一种风力发电机叶片维护装置的制作方法

本发明涉及风机叶片维护技术领域，具体涉及一种风力发电机叶片维护装置。

背景技术：

风力发电机在使用一段时间后，需要对叶片表面进行清洁，从而减小叶片在旋转过程中，所受到的阻力，进而提高发电效率。而在温度低，湿度大，海拔高的地方，风机叶片很容易结冰。叶片结冰后会导致叶片过载和载荷不均衡，造成风机运行效率降低。叶片结冰状态下继续运行还会改变叶片原有的翼型，导致桨叶气动性能恶化，造成风能捕获能力急剧下降，积冰严重时载荷增加，震动加剧，严重时甚至会导致叶片断裂，对发电机组产生非常大的危害。

而目前对于风力发电机叶片的除冰工作通常是在风机叶片的内部形成送风通道和回风通道方式对风机叶片进行加热，但是由于热风的送风通道从叶片根部延伸到叶尖，整个送风通道的长度很长，且空间很大，因此会造成加热温度在整个风机叶片上的分布不均衡影响叶片的除冰效果，而且还会造成热能的大量损耗。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种风力发电机叶片维护装置，克服了现有技术的不足，设计合理，通过控制电动伸缩杆带动从动滚轮移动调整，使叶片的上下边缘位置位于驱动滚轮和从动滚轮之间，通过减小驱动滚轮和从动滚轮对叶片边缘的压力，使装置能够沿着叶片边缘进行水平移动；同时通过伺服电机带动导轨内的传动链转动，从而带动驱动滑轮沿着导轨方向进行移动，继而实现维护小车的纵向移动；通过监控装置来探测叶片表面的健康度，并用于定位叶片部位，当探测到结冰时，先由中央控制装置控制电动伸缩杆带动从动滚轮夹紧叶片，使装置在水平方向上进行固定，再控制除冰器开启，从而使其在叶片表面结冰的位置完成除冰工作。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种风力发电机叶片维护装置，包括导轨和维护小车，所述导轨的两端均活动连接有固定支柱的一端，所述固定支柱的另一端通过连接杆安装有驱动滚轮，所述驱动滚轮通过驱动电机进行驱动，所述连接杆靠近导轨的一侧通过电动伸缩杆安装有从动滚轮，所述驱动滚轮与从动滚轮分别与叶片边缘的两侧相接触；所述维护小车的底部固定安装有驱动滑轮，所述维护小车通过驱动滑轮与导轨滑动连接，所述导轨的一端固定安装有伺服电机，所述伺服电机的驱动端通过导轨内部的传动链与驱动滑轮传动连接；所述维护小车底表面开设有开口，所述维护小车的内腔依次固定安装有监控装置、中央控制装置、清洁装置和除冰器，所述监控装置的监控端、清洁装置的清洁端和除冰器的除冰端均穿过开口与叶片表面相匹配；所述驱动电机、电动伸缩杆、伺服电机、监控装置、清洁装置和除冰器均与中央控制装置电性连接。

优选地，所述导轨靠近叶片的一侧固定安装有丝杆电机，所述丝杆电机两侧均活动连接有丝杆，所述固定支柱与导轨相接触的一端固定安装有丝杆螺母，所述丝杆螺母与丝杆通过螺纹活动连接，所述丝杆螺母滑动连接在导轨侧表面，所述丝杆电机与中央控制装置电性连接。

优选地，所述导轨包括第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和第二导轨相互平行设置，所述伺服电机固定安装在第一导轨一端侧表面，所述第一导轨和第二导轨之间设有与伺服电机的输出轴相连接的同步杆。

