风机润滑系统300进行润滑脂加注时，可以不占用无人机自动加注系统100内部的电能，也利于提高无人机自动加注系统100自身的续航能力。

请看回图1，一种实施例中，风机润滑系统300包括机舱集中润滑系统310和发电机集中润滑系统320。机舱集中润滑系统310用于对风机主轴轴承、偏航轴承自动加注润滑脂，发电机集中润滑系统320用于对发电机前后轴承自动加注润滑脂。发电机机组润滑系统320安装在机舱内部发电机上，机舱集中润滑系统310安装在机舱内部，这两套系统和机舱对接系统200是相对静止的，他们之间只需一根润滑管就可实现连接。

一种实施例，风机润滑系统300还包括轮毂对接系统330和轮毂集中润滑系统340。轮毂润滑系统340相对风力发电机的机舱是旋转的，因此轮毂对接系统330需要实现旋转轮毂与机舱之间的对接。请参见图8，轮毂对接系统330包括固定于风机轮毂上的轮毂组件331，以及固定于机舱上的机舱罩组件332和滑板组件333。轮毂组件330用于对轮毂加注润滑脂，轮毂组件331通过机舱罩组件332和滑板组件333的相互配合以连通机舱对接系统200的润滑脂接口240。

请参见图9，轮毂组件331包括轮毂润滑脂对接环3311、轮毂润滑脂对接管3312、圆环管3313和分配器3314。轮毂润滑脂对接环3311与轮毂固定连接，起到支撑轮毂组件331的作用。轮毂润滑脂对接管3312设有多个，多个轮毂润滑脂对接管3312圆周分布于轮毂润滑脂对接环3311上，进而使得轮毂组件331能够在任意旋转角度上都能提供一个轮毂润滑脂对接管3312与润滑脂接口240连通。多个轮毂润滑脂对接管3312之间通过圆环管3313连通，分配器3314连通于圆环管3313相对于轮毂润滑脂对接管3312的另一侧。由此，任意一个轮毂润滑脂对接管3312都可以通过圆环管3313连通至分配器3314中，进而通过分配器3314对轮毂加注润滑脂。

分配器3314可采用递进式分配器，润滑脂从递进式分配器3314的出口交替进入，在润滑脂的压力下，递进式分配器内部的活塞交替运动，将润滑脂通过分配器3314的入口送入轮毂润滑系统340。本发明将递进式分配器3314反向运用，润滑脂在压力作用下交替进入递进式分配器3314的各出口，从递进式分配器3314的入口送出，送入轮毂集中润滑系统内。加入递进式分配器3314可以保证润滑脂从圆环管3313左右两端交替的进入分配器，因轮毂侧润滑脂对接管到圆环管3313两端的长度不同，管路压力损耗不同，如果没有递进式分配器3314，润滑脂就会从最短路径流入轮毂集中润滑系统340中，导致管路长的部分的润滑脂堆积在管路里，长时间会造成润滑脂干燥，堵塞管路。

请参见图10，机舱罩组件332包括机舱侧防尘罩3321、对接窗3322、滑板卡轨3323和驱动电机3324。机舱侧防尘罩3321覆盖于轮毂组件331上，用于密封保护所述轮毂组件331，实现防尘。对接窗3322开设于机舱侧防尘罩3321上，对接窗3322提供轮毂润滑脂对接管3312与滑板组件333对接的镂空结构，实现轮毂润滑脂对接管3312与滑板组件333的对接。驱动电机3324和滑板卡轨3323均固定于机舱侧防尘罩3321上，驱动电机3324通过滑板卡轨3323驱动滑板组件333的滑动。

请参见图11，滑板组件333包括滑板3331、机舱侧润滑脂对接管3332、压缩弹簧3333、盘式电磁铁3334、传感器3335和齿条3336。滑板3331用于遮盖对接窗3322，保证机舱侧防尘罩3321对轮毂组件331的有效密封保护。机舱侧润滑脂对接管3332的一端用于连通润滑脂接口240，另一端需要通过配合与一个轮毂润滑脂对接管3312连通。具体的，机舱侧润滑脂对接管3332的另一端在压缩弹簧3333的作用下保持伸出状态，齿条3336与滑板卡轨3323配合，在驱动电机3324的作用下带动滑板组件333整体滑动。传感器3335同步感应轮毂润滑脂对接管3312，当传感器3335感应到轮毂润滑脂对接管3312时，盘式电磁铁3334吸合，机舱侧润滑脂对接管3332收回，与轮毂润滑脂对接管3312连通。

在本发明风力发电机润滑脂无人机自动加注系统10工作时，需要无人机自动加注系统100飞临机舱对接系统200上空。风力发电机停机并刹车，轮毂不再转动，机舱对接系统200顶部的滑盖250被驱动滑开，封装有各种润滑脂和加注枪的无人机自动加注装置120降落在机舱对接系统200安装的自动加注装置导轨230上。自动加注装置120在自动加注装置导轨230和滑盖250的作用下实现左右以及上下方向上的精确定位。优选的，自动加注装置导轨230上还可以导电，实现对自动加注装置120的供电和对无人机110的充电。

然后，顶部的滑盖250向闭合方向运动，推动无人自动加注装置120向前运动完成润滑脂输出口125与润滑脂接口240的对接，并在达到一定压力后停止运动，对接完成。在此过程中拉杆销钉270在拉杆销钉导轨280的作用下升起，为滑盖250拉动无人机自动加注装置120向后运动做好准备。

机舱侧润滑脂对接管3332在压缩弹簧3333的作用下离开轮毂润滑脂对接环3311，滑板3331在驱动电机3324的驱动下在机舱侧防尘罩3321上滑动，当传感器3335探测到轮毂侧润滑脂对接管3312时，滑板3331停止滑动，盘式电磁铁3334吸合，完成对接并保持端面密封压力。

当所有管路对接完毕，无人机自动加注装置120封装的电动注脂枪启动，给风机加注润滑脂，有集中润滑系统的就给集中润滑系统补充润滑脂，无集中润滑系统的就通过分配器给各轴承加注润滑脂。当润滑脂加注完毕，盘式电磁铁3334断电，机舱侧润滑脂对接管3332在压缩弹簧3333的作用下离开轮毂润滑脂对接环3312，轮毂刹车松开，轮毂旋转不受干涉，机舱顶部滑盖250向后滑动，拉杆销钉270拉动无人机自动加注装置120向后移动，移动一定距离后，拉杆销钉270与下方的拉杆销钉导轨280分离，拉杆销钉270上方翻边仍挂在无人机自动加注装置120的拉动把手124上，滑盖250仍然可以拉动无人机自动加注装置120至指定位置，然后滑盖250向前运动，拉杆销钉270落下，滑盖250和无人机自动加注装置120分离，滑盖250向后运动到指定位置，无人机自动加注装置120在无人机110完成充电后起飞离开。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。