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专利名称：一种风力发电机叶片表面缺陷检测设备

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410650245.2

专利申请（专利权）人：内蒙古工业大学
权利人地址：内蒙古自治区呼和浩特市新城区爱民街49号

专利发明（设计）人：李治国,张雅静,闫文刚,高志鹰,汪建文

专利摘要：本发明公开了一种风力发电机叶片表面缺陷检测设备，包括基板，基板上安装有能够架起叶片两端的转动座和尖端支架，转动座能够带动叶片翻转以便对叶片另一面进行检测，尖端支架能够进行高度调节以免影响叶片翻转，转动座和尖端支架之间设置有检测组件，检测组件能够在转动座和尖端支架之间移动，以便对叶片进行全面检测，检测组件和转动座通过控制切换组件进行控制，控制切换组件设置在基板中，以保证不在检测过程中翻转叶片，避免叶片与检测组件发生干涉导致损坏叶片。本发明利用角度延伸机构使检测机构在仰角的时候贴近横移杆，俯角的时候远离横移杆，以便越过叶片弧度对叶片侧面进行检测，以保证检测的全面性。

主权利要求：
1.一种风力发电机叶片表面缺陷检测设备，包括基板（1），其特征在于：所述基板（1）上安装有能够架起叶片两端的转动座（2）和尖端支架（3），转动座（2）能够带动叶片翻转以便对叶片另一面进行检测，尖端支架（3）能够进行高度调节以免影响叶片翻转，转动座（2）和尖端支架（3）之间设置有检测组件（4），检测组件（4）能够在转动座（2）和尖端支架（3）之间移动，以便对叶片进行全面检测，检测组件（4）和转动座（2）通过控制切换组件（5）进行控制，控制切换组件（5）设置在基板（1）中，以保证不在检测过程中翻转叶片，避免叶片与检测组件（4）发生干涉导致损坏叶片；
所述控制切换组件（5）包括三个切换齿轮（501），其中一个所述切换齿轮（501）固定连接电机的输出端，电机固定在切换板（502）上，切换板（502）两侧分别固定连接一个锁定支架（503）的一端，锁定支架（503）的另一端固定连接锁定杆（504）的一端，锁定杆（504）的另一端能够插入两外两个切换齿轮（501）中，这两个切换齿轮（501）转动连接在基板（1）中并能够与连接电机的切换齿轮（501）啮合，切换板（502）滑动连接在基板（1）中，并通过电动推杆控制，所述锁定杆（504）呈方形，以保证切换齿轮（501）不与连接电机的切换齿轮（501）啮合的时候不随意转动，两个不与电机连接的所述切换齿轮（501）其中一个固定连接小链轮（203），另一个啮合横移齿轮（401）；
所述检测组件（4）包括横移机构、竖移机构、角度延伸机构和检测机构，所述横移机构滑动连接在基板（1）上，竖移机构滑动连接在横移机构上，角度延伸机构安装在竖移机构上，检测机构安装在角度延伸机构上，以便带动检测机构能够移动到叶片各个位置，对叶片进行检测；
所述横移机构包括横移齿轮（401）、横移丝杆（402）、横移杆（403），所述横移齿轮（401）固定连接横移丝杆（402），横移丝杆（402）滚珠丝杠副连接横移杆（403）下端，所述横移齿轮（401）、横移丝杆（402）转动连接在基板（1）中，横移杆（403）滑动连接在基板（1）中；
所述竖移机构包括竖移丝杆（404）、竖移滑块（405），所述横移杆（403）中转动连接竖移丝杆（404），竖移丝杆（404）通过电机驱动，竖移丝杆（404）滚珠丝杠副连接竖移滑块（405）的一端，竖移滑块（405）另一端安装角度延伸机构；
所述角度延伸机构包括角度驱动齿（408）、端面齿（409）、延伸齿轮（410），所述竖移滑块（405）转动连接角度不完全齿（407），角度不完全齿（407）固定连接角度杆（406）的一端，所述角度不完全齿（407）与角度驱动齿（408）啮合，角度驱动齿（408）转动连接在竖移滑块（405）中并通过电机驱动，所述角度不完全齿（407）一侧转动连接端面齿（409），端面齿（409）固定连接在竖移滑块（405）上，端面齿（409）与延伸齿轮（410）啮合，延伸齿轮（410）固定连接延伸螺杆（411），延伸螺杆（411）螺纹连接延伸滑块（412），延伸滑块（412）固定连接检测杆（413），所述延伸齿轮（410）、延伸螺杆（411）转动连接在角度杆（406）中，延伸滑块（412）滑动连接在角度杆（406）中；
