一種風電葉片除塵機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能機器人技術(shù)，具體為一種清潔、維護風電葉片的機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]我國風電裝機容量不斷增加，然而當今在風電機運行中，風電機葉片表面積灰將導致轉(zhuǎn)矩不平衡，進而對發(fā)電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生沖擊。若依靠人力清理風電機葉片，人身安全難以保證且效率低下、花費較高。本發(fā)明仿生機器人能在風電機葉片上自主移動，抱緊葉片，進而清潔風機葉片。在本申請人檢索范圍內(nèi)，應用在風電葉片上的清潔仿生機器人仍未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是:提供一種應用于風電葉片的仿生機器人，它能夠抓緊風電機葉片邊緣，自主攀爬和下降，機器人前部安裝的毛刷可緊密貼合葉片，完成除塵、清潔等任務。該仿生機器人生動地模仿蜘蛛的行走姿態(tài)，結(jié)構(gòu)緊湊，具備在垂直物體的扁平彎曲環(huán)境工作的特點，該仿生機器人可遠程遙控。
[0004]上述目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]設計一種仿生機器人，自主攀爬風電葉片，該機器人包括機身、三對行走足、控制系統(tǒng)和供電系統(tǒng)。所述的行走足包括爪、伸縮部和旋轉(zhuǎn)部，所述爪通過伺服電機連接伸縮部，所述伸縮部與旋轉(zhuǎn)部連接，為增大行走足行程，所述伸縮部由三個相似結(jié)構(gòu)組成，所述旋轉(zhuǎn)部通過伺服電機連接到機身。所述機身前部連接角度可調(diào)的毛刷，所述毛刷安裝壓力傳感器與風機葉片緊密接觸。
[0006]所述行走足在可觸及范圍內(nèi)，爪可以抓取到任何位置。在機器人水平工作時，行走足的轉(zhuǎn)動主要依靠:所述爪與伸縮部之間的伺服電機，以及旋轉(zhuǎn)部與機身連接的伺服電機。行走足的移動主要依靠:所述旋轉(zhuǎn)部與所述伸縮部之間的液壓系統(tǒng)，所述伸縮部上的液壓系統(tǒng)。所述機器人行走依靠所述轉(zhuǎn)動與移動協(xié)同工作。所述機器人在垂直工作時的行走與所述水平情況類似。
[0007]上述機器人爪由兩部分組成，機器人爪的張角受液壓伸縮桿控制，爪表面覆蓋橡膠，同時裝有壓力檢測裝置和紅外檢測裝置，由主控制模塊控制液壓伸縮桿來改變爪的張角，使之敏捷可靠的抓緊風電機葉片邊緣。爪與伸縮部之間的伺服電機裝有位置檢測裝置，所述伺服電機的轉(zhuǎn)動由主控制模塊控制。所述伸縮部由三個臂桿組成，所述臂桿的伸展與角度的調(diào)節(jié)通過主控制機構(gòu)控制的液壓桿來完成，從而實現(xiàn)準確抓取。
[0008]上述伸縮部的三個臂桿之間安裝有角度傳感器，所述旋轉(zhuǎn)部與所述伸縮部之間也安裝有角度傳感器。
[0009]上述機器人控制系統(tǒng)包括主控制模塊，安裝在上述爪的壓力傳感裝置，安裝在上述爪的紅外檢測裝置，安裝在上述爪與伸縮部之間的伺服電機的位置傳感器，安裝在上述伸縮部三個臂桿之間的位置傳感裝置，安裝在上述伸縮部與旋轉(zhuǎn)部之間的位置傳感器，安裝在上述旋轉(zhuǎn)部與機身間的伺服電機的位置傳感裝置，安裝在機身前部毛刷的壓力傳感裝置，安裝在機身前部連接毛刷的桿臂上的位置傳感器。
[0010]上述伺服電機通過減速器，聯(lián)軸器以及固定組件等進行兩個部件的連接。
