一种仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法，仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置包括机械平台、旋转喷漆装置、四足运动装置和定位装置；所述的机械平台包括油漆箱、空气泵、控制单元和蓄电池；所述的旋转喷漆装置包括旋转接头、喷漆关节Ⅰ、喷漆关节Ⅱ、喷漆关节、喷头、辅助动力装置和缓存漆箱；所述的定位装置包括头部的图像扫描装置、中央定位装置和尾部的辅助定位装置；所述的四足运动装置包括四条位于机械平台两侧的机械腿；所述的机械腿包括机械腿关节Ⅰ、机械腿关节Ⅱ、机械腿关节Ⅲ和机械腿关节Ⅳ；本发明专利技术为风电塔筒管内喷漆提供了一种智能化的机械装置和方法，提高了风电塔筒喷漆均匀化和自动化。化和自动化。化和自动化。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法


[0001]本专利技术涉及智能化机械风电塔筒管内喷漆设备利用领域，特别涉及一种仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法。

技术介绍

[0002]在当下科技飞速发展的今天，能源的收集与利用依旧是一个不可避免的问题。而像煤炭、石油、天然气等这类资源目前仍然是燃料使用的主力，但他们属于不可再生能源，面临着会被消耗殆尽的风险。除此之外，其燃烧产物也会给大气带来温室效应，有一定的弊端。因此，可再生能源成为了不可或缺的寻找方向。太阳能，风能，潮汐能等都是干净无污染且可以再生的能源。
[0003]风能作为最先发展且较为简单收集的能源，成为了可再生能源的主力。我国风能储量庞大，具有很高的可利用性，因此我国内蒙古、沿海等地区设置有大型的风电机组以收集庞大的风能。近几年，我国已经开始向海上发展，建设了多组海上风电机组，以收集海上的风能。风力发电机组由大型的风电支撑塔、风电叶片、发电机、蓄电池等多组件构成。风力发电机组通常都在一些环境较为严苛的地方工作，因此，极易受到自然环境的腐蚀。作为最主要的风电支撑塔，就必须要做好防护工作。目前的支撑塔多为硬质钢，采取的措施是将外壁和内壁进行涂漆处理，以此来达到防锈防腐蚀的目的。当下的风电塔筒内壁的喷漆多为人力操作，分有登高工作者和地面工作者，工作量大，耗时较长，且工作较为单一，很大程度的会削减工人的工作耐心，并且人工喷涂效果不均匀。对于大型的风电塔筒，人工操作还需要多项工具的辅助，例如吊架，吊杆等，会给工程造成很大的施工不便性。因此，一种自动、机械化的风电塔筒管内喷漆装置成为了亟待需要设计的方向。本专利技术专利可以很好的解决上述的问题，利用机械装置代替人工的操作，极大的简化了施工的步骤，且可以很好的保证喷漆精度，具有很好的便携性。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种可以很大程度上减少人力劳动，采用机械化、自动的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：一种仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法，包括机械平台、旋转喷漆装置、四足运动装置和定位装置；所述的机械平台包括油漆箱、空气泵、控制单元和蓄电池；所述的旋转喷漆装置包括旋转接头、喷漆关节Ⅰ、喷漆关节Ⅱ、喷漆关节、喷头、辅助动力装置和缓存漆箱；所述的定位装置包括头部的图像扫描装置、中央定位装置和尾部的辅助定位装置；所述的四足运动装置包括四条位于机械平台两侧的机械腿；所述的机械腿包括机械腿关节Ⅰ、机械腿关节Ⅱ、机械腿关节Ⅲ和机械腿关节Ⅳ。
[0006]上述的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法中，所述的机械
平台包括空气泵、控制单元、蓄电池、四个伺服电机以及电路设备；所述的四个伺服电机包括电机Ⅰ、电机Ⅱ、电机Ⅲ和电机Ⅳ，位于机械平台的左右两侧，每侧的两个电机相距0.8m，且距离机械平台的两侧壳体壁0.1m，每个伺服电机的传动轴都与外部的机械腿相连接；所述的四个伺服电机都与内部的蓄电池和控制单元相连接。
