一种风电机组塔筒载荷测试的应变片定位装置的制作方法

本实用新型涉及风电技术领域，具体涉及一种风电机组塔筒载荷测试的应变片定位装置。

背景技术：

风力发电机组是由叶片捕捉风能转化成电能的一种装置，主要由塔筒、机舱和风轮系统组成。

风力发电机组在完成设计之后需要进行机组型式认证方可交由风电场使用，在风电机组型式认证过程中，需要对风电机组进行机械载荷测试。测试需要对风电机组塔筒进行加装应变片以测量塔筒在风电机组各个工况下的载荷情况。

在风电机组塔筒机械载荷测试过程中，需要在塔筒内壁加装电阻式应变片，在传感器加装过程中需要在塔筒内部对安装位置进行定位。根据应变片测试原理及信号处理组桥需求，需要在所测试部位的塔筒径向界面将塔筒四等分定位。传统测试过程中的应变片定位有人工数塔筒连接螺栓个数，然后根据螺栓个数四等分，或由测试人员拿皮尺测量所在位置塔筒周长后再将周长四等分。数螺栓定位法因为螺栓个数多，且不一定为偶数，定位误差较大；测周长法定位需要多人协同工作，且不方便操作，测量误差较大。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供的一种风电机组塔筒载荷测试的应变片定位装置，以解决传统的应变片定位方法操作不便且定位误差较大的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型通过如下技术方案来实现：

本实用新型提供一种风电机组塔筒载荷测试的应变片定位装置，包括导轨、第一激光器、第二激光器和第三激光器；所述导轨两端均设有接触部，以便于所述导轨通过所述接触部以可拆卸的方式固定在塔筒内壁；所述第一激光器、第二激光器和第三激光器从左往右依次设置在导轨上，所述第二激光器设置在导轨中点位置，所述第一激光器和所述第三激光器均可沿导轨延伸方向往复滑动；三个所述激光器均可正反双向发射激光束，且所述第二激光器发射的激光束与导轨延伸方向垂直，所述第一激光器发射的激光束与第二激光器发射的激光束呈45度夹角，所述第三激光器发射的激光束与第一激光器发射的激光束垂直。

可选地，所述接触部包括磁吸座和支撑杆，所述支撑杆设置在磁吸座上，所述导轨与支撑杆连接，所述支撑杆上螺纹连接有高度调节螺母，所述高度调节螺母顶面与导轨底面抵接。

可选地，所述接触部还包括角度微调机构，所述角度微调机构用于调节所述支撑杆以使其竖直设置。

可选地，所述角度微调机构包括微调杆和弹性件；所述支撑杆中部与所述磁吸座铰接，所述支撑杆底端设有通孔，所述微调杆穿过通孔后与磁吸座螺纹连接；所述弹性件套设在微调杆上，且所述弹性件两端分别与磁吸座和支撑杆抵接；所述微调杆远离磁吸座一端还设有端帽，所述端帽与支撑杆抵接。

可选地，所述角度微调机构还包括弹性垫，所述弹性垫套设在微调杆上，且所述弹性垫两端分别与支撑杆和端帽抵接。

可选地，所述导轨上还设有水平仪，以便于调整所述导轨的水平度。

可选地，所述导轨上设有第一刻度，所述第一刻度的零刻度线与第二激光器位置一致，以用于读取所述第一激光器与第二激光器，以及第三激光器与第二激光器的距离值。

可选地，所述导轨中点位置还设有滑杆，所述滑杆与导轨延伸方向垂直，所述滑杆上设有第二刻度，以用于测量第二激光器在筒壁的投射点与第二激光器的距离值。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种风电机组塔筒载荷测试的应变片定位装置，包括导轨、第一激光器、第二激光器和第三激光器；所述导轨两端均设有接触部，以便于所述导轨通过所述接触部以可拆卸的方式固定在塔筒内壁；所述第一激光器、第二激光器和第三激光器从左往右依次设置在导轨上，所述第二激光器设置在导轨中点位置，所述第一激光器和所述第三激光器均可沿导轨延伸方向往复滑动；三个所述激光器均可正反双向发射激光束，且所述第二激光器发射的激光束与导轨延伸方向垂直，所述第一激光器发射的激光束与第二激光器发射的激光束呈45度夹角，所述第三激光器发射的激光束与第一激光器发射的激光束垂直。本实用新型提供的定位装置，通过合理设置三个双向激光器的投射角度以在塔筒径向界面投射出四个投射点，即塔筒径向界面的四等分点，操作简便，定位准确，提高了应变片的安装效率，提高了测试精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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读取。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为一种风电机组塔筒载荷测试的应变片定位装置的安装位置示意图；

