风电叶片超声无损检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风电叶片超声无损检测装置。底盘下底面装有多个用于滚动支撑的万向滚轮，底盘上安装有升降机构，升降机构连接悬臂式托盘，多自由度工作台安装在悬臂式托盘上，扫查执行机构固定在多自由度工作台上，通过多自由度工作台控制扫查执行机构位置的调整和定位，扫查执行机构上固定安装有探头加载臂，通过控制扫查执行机构上的探头加载臂对风电叶片进行超声无损检测。本发明专利技术可有效检测风电叶片龙骨碳纤维复合材料粘接质量，及时发现粘接面处可能存在的脱粘、鼓包、气孔等缺陷，确保叶片安装服役前的质量安全。本方法及装置可应用于风力发电、船舶和石油化工等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超声检测装置，具体是涉及一种风电叶片超声无损检测装置。
技术介绍
“风电”作为一种环保可再生的新能源形式，近年来发展速度非常迅速，受到国际普遍重视。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿千瓦，到2003年底全国风力装机约5.67亿千瓦；2014年末国家能源局规划海上总装机容量1053万千瓦，然而截止2015年7月底，累计完成的装机容量6.1万千瓦，与拟定完成的总装机容量还相差甚远。这意味着，国内风电的发展将进入快速发展模式。“风电叶片”是直接将风能转为机械能的中间环节，也是整个能量转换历程的关键原点，在整个风力发电机组中举足轻重。因此，它的健康与否直接关系到了风力发电的实施及转换效率。随着装机容量的增大，叶片的体积往往也会增大，考虑到能量转换效率，其自身重量受到了制约。为此，风电叶片制造选材上使用了大量非金属类有机材料和复合材料，在保证足够强度和刚度的基础上，“效率”和“重量”两大问题找到了解决“平衡点”。然而，选择有机材质和复合材料使用粘接工艺制造曲面状叶片的同时又引入了质量监测的难题，那就是：如何确保叶片生产效率稳步提高又不牺牲出厂质量，其中，位于叶片龙骨部位的碳纤维复合材料粘接质量又往往是监测的重中之重。如何确保在不破坏已有的粘接状态并获得内部粘接信息，是“叶片生产工艺”题中应有之意。超声无损检测作为一种安全的检测技术，由于其扫描的深度大，具有A、B、C三种基本扫描方式，结合相控阵技术的日益成熟，可以检测到叶片近外表面及以下的缺陷，近年来在风电叶片生产中得到应用拓展的契机。
技术实现思路
针对背景
中存在的迫切需求，本专利技术的目的在于提供一种风电叶片超声无损检测装置，用于风电叶片生产线的质量监测。本专利技术采用的技术方案是：本专利技术包括扫查执行机构、多自由度工作台、升降机构、悬臂式托盘、水箱组件、底盘和万向滚轮；底盘下底面装有多个用于滚动支撑的万向滚轮，底盘上安装有升降机构，升降机构连接悬臂式托盘，多自由度工作台安装在悬臂式托盘上，扫查执行机构固定在多自由度工作台上，通过多自由度工作台控制扫查执行机构位置的调整和定位，扫查执行机构上固定安装有探头加载臂，通过控制扫查执行机构上的探头加载臂对风电叶片进行超声无损检测。