所述检测机构包括检测气缸（416）、导向轮（418）、检测器（419），所述检测杆（413）中转动连接检测螺杆（414），检测螺杆（414）通过电机驱动，检测螺杆（414）螺纹连接检测滑块（415），检测滑块（415）中固定连接至少一个检测气缸（416），每个检测气缸（416）上设置有溢流阀，其输出端固定连接检测板（417），检测板（417）下转动连接导向轮（418）和检测器（419），利用导向轮（418）和溢流阀的配合使检测器（419）始终能接触到叶片表面。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机叶片表面缺陷检测设备，其特征在于：所述转动座（2）转动连接在根部支座（201）上，根部支座（201）固定在基板（1）上，转动座（2）固定连接大链轮（202），大链轮（202）和小链轮（203）与同一根链条啮合，所述大链轮（202）转动连接在根部支座（201）中，小链轮（203）转动连接在基板（1）中。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机叶片表面缺陷检测设备，其特征在于：所述尖端支架（3）包括尖端上架（301）、尖端下架（302）、尖端螺杆（303），所述尖端下架（302）固定连接在基板（1）上，尖端下架（302）滑动连接尖端上架（301），尖端上架（301）螺纹连接尖端螺杆（303），尖端螺杆（303）转动连接在尖端下架（302）中并通过电机驱动，电机固定在基板（1）中。 说明书 : 一种风力发电机叶片表面缺陷检测设备技术领域[0001] 本发明涉及风力发电检测领域，具体为一种风力发电机叶片表面缺陷检测设备。背景技术[0002] 风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机，叶片是风力发电机中最基础和最关键的部件，其良好的设计，可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。因风力发电机叶片形状的特殊性，现有的检测装置很难全面的对叶片进行检测，大多只能进行区域性检测，且对叶片侧面因其弧度较大难以进行检测，故无法保证叶片质量。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种风力发电机叶片表面缺陷检测设备，以解决上述背景技术中提出的问题。[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风力发电机叶片表面缺陷检测设备，包括基板，所述基板上安装有能够架起叶片两端的转动座和尖端支架，转动座能够带动叶片翻转以便对叶片另一面进行检测，尖端支架能够进行高度调节以免影响叶片翻转，转动座和尖端支架之间设置有检测组件，检测组件能够在转动座和尖端支架之间移动，以便对叶片进行全面检测，检测组件和转动座通过控制切换组件进行控制，控制切换组件设置在基板中，以保证不在检测过程中翻转叶片，避免叶片与检测组件发生干涉导致损坏叶片。[0005] 优选的，所述控制切换组件包括三个切换齿轮，其中一个所述切换齿轮固定连接电机的输出端，电机固定在切换板上，切换板两侧分别固定连接一个锁定支架的一端，锁定支架的另一端固定连接锁定杆的一端，锁定杆的另一端能够插入两外两个切换齿轮中，这两个切换齿轮转动连接在基板中并能够与连接电机的切换齿轮啮合，切换板滑动连接在基板中，并通过电动推杆控制，所述锁定杆呈方形，以保证切换齿轮不与连接电机的切换齿轮啮合的时候不随意转动，两个不与电机连接的所述切换齿轮其中一个固定连接小链轮，另一个啮合横移齿轮。[0006] 优选的，所述转动座转动连接在根部支座上，根部支座固定在基板上，转动座固定连接大链轮，大链轮和小链轮与同一根链条啮合，所述大链轮转动连接在根部支座中，小链轮转动连接在基板中。