优选地，所述第一导轨和第二导轨之间设置有两条限位横杆，两条所述限位横杆分别垂直固定安装在第一导轨和第二导轨的上下两端。

优选地，所述监控装置包括定位装置和健康监控装置，所述健康监控装置包括温湿度传感器和温湿度测量电路，所述温湿度传感器通过温湿度测量电路与中央控制装置电性连接。

优选地，所述清洁装置包括第一伸缩电机，所述第一伸缩电机通过支柱固定安装在维护小车的内腔，所述第一伸缩电机的输出轴端部通过球轴承活动连接有转动电机，所述转动电机的输出轴外表面固定安装有清洁毛刷，所述清洁毛刷中间通过轴承活动连接有定位压辊，所述定位压辊上固定安装有压力传感器，所述压力传感器与中央控制装置电性连接，所述中央控制装置与第一伸缩电机电性连接，所述转动电机两侧面均固定安装有喷水装置，所述喷水装置的喷头端与清洁毛刷相对应。

优选地，所述除冰器包括第二伸缩电机和加热机构，所述第二伸缩电机通过支柱固定安装在维护小车的内腔，所述第二伸缩电机与中央控制装置电性连接，所述第二伸缩电机侧面活动连接伸缩杆的一端，所述伸缩杆的另一端设置有球轴转动装置，所述加热机构一侧固定安装有球轴，所述加热机构通过球轴转动连接在球轴转动装置内，所述加热机构另一侧表面固定安装有发热元件。

本发明提供了一种风力发电机叶片维护装置。具备以下有益效果：通过控制电动伸缩杆带动从动滚轮移动调整，使叶片的上下边缘位置位于驱动滚轮和从动滚轮之间，通过减小驱动滚轮和从动滚轮对叶片边缘的压力，使本申请装置能够沿着叶片边缘进行水平移动；同时通过伺服电机带动导轨内的传动链转动，从而带动驱动滑轮沿着导轨方向进行移动，继而实现维护小车的纵向移动；通过监控装置来探测叶片表面的健康度，并用于定位叶片部位，当探测到结冰时，先由中央控制装置控制电动伸缩杆带动从动滚轮夹紧叶片，使装置在水平方向上进行固定，再控制除冰器开启，从而使其在叶片表面结冰的位置完成除冰工作；并且本实施例中，在装置移动过程中，还可通过中央控制装置控制清洁装置在叶片表面完成叶片的清理维护工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1本发明的侧面结构示意图；

图2本发明的正面结构示意图；

图3本发明中清洁装置的结构示意图；

图4本发明中除冰器的结构示意图；

图中标号说明：

1、导轨；101、第一导轨；102、第二导轨；2、维护小车；3、固定支柱；4、连接杆；5、驱动滚轮；6、电动伸缩杆；7、从动滚轮；8、叶片；9、驱动滑轮；10、伺服电机；11、开口；12、监控装置；13、中央控制装置；14、清洁装置；141、第一伸缩电机；142、球轴承；143、转动电机；144、清洁毛刷；145、定位压辊；146、喷水装置；147、喷头端；15、除冰器；151、第二伸缩电机；152、加热机构；153、伸缩杆；154、球轴转动装置；155、球轴；156、发热元件；16、同步杆；17、限位横杆；18、丝杆电机；19、丝杆；20、丝杆螺母。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一，如图1-2所示，一种风力发电机叶片维护装置，包括导轨1和维护小车2，导轨1的两端均安装有固定支柱3的一端，固定支柱3的另一端通过连接杆4安装有驱动滚轮5，连接杆4靠近导轨1的一侧通过电动伸缩杆6安装有从动滚轮7，驱动滚轮5与从动滚轮7分别与叶片8边缘的两侧相接触；维护小车2的底部固定安装有驱动滑轮9，维护小车2通过驱动滑轮9与导轨1滑动连接，导轨1的一端固定安装有伺服电机10，伺服电机10的驱动端通过导轨1内部的传动链与驱动滑轮9传动连接；维护小车2底表面开设有开口11，维护小车2的内腔依次固定安装有监控装置12、中央控制装置13、清洁装置14和除冰器15，监控装置12的监控端、清洁装置14的清洁端和除冰器15的除冰端均穿过开口11与叶片8表面相匹配；驱动电机、电动伸缩杆6、伺服电机10、监控装置12、清洁装置14和除冰器15均与中央控制装置13电性连接。

