智能充电的风电场扇叶表面缺陷检测的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种智能充电的风电场扇叶表面缺陷检测的装置，属于风力发电技术领域。包括无人机巡检单元，上位机单元和充电平台；所述充电平台包括太阳能电池板组件、风力发电组件、蓄电池和智能开关模块；所述智能开关模块包括光感应模块、超声波测距模块和开关控制器，所述太阳能电池板组件、风力发电组件和蓄电池分别通过开关控制器与电源模块电连接；所述光感应模块、超声波测距模块与开关控制器无线连接，用于控制电源模块的充电方式。采用本实用新型专利技术所述智能充电的风电场扇叶表面缺陷检测的装置，可以保证不论天气状态如何，均可以对无人机提供电能，从而可以提高无人机巡检效率，节省人力运维成本，具有更高的经济效益的优点。

Intelligent charging device for wind farm fan leaf surface defect detection

The utility model provides a fan blade surface defect detection device for an intelligent charging wind farm, which belongs to the technical field of wind power generation. The charging platform comprises a solar panel module, a wind power module, a storage battery and an intelligent switch module; the intelligent switch module comprises a light induction module, an ultrasonic ranging module and a switch controller, and the solar panel module, a wind power module. The power generation module and the storage battery are electrically connected with the power supply module through the switch controller respectively, and the light induction module and the ultrasonic ranging module are wirelessly connected with the switch controller for controlling the charging mode of the power supply module. The fan blade surface defect detection device of the intelligent charging wind farm can ensure that no matter what the weather condition is, the electric energy can be provided to the UAV, thereby improving the inspection efficiency of the UAV, saving the cost of manpower operation and maintenance, and having the advantages of higher economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
智能充电的风电场扇叶表面缺陷检测的装置
本技术涉及一种智能充电的风电场扇叶表面缺陷检测的装置，属于风力发电

技术介绍
