CN111648924A - 一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，该装置包括遥控飞行器、机器视觉组件、叶片打磨修复组件以及控制组件；所述机器视觉组件与所述遥控飞行器相连；所述叶片打磨修复组件与所述遥控飞行器相连；所述遥控飞行器、所述机器视觉组件以及叶片打磨修复组件分别与所述控制组件可通信相连。本申请提供的一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，可以实现利用飞行器对风力发电机组叶片缺陷进行打磨修复，完成高空中的叶片轻微缺陷的自动准确修复，为风力发电机组叶片维修人员提供可靠、高效的修复手段。

Description

一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置

技术领域

本发明涉及风电机组叶片无人机巡检技术领域，特别是涉及一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置。

背景技术

叶片是风力发电机组获取动能的部件，随着投产运行时间的增加，叶片会遭受不同程度的损伤，比如叶片表面腐蚀、开裂。如果不及时进行修复会导致缺陷不断扩大，甚至整支叶片报废，同时，增加风电机组的运行成本，带来较大的安全隐患，危及风电场运维人员的人身安全。目前，风电机组叶片的维修方式主要是依靠蜘蛛人攀爬进行修复，这种巡检方式人工工作量大，维修效率低，并且修复不及时。因此，提供一种低门槛、低强度、低风险、高效化的叶片打磨修复方式对风电场员工进行叶片修复具有极其重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置。

本发明提供了如下方案：

一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，包括遥控飞行器、机器视觉组件、叶片打磨修复组件以及控制组件；所述机器视觉组件与所述遥控飞行器相连；所述叶片打磨修复组件与所述遥控飞行器相连；所述遥控飞行器、所述机器视觉组件以及叶片打磨修复组件分别与所述控制组件可通信相连；

所述遥控飞行器用于接收所述控制组件发送的飞行控制指令，以便根据所述飞行控制指令将所述叶片打磨修复组件运载至预设的修复位置；

所述机器视觉组件用于对叶片缺陷进行识别并对打磨、修复过程进行监测，以便将叶片表面信息传递给所述控制组件；

所述叶片打磨修复组件用于对叶片缺陷位置进行打磨，清理受损面，自动修复打磨后的风电机组叶片；

所述控制组件用于将接收到的叶片表面信息进行运算分析，以便根据分析结果对所述飞行器路径进行纠偏和修正，实现叶片打磨修复组件对缺陷的精准打磨及有效修复。

优选地：所述遥控飞行器包括无人机飞行平台、固定平台、移动平台；所述飞行平台用于安放机器视觉组件，所述固定平台将整个遥控飞行器固定在风电机组叶片上，所述移动平台用于连接叶片打磨修复组件以便进行叶片打磨修复；所述控制组件包括机器视觉处理系统和飞行控制模块。

优选地：所述无人机飞行平台包括无人机本体和云台，所述无人机本体包括蓄电池、GPS定位模块、激光雷达模块，所述激光雷达模块用于实现对风电机组叶片和遥控飞行器之间的距离测算，所述GPS定位模块用于实现所述遥控飞行器的位置定位；所述固定平台以及所述移动平台位于所述云台上。

优选地：所述固定平台包括锁扣以及收缩式皮质锁绳，待所述遥控飞行器稳定降落到风电机组叶片修复位置后，所述锁扣和所述收缩式皮质锁绳弹出，将所述遥控飞行器固定在叶片上。

优选地：所述叶片打磨修复组件包括叶片打磨平台、叶片修复平台，所述叶片打磨平台用于打磨叶片缺陷位置，所述叶片修复平台用于裱糊纤维布、树脂铆灌注固化以及表面处理。

优选地：所述叶片打磨平台包括砂轮和机械臂，所述机械臂固定在所述移动平台上，所述飞行控制模块通过控制所述移动平台带动所述机械臂移动，以便实现对叶片缺陷位置的表面打磨。

优选地：所述叶片修复平台包括叶片纤维布铺设组件和树脂固化组件；所述叶片纤维布铺设组件固定在所述移动平台上，所述飞行控制模块通过控制所述移动平台带动纤维布铺设组件移动，以便实现裱糊纤维布；所述树脂固化组件固定在移动平台上，所述飞行控制模块通过控制移动平台带动树脂固化组件移动，以便实现树脂铆灌注固化。

优选地：所述机器视觉组件包括工业相机、图像采集卡、视觉处理器，所述工业相机用于风电机组叶片表面图像采集，所述图像采集卡用于存储工业相机采集的风电机组叶片表面图像，所述视觉处理器用于对采集到的风电机组叶片表面图像进行处理，并将风电机组叶片表面图像传递给所述控制组件。