[0007] 优选的，所述尖端支架包括尖端上架、尖端下架、尖端螺杆，所述尖端下架固定连接在基板上，尖端下架滑动连接尖端上架，尖端上架螺纹连接尖端螺杆，尖端螺杆转动连接在尖端下架中并通过电机驱动，电机固定在基板中。[0008] 优选的，所述检测组件包括横移机构、竖移机构、角度延伸机构和检测机构，所述横移机构滑动连接在基板上，竖移机构滑动连接在横移机构上，角度延伸机构安装在竖移机构上，检测机构安装在角度延伸机构上，以便带动检测机构能够移动到叶片各个位置，对叶片进行检测。[0009] 优选的，所述横移机构包括横移齿轮、横移丝杆、横移杆，所述横移齿轮固定连接横移丝杆，横移丝杆滚珠丝杠副连接横移杆下端，所述横移齿轮、横移丝杆转动连接在基板中，横移杆滑动连接在基板中。[0010] 优选的，所述竖移机构包括竖移丝杆、竖移滑块，所述横移杆中转动连接竖移丝杆，竖移丝杆通过电机驱动，竖移丝杆滚珠丝杠副连接竖移滑块的一端，竖移滑块另一端安装角度延伸机构。[0011] 优选的，所述角度延伸机构包括角度驱动齿、端面齿、延伸齿轮，所述竖移滑块转动连接角度不完全齿，角度不完全齿固定连接角度杆的一端，所述角度不完全齿与角度驱动齿啮合，角度驱动齿转动连接在竖移滑块中并通过电机驱动，所述角度不完全齿一侧转动连接端面齿，端面齿固定连接在竖移滑块上，端面齿与延伸齿轮啮合，延伸齿轮固定连接延伸螺杆，延伸螺杆螺纹连接延伸滑块，延伸滑块固定连接检测杆，所述延伸齿轮、延伸螺杆转动连接在角度杆中，延伸滑块滑动连接在角度杆中。[0012] 优选的，所述检测机构包括检测气缸、导向轮、检测器，所述检测杆中转动连接检测螺杆，检测螺杆通过电机驱动，检测螺杆螺纹连接检测滑块，检测滑块中固定连接至少一个检测气缸，每个检测气缸上设置有溢流阀，其输出端固定连接检测板，检测板下转动连接导向轮和检测器，利用导向轮和溢流阀的配合使检测器始终能接触到叶片表面。[0013] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用转动座和尖端支架将叶片架起避免检测过程中叶片晃动，利用检测组件进行水平竖直位置调整，同时利用角度延伸机构使检测机构在仰角的时候贴近横移杆，俯角的时候远离横移杆，以便越过叶片弧度对叶片侧面进行检测，以保证检测的全面性，利用控制切换组件以保证不在检测过程中翻转叶片，避免叶片与检测组件发生干涉导致损坏叶片。附图说明[0014] 图1为本发明的主要结构示意图；[0015] 图2为本发明控制切换组件的结构示意图；[0016] 图3为本发明大链轮的结构示意图；[0017] 图4为本发明尖端支架的结构示意图；[0018] 图5为本发明横移机构的结构示意图；[0019] 图6为本发明竖移机构的结构示意图；[0020] 图7为本发明角度延伸机构的结构示意图；[0021] 图8为本发明检测机构的结构示意图；[0022] 图9为本发明叶片的结构示意图。[0023] 图中：1、基板，2、转动座，201、根部支座，202、大链轮，203、小链轮，3、尖端支架，301、尖端上架，302、尖端下架，303、尖端螺杆，4、检测组件，401、横移齿轮，402、横移丝杆，403、横移杆，404、竖移丝杆，405、竖移滑块，406、角度杆，407、角度不完全齿，408、角度驱动齿，409、端面齿，410、延伸齿轮，411、延伸螺杆，412、延伸滑块，413、检测杆，414、检测螺杆，415、检测滑块，416、检测气缸，417、检测板，418、导向轮，419、检测器，5、控制切换组件，501、切换齿轮，502、切换板，503、锁定支架，504、锁定杆。具体实施方式[0024] 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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0025] 请参阅图1?9，为解决因风力发电机叶片形状的特殊性，现有的检测装置很难全面的对叶片进行检测的问题，达到利用转动座和尖端支架将叶片架起避免检测过程中叶片晃动，利用检测组件进行水平竖直位置调整，同时利用角度延伸机构使检测机构在仰角的时候贴近横移杆，俯角的时候远离横移杆，以便越过叶片弧度对叶片侧面进行检测，以保证检测的全面性，利用控制切换组件以保证不在检测过程中翻转叶片，避免叶片与检测组件4发生干涉导致损坏叶片。