本發(fā)明涉及風(fēng)電葉片檢測領(lǐng)域，具體地說是一種風(fēng)電葉片檢測裝置及其檢測方法。

背景技術(shù)：

風(fēng)能作為可再生資源，有著良好的發(fā)展前景，具有很大的潛力成為未來能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。風(fēng)機葉片作為捕獲風(fēng)能的裝置，是風(fēng)電機組的重要組成部分，其性能好壞直接影響風(fēng)電系統(tǒng)的運行和效率。

目前，對于風(fēng)電葉片的無損檢測方法主要有x射線、超聲波、光纖傳感器、紅外熱成像檢測技術(shù)等，其中，x射線檢測技術(shù)由于受葉片尺寸的限制，還未廣泛地應(yīng)用于葉片的全尺寸檢測；光纖傳感器由于自身性能穩(wěn)定性及價格方面的問題，其在具體應(yīng)用中受到很大的限制；紅外熱成像檢測技術(shù)雖然操作簡便，但光線的照射以及葉片表面溫差較小等因素都會對檢測結(jié)果造成不利影響，對于缺陷的檢出和定性分析有一定難度。超聲波檢測技術(shù)因其具有檢測對象范圍廣、檢測深度大，缺陷定位準(zhǔn)確、速度快以及便于現(xiàn)場使用等特點，已成為國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛、使用頻率最高且發(fā)展較快的一種無損檢技術(shù)。

超聲波靜態(tài)檢測方法可以檢測出葉片服役前存在的各種缺陷，現(xiàn)有的檢測裝置一般由純剛性金屬組成的框架，且裝置搭載大型超聲檢測探頭，體積、重量大，專利文件（申請?zhí)?01420125659.5）中公開了一種搭載大型超聲波檢測機構(gòu)的檢測裝置，該裝置還包括機架、傾斜傳送機構(gòu)、升降支托機構(gòu)、吸盤安裝架、伸縮安裝軸、固定吸盤、調(diào)節(jié)升降軸、滑軌等結(jié)構(gòu)，在檢測時，需將風(fēng)電葉片通過傾斜傳送機構(gòu)傳送至機架上，不僅操作不方便，且超聲檢測機構(gòu)運動不靈活、慣性大并且拆卸困難，成本較高。專利文件（申請?zhí)?01610831733.9）公開了一種風(fēng)電葉片的超聲無損檢測臂裝置，專利文件（申請?zhí)?01610831295.6）公開了配置上述檢測臂的檢測裝置，該裝置均由剛性材料組成，并配合升降機構(gòu)實現(xiàn)葉片的檢測，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本高且機構(gòu)運動不靈活，使用不方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一就是提供一種風(fēng)電葉片檢測裝置,以解決現(xiàn)有檢測裝置運動不靈活、成本高以及使用不方便的問題。

本發(fā)明的目的之二就是提供一種利用風(fēng)電葉片檢測裝置進(jìn)行檢測的方法。

本發(fā)明的目的之一是這樣實現(xiàn)的：

一種風(fēng)電葉片檢測裝置，包括索桿混聯(lián)式檢測平臺、帶動所述檢測平臺水平移動的行走機構(gòu)以及控制器，所述檢測平臺包括平臺底座、設(shè)置于所述平臺底座上的定平板以及通過液壓缸和至少三條繩索與所述定平板相連的動平板，所述動平板和定平板的板面相對，所述液壓缸的兩端分別通過球鉸連接于所述定平板和所述動平板的中心位置，所述定平板的端部均布有絞盤，所述繩索的一端纏繞在所述絞盤上，所述繩索的另一端通過球鉸連接于所述動平板上對應(yīng)的端部位置；所述絞盤分別連有繩索驅(qū)動電機，所述動平板上設(shè)有超聲檢測儀，所述繩索驅(qū)動電機、所述液壓缸的驅(qū)動元件以及所述行走機構(gòu)均與所述控制器相連。

所述繩索為三條，分別為第一繩索、第二繩索和第三繩索，所述第一繩索、第二繩索和第三繩索分別對應(yīng)第一絞盤、第二絞盤和第三絞盤，所述第一絞盤、第二絞盤和第三絞盤分別連接第一繩索驅(qū)動電機、第二繩索驅(qū)動電機和第三繩索驅(qū)動電機；所述第一絞盤、第二絞盤和第三絞盤的中心距離相等且按等邊三角形的形式排布在三個頂點位置，所述第一繩索、第二繩索和第三繩索與所述動平板相接的三個球較的中心距離相等且排布在一對應(yīng)等邊三角形的三個頂點位置，所第一絞盤、第二絞盤和第三絞盤之間的中心距離大于所述第一繩索、第二繩索和第三繩索端部球鉸之間的中心距離，所述液壓缸兩端的球鉸分別位于兩等邊三角形的中心位置。