优选地：所述机器视觉处理系统用于对接收到的叶片表面信息进行自动运算分析，以便对所述遥控飞行器的路径进行纠偏和修正；所述飞行控制模块包括手动飞行控制模块以及自动飞行控制模块。

优选地：所述遥控飞行器为螺旋桨式无人机。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，在一种实现方式下，该装置可以包括遥控飞行器、机器视觉组件、叶片打磨修复组件以及控制组件；所述机器视觉组件与所述遥控飞行器相连；所述叶片打磨修复组件与所述遥控飞行器相连；所述遥控飞行器、所述机器视觉组件以及叶片打磨修复组件分别与所述控制组件可通信相连；所述遥控飞行器用于接收所述控制组件发送的飞行控制指令，以便根据所述飞行控制指令将所述叶片打磨修复组件运载至预设的修复位置；所述机器视觉组件用于对叶片缺陷进行识别并对打磨、修复过程进行监测，以便将叶片表面信息传递给所述控制组件；所述叶片打磨修复组件用于对叶片缺陷位置进行打磨，清理受损面，自动修复打磨后的风电机组叶片；所述控制组件用于将接收到的叶片表面信息进行运算分析，以便根据分析结果对所述飞行器路径进行纠偏和修正，实现叶片打磨修复组件对缺陷的精准打磨及有效修复。本申请提供的一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，可以实现利用飞行器对风力发电机组叶片缺陷进行打磨修复，完成高空中的叶片轻微缺陷的自动准确修复，为风力发电机组叶片维修人员提供可靠、高效的修复手段。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的遥控飞行器的示意图；

图3是本发明实施例提供的机器视觉组件的示意图。

图4是本发明实施例提供的叶片打磨修复组件的示意图。

图中：遥控飞行器1、无人机飞行平台11、GPS定位模块111、激光雷达模块112、云台113、固定平台12、锁扣121、收缩式皮质锁绳122、移动平台13、机器视觉组件2、工业相机21、图像采集卡22、视觉处理器23、打磨修复组件3、叶片打磨平台31、砂轮311、机械臂312、叶片修复平台32、纤维布铺设组件321、树脂固化组件322、控制组件4、机器视觉处理系统41、飞行控制模块42、风电机组叶片5。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3、图4，为本发明实施例提供的一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，如图1、图2、图3、图4所示，该装置包括遥控飞行器1、机器视觉组件2、叶片打磨修复组件3以及控制组件4；所述机器视觉组件2与所述遥控飞行器1相连；所述遥控飞行器1、所述机器视觉组件2以及叶片打磨修复组件3分别与所述控制组件4可通信相连；具体的，所述遥控飞行器1、所述机器视觉组件2、所述叶片打磨修复组件3分别与所述控制组件4通过低频无线微波信号传输组件实现可通信相连。

所述遥控飞行器1用于接收所述控制组件4发送的飞行控制指令，以便根据所述飞行控制指令将所述叶片打磨修复组件3运载至预设的修复位置；所述机器视觉组件2对叶片缺陷识别、打磨、修复进行监测，实时感知风电机组叶片表面状态，同时将叶片表面信息传递给控制组件4；

所述遥控飞行器1包括无人机飞行平台11、固定平台12和移动平台13；所述无人机飞行平台11上连接有GPS定位模块111和激光雷达模块112，所述GPS定位模块111用于实现所述遥控飞行器1的位置定位，所述激光雷达模块112用于实现对风电机组叶片5和遥控飞行器1之间的距离测算；所述固定平台12包括锁扣121、收缩式皮质锁绳122，待遥控飞行器1稳定降落到风电机组叶片5位置，后锁扣121和收缩式皮质锁绳122自动弹出，将飞行器1稳稳的固定在叶片5上；保证作业过程的稳定性，所述移动平台用于叶片打磨修复组件进行叶片打磨修复。

所述机器视觉组件2包括工业相机21、图像采集卡22、视觉处理器23，所述工业相机21用于风电机组叶片5表面图像采集，所述图像采集卡22用于存储工业相机采集的风电机组叶片5表面图像，所述视觉处理器23用于采集图像的处理，实时辨别叶片缺陷位置，将叶片图片消息传递给控制组件4；

所述打磨修复组件3包括叶片打磨平台31和叶片修复平台32，所述叶片打磨平台31包括砂轮311和机械臂312，机械臂312固定在移动平台13上，飞行控制模块4通过控制移动平台13带动机械臂312移动，从而驱动砂轮311对叶片缺陷位置进行打磨；所述叶片修复平台32包括纤维布铺设组件321和树脂固化组件322，叶片纤维布铺设组件321固定在移动平台13上，飞行控制模块4通过控制移动平台13带动纤维布铺设组件321移动，从而实现裱糊纤维布；树脂固化组件322固定在移动平台13上，飞行控制模块4通过控制移动平台13带动树脂固化组件322移动，从而实现树脂铆灌注固化。所述遥控飞行器1可以为螺旋桨式无人机。