图2为图1中ⅰ处的放大图；

图3为图2中ⅱ处的放大图；

图4为图2中ⅲ处的放大图；

图5为角度微调机构的剖视图；

图6为一种风电机组塔筒载荷测试的应变片定位装置的原理示意图；

图7为一种风电机组塔筒载荷测试的应变片定位装置另一实施例的局部图；

图8为三个激光器的位置关系图；

图9为第一激光器的安装示意图；

附图标记：

1-塔筒、2-应变片、3-导轨、4-第一激光器、5-第二激光器、6-第三激光器、7-磁吸座、8-支撑杆、9-滑杆；

31-滑槽、32-第一刻度、33-水平仪、34-滑座、35-安装杆、41-限位孔、71-凹槽、81-销孔、82-通孔、83-微调杆、84-弹性件、85-弹性垫、91-第二刻度。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶面”、“底面”、“中部”、“底端”、“从左往右”、“从下往上”、“左端”、“右端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种风电机组塔筒载荷测试的应变片定位装置，包括导轨3、第一激光器4、第二激光器5和第三激光器6。所述导轨3两端均设有接触部，以便于所述导轨3通过所述接触部以可拆卸的方式固定在塔筒内壁，所述接触部可以是磁吸座7或真空吸盘。具体地，所述塔筒至少包括两个从下往上依次连接的筒节，相邻两个所述筒节之间通过法兰连接，且每个所述筒节内壁和外壁均设有法兰。所述第一激光器4、第二激光器5和第三激光器6从左往右依次设置在导轨3顶面，所述第二激光器5设置在导轨3中点位置，所述第一激光器4和所述第三激光器6均可沿导轨3延伸方向往复滑动。三个所述激光器均可正反双向发射激光束，且所述第二激光器5发射的激光束与导轨3延伸方向垂直，所述第一激光器4发射的激光束与第二激光器5发射的激光束呈45度夹角，所述第三激光器6发射的激光束与第一激光器4发射的激光束垂直。本实用新型提供的定位装置，通过合理设置三个双向激光器的投射角度以在塔筒径向界面投射出四个投射点，即塔筒径向界面的四等分点，操作简便，定位准确，提高了应变片的安装效率，提高了测试精度。

请参阅图6，本装置的使用方法为：在所述导轨中点位置设置第二激光器，通过所述第二激光器发射正反双向激光束，并使所述第二激光器发射的正反双向激光束与导轨延伸方向垂直，将所述第二激光器在塔筒内壁的两个投射点确定为第一观测点和第二观测点；在所述导轨左端设置第一激光器，通过所述第一激光器发射正反双向激光束，并使所述第一激光器发射的正反双向激光束与所述第二激光器发射的正反双向激光束呈45度夹角，调整所述第一激光器的位置以使所述第一激光器在塔筒内壁的其中一个投射点与所述第一观测点重合，则将所述第一激光器在塔筒内壁的另一个投射点确定为第三观测点；在所述导轨右端设置第三激光器，通过所述第三激光器发射正反双向激光束，并使所述第三激光器发射的正反双向激光束与所述第一激光器发射的正反双向激光束垂直，调整所述第三激光器的位置以使所述第三激光器在塔筒内壁的其中一个投射点与所述第一观测点重合，则将所述第三激光器在塔筒内壁的另一个投射点确定为第四观测点；所述第一观测点、第二观测点、第三观测点和第四观测点即为塔筒径向界面的四等分点，在四个观测点分别安装应变片即可。

作为对上述方案的进一步改进，请参阅图9，所述导轨3顶面设有滑槽31，所述滑槽31具体为燕尾槽或t槽，所述第一激光器4和第三激光器6与滑槽31滑动连接。一个实施例，所述滑槽31内滑动连接有滑座34，所述滑座34顶面设有安装杆35，所述安装杆35外周开设缺口，所述第一激光器4上开设限位孔41，所述第一激光器4通过所述限位孔41与所述安装杆35连接，所述缺口与所述限位孔41配合以限定第一激光器4的安装角度，所述第一激光器4顶面设有压紧螺母，所述压紧螺母与安装杆35螺纹连接，当所述第一激光器4移动到需求位置时，通过拧紧压紧螺母将第一激光器4紧固在导轨3上。