本发明提供一种技术方案：一种风力发电机叶片表面缺陷检测设备，包括基板1，基板1上安装有能够架起叶片两端的转动座2和尖端支架3，转动座2能够带动叶片翻转以便对叶片另一面进行检测，尖端支架3能够进行高度调节以免影响叶片翻转，转动座2和尖端支架3之间设置有检测组件4，检测组件4能够在转动座2和尖端支架3之间移动，以便对叶片进行全面检测，检测组件4和转动座2通过控制切换组件5进行控制，控制切换组件5设置在基板1中，以保证不在检测过程中翻转叶片，避免叶片与检测组件4发生干涉导致损坏叶片。本申请中，电机气缸推杆等电气元件均采用现有型号。使用时，先将叶片根部利用现有的固定方式固定在转动座2上，然后调整尖端支架3的高度使叶片尖端架在尖端支架3上，此时利用控制切换组件5启动检测组件4，利用检测组件4横向移动对叶片全面检测，每横向移动一段距离之后，停止横向移动，根据所在位置的叶片形状调整检测组件4竖向高度，然后移动检测机构进行检测，当需要检测叶片两侧弧度较大的位置的时候，利用角度延伸机构进行调整，检测叶片靠近检测组件4一侧降低高度利用仰角进行检测，远离检测组件4一侧升高高度利用仰角进行检测；当叶片向上的这一面检测完成之后，翻转叶片对叶片另一面进行检测，以达到全面检测的目的。[0026] 为保证不在检测过程中翻转叶片，设置有控制切换组件5，控制切换组件5包括三个切换齿轮501，其中一个切换齿轮501固定连接电机的输出端，电机固定在切换板502上，切换板502两侧分别固定连接一个锁定支架503的一端，锁定支架503的另一端固定连接锁定杆504的一端，锁定杆504的另一端能够插入两外两个切换齿轮501中，这两个切换齿轮501转动连接在基板1中并能够与连接电机的切换齿轮501啮合，切换板502滑动连接在基板1中，并通过电动推杆控制，锁定杆504呈方形，以保证切换齿轮501不与连接电机的切换齿轮501啮合的时候不随意转动，两个不与电机连接的切换齿轮501其中一个固定连接小链轮203，另一个啮合横移齿轮401。使用时，启动电动推杆，电动推杆带动切换板502移动，切换板502带动电机及与其连接的切换齿轮501移动，同时切换板502带动锁定支架503移动，锁定支架503带动锁定杆504移动，使电机连接的切换齿轮501与另外两个切换齿轮501中的一个啮合的时候，未被啮合的切换齿轮501中插入方形的锁定杆504，以避免其随意转动，根据需要，锁定杆504可以设置为其他能够实现锁定的形状，如三角形八边形等多边形，或设置为花键轴。这样保证两个不与电机连接的切换齿轮501同一时间只有一个能发生转动，避免同时转动导致的干涉。[0027] 为便于翻转叶片，设置有转动座2，转动座2转动连接在根部支座201上，根部支座201固定在基板1上，转动座2固定连接大链轮202，大链轮202和小链轮203与同一根链条啮合，大链轮202转动连接在根部支座201中，小链轮203转动连接在基板1中。当需要翻转时，对应的切换齿轮501转动，切换齿轮501带动小链轮203转动，小链轮203通过链条带动大链轮202转动，大链轮202带动转动座2转动，转动座2带动叶片进行翻转。[0028] 为避免叶片晃动同时不影响叶片翻转，设置有尖端支架3，尖端支架3包括尖端上架301、尖端下架302、尖端螺杆303，尖端下架302固定连接在基板1上，尖端下架302滑动连接尖端上架301，尖端上架301螺纹连接尖端螺杆303，尖端螺杆303转动连接在尖端下架302中并通过电机驱动，电机固定在基板1中。当尖端上架301升至合适高度的时候，正好对叶片尖端形成支撑，当需要对叶片进行翻转的时候，启动电机，电机带动尖端螺杆303转动，尖端螺杆303转动使尖端上架301下降，此时即可翻转叶片，避免叶片尖端与尖端上架301发生碰撞。[0029] 为便于对叶片进行全面检测，设置有检测组件4，检测组件4包括横移机构、竖移机构、角度延伸机构和检测机构，横移机构滑动连接在基板1上，竖移机构滑动连接在横移机构上，角度延伸机构安装在竖移机构上，检测机构安装在角度延伸机构上，以便带动检测机构能够移动到叶片各个位置，对叶片进行检测。