所述叶片打磨修复组件3对叶片缺陷位置进行打磨，清理受损面，自动修复打磨后的风电机组叶片，修复过程包括裱糊纤维布、树脂内黏合、表面处理、树脂铆灌注固化等。

所述控制组件4用于将接收到叶片表面信息进行自动运算分析，对所述飞行器路径进行纠偏和修正，实现叶片打磨修复组件对缺陷的精准打磨及有效修复。

总之，本申请提供的一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，可以实现利用飞行器对风力发电机组叶片缺陷进行打磨修复，完成高空中的叶片轻微缺陷的自动准确修复，为风力发电机组叶片维修人员提供可靠、高效的修复手段。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，其特征在于，该装置包括遥控飞行器、机器视觉组件、叶片打磨修复组件以及控制组件；所述机器视觉组件与所述遥控飞行器相连；所述叶片打磨修复组件与所述遥控飞行器相连；所述遥控飞行器、所述机器视觉组件以及叶片打磨修复组件分别与所述控制组件可通信相连；

所述遥控飞行器用于接收所述控制组件发送的飞行控制指令，以便根据所述飞行控制指令将所述叶片打磨修复组件运载至预设的修复位置；

所述机器视觉组件用于对叶片缺陷进行识别并对打磨、修复过程进行监测，以便将叶片表面信息传递给所述控制组件；

所述叶片打磨修复组件用于对叶片缺陷位置进行打磨，清理受损面，自动修复打磨后的风电机组叶片；

所述控制组件用于将接收到的叶片表面信息进行运算分析，以便根据分析结果对所述飞行器路径进行纠偏和修正，实现叶片打磨修复组件对缺陷的精准打磨及有效修复。

2.根据权利要求1所述的风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，其特征在于，所述遥控飞行器包括无人机飞行平台、固定平台、移动平台；所述飞行平台用于安放机器视觉组件，所述固定平台将整个遥控飞行器固定在风电机组叶片上，所述移动平台用于连接叶片打磨修复组件以便进行叶片打磨修复；所述控制组件包括机器视觉处理系统和飞行控制模块。

3.根据权利要求2所述的风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，其特征在于，所述无人机飞行平台包括无人机本体和云台，所述无人机本体包括蓄电池、GPS定位模块、激光雷达模块，所述激光雷达模块用于实现对风电机组叶片和遥控飞行器之间的距离测算，所述GPS定位模块用于实现所述遥控飞行器的位置定位；所述固定平台以及所述移动平台位于所述云台上。

4.根据权利要求2所述的风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，其特征在于，所述固定平台包括锁扣以及收缩式皮质锁绳，待所述遥控飞行器稳定降落到风电机组叶片修复位置后，所述锁扣和所述收缩式皮质锁绳弹出，将所述遥控飞行器固定在叶片上。

5.根据权利要求2所述的风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，其特征在于，所述叶片打磨修复组件包括叶片打磨平台、叶片修复平台，所述叶片打磨平台用于打磨叶片缺陷位置，所述叶片修复平台用于裱糊纤维布、树脂铆灌注固化以及表面处理。

6.根据权利要求5所述的风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，其特征在于，所述叶片打磨平台包括砂轮和机械臂，所述机械臂固定在所述移动平台上，所述飞行控制模块通过控制所述移动平台带动所述机械臂移动，以便实现对叶片缺陷位置的表面打磨。

7.根据权利要求5所述的风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，其特征在于，所述叶片修复平台包括叶片纤维布铺设组件和树脂固化组件；所述叶片纤维布铺设组件固定在所述移动平台上，所述飞行控制模块通过控制所述移动平台带动纤维布铺设组件移动，以便实现裱糊纤维布；所述树脂固化组件固定在移动平台上，所述飞行控制模块通过控制移动平台带动树脂固化组件移动，以便实现树脂铆灌注固化。

8.根据权利要求2所述的风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，其特征在于，所述机器视觉组件包括工业相机、图像采集卡、视觉处理器，所述工业相机用于风电机组叶片表面图像采集，所述图像采集卡用于存储工业相机采集的风电机组叶片表面图像，所述视觉处理器用于对采集到的风电机组叶片表面图像进行处理，并将风电机组叶片表面图像传递给所述控制组件。

9.根据权利要求2所述的风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，其特征在于，所述机器视觉处理系统用于对接收到的叶片表面信息进行自动运算分析，以便对所述遥控飞行器的路径进行纠偏和修正；所述飞行控制模块包括手动飞行控制模块以及自动飞行控制模块。

10.根据权利要求1所述的风电机组叶片无人机自动打磨修复装置，其特征在于，所述遥控飞行器为螺旋桨式无人机。

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