就风力发电机组的组成来看，叶片是其中非常重要的一部分。从运行来说，风能不能被有效地捕捉往往依赖于叶片是不是具有良好的空气动力学外形及其他优越性能；从成本来说，整个风电机组将近二十种零部件的总装机成本中，叶片占据了23.3％，超过五分之一、接近四分之一的巨大比例。叶片因其工作环境的影响，需要具有高强度、高硬度、低密度以及较长的使用寿命等优良特点的材料制造。尽管人们在叶片的材料上下了很多功夫，从先前的木质叶片进化到钢梁玻璃纤维蒙皮叶片(玻璃钢叶片)、复合材料叶片甚至是最先进的新型复合材料叶片，但依然无法使风机叶片远离表面缺陷。因为叶片无论处于加工、运输、安装还是工作状态，均会产生各种各样的表面缺陷损伤(如胶衣开裂、砂眼空洞、裂纹等)，叶片小的缺陷如果没有及时发现并进行专业修复，将导致裂纹延伸、大面积开裂，严重时，甚至会导致叶片断裂事故的发生，由此给风场业主带来重大经济损失。目前现行的风机叶片表面缺陷检测方法除了人工检测外，还有无人机检测，然而采用无人机检测，虽然可以节省人力、物理，提高检测效率。但是由于风力发电叶片大都处于偏僻复杂、自然灾害发生率高的海导、滩涂或山涧，而无人机达到采用蓄电池供电，工作一段时间就要返回充电，续航能力较低，大大降低了无人机巡检的工作效率。如何能够不增加无人机飞行器的蓄电负担，又能有效解决其续航能力是本领域急需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种可以智能充电的用于风电场扇叶表面缺陷检测的装置。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种智能充电的风电场扇叶表面缺陷检测的装置，包括无人机巡检单元，上位机单元和充电平台，所述无人机巡检单元和上位机单元通过无线连接，所述上位机单元与所述充电平台之间通过无线连接，所述无人机巡检单元与充电平台之间通过电连接；所述无人机巡检单元包括无人机，所述无人机上设置有视觉定位模块、数据传输模块、图像信息传输模块、测距模块、云台相机、定位模块、定高模块、电源模块、电量检测模块；所述电源模块用于为无人机各部件提供电源，所述电量检测模块用于实时检测电源模块的电池电量；所述充电平台包括太阳能电池板组件、风力发电组件、蓄电池和智能开关模块；所述智能开关模块包括光感应模块、超声波测距模块和开关控制器，所述太阳能电池板组件、风力发电组件和蓄电池分别通过开关控制器与电源模块电连接；所述光感应模块、超声测距模块分别与开关控制器无线连接，用于控制电源模块的充电方式。进一步地，所述云台相机为双镜头云台相机，所述双镜头云台相机用于采集扇叶立体图像；所述双镜头云台相机通过图像信息传输模块与上位机单元连接；所述视觉定位模块、测距模块、定位模块、定高模块通过数据传输模块与上位机单元连接。进一步地，所述上位机单元包括诊断单元，所述诊断单元包括图像库模块，缺陷诊断模块，信息传输模块；所述图像库模块用于存储无人机巡检单元传回的图像；所述缺陷诊断模块用于对无人机巡检单元传回的图像进行缺陷分析处理，形成缺陷检测报告；所述信息传输模块用于将缺陷检测报告和对应的缺陷图像通过无线传输至上位机单元。进一步地，所述上位机单元还包括控制中心和数据分析模块；所述控制中心用于接受诊断单元发出的缺陷检测报告和缺陷图像，并通过无线数据传输至远端运营管理平台；所述控制中心还用于对无人机巡检单元发出巡检指令；所述数据分析模块用于分析诊断单元生成的缺陷检测报告和缺陷图像，判断易出现的缺陷区域与缺陷周期。进一步地，所述定位模块为GPS导航模块或北斗导航模块或格洛纳斯导航模块。进一步地，所述定高模块为气压计定高模块。进一步地，所述测距模块为超声波测距模块。进一步地，所述云台相机为三轴增稳高清云台相机。本技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本技术所述智能充电的风电场扇叶表面缺陷检测的装置，通过采用无人机进行系统对扇叶表面进行缺陷检测，其具有机动性高的优点，在空中飞行可以不受地面障碍物等的限制自由移动，针对风电场面积辽阔，地形起伏、环境恶劣等特点，可以及时检测出叶片表面小的缺陷损伤(如擦痕、斑点等)并进行专业修复，这样即可有效降低发展成严重损伤(如裂缝、砂眼等)而导致风机故障停机的概率，从而大幅度的减少风能能源损失，提高发电量。无人机巡检过程中，电量检测模块实时检测电源模块的电池电量，当发现电池电量不足时，及时返航至充电平台。无人机在充电平台充电时，当天气晴朗，光感应模块发出感应信号，控制开关控制器使太阳能电池板组件对电源模块进行充电，当天气阴沉，太阳能电池板组件无法对电源模块进行充电时，光感应模块发出感应信号，控制开关控制器使蓄电池与电源模块电连接，对无人机进行充电。同时太阳能电池板组件、风力发电组件还与蓄电池连接，在超声测距模块检测到无人机没有停靠在充电平台时，太阳能电池板组件、风力发电组件可以直接对蓄电池进行充电，以保证不论天气状态如何，均可以对无人机提供电能。