使用时，利用横移机构调整横向位置，从叶片的一端开始向另一端移动，每移动一段位置后利用竖移机构针对该出叶片高度进行调整，先利用检测机构对中间部分进行检测，当中间部分检测完成后，利用角度延伸机构检测叶片两侧弧度较大的位置，检测叶片靠近检测组件4一侧降低高度利用仰角进行检测，远离检测组件4一侧升高高度利用仰角进行检测；当叶片这一横截面积检测完成后，横移机构再次启动带动检测组件4移动一端距离，进行下一段的检测。[0030] 为便于横向移动，设置有横移机构，横移机构包括横移齿轮401、横移丝杆402、横移杆403，横移齿轮401固定连接横移丝杆402，横移丝杆402滚珠丝杠副连接横移杆403下端，横移齿轮401、横移丝杆402转动连接在基板1中，横移杆403滑动连接在基板1中。使用时，对应的切换齿轮501带动横移齿轮401转动，横移齿轮401带动横移丝杆402转动，横移丝杆402转动使横移杆403移动，横移杆403带动检测机构移动，以便对叶片进行检测。[0031] 为便于根据叶片高度进行调整，设置有竖移机构，竖移机构包括竖移丝杆404、竖移滑块405，横移杆403中转动连接竖移丝杆404，竖移丝杆404通过电机驱动，竖移丝杆404滚珠丝杠副连接竖移滑块405的一端，竖移滑块405另一端安装角度延伸机构。使用时，启动电机，电机带动竖移丝杆404转动，竖移丝杆404带动竖移滑块405移动，竖移滑块405带动检测机构移动。[0032] 为能够检测叶片两侧，设置有角度延伸机构，角度延伸机构包括角度驱动齿408、端面齿409、延伸齿轮410，竖移滑块405转动连接角度不完全齿407，角度不完全齿407固定连接角度杆406的一端，角度不完全齿407与角度驱动齿408啮合，角度驱动齿408转动连接在竖移滑块405中并通过电机驱动，角度不完全齿407一侧转动连接端面齿409，端面齿409固定连接在竖移滑块405上，端面齿409与延伸齿轮410啮合，延伸齿轮410固定连接延伸螺杆411，延伸螺杆411螺纹连接延伸滑块412，延伸滑块412固定连接检测杆413，延伸齿轮410、延伸螺杆411转动连接在角度杆406中，延伸滑块412滑动连接在角度杆406中。使用时，根据需要检测的位置决定使用俯角或仰角；启动电机，电机带动角度驱动齿408转动，角度驱动齿408带动角度不完全齿407转动，角度不完全齿407带动角度杆406摆动移动角度，在此过程中，角度杆406带动延伸螺杆411移动，延伸螺杆411带动延伸齿轮410移动，利用延伸齿轮410与端面齿409的啮合，端面齿409因固定在竖移滑块405中而不发生运动，故而延伸齿轮410转动，延伸齿轮410带动延伸螺杆411转动，延伸螺杆411转动带动延伸滑块412移动，延伸滑块412带动检测机构移动。[0033] 检测机构包括检测气缸416、导向轮418、检测器419，检测杆413中转动连接检测螺杆414，检测螺杆414通过电机驱动，检测螺杆414螺纹连接检测滑块415，检测滑块415中固定连接至少一个检测气缸416，每个检测气缸416上设置有溢流阀，其输出端固定连接检测板417，检测板417下转动连接导向轮418和检测器419，利用导向轮418和溢流阀的配合使检测器419始终能接触到叶片表面。检测器419采用LVDT位移传感器，以便检测叶片表面是否有凹陷或者凸起。检测时，启动电机，电机带动检测螺杆414转动，检测螺杆414使检测滑块415移动，检测滑块415带动检测气缸416移动，检测气缸416带动检测板417移动，检测板417带动导向轮418和检测器419移动，在此过程中，检测气缸416始终输入一个相对较大的压力值，并利用溢流阀保持压力值的恒定，利用导向轮418配合检测气缸416的溢流阀适应叶片小范围的弧度变化，使检测器419与叶片之间在没有遇到缺陷时数值恒定，当遇到缺陷的时候，检测器419的数值发生波动，此时针对性的进行维修即可。[0034] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

专利地区：内蒙古

专利申请日期：2024-05-24

专利公开日期：2024-07-30

专利公告号：CN118225985B