所述第一絞盤位于所述定平板的上端中間位置，所述第二絞盤和第三絞盤分別位于定平板的下端兩側(cè)邊緣位置，所述第一繩索的強度大于所述第二繩索和第三繩索的強度，所述第一繩索驅(qū)動電機的功率大于所述第二繩索驅(qū)動電機和第三繩索驅(qū)動電機的功率。

所述第一絞盤、第二絞盤和第三絞盤的中心的連線所形成的等邊三角形的每條高都垂直于其對應(yīng)頂點所在絞盤的軸心線，所述繩索驅(qū)動電機的軸心線與其對應(yīng)的絞盤的軸心線重合。

所述繩索驅(qū)動電機均配置有減速器，所述球鉸均通過球鉸支座連接于所述定平板或動平板上。

所述超聲檢測儀固定設(shè)于所述動平板的前側(cè)板面上，所述超聲檢測儀的中心位于所述液壓缸的軸心線上。

所述行走機構(gòu)包括承載所述檢測平臺的小車以及軌道，所述小車置于所述軌道上并沿軌道水平移動；所述小車包括車架、小車驅(qū)動電機和車輪，所述小車驅(qū)動電機與所述控制器相連。

所述小車的后端設(shè)有后軸，所述后軸的兩端設(shè)有車輪，所述后軸上還設(shè)有后軸鏈輪，所述小車驅(qū)動電機的輸出軸鍵連接一電機鏈輪，所述電機鏈輪通過皮帶與所述后軸鏈輪相連并通過帶動后軸鏈輪來驅(qū)動所述后軸上的車輪轉(zhuǎn)動。

所述小車的前端設(shè)有前軸，所述前軸的兩端設(shè)有車輪，所述小車驅(qū)動電機配設(shè)有減速器，所述車架的底部設(shè)有立座式軸承，所述前軸和后軸均通過立座式軸承與車架相連；所述小車底部設(shè)有萬向球，所述萬向球緊貼軌道內(nèi)側(cè)。

所述超聲檢測儀為便攜式超聲檢測儀。

本發(fā)明的目的之二是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了利用上述檢測裝置對風(fēng)電葉片進(jìn)行檢測的方法，其步驟如下：

a、設(shè)置權(quán)利要求1-9所述任一風(fēng)電葉片檢測裝置，檢測裝置初始時，各繩索的放出長度相等，定平板和動平板的板面平行；

b、通過控制器對檢測裝置各部件進(jìn)行驅(qū)動和控制，主要包括以下步驟：

b-1、驅(qū)動所述行走機構(gòu)到達(dá)葉片的待檢測區(qū)域；

b-2、驅(qū)動所述液壓缸，使液壓缸推動動平板和超聲檢測儀貼向葉片的待檢測區(qū)域，同時逐漸拉緊位于上端的繩索、放松位于下端的繩索，使動平板在繩索的配合拉力下自下而上貼合葉片移動并進(jìn)行檢測，或者逐漸放松位于上端的繩索、拉緊位于下端的繩索，使動平板在繩索的配合拉力下自上而下貼合葉片移動并進(jìn)行檢測；

b-3、在檢測時，根據(jù)需要可調(diào)節(jié)位于左右兩端的繩索對動平板的左右位置進(jìn)行微調(diào)和定位；

b-4、待局部區(qū)域檢測完成后，驅(qū)動所述行走機構(gòu)水平向前移動，從而帶動檢測平臺進(jìn)行下一區(qū)域的檢測，直至葉片全部檢測完畢；

c、觀察葉片區(qū)域缺陷的掃描波形圖，或者將實際檢測圖與標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的圖譜進(jìn)行比較，確認(rèn)葉片的檢測結(jié)果。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明引入牽引繩索結(jié)構(gòu)，通過四條分支的直線驅(qū)動，可實現(xiàn)動平板（即便攜式超聲檢測儀）的多維空間運動。本裝置可實施的工作空間擴大，慣性小，易拆卸，可重組，運動更加靈活，可以快速精確到達(dá)葉片某一具體區(qū)域，更好地使掃描設(shè)備與風(fēng)電葉片的曲面相貼合，充分滿足超聲無損檢測所需要的基本條件，且裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低，避免了現(xiàn)有純剛性結(jié)構(gòu)運動不靈活，不易控制，成本高等缺點。

2、通過小車等行走機構(gòu)帶動檢測平臺進(jìn)行水平方向位置移動，保證了實現(xiàn)快速全方位的檢測；小車驅(qū)動電機都帶有減速器，使檢測裝置整體更易控制；車架底部裝有萬向球，與軌道相接觸，防止檢測裝置整體側(cè)翻，穩(wěn)定性和安全性能好。

