一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，它包括车架和车轮驱动装置，所述车架上设有摄像头；所述车架左右两侧对称设置车轮，各车轮分别通过各自的轮轴与车架转动连接；所述车轮驱动装置分为左侧车轮驱动装置和右侧车轮驱动装置，所述左侧车轮驱动装置和右侧车轮驱动装置结构相同、且对称设置于所述车架的左右两侧；所述左侧车轮驱动电机和右侧车轮驱动电机分别依次通过各自的传动轴和伞齿轮副传动连接至巡检车前端的车轮上。本发明具有行走灵活、自如、稳健等特点。
【专利说明】—种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置。
【背景技术】
[0002]风能作为一种无污染并颇具活力的可再生能源，其开发日益受到重视，风电叶片作为风电机组最重要的零部件，造价占整机的20%以上。风电叶片是玻璃钢蒙皮与大梁组成的空心体结构。受制造工艺、黏结工艺等随机因素的影响，风电叶片难免会带有空隙、裂纹、分层、脱黏等结构缺陷。其空心体内部缺陷的检测，尤为重要。已安装运行的风机叶片和新生产未出厂的叶片均需要进行内部检测。
[0003]目前风电叶片的检测手段基本为人员爬进空心体内部进行观察、判断。此种方法的弊端有两种，第一受叶片内部空间限制，瘦小的人员也只能进入到距叶根大约1/3处的位置，而容易出问题的位置在2/3左右的位置，能够检查的距离短，重要位置检查不到；第二由于进入叶片检查的人员经验、素质的不同，对缺陷的判断结果也不尽相同，很可能对缺陷做出误判、错判。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，它具有行走灵活、自如、稳健等特点。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:
一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，它包括车架和车轮驱动装置，所述车架上设有摄像头；所述车架左右两侧对称设置车轮，各车轮分别通过各自的轮轴与车架转动连接；所述车轮驱动装置分为左侧车轮驱动装置和右侧车轮驱动装置，所述左侧车轮驱动装置和右侧车轮驱动装置结构相同、且对称设置于所述车架的左右两侧；所述左侧车轮驱动电机和右侧车轮驱动电机分别依次通过各自的传动轴和伞齿轮副传动连接至巡检车前端的车轮上。
[0006]上述用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，所述车架两侧的车轮均为三个或三个以上，每一侧的车轮之间通过齿轮传动连接。
[0007]上述用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，所述摄像头包括前视摄像头和后视摄像头；如视摄像头为由径向Z?台和轴向Z?台组成的全方位Z?台摄像头，如视摄像头设有一键回位装置，一键回位装置包括径向回位装置和轴向回位装置，径向回位装置包括与前视摄像头外壳固定且与其竖向转轴同轴心的从动齿轮，从动齿轮与过渡齿轮啮合，过渡齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮由径向旋转云台驱动电机驱动；从动齿轮、过渡齿轮和主动齿轮的轴心连线位于一条直线上，且与车架长度方向中心线平行；在过渡齿轮的盘面设有与过渡齿轮同轴心的环形反光带，环形反光带分为一个弧形金色区、两个弧形白色区和一个点状黑色区，当前视摄像头对准正前方时，点状黑色区位于靠近主动齿轮的轴心连线位置，弧形金色区位于从动齿轮一侧，其中心线为轴心连线，两个弧形白色区对称设置于弧形金色区和点状黑色区之间；并设有用于检测环形反光带主动齿轮一侧轴心连线位置的反射式光电传感器，反射式光电传感器通过控制电路控制径向旋转云台驱动电机转动；轴向回位装置包括用于检测车架倾斜角度的第二加速度传感器和用于检测轴向旋转云台倾斜角度的第一加速度传感器；第一加速度传感器和第二加速度传感器通过控制电路控制轴向旋转云台驱动电机转动。所述巡检车安装有后视摄像头和可调节亮度的后视照明灯，在退出叶片时，可观察到所述巡检车后部的状况，方便对退出路线进行检测。