在工作时，先将风力发电机停止转动，并使待维修的叶片8处于水平的位置，再将本申请装置从叶片8的根部安装，通过控制电动伸缩杆6带动从动滚轮7移动调整，使叶片8的上下边缘位置位于驱动滚轮5和从动滚轮7之间，并对叶片8边缘的压力进行控制，以实现本申请装置能够固定在叶片8边缘，通过减小驱动滚轮5和从动滚轮7对叶片8边缘的压力，使本申请装置能够沿着叶片边缘进行水平移动；在本实施例中，可在从动滚轮7内安装有压力传感器，并使压力传感器与中央控制装置13信号连接，从而通过中央控制装置13处理压力传感器所传输的压力信号，来判断并控制驱动滚轮5和从动滚轮7对叶片8边缘的压力；

同时通过伺服电机10带动导轨1内的传动链转动，从而带动驱动滑轮9沿着导轨1方向进行移动，继而实现维护小车2的纵向移动，在本实施例中，伺服电机10还可连接有减速机，通过与减速机相互搭配，以满足伺服电机10的伺服驱动和减速效果；同时在移动过程中，可通过中央控制装置13记录待维修叶片的轮廓和翼形，从而在控制装置移动时，可通过处理分析得出装置移动的位置，以实现对装置移动进行更好的控制；

在移动过程中，通过中央控制装置13控制伺服电机10和驱动电机的功率，以控制驱动滚轮5的移动速度和驱动滑轮9的滑动速度，再通过监控装置12来探测叶片8表面的健康度，并用于定位叶片部位，在本实施例中，监控装置12包括gps定位装置和健康监控装置，健康监控装置包括温湿度传感器和温湿度测量电路，温湿度传感器通过温湿度测量电路与中央控制装置13电性连接。通过gps定位装置来定位本申请装置在叶片上的所处位置，并将位置信号传输到中央控制装置13，而温湿度传感器用于探测叶片表面是否有结冰，并将结冰信号传输到中央控制装置13，由中央控制装置13进行分析处理，当探测到结冰时，先由中央控制装置13控制电动伸缩杆6带动从动滚轮7夹紧叶片8，使装置在水平方向上进行固定，再控制除冰器15开启，从而使其在叶片8表面结冰的位置完成除冰工作；并且本实施例中，在装置移动过程中，还可通过中央控制装置13控制清洁装置14在叶片8表面完成叶片8的清理维护工作。

实施例二，作为实施例一的一种优选方案，由于叶片为不规则形状，在本实施例中，在导轨1靠近叶片8的一侧固定安装有丝杆电机18，丝杆电机18两侧均活动连接有丝杆19，固定支柱3与导轨1相接触的一端固定安装有丝杆螺母20，丝杆螺母20与丝杆19通过螺纹活动连接，丝杆螺母20滑动连接在导轨1侧表面，丝杆电机18与中央控制装置13电性连接。从而当本申请装置在水平方向进行移动时，通过中央控制装置13控制丝杆电机18带动丝杆19转动，从而能够带动丝杆螺母20沿着丝杆19进行运动，继而保证固定支柱3以及驱动滚轮5能够随着装置的移动的同时，也会在导轨1侧表面滑动至合适位置，以保证叶片8的上下边缘位置始终位于驱动滚轮5和从动滚轮7之间；在本实施例中，丝杆电机18设置有两个输出轴，且分别控制两个丝杆19转动。