3、動平板上裝有便攜式超聲檢測儀，避免了大型超聲探頭的使用，節(jié)約了成本；整個檢測裝置可實現(xiàn)自動化控制，實現(xiàn)了檢測的自動化，提高了檢測效率，可用于檢測葉片出廠后到安裝前所存在的質(zhì)量問題。

4、本發(fā)明檢測方法實現(xiàn)了自動化，節(jié)省了人力，可進(jìn)行葉片全尺寸檢測，也可根據(jù)需要對局部區(qū)域進(jìn)行單獨檢測，較為方便靈活。

附圖說明

圖1為本發(fā)明檢測裝置的總體工作示意圖。

圖2為本發(fā)明檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明檢測裝置中動平板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明檢測裝置中定平板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明檢測裝置中小車的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明檢測裝置向左微調(diào)時的工作狀態(tài)圖。

圖7為本發(fā)明檢測裝置檢測葉片上部時的工作狀態(tài)圖。

圖中：1、檢測平臺，2、平臺支撐架，3、車架，4、軌道，5、葉片，6、超聲檢測儀，7、動平板，8、球鉸，9、掛鉤，10、第一繩索，11、第二繩索，12、第三繩索，13、液壓缸，14、定平板，15、平臺底座，16、小車驅(qū)動電機，17、車輪，18、立座式軸承，19、前軸，20、第一絞盤，21、第一繩索驅(qū)動電機，22、第二繩索驅(qū)動電機，23、第三繩索驅(qū)動電機，27、聯(lián)軸器，25、u型螺栓，26、球鉸支座，27、第二絞盤，28、電機固定板，29、電機底座，30、后軸，31、后軸鏈輪，32、電機鏈輪，33、皮帶，34、平鍵，35、萬向球，36、第三絞盤。

具體實施方式

如圖1-5所示為本發(fā)明檢測裝置公開的一個實施例。

本實例中檢測裝置結(jié)構(gòu)包括索桿混聯(lián)式檢測平臺1、帶動檢測平臺1水平移動的小車、軌道4以及控制器，檢測平臺1包括平臺底座15、豎直固定于平臺底座15上的定平板14以及通過液壓缸13和三條繩索與定平板14相連的動平板7，動平板7和定平板14的板面相對；三條繩索分別為第一繩索10、第二繩索11和第三繩索12，定平板14的端部均布有三個絞盤，分別為第一絞盤20、第二絞盤27和第三絞盤36，第一繩索10、第二繩索11和第三繩索12的一端纏繞在各自對應(yīng)的絞盤上，另一端通過球鉸8連接于動平板7上對應(yīng)的端部位置，三條繩索的端部與球鉸8之間通過位于球鉸8上的掛鉤9相連。

定平板14上的第一絞盤20、第二絞盤27和第三絞盤36的中心構(gòu)成一等邊三角形a1b1c1的三個頂點，第一繩索10、第二繩索11和第三繩索12與動平板7相接的三個球鉸8的中心對應(yīng)構(gòu)成一等邊三角形a2b2c2的三個頂點，等邊三角形a1b1c1的邊長大于等邊三角形a2b2c2的邊長，即第一絞盤20、第二絞盤27和第三絞盤36之間的中心距離大于第一繩索10、第二繩索11和第三繩索12端部球鉸8之間的中心距離，液壓缸13的兩端分別通過球鉸8連接于定平板14和動平板7的中心位置，即液壓缸13兩端的球鉸8分別位于等邊三角形a1b1c1和等邊三角形a2b2c2的中心位置。

動平板7上設(shè)有便攜式超聲檢測儀6，超聲檢測儀6通過u型螺栓25固定接于動平板7的前側(cè)板面上，超聲檢測儀6的中心位于液壓缸13的軸心線上。

第一絞盤20、第二絞盤27和第三絞盤36分別連有第一繩索驅(qū)動電機21、第二繩索驅(qū)動電機22和第三繩索驅(qū)動電機23，三個繩索驅(qū)動電機均配置有減速器；繩索驅(qū)動電機的軸心線與其對應(yīng)的絞盤的軸心線重合，第一絞盤20、第二絞盤27和第三絞盤36所形成的等邊三角形a1b1c1的每條高都垂直于其對應(yīng)頂點所在絞盤的軸心線。

第一絞盤20位于定平板14的上端中間位置，從而第一繩索10端部的球鉸8對應(yīng)于動平板7的上端中間位置，即兩者分別對應(yīng)于正放的等邊三角形a1b1c1和a2b2c2的上端的頂點，第二絞盤27和第三絞盤36分別位于定平板14的下端兩側(cè)邊緣位置，從而第二繩索11和第三繩索12端部的球鉸8分別對應(yīng)于動平板7的下端兩側(cè)邊緣位置，即兩者分別對應(yīng)于正放的等邊三角形a1b1c1和a2b2c2的下端的兩個頂點，第一繩索10的強度大于第二繩索11和第三繩索12的強度，第一繩索驅(qū)動電機21的功率大于第二繩索驅(qū)動電機22和第三繩索驅(qū)動電機23的功率。此設(shè)計保證了第一繩索10能夠很好的承擔(dān)液壓缸的重力，從而保證裝置工作的穩(wěn)定性。