(2)本技术所述智能充电的风电场扇叶表面缺陷检测的装置，通过设定航线预定模块和电量检测模块，通过预先设定好的航线，可以使巡检人员实时控制飞行，进行巡检任务；通过设置电量检测模块，可以实时检测电池电量，若电量低于报警值，定位模块记下当前位置并向上位机传输电量不足提示信息，无人机自动飞回起飞点，更换电池后，开启巡检任务无人机自动飞向定位模块记下的位置继续执行巡检任务，具有高效检测的优点；此外，上位机单元设置数据分析模块，其可以根据诊断单元生成的缺陷检测报告和缺陷图像，结合大数据分析，判断出易出现缺陷区域和缺陷周期，这样可以有效的对易出现缺陷的位置进行有效检测，可以进一步提高维修效率，节约大量的维修成本。附图说明图1为本技术所述风电场扇叶表面缺陷检测的装置示意图；图2为本技术所述无人机巡检单元示意图；图3为本技术所述上位机单元示意图；图4为本技术所述充电平台示意图。附图标记说明：1.无人机巡检单元；2.上位机单元；3.充电平台；101.无人机；102.视觉定位模块；103.数据传输模块；104.图像信息传输模块；105.测距模块；106.云台相机；107.定位模块；108.定高模块；109.电源模块；110.电量检测模块；201.诊断单元；202.图像库模块；203.缺陷诊断模块；204.信息传输模块；205.控制中心；206.数据分析模块；301.太阳能电池板组件；302.风力发电组件；303.蓄电池；304智能开关模块；305.光感应模块；306.超声波测距模块；307.开关控制器。具体实施方式以下结合实施例，对本技术作进一步具体描述，但不局限于此。本实施例所述智能充电的风电场扇叶表面缺陷检测的装置，如图1所示，包括无人机巡检单元1，上位机单元2和充电平台3，所述无人机巡检单元1、和上位机单元2通过无线连接，所述上位机单元2与所述充电平台3之间通过无线连接，所述无人机巡检单元1与充电平台3之间通过电连接；如图2所示，所述无人机巡检单元1包括无人机101，所述无人机上承载有视觉定位模块102、数据传输模块103、图像信息传输模块104、测距模块105、云台相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能充电的风电场扇叶表面缺陷检测的装置，包括无人机巡检单元(1)，上位机单元(2)和充电平台(3)；所述无人机巡检单元(1)和上位机单元(2)通过无线连接；所述上位机单元(2)与所述充电平台(3)之间通过无线连接；所述无人机巡检单元(1)与充电平台(3)之间通过电连接；其特征在于：所述无人机巡检单元(1)包括无人机(101)，所述无人机上设置有视觉定位模块(102)、数据传输模块(103)、图像信息传输模块(104)、测距模块(105)、云台相机(106)、定位模块(107)、定高模块(108)、电源模块(109)、电量检测模块(110)；所述电源模块用于为无人机各部件提供电源，所述电量检测模块用于实时检测电源模块的电池电量；所述充电平台(3)包括太阳能电池板组件(301)、风力发电组件(302)、蓄电池(303)和智能开关模块(304)；所述智能开关模块(304)包括光感应模块(305)、超声波测距模块(306)和开关控制器(307)，所述太阳能电池板组件(301)、风力发电组件(302)和蓄电池(303)分别通过开关控制器(307)与电源模块(109)电连接；所述光感应模块(305)、超声波测距模块(306)与开关控制器(307)无线连接，用于控制电源模块(109)的充电方式。...

【技术特征摘要】
1.一种智能充电的风电场扇叶表面缺陷检测的装置，包括无人机巡检单元(1)，上位机单元(2)和充电平台(3)；所述无人机巡检单元(1)和上位机单元(2)通过无线连接；所述上位机单元(2)与所述充电平台(3)之间通过无线连接；所述无人机巡检单元(1)与充电平台(3)之间通过电连接；其特征在于：所述无人机巡检单元(1)包括无人机(101)，所述无人机上设置有视觉定位模块(102)、数据传输模块(103)、图像信息传输模块(104)、测距模块(105)、云台相机(106)、定位模块(107)、定高模块(108)、电源模块(109)、电量检测模块(110)；所述电源模块用于为无人机各部件提供电源，所述电量检测模块用于实时检测电源模块的电池电量；所述充电平台(3)包括太阳能电池板组件(301)、风力发电组件(302)、蓄电池(303)和智能开关模块(304)；所述智能开关模块(304)包括光感应模块(305)、超声波测距模块(306)和开关控制器(307)，所述太阳能电池板组件(301)、风力发电组件(302)和蓄电池(303)分别通过开关控制器(307)与电源模块(109)电...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯舒婷，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：新型
国别省市：河北,13