一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法及系统技术方案

本申请实施例公开了一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法及系统，涉及风电技术领域，具体的修复控制方法为：通过视觉识别技术对风电筒的表面进行锈蚀区识别并对锈蚀区进行修复，通过超声波相控阵的方法对风电塔的环形焊缝进行无损伤探伤检测，该系统包括供电系统、运动控制系统、视觉图像系统、攀爬提升模块、清洗打磨系统、喷涂修复系统和焊缝无损检测系统。该基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法及系统，能够对运行及停运状态下的塔筒进行自动爬升油渍清洗、锈蚀面打磨及外壁防腐漆修复、焊缝无损检测，从而代替了传统人工高空作业，提高了工作效率、缩短了工作周期、无安全风险。安全风险。安全风险。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及风电
，具体为一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法及系统。

技术介绍

[0002]目前能源是现代经济的重要支撑，是人类社会生存和发展的重要基础，对经济、社会发展起着不可或缺的重要推动作用，在太阳能、风能、生物质能和潮汐能等可再生能源中，风能以其环保、廉价以及制造技术成熟度较高等优点，被誉为可再生能源中最具潜力的能源，己在世界名国得到大力开发应用)。从上世纪70年代以来，世界各国都进入了风力发电的黄金发展期，如今，风力发电是世界上能源领域发展最快的技术之一，据知风力发电大约以每年25％～30％的速度递增，我国地域辽阔，风能资源丰富，近年来，在世界风电迅猛发展的大背景下，我国风电发展更是突飞猛进。
[0003]面对蓬勃发展的风电产业，同题机组日益增多、风机质保期等问题之而来，大量的风电机组必须进行日常检测与维护，才能确保风电机组的安全经济运行，否则会适得其反，不但浪费大量风力资源，还会产生大量的经济损失，且随着风力发电容量的迅速提升，对塔筒以及叶片的性能要求也越来越高，叶片长度由原来的十几米迅速扩大到五六十米，培筒高度由原来五六十米增至上百米：这就要求在叶片及塔筒的制造、安装、检测、维护等方面严格控制，一旦损坏，将会使制造商和运营商蒙受巨额损失，所以加强叶片及塔筒的检测是十分重要的，同时随着风电设备尺寸的增加变得越来越困难。目前，塔筒以及叶片主要靠绳索吊人或搭载大型升降平台，进行塔筒喷漆、焊缝检测、表面清扫和叶片的损伤检测，这类检测维护方式，不但耗费大量的人力、物力、财力，且检测周期较长、效事低。危险性大。随着风电机组的逐年增加，急需研制一种可代替人工检测的自动化检测与维护设备进行塔筒的检测与维护工作，为此，提出一种视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法及系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法及系统，解决了上述
技术介绍
中提出的人工对风电塔修复风险大、效率低、维护成本高的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、对风电塔的表面进行分割，并分别收集风电塔无损状态下分割形成的各部分的表面图像模型数据；
[0007]步骤二、对风电塔进行图像采集，且分别采集风电塔各部分的图像数据；
[0008]步骤三、把步骤二中采集的图像数据立即与步骤一中采集的风电塔相同部位的表面图像模型数据进行比较；
[0009]步骤四、若判断风电塔的采集部位需要进行修复，对风电塔进行相应的修复，若判断风电塔的采集部位不需要进行修复，则回到步骤二，继续对风电塔进行数据采集，直至风
电塔的外表面均实现图像数据采集；
[0010]步骤五、在风电塔图像采集的过程中，对风电塔表面的环形焊缝进行无损探伤检测。
[0011]优选的，对风电塔进行防锈修复时，先对需要修复的部位进行清洗、打磨及风干，去除需要修复部位表面的杂质和锈蚀，再对风电塔的表面进行喷涂修复；。
[0012]优选的，在对风电塔的表面进行喷涂修复时，采用非接触喷涂方法，风电塔表面的喷漆有三层，采用全喷锌作为底层涂层，底层涂层的厚度为95
‑
105um，喷锌采用电弧喷涂法，中间漆及面漆采用标准塔筒防腐漆，中间漆的喷涂厚度为195
‑
205um，面漆的喷涂厚度为55
‑
65um，中间漆喷涂及面漆喷涂均采用公用压电式超声波喷涂法，面漆和中间漆两者的存储桶的容积均为14.5
‑
15.5L，采用防爆液体三通电磁阀进行涂料切换。
[0013]优选的，通过视觉识别技术对风电塔表面的图像数据进行采集，采集方法为：通过摄像头获取风电塔的表面图像数据。
[0014]优选的，用高压冲洗的方法对风电塔表面的污渍进行清洗，且冲洗喷头的压强为1650
‑
1750bar，出水量为10～20L/min。
[0015]优选的，用超声波相控阵的方法对风电塔的环形焊缝进行无损伤探伤检测。