实施例三，作为实施例一的一种优选方案，导轨1包括第一导轨101和第二导轨102，第一导轨101和第二导轨102相互平行设置，伺服电机10固定安装在第一导轨101一端侧表面，第一导轨101和第二导轨102之间设有与伺服电机10的输出轴相连接的同步杆16。通过平行设置的两个第一导轨101和第二导轨102共同支撑维护小车2，并通过伺服电机10带动同步杆16转动，从而能够带动第一导轨101和第二导轨102内部的传动链进行同步运动，继而带动第一导轨101上的驱动滑轮9和第二导轨102上的驱动滑轮9能够进行同步运动，继而使维护小车2能够在导轨1更加平稳的进行运动。在本实施例中，针对叶片边缘弧度变化较大的叶片时，可同时在第一导轨101和第二导轨102上均安装伺服电机10，通过两个伺服电机10分别带动驱动滑轮10移动。

实施例四，作为实施例三的一种优选方案，第一导轨101和第二导轨102之间设置有两条限位横杆17，两条限位横杆17分别垂直固定安装在第一导轨101和第二导轨102的上下两端。通过两条限位横杆17的限定作用，以保证第一导轨101和第二导轨102能够呈平行状态，以防止在移动过程中，第一导轨101或第二导轨102因发生偏移而断裂。

实施例五，如图3所示，作为实施例一的一种优选方案，清洁装置14包括第一伸缩电机141，第一伸缩电机141通过支柱固定安装在维护小车2的内腔，第一伸缩电机141的输出轴端部通过球轴承142活动连接有转动电机143，转动电机143的输出轴外表面固定安装有清洁毛刷144，清洁毛刷144中间通过轴承活动连接有定位压辊145，定位压辊145上固定安装有压力传感器，压力传感器与中央控制装置13电性连接，中央控制装置13与第一伸缩电机141电性连接，转动电机143两侧面均固定安装有喷水装置146，喷水装置146的喷头端147与清洁毛刷144相对应。

在清扫时，先通过中央控制装置13控制第一伸缩电机141带动转动电机143向叶片8的方向移动，当移动到清洁毛刷144与叶片8相接触时，清洁毛刷144中间定位压辊145会与叶片8之间产生一定的压力，再通过压力传感器将压力信号传输到中央控制装置13，再由中央控制装置13控制第一伸缩电机141的输出轴运动状态，以保证清洁毛刷144始终与叶片8表面相贴合，再启动转动电机143，使其带动清洁毛刷144转动，同时由中央控制装置13控制喷水装置146启动，通过喷水装置146的喷头端147向叶片8表面待清洁位置进行喷水，以达到对叶片8表面清洁维护的效果；并且由于叶片8表面具有一定的弧度，因此在本实施例中通过设置球轴承142，使装置在移动时，转动电机143能够通过球轴承142在第一伸缩电机141的输出轴上转动，以适应叶片8表面不同弧度角度，并通过定位压辊145与叶片8表面相抵的作用，使转动电机143与第一伸缩电机141的输出轴之间的角度能够平稳变化。

实施例六，如图4所示，作为实施例一的一种优选方案，除冰器15包括第二伸缩电机151和加热机构152，第二伸缩电机151通过支柱固定安装在维护小车2的内腔，第二伸缩电机151与中央控制装置13电性连接，第二伸缩电机151侧面活动连接伸缩杆153的一端，伸缩杆153的另一端设置有球轴转动装置154，加热机构153一侧固定安装有球轴155，加热机构153通过球轴155转动连接在球轴转动装置154内，加热机构153另一侧表面固定安装有发热元件156。

在进行除冰时，先通过中央控制装置13控制第二伸缩电机151带动伸缩杆153端部的加热机构152移动至合适位置，使加热机构152外表面的发热元件156向叶片8表面靠近，以对叶片8表面的冰进行加热熔化，以达到除冰的效果，同时在本实施例中，可通过中央控制装置13控制球轴转动装置154，继而控制球轴155在球轴转动装置154内的转动方向，从而对于叶片8的边缘位置，而通过控制球轴155的转动，使发热元件156能够对叶片8的边缘位置起到加热除冰的效果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分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发明各实施例技术方案的精神和范围。