CN114017264A - 一种风电叶片转运装置及双车联动控制方法 - Google Patents

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CN114017264A
CN114017264A CN202111134738.3A CN202111134738A CN114017264A CN 114017264 A CN114017264 A CN 114017264A CN 202111134738 A CN202111134738 A CN 202111134738A CN 114017264 A CN114017264 A CN 114017264A
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刘鹏
马正昊
王蔚成
郑凯宇
袁建军
李倩
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Shanghai Robot Industrial Technology Research Institute Co Ltd
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/40—Arrangements or methods specially adapted for transporting wind motor components
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

本申请公开了风电叶片转运装置，其特征在于，包括两个转运小车：主动转运小车和从动转运小车，所述主动转运小车上设有根部支撑架用于支撑风电叶片根部，所述从动转运小车上设有第一直线导轨，第一直线导轨上滑动安装有第一平台，第一平台上设有和第一直线导轨垂直设置的第二直线导轨，第二直线导轨上滑动安装第二平台；第二平台设有回转支承，回转支承旋转轴与地面垂直，回转支承固定连接有用于定位、支撑风电叶片的叶片支撑架。优点在于；填补了机器人在风电叶片转运领域的空白，极大地节省了硬件和人力资源，减少了安全隐患；在风电叶片转运的场景下能够在节省硬件资源和人力资源的情况下安全、高效地将风电叶片运输至指定地点。