上述球鉸8均通過球鉸支座26連接于定平板14或動平板7上，上述繩索驅(qū)動電機均通過聯(lián)軸器24與絞盤相連。

小車包括車架3、小車驅(qū)動電機16和車輪17，小車的車輪17置于軌道4上，小車可沿軌道4水平移動，檢測平臺1的平臺底座15通過平臺支撐架2固定于車架3上，小車驅(qū)動電機16配置有減速器，小車驅(qū)動電機16通過電機固定板28和電機底座29固定于車架3上方，小車驅(qū)動電機16的輸出軸通過普通平鍵34連接一電機鏈輪32；小車的后端設(shè)有后軸30，后軸30的兩端設(shè)有車輪17，后軸30上通過平鍵連接一后軸鏈輪31，電機鏈輪32和后軸鏈輪31共面，電機鏈輪32通過皮帶33與后軸鏈輪31相連并通過帶動后軸鏈輪31來驅(qū)動后軸上的車輪17轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動整個小車進(jìn)行平動。

小車的前端設(shè)有前軸19，前軸19的兩端設(shè)有車輪17，車架3的底部設(shè)有立座式軸承18，前軸19和后軸30均通過立座式軸承18與車架3相連，前軸19和后軸30與車輪17均通過平鍵相連接；小車底部設(shè)有萬向球35，萬向球35緊貼軌道4內(nèi)側(cè)，萬向球35可以有效防止小車在工作過程中出現(xiàn)翻車的情況。

三個繩索驅(qū)動電機、液壓缸13的驅(qū)動元件以及小車驅(qū)動電機16均與控制器相連。

本發(fā)明提供了利用上述檢測裝置對風(fēng)電葉片進(jìn)行檢測的方法，參照圖6和7的使用狀態(tài)圖對其檢測步驟說明如下：

a、設(shè)置風(fēng)電葉片檢測裝置，檢測裝置初始時，三條繩索的放出長度相等，定平板14和動平板7的板面平行，液壓缸13與動平板7和定平板14所在的平面垂直；

b、通過控制器對檢測裝置各部件進(jìn)行驅(qū)動和控制，主要包括以下步驟：

b-1、驅(qū)動小車到達(dá)葉片5的待檢測區(qū)域；

b-2、驅(qū)動液壓缸13，使液壓缸13推動動平板7和超聲檢測儀6貼向葉片5的待檢測區(qū)域，同時逐漸拉緊位于上端的第一繩索10、放松位于下端的第二繩索11和第三繩索12，使動平板7在繩索的配合拉力下自下而上貼合葉片5移動并進(jìn)行檢測，或者逐漸放松位于上端的第一繩索10、拉緊位于下端的第二繩索11和第三繩索12，使動平板7在繩索的配合拉力下自上而下貼合葉片5移動并進(jìn)行檢測；

b-3、在檢測時，根據(jù)需要可調(diào)節(jié)第二繩索11和第三繩索12的牽引力，對動平板7的左右位置進(jìn)行微調(diào)和定位；

b-4、待局部區(qū)域檢測完成后，驅(qū)動小車水平向前移動，從而帶動檢測平臺1進(jìn)行下一區(qū)域的檢測，直至葉片5全部檢測完畢；

c、觀察葉片區(qū)域缺陷的掃描波形圖，或者將實際檢測圖與標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的圖譜進(jìn)行比較，進(jìn)而檢測出風(fēng)電葉片內(nèi)部存在的分層、氣泡、缺膠等結(jié)構(gòu)缺陷，確保葉片的強度和剛度，為后續(xù)風(fēng)電機組的順利運行打下堅實的基礎(chǔ)。

檢測平臺的繩索和液壓缸13的長度有限，在局部區(qū)域檢測完成后，需要小車帶動檢測平臺1進(jìn)行平動，拉近距離對下一區(qū)域進(jìn)行檢測。

通過液壓缸13與繩索的驅(qū)動控制和配合施力，使動平板7即超聲檢測儀6的位姿發(fā)生變化，與風(fēng)電葉片5的曲面結(jié)構(gòu)相貼合，完成對葉片5的超聲無損檢測。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運動學(xué)和動力學(xué)性能良好，工作空間大等特點，實現(xiàn)了檢測過程的自動化，節(jié)省了人力。結(jié)合工業(yè)超聲探傷技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對風(fēng)電葉片的靜態(tài)無損檢測，及時發(fā)現(xiàn)葉片出廠到服役前葉片所存在的內(nèi)部缺陷。