[0008]上述用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，所述左侧车轮驱动电机的输出轴和右侧车轮驱动电机的输出轴分别通过各自的联轴器与传动轴连接。
[0009]上述用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，所述车轮的胎面设有锯齿形沟槽。
[0010]上述用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，所述驱动装置中设有倒车保护开关。
[0011]上述用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，所述左侧车轮驱动电机和右侧车轮驱动电机为调速电机。
[0012]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
本发明中车轮驱动装置设有左侧车轮驱动装置和右侧车轮驱动装置，当左侧车轮驱动电机和右侧车轮驱动电机的转速、转动方向相反时，所述巡检车实现前进或后退功能；当电机转速不同、方向相同时，所述巡检车实现行进中的转向；当电机转速相同、转动方向相同时，所述巡检车实现原地转向。上述功能使所述巡检车行走灵活、自如，能够顺利越过或绕过障碍物；车架单侧车轮为三个，单侧车轮之间通过传动齿轮传动，由于采用六轮驱动，使其行走更加可靠；车架单侧车轮为三个，车轮越多，越障能力越强。左右两侧各三个驱动轮，能很好的调整重心、增加摩擦力；车轮的胎面设有锯齿形沟槽。可攀爬过叶片在生产过程中掉落残留的胶块或杂物，增加了越障能力；驱动装置设有倒车保护开关，通过控制倒车保护开关能够在路面有坡度的情况下静止不动，前视摄像头为由径向云台和轴向云台组成的全方位云台摄像头，前视摄像头设有一键回位装置，此功能可使前视摄像头旋转后，能够快速的将摄像视线回归到正前方继续行进。操作方便、快捷；使操作更加灵活、提高了检测效果；本发明具有行走灵活、自如、稳健等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中车架、车轮及车轮驱动部分的结构示意图；
图3是本发明径向回位装置的结构示意图；
图4是本发明轴向回位装置的结构示意图。
[0014]图中各标号表示为:1、车架；2、前视摄像头；3、车轮；4、轮轴；5、左侧车轮驱动电机；6、右侧车轮驱动电机；7、传动齿轮；8、传动轴；9、倒车保护开关；10、联轴器；11、锯齿形沟槽；12、伞齿轮副；13、从动齿轮；14、过渡齿轮；15、主动齿轮；16、弧形金色区；17、弧形白色区；18、点状黑色区；19、轴心连线；20、反射式光电传感器；21、第一加速度传感器；
22、第二加速度传感器；23、径向旋转云台底座；24、轴向旋转云台底座；25、后视摄像头。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
[0016]由图1-4所示的实施例可知，本实施例包括车架1，车架I上设有前视摄像头2，车架I左右两侧对称设置车轮3，各车轮3通过轮轴4与车架I转动连接；还包括车轮驱动装置，车轮驱动装置包括左侧车轮驱动装置和右侧车轮驱动装置，左侧车轮驱动装置包括左侧车轮驱动电机5，左侧车轮驱动电机5与左侧前端车轮3传动连接，右侧车轮驱动装置包括右侧车轮驱动电机6，右侧车轮驱动电机6与右侧前端车轮3传动连接。
[0017]左侧车轮驱动装置和右侧车轮驱动装置结构相同，且对称设置于车架I的左右两侧:左侧车轮驱动电机5的输出轴和右侧车轮驱动电机6的输出轴分别通过与电机输出轴同轴心的传动轴8与车架I各侧前端车轮3伞齿轮副12传动连接，驱动装置设有倒车保护开关9。
