风电叶片前缘保护涂装机器人

本发明涉及涂装机器人，尤其涉及一种风电叶片前缘保护涂装机器人，其主要应用于对风电叶片的前缘底端和两侧进行涂装。

背景技术：

1、风机在长时间运行过程中难免会出现叶片损伤问题,风电叶片要承受强大的风载荷、砂石粒子冲击等，其表面容易出现划伤、腐蚀及裂纹等缺陷。风力涡轮机的叶片可以长达数百英尺，重达数千磅。它们不仅在高空中作业，而且许多位于数英里外，进入它们既困难又危险。风力发电机组一般安装在风沙比较大的环境中，并在转动的过程中由于叶尖受到了较高的线速度，在额定的转速作用下使叶尖的线速度超过了70m/s，促使环境当中的沙子对叶片的前缘部分造成严重的磨损，从而带来了开裂问题，现在有效的预防措施有，可以通过在提前叶片前缘涂装保护漆来增强尤其是叶尖部分的防护。当前前缘保护器的涂装主要是以人工作业为主，开发相应的高效全自动涂装设备称为迫切需求。当前人工进行前缘保护漆涂装具有以下难点：

2、1）叶片曲面的复杂性以及未知性。由于叶片为符合空气力学，不同长度、不同型号的叶片均具有不同曲面，因此人工进行曲面涂装作业，主要依靠经验进行涂装至看似平整，具有涂装量的不均匀性以及不确定性。

3、2）由于叶片在厂房中的常规姿态，多是属于前缘朝下，而且由于叶片体积大，受到横侧风较大，因此叶片通常工装高度较低，导致前缘距地面高度往往不足1m。人工进行底部保护漆涂装工况十分受限，进一步导致了效率低下以及涂装作业不稳定、不连续性质。

4、3）人工作业的重复性以及不连续性，人工进行叶缘保护漆涂装时，常常是下蹲进行作业，单次涂装距离不大于手臂可工作距离，但是工人进行下一步移动时，往往会造成两次涂装衔接处的突变，反而为弥补突变，需要反复刮除，造成重复作业。

5、4）人工作业附属装备繁杂，工人需要料筒、刮板、上料板、一次性作业手套等等。而且由于叶片生产作业环境的高粉尘、漆料的挥发性等，常常需要佩戴口罩进行作业，对于工人的身体健康进一步造成威胁。

6、由以上分析人工前缘保护漆涂装作业带来的缺点，研发出一种用于风电叶片前缘保护涂装机器人，进一步促进风电叶片智能化生产，具有非常重要的现实意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，为解决现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种风电叶片前缘保护涂装机器人，其能够实现对风电叶片的前缘底端和两侧进行涂装，能够高效稳定的进行风电叶片的涂装作业。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、一种风电叶片前缘保护涂装机器人，包括：

4、全向运动底盘，用于控制机器人整体连续运动；

5、升降装置，其设置于所述全向运动底盘上；

6、叶缘涂装执行机构，其设置于所述升降装置上，用于对风电叶片的形状检测、上料和刮涂作业；

7、缓冲浮动装置，其一端连接于所述升降装置，另一端连接所述叶缘涂装执行机构，用于针对所述风电叶片长度方向斜率变化进行仿形和完成过载保护；

8、供料机构，用于为所述叶缘涂装执行机构提供涂料；

9、配电及控制模块，用于对机器人提供有效控制。

10、优选地，所述全向运动底盘的前段采用刚性悬挂形式。

11、优选地，所述缓冲浮动装置包括：

12、若干缓冲杆导向块，其设置于所述升降装置的升降上端承载框架两侧；

13、缓冲导杆，其一端嵌套于所述缓冲杆导向块内，另一端与缓冲导杆衔接板连接；

14、缓冲弹簧，其套设于所述缓冲导杆上，且位于所述缓冲杆导向块与缓冲导杆衔接板之间;

15、垂直型球头螺栓,其底端固定于所述缓冲导杆衔接板上，其顶端固定于所述叶缘涂装执行机构外侧。

16、优选地，所述叶缘涂装执行机构包括：

17、执行装置机架，其设置于所述升降装置的升降上端承载框架上；

18、检测装置，其设置于所述执行装置机架的最前端，用于检测工作区的直接曲面数据；

19、上料装置，其设置于所述检测装置后，其用于为所述风电叶片的前缘底端和两侧涂抹上涂料；

20、刮涂装置，其设置于所述执行装置机架的最后端，用于对所述上料装置涂抹的涂料均匀抹平。

21、优选地，所述检测装置包括：

22、固定杆铰接块，其设置于所述执行装置机架上；

23、传感器固定杆，其一端与所述固定杆铰接块铰接；

24、若干磁致伸缩传感器，固定于所述传感器固定杆上。

25、优选地，所述上料装置包括：

26、侧刷装置，其对称设置于所述上料装置的机架两侧，用于对所述风电叶片的两侧涂抹涂料；

27、辊刷装置，其设置于所述上料装置的机架上，用于对所述风电叶片的前缘底端涂抹涂料。

28、优选地，所述侧刷装置包括：

29、直线轴承嵌套块，其通过侧刷固定板固定于所述上料装置的机架侧面；

30、直线轴承，其嵌套于所述直线轴承嵌套块内；

31、弹簧挡板，其固定于所述直线轴承嵌套块远离所述侧刷固定板的一端；

32、双导杆及弹簧，其一端穿设于所述直线轴承，另一端与侧斜毛刷固定板铰接；

33、第一万向球轴承，其设置于所述侧斜毛刷固定板上；

34、侧斜毛刷，其设置于所述侧斜毛刷固定板靠近所述风电叶片的一端；

35、侧斜出料装置，其设置于所述侧斜毛刷的上端，用于使涂料附着于所述倾斜毛刷上，并仿形刷在所述风电叶片上。

36、优选地，所述刮涂装置包括：

37、刮涂装置固定机架，其设置于所述执行装置机架最后端，其两端分别与u型摇摆内框架的开口两端转动连接；

38、两个电动推杆，其固定端分别铰接于所述u型摇摆内框架的底端两角，其伸出端上均设置有弹簧嵌套筒；

39、推力弹簧，其嵌套于所述弹簧嵌套筒内；

40、两个刮带两端导向块，其分别与所述弹簧嵌套筒靠近所述u型摇摆内框架的开口的一端铰接连接；

41、两个第二万向球轴承，其分别固定于两个所述刮带两端导向块上；

42、刮带，其两端分别固定于两个所述第二万向球轴承上。

43、优选地，所述供料机构包括：

44、涂料管支撑外架，其设置于所述执行装置机架上；

45、袋装涂料套管，其设置于所述涂料管支撑外架上；

46、伺服驱动装置，用于挤压所述袋装涂料套管进行涂料输出。

47、本发明提供的风电叶片前缘保护涂装机器人，能够实现对风电叶片的前缘底端和两侧进行涂装，能够高效稳定的进行风电叶片的涂装作业，其相对于现有技术，具有如下的有益效果：

48、1）缓冲浮动装置既适应了叶片的轴向曲率变化，又提供了过载保护；

49、2）叶缘涂装执行装置上的检测装置，能够有效反应风电叶片母线，叶形的变化，以帮助完成机器人整体运动轨迹规划，有效的解决作业不连续，曲面难以恒定控距的难点；

50、3）供料机构的模块化设计，通过袋装涂料套管的设计，降低了多余涂料的浪费以及不可回收性质，有效提升了涂料的直接利用率，通过控制刮涂装置，保障了刮涂装置同叶片的表面贴合，提升前缘保护漆面厚度的均匀性。