[发明专利]风电叶片内部检查机器人系统及其内部状态模型构建方法

说明书

本发明公开了一种风电叶片内部检查机器人系统和一种风电叶片内部状态模型构建方法。本发明的风电叶片内部检查机器人系统，包含：机器人模块，用于检查风电叶片的内部；操作终端，操作终端与机器人模块通信，用于控制机器人模块的工作；控制模块，与机器人模块通信，用于构建风电叶片的内部状态模型。本发明的风电叶片内部检查机器人系统中，四轮小车携带激光雷达、深度相机自动巡检，便于运维人员及时发现风电叶片的内部缺陷及具体位置，提供后续运行和处理依据，并且更适用于在役风电叶片的内部检查，适用范围广；同时，通过数据的下载，还能够进行回看和建立深度学习数据库，为人工智能的介入提供了重要的接口，可扩展性强。

技术领域

本发明涉及风电检修技术领域，特别涉及一种风电叶片内部检查机器人系统及其内部状态模型构建方法。

背景技术

风电叶片是风力发电机的核心部件之一，直接关系到风机的性能以及效益，叶片状态的好坏很大程度上决定了风机维护的处理方式。

风电叶片的故障源头有四个：一是原材料问题，二是制造或者工艺缺陷，三是设计因素，四是运行环境。叶片的运行环境通常都比较极端，比如：高低温、雷电、冰雹、雨雪、沙尘等气象灾害，轻则损害气动性能，重则影响结构安全，对已经存在或产生缺陷的叶片而言影响更大。另外，由于原始叶片弯曲、扭曲的内粘合受粘合面不均匀、受力点不均，风电机组的每一次弯曲、扭曲和自振，也都可能造成叶片的内粘合缝处自然开裂。尤其是叶片的迎风面叶脊处，是叶片受损最严重的部位，自然开裂率最高。如果风场巡视未发现开裂现象，风电机组继续运转，叶片折断、摔落现象极有可能发生，造成严重事故。

就叶片故障种类来看，以结构脱落最为常见。

目前，在役风电叶片的检查方法主要有：检查人员进入叶片内部进行目视检查；无人机检查；利用超声波探伤仪对叶片的粘接质量进行检测。检查人员进入叶片内部检查具有很大的危险性，且钻入叶片内部能抵达的区域有限，检查结果受个人主观影响较大；无人机检查只能检查叶片外观；利用超声波探伤仪检查技术尚未完全突破，且需要高空蜘蛛人作业，操作难、危险性高、效率低。

发明内容

根据本发明实施例，提供了一种风电叶片内部检查机器人系统，包含：

机器人模块，机器人模块用于检查风电叶片的内部；

操作终端，操作终端与机器人模块通信，用于控制机器人模块的工作；

控制模块，控制模块与机器人模块通信，用于根据机器人模块检查的结果构建风电叶片的内部状态模型。

进一步，机器人模块包含：

四轮小车；

图像采集模块，图像采集模块设置在四轮小车的车身两侧，用于采集风电叶片内部的图像；

路径摄像头模块，路径摄像头模块设置在四轮小车的车身两端，用于四轮小车的爬行引导；

雷达，雷达设置在四轮小车的前端中部，用于扫描风电叶片的内部腔体轮廓；

航姿模块，航姿模块设置在四轮小车上，用于采集四轮小车的运行状态；

处理器，处理器与航姿模块相连，用于实时处理航姿模块输出的数据；

通信模块，通信模块用于将处理器、图像采集模块、路径摄像头模块、雷达的数据传输至操作终端和控制模块。

进一步，四轮小车的四个车轮分别通过编码减速电机驱动。

进一步，四轮小车的四个车轮为大摩擦力脚轮。

进一步，图像采集模块包含：

一对云台，一对云台分别设置在四轮小车的两侧；

一对相机，一对相机分别设置在一对云台上；