[0016]一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制系统，包括供电系统、运动控制系统、视觉图像系统、攀爬提升模块、清洗打磨系统、喷涂修复系统和焊缝无损检测系统，所述供电系统对运动控制系统、图像检测系统、图像信息化处理系统、清洗打磨系统、喷涂修复系统和焊缝无损检测系统进行供电，所述运动控制系统控制攀爬提升模块沿着风电塔进行攀爬，所述视觉图像系统通过视觉识别技术识别塔筒的锈蚀区，精密测量锈蚀区与清洗打磨系统及喷涂修复系统之间的距离和锈蚀区面积的大小，将测量信息反馈至喷涂修复系统的控制器，喷涂修复系统的控制器根据反馈过来的信息通过自由曲面打磨机器人非奇异终端滑模阻抗控制技术，精确对锈蚀区进行打磨、刷胶。
[0017]优选的，所述攀爬提升模块采用环形导轨结构，负载能力大于800千克，且攀爬提升模块上设有备用紧急蓄电池，当失去外部电源时，紧急蓄电池给该系统供电，防止坠落。
[0018]优选的，所述焊缝无损检测系统利用拖曳式超声波相控阵探伤仪器对焊缝进行无损检测，拖曳式超声波相控阵探伤仪器把检测的数据传输至多通道可二次开发集成数据采集卡内，数据采集卡与路由器通过有RJ
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45接口相连接，路由器连接至电脑端，电脑端接收程序进行数据的采集设置与接收，将接收到的数据送入专业分析软件进行处理。
[0019]优选的，该系统采用无线网络进行信号传输，所述运动控制系统以ARM微处理器为核心处理器，FPGA为从处理器，由数据存储模块、接口模块、复位模块、电机驱动模块以及人机交互模块组成，通讯接口、信号接口及控制接口全部采用标准化接口，所述运动控制系统的加减速控制方式有梯形加减速控制方式和S形加减速控制方式。
[0020]本专利技术具备以下有益效果：
[0021]1、该基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法及系统，能够对运行及停运状态下的塔筒进行自动爬升油渍清洗、锈蚀面打磨及外壁防腐漆修复、焊缝无损检测，从而代替了传统人工高空作业，提高了工作效率、缩短了工作周期、无安全风险。
[0022]2、该基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法及系统，采用视觉辅助技术实时对打磨的效果进行动态评估，确保打磨效果满足高标准及质量一致性要求，采用压电式超
声波纳米喷涂技术，适用于风电塔塔筒立面情况，具有精度高，喷涂效果好，喷涂速度快等特点。
附图说明
[0023]图1为本专利技术方法流程示意图；
[0024]图2为本专利技术系统框图；
[0025]图3为本专利技术视觉图像系统流程图示意图；
[0026]图4为本专利技术运动控制系统结构框图示意图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、对风电塔的表面进行分割，并分别收集风电塔无损状态下分割形成的各部分的表面图像模型数据；步骤二、对风电塔进行图像采集，且分别采集风电塔各部分的图像数据；步骤三、把步骤二中采集的图像数据立即与步骤一中采集的风电塔相同部位的表面图像模型数据进行比较；步骤四、若判断风电塔的采集部位需要进行修复，对风电塔进行相应的修复，若判断风电塔的采集部位不需要进行修复，则回到步骤二，继续对风电塔进行数据采集，直至风电塔的外表面均实现图像数据采集；步骤五、在风电塔图像采集的过程中，对风电塔表面的环形焊缝进行无损探伤检测。2.根据权利要求1所述的一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法，其特征在于：对风电塔进行防锈修复时，先对需要修复的部位进行清洗、打磨及风干，去除需要修复部位表面的杂质和锈蚀，再对风电塔的表面进行喷涂修复；。3.根据权利要求2所述的一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法，其特征在于：在对风电塔的表面进行喷涂修复时，采用非接触喷涂方法，风电塔表面的喷漆有三层，采用全喷锌作为底层涂层，底层涂层的厚度为95
‑
105um，喷锌采用电弧喷涂法，中间漆及面漆采用标准塔筒防腐漆，中间漆的喷涂厚度为195
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205um，面漆的喷涂厚度为55
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65um，中间漆喷涂及面漆喷涂均采用公用压电式超声波喷涂法，面漆和中间漆两者的存储桶的容积均为14.5
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15.5L，采用防爆液体三通电磁阀进行涂料切换。4.根据权利要求1所述的一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法，其特征在于：通过视觉识别技术对风电塔表面的图像数据进行采集，采集方法为：通过摄像头获取风电塔的表面图像数据。5.根据权利要求3所述的一种基于视觉辅助技术的风电塔的修复控制方法，其特征在于：用高压冲洗的方法对风电塔表面的污渍进行清洗，且冲洗喷头的压强为1650
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1750bar，出水量为10～20L/min。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：包鼎，苏岳峰，朱得利，张有金，李龙，韩兴意，王科，原建坤，耿庆庆，刘同海，
申请(专利权)人：国家能源集团陕西电力有限公司吉山梁电厂，
类型：发明
国别省市：