[0011]上述機器人前部毛刷底部壓力傳感器的反饋值反饋給所述主控制模塊，所述主控制模塊分析后把信號傳遞給所述水平組件使毛刷與風機葉片間壓力合適。
[0012]所述爪上的紅外檢測裝置控制爪在葉片邊緣的抓取位置，使葉片邊緣一直處在爪的范圍內(nèi)，再由所述爪的壓力傳感器與紅外傳感器協(xié)調(diào)控制，所述爪到達設定位置，抓緊。
[0013]所述機器人上具有機器視覺，利用機器視覺找到路面信息與風電葉片狀態(tài)信息，規(guī)劃行進路徑，控制爪到達指定位置。所述機器人對采集的葉片信息進行存儲，對于相同型號葉片直接采用相同的除塵路徑，效率更高。
[0014]所述多個位置傳感器把信息反饋給控制器，所述控制器根據(jù)既定的各部件尺寸分析計算出移動與移動的行程，就此控制行走足動作、機身動作、毛刷動作，達到在風電機葉片攀爬、除塵的效果。
[0015]有益效果:
[0016]本發(fā)明風電機葉片除塵機器人依據(jù)仿生學原理，設計出適于在風電機葉片攀爬的機器人，該機器人結(jié)構(gòu)簡單，運動靈活，控制方便。
[0017]本發(fā)明克服風電機葉片表面圓滑，難以攀附的特點，能自適應夾緊葉片邊緣，可靠安全。爬行步態(tài)模仿蜘蛛行走步態(tài)，速度快，自主進行除塵，中途不需人工干預，當機器人攀爬到極限位置時能自己做出判斷，完成除塵工作后能自主退后啟動位置，效率高。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，下面將結(jié)合具體實施例和必要的附圖作簡要的介紹。
[0019]圖1是本實用新型實例中提供的風電機葉片攀爬機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實用新型實例中提供的風電機葉片攀爬機器人的一個行走足的示意圖；
[0021]圖3是本實用新型實例中提供的風電機葉片攀爬機器人在風電機葉片上的正面示意圖；
[0022]附圖中控制液壓桿的電機、內(nèi)部控制系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)已略去。
【具體實施方式】
[0023]實施例
[0024]本風電機葉片20自主清潔機器人包括機身7、安裝在機身7上的左行走足1，3，5和右行走足2，4，6，控制三對足動作的控制系統(tǒng)和供電系統(tǒng)(圖中略去)。所述的左行走足1，3，5和右行走足2，4，6包括爪10、伸縮部11和旋轉(zhuǎn)部12，所述爪10通過伺服電機13與伸縮部11連接，所述伸縮部11與旋轉(zhuǎn)部12連接，所述旋轉(zhuǎn)部12通過伺服電機14連接到機身7。所述機身前部裝有機器視覺采集系統(tǒng)8，，所述機身前部連接有毛刷9。
[0025]具體地，爪10的內(nèi)表面裝有成對的紅外傳感器和壓力傳感器，用以判斷風電機葉片20邊緣在爪10內(nèi)的相對位置，同時爪10內(nèi)表面覆蓋橡膠，增加爪10與風電機葉片20的摩擦力，便于均勻受力。
[0026]爪10與伸縮部11之間依靠伺服電機13連接，伸縮部11與旋轉(zhuǎn)部12連接，伺服電機13和伺服電機14組成轉(zhuǎn)動組件；移動組件包括:伸縮部11的三個臂桿，爪10用來抓緊風電機葉片20邊緣，伸縮部11控制足的長短。所述組件操控機身7在風電機葉片20表面的或者地面上移動，毛刷9上的壓力傳感器作為各個部件是非在合適位置的標準，所述機器人的在風機葉片20移動依靠移動組件和轉(zhuǎn)動組件協(xié)調(diào)工作。
[0027]下面結(jié)合圖1、圖2和圖3，介紹仿生機器人腿部的工作原理。
[0028]在旋轉(zhuǎn)部12裝有位置傳感器14，旋轉(zhuǎn)部12與伸縮部11之間裝有位置傳感器18，伸縮部11的三個臂桿間的位置傳