所述升降机构包括升降减速电机、Z轴电机安装座、电机安装板、Z轴联轴器、两个立柱、梯形丝杆、两根Z轴直线导轨、方形轴承座、升降底座、底座轴承座、Z轴拖链、两个Z轴限位传感器和两个Z轴缓冲块；升降底座置于底盘上，电机安装板位于升降底座上方，升降减速电机通过Z轴电机安装座固定安装在电机安装板上，梯形丝杆上端部通过方形轴承座套装在电机安装板的通孔中，上端部延伸出电机安装板后经Z轴联轴器与升降减速电机连接，梯形丝杆下端通过底座轴承座套装在升降底座的通孔中，Z轴拖链上端安装在电机安装板上，下端向下悬挂并固定连接到所述悬臂式托盘上，所述悬臂式托盘与梯形丝杆连接形成丝杠螺母副；电机安装板和升降底座之间经两侧的立柱支撑固定，其中一侧立柱的前端面固定有竖直平行安装的Z轴直线导轨，所述悬臂式托盘连接到Z轴直线导轨上并沿Z轴直线导轨移动，Z轴直线导轨的底部设有用于防止悬臂式托盘下降碰撞的Z轴缓冲块，Z轴直线导轨底部附近的立柱侧壁装有用于防止悬臂式托盘升降越程的Z轴限位传感器，Z轴直线导轨上嵌装有滑块，滑块与所述悬臂式托盘固定连接。所述悬臂式托盘包括托盘座、两个托臂、两根托臂直线导轨、两组定位支撑筋、两个缓冲限位块、工作台限位挡臂和第二Z轴拖链安装板；托盘座安装在所述升降机构上，托盘座背面中央固定有梯形螺母，梯形螺母与梯形丝杆连接形成丝杠螺母副，梯形丝杆转动带动托盘座升降从而带动悬臂式托盘升降，两个托臂水平平行地安装在托盘座侧面，两个托臂之间用于定距的定位支撑筋，每个托臂顶面设有托臂直线导轨，托臂直线导轨嵌装有滑块，滑块与所述多自由度工作台固定连接，使得所述多自由度工作台沿托臂直线导轨水平移动；托臂的一端固定在托盘座侧面并设有用于防止多自由度工作台移动碰撞的缓冲限位块，另一端作为自由端并设有用于限位多自由度工作台的工作台限位挡臂，托盘座一侧上部固定有第二Z轴拖链安装板，第二Z轴拖链安装板与所述升降机构连接。所述的多自由度工作台包括两个X轴卡座、模组安装台板、左右摆动支座、两个左右摆动限位螺钉、前后旋转主轴、两个前后转动限位螺钉、两个主轴轴承座、两个主轴锁紧机构、活动工作台、工作台底座和Z向旋转轴；工作台底座固定安装在所述悬臂式托盘上，工作台底座中心和活动工作台中心通过Z向旋转轴铰接连接，活动工作台上设有水平的前后旋转主轴，前后旋转主轴两端经主轴轴承座铰接安装在活动工作台上；模组安装台板底面中部固定有左右摆动支座，左右摆动支座和前后旋转主轴的中部之间通过销轴铰接，销轴垂直于前后旋转主轴，模组安装台板顶面沿长度方向的两端各固定安装有用于连接所述扫查执行机构的X轴卡座。所述的前后旋转主轴中部铣有两个凹槽，凹槽底面为平面，凹槽中间开有销轴孔，销轴两端伸出销轴孔铰接到左右摆动支座的孔中。所述的前后旋转主轴两端部附近的周面上部对称地固定安装有用于限制模组安装台板左右摆动角度的左右摆动限位螺钉；活动工作台的水平面沿长度方向左右对称铣有旋转弧形限位槽和前后旋转限位槽，前后旋转主轴两端部附近的周面下部对称地固定安装有用于限位前后旋转主轴旋转的前后转动限位螺钉，前后转动限位螺钉下端伸到前后旋转限位槽中，使得前后旋转主轴旋转受前后旋转限位槽范围的限制；工作台底座顶面两侧对称固定有水平转动限位螺钉，水平转动限位螺钉伸入到活动工作台的旋转弧形限位槽中，使得工作台底座中心和活动工作台之间的旋转受旋转弧形限位槽范围限制。所述的扫查执行机构包括主要由滑块和直线导轨构成的X轴直线模组和Y轴直线模组以及Y轴拖链、第一Y轴拖链安装板、第二Y轴拖链安装板、Y轴固定座、X轴拖链、第一X轴拖链安装板、第二X轴拖链安装板、四个相同的限位传感器、两台相同的步进电机、联轴器、两个吸盘安装座、两个吸盘安装杆、两个吸盘连杆和四个真空吸盘装置；X轴直线模组的直线导轨固定安装在所述多自由度工作台并水平布置，X轴直线模组直线导轨两端均延伸设有吸盘安装座，吸盘连杆通过吸盘安装杆竖直固定在吸盘安装座侧面，吸盘连杆上下两端分别安装一真空吸盘装置；Y轴直线模组的直线导轨通过Y轴固定座固定在X轴直线模组的滑块上并竖直布置，所述探头加载臂安装在Y轴直线模组的滑块上，Y轴直线模组的滑块上固定有第二Y轴拖链安装板，Y轴直线模组的直线导轨上端固定有第一Y轴拖链安装板，Y轴拖链的一端连接到第一Y轴拖链安装板，另一端连接到第二Y轴拖链安装板；X轴直线模组直线导轨的一端固定有第一X轴拖链安装板，Y轴直线模组直线导轨的上端固定有第二X轴拖链安装板，X轴拖链的一端连接到第一X轴拖链安装板，另一端连接到第二X轴拖链安装板。