[0007]上述的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法中，所述的旋转喷漆装置包括喷漆机械臂、油漆箱、输漆管、输漆软管和辅助动力装置；所述的辅助动力装置与机械平台内部的控制单元和蓄电装置相连接；所述的缓存漆箱装配在辅助动力装置顶部；所述的喷漆机械臂包括旋转接头、喷漆关节Ⅰ、喷漆关节Ⅱ、喷漆关节、电机、电机、电机、喷头、喷嘴和导管；所述的喷漆关节和喷漆关节Ⅰ之间通过喷漆关节联轴器Ⅰ相连接，内部的电机控制喷漆关节Ⅰ的旋转；所述的喷漆关节Ⅰ和喷漆关节Ⅱ之间通过喷漆关节联轴器Ⅱ相连接，内部的电机控制喷漆关节Ⅱ的旋转；所述的喷漆关节Ⅱ和喷头之间通过喷漆关节联轴器Ⅲ连接，电机控制喷头的旋转；所述的导管位于喷漆机械臂的内部；所述的输漆管和输漆软管连接在缓存漆箱的两侧；所述的油漆箱位于机械平台上方的靠近前端的位置；所述的空气泵位于机械平台的下方靠近前端的位置，可以用于平衡装置前后的重量。
[0008]上述的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法中，所述的定位装置包括头部图像扫描装置、中央定位装置和尾部辅助定位装置；图像扫描装置、中央的定位装置和尾部的辅助定位装置都与机械平台内部的控制单元相连接；所述的辅助定位装置包括喷头辅助定位器Ⅰ和喷头辅助定位器Ⅱ。
[0009]上述的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法中，所述的四足运动装置包括四条机械腿，每个机械腿都包括四个组件，机械腿关节Ⅰ、机械腿关节Ⅱ、机械腿关节Ⅲ和机械腿关节Ⅳ，以及四个电机，电机、电机和电机；所述的机械腿关节Ⅰ与机械腿关节Ⅱ之间安装有机械腿关节联轴器Ⅰ；所述的机械腿关节Ⅱ与机械腿关节Ⅲ之间安装有机械腿关节联轴器Ⅱ；所述的机械腿关节Ⅲ与机械腿关节Ⅳ之间安装有机械腿关节联轴器Ⅲ；每个关节之间都是通过相对应的电机驱动，实现喷漆机械装置的运动和跨越障碍；所述的四个电机都通过内部引线与机械平台装载的蓄电池和控制单元相连接。
[0010]上述的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法中，所述的图像扫描装置采用的是图像识别技术，其头部的摄像头扫描出待喷漆风电管的内表面轮廓，将扫描出的图像传输到机械平台内部的控制单元进行数据处理；所述的喷头辅助定位器Ⅰ和喷头辅助定位器Ⅱ采用超声波定位，辅助定位喷嘴与风电塔筒内表面的距离，频率采用高频超声波。
[0011]一种仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置的工作方法，具体操作如下：机械平台前进：装置开始作业的位置位于风电塔筒的一端，装置主体位于风电塔筒的内部，其行进方向朝向风电塔筒的另一端；当装置调整好初始位置时，头部的图像扫描装置开始对一定距离内的风电塔筒内表面进行图像扫描，扫描出待喷漆内表面的形状，将此形状的信息传递给控制单元；控制单元接受到信号后，控制电机Ⅰ、电机Ⅱ、电机Ⅲ、电机Ⅳ和四条机械腿的电机、电机和电机，使机械平台的上表面与地面平行；电机通过机械腿关节联轴器Ⅰ的运动传递，控制机械腿关节Ⅰ和机械腿关节Ⅱ的相对运动；电机
通过机械腿关节联轴器Ⅱ的运动传递，控制机械腿关节Ⅱ和机械腿关节Ⅲ的相对运动；电机通过机械腿关节联轴器Ⅲ的运动传递，控制机械腿关节Ⅲ和机械腿关节Ⅳ的相对运动；控制单元通过上述方法控制四条机械腿的相互协调，使得装置整体前进移动。
[0012]旋转喷漆装置工作：当装置的位置调整好后，旋转喷漆装置开始工作；电机通过喷漆关节联轴器Ⅰ的运动传递，控制喷漆关节Ⅰ和喷漆关节的相对运动；电机通过喷漆关节联轴器Ⅱ的运动传递，控制喷漆关节Ⅰ和喷漆关节Ⅱ的相对运动；电机通过喷漆关节联轴器Ⅲ的运动传递，控制喷头与喷漆关节Ⅱ的相对运动；通过控制不同的电机来控制喷漆机械臂到指定的位置；当装置开始工作时，喷头辅助定位器Ⅰ和喷头辅助定位器Ⅱ就开始工作，将距离信号传输给控制单元；控制单元接受到信号后，给相应的电机不同的信号，以此控制喷嘴到达待定的位置，并且保持待喷漆圆柱形表面与喷嘴有2mm