[0018]摄像头包括如视摄像头2和后视摄像头25 ;如视摄像头2为由径向z?台和轴向z?台组成的全方位云台摄像头，前视摄像头2设有一键回位装置，一键回位装置包括径向回位装置和轴向回位装置，径向回位装置包括与前视摄像头2外壳固定且与其竖向转轴同轴心的从动齿轮13，从动齿轮13与过渡齿轮14啮合，过渡齿轮14与主动齿轮15啮合，所述主动齿轮15由径向旋转云台驱动电机驱动；所述从动齿轮13、过渡齿轮14和主动齿轮15的轴心连线19位于一条直线上，且与车架I长度方向中心线平行；在所述过渡齿轮14的盘面设有与过渡齿轮同轴心的环形反光带，所述环形反光带分为一个弧形金色区16、两个弧形白色区17和一个点状黑色区18，当前视摄像头2对准正前方时，点状黑色区18位于靠近主动齿轮15的轴心连线19位置，弧形金色区16位于从动齿轮13 —侧，其中心线为轴心连线19，两个弧形白色区17对称设置于弧形金色区16和点状黑色区18之间；并设有用于检测环形反光带主动齿轮15—侧轴心连线19位置的反射式光电传感器20，反射式光电传感器20通过控制电路控制径向旋转云台驱动电机转动；轴向回位装置包括用于检测轴向旋转云台倾斜角度的第一加速度传感器21和用于检测车架I倾斜角度的第二加速度传感器22 ;第一加速度传感器21和第二加速度传感器22通过控制电路控制轴向旋转云台驱动电机转动。
[0019]车架I单侧车轮3为三个，单侧车轮3之间通过传动齿轮7传动。
[0020]左侧车轮驱动电机5的输出轴和右侧车轮驱动电机6的输出轴分别通过联轴器10与传动轴8连接。
[0021]车轮3的胎面设有锯齿形沟槽11。
左侧车轮驱动电机5和右侧车轮驱动电机6为调速电机，左侧车轮驱动电机5的输出轴和右侧车轮驱动电机6的输出轴分别与联轴器10连接。
[0022]本发明的工作原理如下:
通过控制电路控制所述巡检车，当左侧车轮驱动电机5和右侧车轮驱动电机6的转速、转动方向相反时，所述巡检车实现前进或后退功能；当电机转速不同、方向相同时，所述巡检车实现行进中的转向；当电机转速相同、转动方向相同时，所述巡检车实现原地转向。通过控制倒车保护开关9实现倒车速度和收线速度保证同步。倒车保护开关是为了防止电缆卷入车轮，收紧电缆时，开关打开允许巡检车倒车，电缆松弛状态时，开关关闭，巡检车无法倒车，从而使所述巡检车在叶片空心体内部行走自如、实现对其各部位进行摄像检查。前视摄像头设有一键回位装置工作原理:
此功能为了方便使用者在前视摄像头旋转后，能够快速的将摄像视线回归到正前方继续行进。此功能在径向旋转回位和轴向旋转回位中采取了不同方法和原理。
[0023]径向旋转回位采用反射式光电传感器检测前视摄像头外壳旋转的位置，在得到回位命令后，电机旋转带动前视摄像头外壳旋转，在反射式光电传感器检测到预设的回位检测点时停止转动，达到径向回位的目的。当反射式光电传感器检测到的是环形线路板的金色区域，反射光信号强度最强，标记为状态I ;当检测到的是白色区域，反射光信号强度中等，标记为状态2，；当检测到的是黑色区域，反射光信号强度弱，标记为状态3。当前视摄像头旋转时，中间过渡齿轮被带动旋转，反射式光电传感器从白色区域到状金色区域时，控制电路控制径向旋转云台驱动电机停止旋转，前视摄像头停止旋转，此时程序根据记录的电机旋转方向判断出了前视摄像头旋转到了左或右边的最大角度。得到一键回位命令后，电机向相反方向转动，反射式光电传感器从状态I到状态2，再到状态3，此时停止电机旋转命令，前视摄像头停止旋转，径向旋转回到了原位，前视摄像头旋转的角度就是从动齿轮旋转的角度。
[0024]轴向旋转回位采用了计算两个加速度传感器与重力之间夹角，得出前视摄像头在轴向上的旋转角度，并在得到回位命令后，电机旋转带动云台旋转，使两个加速度传感器与重力之间夹角相同，达到轴向回位的目的。第二加速度传感器22安装在径向旋转云台底座内，径向旋转云台底座安装在车架I上，故其检测的与重力的夹角为爬车架I倾斜与重力线夹角。第一加速度传感器21安装在轴向旋转云台底座内，故其检测的是前视摄像头轴向旋转云台与重力线夹角。当得到一键回位命令时，根据上次旋转时电机的转动方向，向反方向转动，电机带动齿轮、旋转轴、前视摄像头轴向旋转云台旋转，第一加速度传感器21检测的夹角与第二加速度传感器22检测的夹角一致时，前视摄像头停止旋转，轴向旋转回到原位。
