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原文传递基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制系统

专利名称：	基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制系统
摘要：	本发明属于机械部件的测试技术领域，公开了一种基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制系统，行走模块用于带动整个机器人行进；变径模块用于通过丝杠步进电机实时控制丝杠转动，带动连杆机构进行实时变径；搭载模块用于控制变径范围；控制模块用于控制整个机器人执行相应动作。本发明提供了一种基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人，通过检测风电机组叶片的内部结构，及时发现叶片产生的问题，减少损失，对叶片产生问题的原因进行分析，提出叶片受损类型并提出日常维护建议，弥补了当前在风电机组运行情况下对于叶片无损检测的空白，对全面提高叶片质量有着重要的意义。
专利类型：	发明专利
申请人：	河北工业大学
发明人：	张慧博;许硕;张兴;张宇;陆宇;于晓晨;侯小雨;刘恬毓;安健涛
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T12:00:00+0805
申请号：	CN201911394040.8
公开号：	CN111141887A
代理机构：	北京金智普华知识产权代理有限公司
代理人：	杨采良
分类号：	G01N33/2045;G01S15/08;G01L1/00;B25J11/00;G;B;G01;B25;G01N;G01S;G01L;B25J;G01N33;G01S15;G01L1;B25J11;G01N33/2045;G01S15/08;G01L1/00;B25J11/00
申请人地址：	300130 天津市红桥区丁字沽一号路8号
主权项：	1.一种基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制系统，其特征在于，所述基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制系统包括：行走模块：用于将行走步进电机输出的动力转化为机器人行走部件的动力，带动整个机器人行进，同时用于贴合机器人与风电叶片；变径模块：用于通过丝杠步进电机实时控制丝杠转动，带动连杆机构进行实时变径，适应风电叶片内径的变化；搭载模块：用于搭载检测设备，控制变径范围；控制模块：包括中心处理单元、控制单元、驱动单元、压力传感检测单元和超声波传感检测单元；用于控制整个机器人执行相应动作。 2.如权利要求1所述基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制系统，其特征在于，所述控制模块具体包括：包括中心处理单元、控制单元、驱动单元、压力传感检测单元和超声波传感检测单元；控制单元：用于通过控制器控制驱动器进而控制相应电机进行工作；驱动单元：与各步进电机连接，用于通过驱动器驱动各个步进电机；超声波传感检测单元：用于利用超声波传感器检测丝杠滑块与固定件之间的距离；压力传感检测单元：用于利用压力传感器检测壁面压力值。 3.一种如权利要求1～2任意一项所述基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制系统的基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制方法，其特征在于，所述基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制方法具体包括：步骤一，机器人从静止到能够平稳运行在风电叶片内腔时，控制器控制丝杠步进电机转动，直到压力传感器达到设定阈值内，受力平衡；步骤二，利用压力传感器实时检测壁面压力值，并将检测到的压力值与阈值进行比较，基于检测到的压力值与阈值的大小关系，判断风电叶片半径的变化情况；步骤三，控制器根据风电叶片内径的变化情况，控制丝杆步进电机控制丝杠实时转动，带动连杆机构进行实时变径，调节支撑长度，适应风电叶片内径的变化；步骤四，利用超声波传感器检测丝杠滑块与固定件之间的距离，控制变径的范围；步骤五，将行走步进电机输出的动力转化为机器人行走部件的动力，带动整个机器人行进。 4.如权利要求3所述基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制方法，其特征在于，步骤一中，所述基于检测到的压力值与阈值的大小关系，判断风电叶片半径的变化情况具体包括：当风电叶片半径增大时，壁面压力减小，压力传感器小于设定的阈值；当风电叶片半径缩小时，壁面压力增大，压力传感器大于设定的阈值；当风电叶片腹板中心线发生偏移时，左右两边的壁面压力不等，两侧压力传感器检测大的压力值存在差别，即出现压力差。 5.如权利要求3所述基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制方法，其特征在于，步骤三中，所述控制器根据风电叶片内径的变化情况，控制丝杆步进电机控制丝杠实时转动，带动连杆机构进行实时变径具体包括：当压力传感器小于设定的阈值，控制器控制驱动器进而驱动丝杠步进电机工作，推动丝杠滑块向固定滑块方向移动，变径机构支撑长度增大，实现扩径；当压力传感器大于设定的阈值，控制器控制驱动器进而驱动丝杠步进电机工作，驱动丝杠滑块向远离固定滑块的方向运动，变径机构支撑长度减小，完成缩径；当出现压力差时：丝杠步进电机调节支撑长度，同时行走机构调整各个行走步进电机的转速，进行差速转向，调整位姿。 6.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施权利要求3-5任意一项所述的基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制方法。 7.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求3-5任意一项所述的基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制方法。 8.一种搭载权利要求1～2任意一项所述基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人控制系统的基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人，其特征在于，所述基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人包括有内窥检测模块；所述内窥检测模块包括行走部件、变径部件、搭载部件和控制部件；所述变径部件安装于所述搭载部件外侧，所述变径部件外侧安装有所述行走部件；所述行走部件、变径部件、搭载部件通过信号与控制部件连接。 9.如权利要求7所述基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人，其特征在于，所述搭载部件具体包括：所述搭载部件包括托盘、丝杠步进电机支座、丝杆步进电机、丝杠步进电机联轴器、丝杠支座、光杠支座、固定件、丝杠滑块、固定滑块、丝杠、光杠、连接件；所述托盘与固定件连接，所述托盘的上方固定连接有丝杠步进电机支座；所述丝杠步进电机支座上固定连接有丝杠步进电机；所述丝杠步进电机通过丝杠步进电机联轴器连接丝杠；所述丝杠的两端均安装有丝杠支座，所述丝杠支座固定在固定件上；所述固定件上固定有光杠支座，所述固定件上沿丝杠长度方向平行设置有光杠；所述光杠两端连接所述光杠支座；所述光杠上安装有一个丝杠滑块以及两个固定滑块，所述丝杠滑块穿过光杠。 10.如权利要求8所述基于可变径柔性支撑的风电叶片内窥检测机器人，其特征在于，所述变径部件由两个结构相同的部件组成；每部件都是一个连杆结构；所述连杆结构包括双变径杆、轴承、双变径杆连接杆、单变径杆、单耳固定件、双耳固定件；所述双耳固定件的下端固定在丝杠滑块上，另一端连接单变径杆；所述单耳固定件的下端固定在固定滑块上，另一端连接双变径杆；两个所述双变径杆通过双变径杆连接杆连接，连接处安装有轴承，双变径杆与单变径杆的铰接处连接行走部件；所述双变径杆若没有与单变径杆铰接，则所述双变径杆的顶端连接行走部件；所述行走部件具体包括：所述行走部件包括球型橡胶支撑轮、行走步进电机联轴器、行走步进电机及固定件，所述行走步进电机通过行走步进电机联轴器与球型橡胶支撑轮连接。
所属类别：	发明专利