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法，其特征是：包括机械平台、旋转喷漆装置、四足运动装置和定位装置；所述的机械平台包括油漆箱、空气泵、控制单元和蓄电池；所述的旋转喷漆装置包括旋转接头、喷漆关节Ⅰ、喷漆关节Ⅱ、喷漆关节、喷头、辅助动力装置和缓存漆箱；所述的定位装置包括头部的图像扫描装置、中央定位装置和尾部的辅助定位装置；所述的四足运动装置包括四条位于机械平台两侧的机械腿；所述的机械腿包括机械腿关节Ⅰ、机械腿关节Ⅱ、机械腿关节Ⅲ和机械腿关节Ⅳ。2.根据权利要求1所述的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法，其特征是：所述的机械平台包括空气泵、控制单元、蓄电池、四个伺服电机以及电路设备；所述的四个伺服电机包括电机Ⅰ、电机Ⅱ、电机Ⅲ和电机Ⅳ，位于机械平台的左右两侧，每侧的两个电机相距0.8m，且距离机械平台的两侧壳体壁0.1m，每个伺服电机的传动轴都与外部的机械腿相连接；所述的四个伺服电机都与内部的蓄电池和控制单元相连接。3.根据权利要求1所述的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法，其特征是：所述的旋转喷漆装置包括喷漆机械臂、油漆箱、输漆管、输漆软管和辅助动力装置；所述的辅助动力装置与机械平台内部的控制单元和蓄电装置相连接；所述的缓存漆箱装配在辅助动力装置顶部；所述的喷漆机械臂包括旋转接头、喷漆关节Ⅰ、喷漆关节Ⅱ、喷漆关节、电机、电机、电机、喷头、喷嘴和导管；所述的喷漆关节和喷漆关节Ⅰ之间通过喷漆关节联轴器Ⅰ相连接，内部的电机控制喷漆关节Ⅰ的旋转；所述的喷漆关节Ⅰ和喷漆关节Ⅱ之间通过喷漆关节联轴器Ⅱ相连接，内部的电机控制喷漆关节Ⅱ的旋转；所述的喷漆关节Ⅱ和喷头之间通过喷漆关节联轴器Ⅲ连接，电机控制喷头的旋转；所述的导管位于喷漆机械臂的内部；所述的输漆管和输漆软管连接在缓存漆箱的两侧；所述的油漆箱位于机械平台上方的靠近前端的位置；所述的空气泵位于机械平台的下方靠近前端的位置，可以用于平衡装置前后的重量。4.根据权利要求1所述的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法，其特征是：所述的定位装置包括头部图像扫描装置、中央定位装置和尾部辅助定位装置；图像扫描装置、中央的定位装置和尾部的辅助定位装置都与机械平台内部的控制单元相连接；所述的辅助定位装置包括喷头辅助定位器Ⅰ和喷头辅助定位器Ⅱ。5.根据权利要求1所述的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法，其特征是：所述的四足运动装置包括四条机械腿，每个机械腿都包括四个组件，机械腿关节Ⅰ、机械腿关节Ⅱ、机械腿关节Ⅲ和机械腿关节Ⅳ，以及四个电机，电机、电机和电机；所述的机械腿关节Ⅰ与机械腿关节Ⅱ之间安装有机械腿关节联轴器Ⅰ；所述的机械腿关节Ⅱ与机械腿关节Ⅲ之间安装有机械腿关节联轴器Ⅱ；所述的机械腿关节Ⅲ与机械腿关节Ⅳ之间安装有机械腿关节联轴器Ⅲ；每个关节之间都是通过相对应的电机驱动，实现喷漆机械装置的运动和跨越障碍；所述的四个电机都通过内部引线与机械平台装载的蓄电池和控制单元相连接。6.根据权利要求1所述的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置及其工作方法，其特征是：所述的图像扫描装置采用的是图像识别技术，其头部的摄像头扫描出待喷漆风电管的内表面轮廓，将扫描出的图像传输到机械平台内部的控制单元进行数据处理；所述的喷头辅助定位器Ⅰ和喷头辅助定位器Ⅱ采用超声波定位，辅助定位喷嘴与风电塔筒内表
面的距离，频率采用高频超声波。7.一种根据权利要求1
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6中任一权利要求所述的仿生四足运动的风电塔筒管内喷漆机械装置的工作方法，具体操作如下：机械平台前进：装置开始作业的位置位于风电塔筒的一端，装置主体位于风电塔筒的内部，其行进方向朝向风电塔筒的另一端；当装置调整好初始位置时，头部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高嘉恒，潘阳，蒲洲，宾光富，李金桥，李一顺，谢成，邹洁，吴菁，黎金智，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：