Description

一种风电叶片转运装置及双车联动控制方法
技术领域
本申请涉及一种风电叶片转运装置及双车联动控制方法，属于风电叶片运输与转运技术领域。
背景技术
风电叶片生产中，从叶片脱模至运输等多个工位间叶片的转运是通过叉车、多种姿态的运输车(带轮子的转运支架)、行车来实现的，而多种姿态的运输车(带轮子的转运支架)间的切换需借助行车、吊车、根部圈车、翻转工装等设备或工装实现。散件在转运时，也是通过行车、叉车、多辆转运车、各种工装夹具等设备，外加将近20个人，在总调度员的现场指挥下，协同操作来实现的。
风电叶片以及零散件的转运作业，自动化程度不高，需要大量的人员和辅助设备协同作业。一方面占用太多的硬件和人力资源，同时因为叶片体积庞大、很重，存在一定的安全风险。
发明内容
本申请要解决的技术问题是风电叶片以及零散件的转运作业，自动化程度不高，需要大量的人员和辅助设备协同作业，一方面占用太多的硬件和人力资源，同时因为叶片体积庞大、很重，存在一定的安全风险。
为了解决上述技术问题，本申请的技术方案是提供了一种风电叶片转运装置，其特征在于，包括两个转运小车：主动转运小车和从动转运小车，所述主动转运小车上设有根部支撑架用于支撑风电叶片根部，所述从动转运小车上设有第一直线导轨，第一直线导轨上滑动安装有第一平台，第一平台上设有和第一直线导轨垂直设置的第二直线导轨，第二直线导轨上滑动安装第二平台；第二平台设有回转支承，回转支承旋转轴与地面垂直，回转支承固定连接有用于定位、支撑风电叶片的叶片支撑架。
优选的，所述根部支撑架的支撑面形状匹配风电叶片根部形状，根部支撑架内设有3D视觉传感器。
优选的，所述第一直线导轨、第二直线导轨上均设有拉绳传感器用于检测位移量。
优选的，所述第一直线导轨、第二直线导轨两端均设有用于防止脱轨的限位器。
优选的，所述叶片支撑架上端面设置为匹配风电叶片外轮廓，叶片支撑架上设有3D视觉传感器。
优选的，所述主动转运小车和从动转运小车均采用转运AGV：
主动转运小车，用于固定风电叶片的根部并起到导航牵引的作用；
被动转运小车，用于固定风电叶片的叶尖或叶中处，根据主动转运AGV与风电叶片姿态的数据调整自身姿态；
转运AGV设有重载全向移动底盘，采用重载双差模组联合驱动、
设有悬架***，保证转运AGV的前进、后退、转弯及自旋功能、
外壳四周设有超声波传感器和激光雷达用于定位和避障、
配备电池***，上位机监测电池电量信息、
设有陀螺仪传感器，当风电叶片放置到转运AGV上后，陀螺仪位置清零作为初始状态；
超声波传感器，用来检测空间中的障碍物；
激光雷达，用于平面安全监测，配合防撞条和急停等来保证整个***的工作安全；
陀螺仪***，当风电叶片放置到两辆转运AGV上后，陀螺仪位置清零，用于检测风电叶片和从动转运AGV之间的角度关系；
支撑架，用于固定风电叶片的根部与叶片部分，上端面的轮廓与风电叶片对应位置相仿；
3D视觉传感器，用于到达风电叶片下大致位置后，二次精确定位；
直线导轨，用于使风电叶片和从动转运AGV之间浮动，通过配合拉绳传感器检测平移距离用于矫正车体姿态。
回转支承，用于使风电叶片和从动转运AGV之间浮动，配合陀螺仪***检测风电叶片和从动转运AGV间的角度变化用于矫正车体姿态。
本申请优点在于：本申请提供的风电叶片转运装置填补了机器人在风电叶片转运领域的空白，极大地节省了硬件和人力资源，减少了安全隐患；采用本申请提供的转运装置后，在风电叶片转运的场景下能够在节省硬件资源和人力资源的情况下安全、高效地将风电叶片运输至指定地点。
附图说明
图1为实施例中提供的转运装置示意图；
图2为主动转运小车示意图；
图3为从动转运小车外部示意图；
图4为从动转运小车详细结构示意图；
附图标记：风电叶片1、主动转运小车2和、从动转运小车3、重载双差模组21、超声波传感器22、激光雷达23、急停开关24、吊环25、3D视觉传感器26、根部支撑架27、基板31、陀螺仪传感器32、第一直线导轨33、第一拉绳传感器34、第一平台35、第二拉绳传感器36、第二直线导轨37、第二平台38、回转支承39、叶片支撑架310、第二3D视觉传感器311。
具体实施方式
为使本申请更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
本实施例提供的是风电叶片转运装置，用于运输风电叶片1，如图1所示，装置包括两个转运小车，转运小车均采用转运AGV(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，转运AGV具有重载全向移动底盘，采用重载双差模组21联合驱动，具有悬架***，保证了转运AGV的前进、后退、转弯及自旋功能，转运AGV的外壳四周安装有超声波传感器22和激光雷达23用于定位和避障；为了实现无缆化转运作业，转运AGV配备电池***，上位机监测电池电量信息；同时，超声波传感器22用来检测空间中的障碍物，综合利用激光雷达23的平面安全检测以及防撞条、急停开关24等来保证整个***的工作安全；转运AGV各安装有一个陀螺仪传感器32，当风电叶片1放置到转运AGV上后，陀螺仪位置清零作为初始状态；
两个转运小车包括主动转运小车2和从动转运小车3，如图2所示，主动转运小车2上安装的根部支撑架27与车身相对固定，根部支撑架27的形状与风电叶片1根部相仿用于支撑风电叶片1根部，根部支撑架27内安装有3D视觉传感器26，用于风电叶片1到达大致位置后通过3D图形对比进行精定位；
如图3、图4所示，从动转运小车3用于支撑、固定风电叶片1叶尖或中间部分，与主动转运小车2不同的是，从动转运小车3上面安装的叶片支撑架310与车身之间可以进行前后左右方向的相对平移和绕垂直于地面的轴的相对转动，以防止两车因相对位置变化而卡死或对叶片造成损伤；具体实现结构如下：车身上安装有第一直线导轨33，第一直线导轨33上滑动安装有第一平台35，第一平台35上安装和第一直线导轨33垂直设置的第二直线导轨37，在第二直线导轨37上滑动安装第二平台38，第一直线导轨33、第二直线导轨35上分别安装有第一拉绳传感器34和第二拉绳传感器36用于检测位移量，两端安装有限位器防止导轨脱轨；第二平台38中心位置安装有一个回转支承39，回转支承39旋转轴与地面垂直，回转支承39固定连接叶片支撑架310，叶片支撑架310上端面设置为与风电叶片1轮廓相仿，用于定位、固定风电叶片1，叶片支撑架310上安装有第二3D视觉传感器311，用于风电叶片1到达大致位置后通过3D图形对比进行精定位。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种风电叶片转运装置，其特征在于，包括两个转运小车：主动转运小车和从动转运小车，所述主动转运小车上设有根部支撑架用于支撑风电叶片根部，所述从动转运小车上设有第一直线导轨，第一直线导轨上滑动安装有第一平台，第一平台上设有和第一直线导轨垂直设置的第二直线导轨，第二直线导轨上滑动安装第二平台；第二平台设有回转支承，回转支承旋转轴与地面垂直，回转支承固定连接有用于定位、支撑风电叶片的叶片支撑架。
2.根据权利要求1所述的风电叶片转运装置，其特征在于，所述根部支撑架的支撑面形状匹配风电叶片根部形状，根部支撑架内设有3D视觉传感器。
3.根据权利要求2所述的风电叶片转运装置，其特征在于，所述第一直线导轨、第二直线导轨上均设有拉绳传感器用于检测位移量，叶片支撑架上设有陀螺仪。
4.根据权利要求3所述的风电叶片转运装置，其特征在于，所述第一直线导轨、第二直线导轨两端均设有用于防止脱轨的限位器。
5.根据权利要求4所述的风电叶片转运装置，其特征在于，所述叶片支撑架上端面设置为匹配风电叶片外轮廓，叶片支撑架上设有3D视觉传感器。
6.一种风电叶片转运装置双车联动控制方法，采用权利要求5所述的风电叶片转运装置，其特征在于，所述主动转运小车和从动转运小车均采用转运AGV：主动转运小车，用于固定风电叶片的根部并起到导航牵引的作用；
被动转运小车，用于固定风电叶片的叶尖或叶中处，根据主动转运小车与风电叶片姿态的数据调整自身姿态；
初始时，主动转运小车与被动转运小车方向一致，叶片通过柔性工装分别放置于两车的上方，此时拉绳传感器和陀螺仪处于零位；
转运时，被动转运小车实时检测拉绳传感器和陀螺仪的数据，计算相对于自身初始状态时的位移偏差以及相对于主动小车的角度偏差，然后驱动小车动态弥补偏差，最后实现两车的协调运动。
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