所述的探头加载臂包括耐磨靴、超声波探头、探头座后座、探头顶丝、两个抱杆、转向连杆、牵引座、两个缓冲片、导杆固定座、两根弹簧导杆、两根弹簧、U型滑块、探头座导向杆、五个自润滑轴承、导杆限位挡板、前端盖板、后端盖板、两根滑块导杆、滑块导杆挡板、紧凑型气缸和加载臂安装座；加载臂安装座内端面安装在所述扫查执行机构的Y轴直线模组的滑块上，加载臂安装座外端面前方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电叶片超声无损检测装置，其特征在于：包括扫查执行机构(2)、多自由度工作台(1)、升降机构(3)、悬臂式托盘(4)、水箱组件(6)、底盘(8)和万向滚轮(7)；底盘(8)下底面装有多个用于滚动支撑的万向滚轮(7)，底盘(8)上安装有升降机构(3)，升降机构(3)连接悬臂式托盘(4)，多自由度工作台(1)安装在悬臂式托盘(4)上，扫查执行机构(2)固定在多自由度工作台(1)上，通过多自由度工作台(1)控制扫查执行机构(2)位置的调整和定位，扫查执行机构(2)上固定安装有探头加载臂(5)，通过控制扫查执行机构(2)上的探头加载臂(5)对风电叶片进行超声无损检测。

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片超声无损检测装置，其特征在于：包括扫查执行机构(2)、多自由度工作台(1)、升降机构(3)、悬臂式托盘(4)、水箱组件(6)、底盘(8)和万向滚轮(7)；底盘(8)下底面装有多个用于滚动支撑的万向滚轮(7)，底盘(8)上安装有升降机构(3)，升降机构(3)连接悬臂式托盘(4)，多自由度工作台(1)安装在悬臂式托盘(4)上，扫查执行机构(2)固定在多自由度工作台(1)上，通过多自由度工作台(1)控制扫查执行机构(2)位置的调整和定位，扫查执行机构(2)上固定安装有探头加载臂(5)，通过控制扫查执行机构(2)上的探头加载臂(5)对风电叶片进行超声无损检测。2.根据权利要求1所述的一种风电叶片超声无损检测装置，其特征在于：所述升降机构(3)包括升降减速电机(365)、Z轴电机安装座(367)、电机安装板(377)、Z轴联轴器(366)、两个立柱(368)、梯形丝杆(369)、两根Z轴直线导轨(375)、方形轴承座(376)、升降底座(373)、底座轴承座(371)、Z轴拖链(374)、两个Z轴限位传感器(372)和两个Z轴缓冲块(370)；升降底座(373)置于底盘(8)上，电机安装板(377)位于升降底座(373)上方，升降减速电机(365)通过Z轴电机安装座(367)固定安装在电机安装板(377)上，梯形丝杆(369)上端部通过方形轴承座(376)套装在电机安装板(377)的通孔中，上端部延伸出电机安装板(377)后经Z轴联轴器(366)与升降减速电机(365)连接，梯形丝杆(369)下端通过底座轴承座(371)套装在升降底座(373)的通孔中，Z轴拖链(374)上端安装在电机安装板(377)上，下端向下悬挂并固定连接到所述悬臂式托盘(4)上，所述悬臂式托盘(4)与梯形丝杆(369)连接形成丝杠螺母副；电机安装板(377)和升降底座(373)之间经两侧的立柱(368)支撑固定，其中一侧立柱(68)的前端面固定有竖直平行安装的Z轴直线导轨(375)，所述悬臂式托盘(4)连接到Z轴直线导轨(375)上并沿Z轴直线导轨(375)移动，Z轴直线导轨(375)的底部设有用于防止悬臂式托盘(4)下降碰撞的Z轴缓冲块(370)，Z轴直线导轨(375)底部附近的立柱(368)侧壁装有用于防止悬臂式托盘(4)升降越程的Z轴限位传感器(372)，Z轴直线导轨(375)上嵌装有滑块，滑块与所述悬臂式托盘(4)固定连接。