作为对上述方案的进一步改进，请参阅图4，所述接触部包括磁吸座7和支撑杆8，所述支撑杆8设置在磁吸座7上，所述导轨3与支撑杆8连接，所述支撑杆8上螺纹连接有高度调节螺母，所述高度调节螺母顶面与导轨3底面抵接。一方面，所述高度调节螺母用以承托导轨3；另一方面，通过所述导轨3两端的高度调节螺母调整导轨3两端水平。优选地，所述接触部还包括角度微调机构，所述角度微调机构用于调节所述支撑杆8以使其竖直设置，由于塔筒通常有1-2°的锥度，且不同厂商的锥度值不尽相同，当所述磁吸座7贴合于塔筒内壁时，所述支撑杆8难以竖直，则导致导轨3顶面相对塔筒径向界面发生倾斜，影响了定位精度，因而需设置所述角度微调机构。一个具体的实施例，请参阅图5，所述角度微调机构包括微调杆83和弹性件84；所述支撑杆8中部设有销孔81，所述支撑杆8通过所述销孔81与所述磁吸座7铰接，所述支撑杆8底端设有通孔82，所述微调杆83穿过通孔82后与磁吸座7螺纹连接。所述弹性件84套设在微调杆83上，且所述弹性件84两端分别与磁吸座7和支撑杆8抵接，所述弹性件84具体可以是压缩弹簧。特别地，由于磁吸座7与支撑杆8的间隙极小，难以设置弹性件84，因而所述磁吸座7朝向支撑杆8一面设有凹槽71，所述凹槽71留置出弹性件84的安装空间。所述微调杆83远离磁吸座7一端还设有端帽，所述端帽与支撑杆8抵接。通过旋紧或旋松所述微调杆83，在弹性件84和端帽的共同作用下调节支撑杆8相对磁吸座7的倾斜角度，以使得在磁吸座7轻微倾斜时，支撑杆8仍能竖直设置，以便于导轨3的水平安装。具体地，所述角度微调机构还包括弹性垫85，所述弹性垫85套设在微调杆83上，且所述弹性垫85两端分别与支撑杆8和端帽抵接。

作为对上述方案的进一步改进，请参阅图4，所述导轨3上还设有水平仪33，以便于调整所述导轨3的水平度，具体地，所述导轨3上至少设有两个水平仪33，两个所述水平仪33分别位于导轨3的两端，以便于调整两端水平。

作为对上述方案的进一步改进，请参阅图2-4以及图8，所述导轨3上设有第一刻度32，所述第一刻度32的零刻度线与第二激光器5位置一致，以用于读取所述第一激光器4与第二激光器5的距离值l1，以及第三激光器6与第二激光器5的距离值l2。当所述第一激光器4在塔筒内壁的其中一个投射点与所述第一观测点重合时，将第三激光器6移动至l2=l1对应的刻度值，即可使所述第三激光器6在塔筒内壁的其中一个投射点与所述第一观测点重合，借助第一刻度32快速地完成对第一激光器4或第三激光器6的位置调整。优选地，请参阅图7-8，所述导轨3中点位置还设有滑杆9，所述滑杆9与导轨3延伸方向垂直，所述滑杆9上设有第二刻度91，所述滑杆9端部为弧面，使用时，操作人员将滑杆9滑动至弧面与塔筒内壁抵接，通过第二刻度91读取第二激光器5在筒壁的投射点与第二激光器5的距离值h，此时，仅需将第一激光器4的位置调整至l1=h，即可使得所述第一激光器4在塔筒内壁的其中一个投射点与所述第一观测点重合，以及将第三激光器6的位置调整至l2=h，即可使得所述第三激光器6在塔筒内壁的其中一个投射点与所述第一观测点重合。通过第一刻度32和第二刻度91的配合使用，快速地完成对第一激光器4和第三激光器6的位置调整。

本实用新型提供一种风电机组塔筒载荷测试的应变片定位装置的定位方法，包括以下步骤：

s1、在塔筒内壁设置导轨，并使所述导轨两端与塔筒内壁抵接；

s2、在所述导轨中点位置设置第二激光器，通过所述第二激光器发射正反双向激光束，并使所述第二激光器发射的正反双向激光束与导轨延伸方向垂直，将所述第二激光器在塔筒内壁的两个投射点确定为第一观测点和第二观测点；

s3、在所述导轨左端设置第一激光器，通过所述第一激光器发射正反双向激光束，并使所述第一激光器发射的正反双向激光束与所述第二激光器发射的正反双向激光束呈45度夹角，调整所述第一激光器的位置以使所述第一激光器在塔筒内壁的其中一个投射点与所述第一观测点重合，则将所述第一激光器在塔筒内壁的另一个投射点确定为第三观测点；

s4、在所述导轨右端设置第三激光器，通过所述第三激光器发射正反双向激光束，并使所述第三激光器发射的正反双向激光束与所述第一激光器发射的正反双向激光束垂直，调整所述第三激光器的位置以使所述第三激光器在塔筒内壁的其中一个投射点与所述第一观测点重合，则将所述第三激光器在塔筒内壁的另一个投射点确定为第四观测点。

所述第一观测点、第二观测点、第三观测点和第四观测点即为塔筒径向界面的四等分点，四个观测点用于安装定位片。

可选地，在调整所述第一激光器位置以及调整所述第三激光器位置之前，测量所述第二激光器与塔筒内壁的最近距离h，之后调整所述第一激光器与第二激光器的距离l1，及所述第三激光器与第二激光器的距离l2，使得l1=l2=h。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中点位置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实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。