【权利要求】
1.一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于:包括车架(1)和车轮驱动装置，所述车架(1)上设有摄像头，所述车架(1)左右两侧对称设置车轮(3),所述各车轮(3)分别通过各自的轮轴(4)与车架(1)转动连接；所述车轮驱动装置分为左侧车轮驱动装置和右侧车轮驱动装置，所述左侧车轮驱动装置和右侧车轮驱动装置结构相同，且对称设置于所述车架(1)的左右两侧；所述左侧车轮驱动电机(5 )和右侧车轮驱动电机(6 )分别依次通过各自的传动轴(8)和伞齿轮副传动连接至巡检车前端的车轮(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于:所述摄像头包括前视摄像头(2)和后视摄像头(25)；所述前视摄像头(2)为由径向云台和轴向云台组成的全方位云台摄像头，所述前视摄像头(2)设有一键回位装置，所述一键回位装置包括径向回位装置和轴向回位装置，所述径向回位装置包括与前视摄像头(2)外壳固定且与其竖向转轴同轴心的从动齿轮(13),所述从动齿轮(13)与过渡齿轮(14)啮合，所述过渡齿轮(14)与主动齿轮(15)啮合，所述主动齿轮(15)由径向旋转云台驱动电机驱动；所述从动齿轮(口)、过渡齿轮(14)和主动齿轮(15)的轴心连线(19)位于一条直线上，且与车架(1)长度方向中心线平行；在所述过渡齿轮(14)的盘面设有与过渡齿轮同轴心的环形反光带，所述环形反光带分为一个弧形金色区(…)、两个弧形白色区(17)和一个点状黑色区(18),当前视摄像头(2)对准正前方时，所述点状黑色区(18)位于靠近主动齿轮(15)的轴心连线(19)位置，所述弧形金色区(16)位于从动齿轮(13)—侧，其中心线为轴心连线(19),所述两个弧形白色区(17)对称设置于弧形金色区(16)和点状黑色区(18)之间；并设有用于检测环形反光带主动齿轮(15)—侧轴心连线(19)位置的反射式光电传感器(20),所述反射式光电传感器(20)通过控制电路控制径向旋转云台驱动电机转动；所述轴向回位装置包括用于检测轴向旋转云台倾斜角度的第一加速度传感器(21)和用于检测车架(1)倾斜角度的第二加速度传感器(22〉；所述第一加速度传感器(21)和第二加速度传感器(22)通过控制电路控制轴向旋转云台驱动电机转动。
3.根据权利要求2所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于:所述车架(1)两侧的车轮(3)均为三个或三个以上，每一侧的车轮(3)之间通过齿轮(7)传动连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于:所述左侧车轮驱动电机(5)的输出轴和右侧车轮驱动电机(6)的输出轴分别通过各自的联轴器(10)与传动轴(8 )连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于:所述车轮(3)的胎面设有锯齿形沟槽(11
6.根据权利要求5所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于:所述驱动装置中设有倒车保护开关(幻。
7.根据权利要求6所述的一种用于风力发电叶片内腔缺陷检测的巡检装置，其特征在于:所述左侧车轮驱动电机(5)和所述右侧车轮驱动电机(6)为调速电机。
【文档编号】B62D61/10GK104354786SQ201410630286
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】冼骏峰, 杨韶辉 申请人:保定金迪科学仪器有限公司