3.根据权利要求1所述的一种风电叶片超声无损检测装置，其特征在于：所述悬臂式托盘(4)包括托盘座(448)、两个托臂(449)、两根托臂直线导轨(451)、两组定位支撑筋(452)、两个缓冲限位块(453)、工作台限位挡臂(450)和第二Z轴拖链安装板(447)；托盘座(448)安装在所述升降机构(3)上，托盘座(448)背面中央固定有梯形螺母(454)，梯形螺母(454)与梯形丝杆(369)连接形成丝杠螺母副，梯形丝杆(369)转动带动托盘座(448)升降从而带动悬臂式托盘(4)升降，两个托臂(449)水平平行地安装在托盘座(448)两侧，两个托臂(449)之间装有用于定距的定位支撑筋(452)，每个托臂(449)顶面设有托臂直线导轨(451)，托臂直线导轨(451)嵌装有滑块，滑块与所述多自由度工作台(1)固定连接，使得所述多自由度工作台(1)沿托臂直线导轨(451)水平移动；托臂(449)的一端固定在托盘座(448)侧面并设有用于防止多自由度工作台(1)移动碰撞的缓冲限位块(453)，另一端作为自由端并设有用于限位多自由度工作台(1)的工作台限位挡臂(450)，托盘座(448)一侧上部固定有第二Z轴拖链安装板(447)，第二Z轴拖链安装板(447)与所述升降机构(3)连接。4.根据权利要求1所述的一种风电叶片超声无损检测装置，其特征在于：所述的多自由度工作台(1)包括两个X轴卡座(154)、模组安装台板(155)、左右摆动支座(156)、两个左右摆动限位螺钉(157)、前后旋转主轴(164)、两个前后转动限位螺钉(162)、两个主轴轴承座(158)、两个主轴锁紧机构(163)、活动工作台(161)、工作台底座(160)和Z向旋转轴(159)；工作台底座(160)固定安装在所述悬臂式托盘(4)上，工作台底座(160)中心和活动工作台(161)中心通过Z向旋转轴(159)铰接连接，活动工作台(161)上设有水平的前后旋转主轴(164)，前后旋转主轴(164)两端经主轴轴承座(158)铰接安装在活动工作台(161)上；模组安装台板(155)底面中部固定有左右摆动支座(156)，左右摆动支座(156)和前后旋转主轴(164)的中部之间通过销轴铰接，销轴垂直于前后旋转主轴(164)，模组安装台板(155)顶面沿长度方向的两端各固定安装有用于连接所述扫查执行机构(2)的X轴卡座(154)。5.根据权利要求4所述的一种风电叶片超声无损检测装置，其特征在于：所述的前后旋转主轴(164)中部铣有两个凹槽，凹槽底面为平面，凹槽中间开有销轴孔，销轴两端伸出销轴孔铰接到左右摆动支座(156)的孔中。6.根据权利要求1所述的一种风电叶片超声无损检测装置，其特征在于：所述的前后旋转主轴(164)两端部附近的周面上部对称地固定安装有用于限制模组安装台板(155)左右摆动角度的左右摆动限位螺钉(157)；活动工作台(61)的水平面沿长度方向左右对称铣有旋转弧形限位槽和前后旋转限位槽，前后旋转主轴(164)两端部附近的周面下部...

【专利技术属性】
技术研发人员：方文平，刘日明，
申请(专利权)人：杭州戬威机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33