用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置的制作方法

本技术涉及风力发电，特别涉及一种用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置。

背景技术：

1、风电叶片在维修阶段，通常会进行磨抛处理，而机器人打磨替代人工，能够获得一致性较高的打磨质量，也使工作人员远离粉尘和污染的环境。由于这类维修通常针对十年之前的叶片，因此较难获得三维模型，并且由于年代较长，叶片的曲面表面也会与三维模型有较大的差异。因此，为了实现机器人自动化磨抛，显著提高自动化打磨的质量，首先要对风电叶片的三维模型进行较为准确的重构。目前，市场上的较多模型重构工具，如三维扫描仪等，一方面价格昂贵，一方面需要人工手持进行模型扫描，对于长达几十米甚至上百米的风力发电叶片的三维扫描几乎不太可能实现。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中难以对风电叶片的三维模型进行较为准确的重构数据采集的缺陷，提供一种用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置。

2、本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、本实用新型提供一种用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，所述数据采集装置包括：六自由度机器人、机器人滑轨、末端连接板以及若干激光测距仪；

4、所述末端连接板固设于所述六自由度机器人的末端，所述激光测距仪在所述末端连接板的外表面上沿着预设直线进行平行分布，相邻两个所述激光测距仪之间的间距为预设间距；

5、所述六自由度机器人与所述机器人滑轨滑动连接；

6、所述六自由度机器人用于控制所述预设直线与水平面的第一夹角；

7、所述六自由度机器人还用于带动所述末端连接板沿垂直方向移动以使所述激光测距仪沿垂直方向移动；

8、所述激光测距仪用于通过激光采集待测叶片表面的点云数据。

9、可选地，所述数据采集装置还包括：主控制器；

10、所述主控制器分别与所述六自由度机器人和所述激光测距仪通信连接；

11、所述主控制器用于向所述六自由度机器人发送第一控制指令以控制第一夹角；

12、所述主控制器还用于向所述六自由度机器人发送第二控制指令以带动所述末端连接板沿垂直方向移动；

13、所述主控制器还用于向所述激光测距仪发送第三控制指令以控制所述激光测距仪通过激光采集所述待测叶片表面的点云数据，并接收所述激光测距仪发送的所述点云数据。

14、可选地，所述主控制器还用于通过所述第二控制指令和所述第三控制指令控制所述激光测距仪沿垂直方向单向移动的同时采集所述待测叶片表面上目标区域的点云数据。

15、可选地，所述第一夹角设置为零。

16、可选地，所述数据采集装置还包括：机器人支架；

17、所述六自由度机器人固设于所述机器人支架上；

18、所述机器人支架通过底部的滑动部与所述机器人滑轨滑动连接。

19、可选地，所述数据采集装置还包括：驱动装置；

20、所述驱动装置设置于所述机器人支架的内部；

21、所述主控制器还与所述驱动装置通信连接；

22、所述主控制器还用于向所述驱动装置发送第四控制指令以控制所述驱动装置进行驱动；

23、所述驱动装置用于驱动所述机器人支架沿所述机器人滑轨进行滑动。

24、可选地，所述主控制器还用于在控制所述机器人支架沿所述机器人滑轨滑动时控制所述激光测距仪停止采集所述点云数据。

25、可选地，所述数据采集装置还包括：叶片支架和若干支点固定杆；

26、所述支点固定杆固设于所述叶片支架的上表面；

27、所述支点固定杆用于支撑并固定所述待测叶片，以使所述待测叶片的长度方向与所述机器人滑轨的中心轴的第二夹角小于预设的第一角度阈值并且所述待测叶片的宽度方向与水平面的第三夹角大于预设的第二角度阈值。

28、可选地，所述支点固定杆的数量大于或等于3个。

29、可选地，所述激光测距仪的数量为8个。

30、本实用新型的积极进步效果在于：

31、机器人末端固定连接排成一行的若干激光测距仪，对风电叶片在长度方向上的以预设长度(固定值)进行划分，将风电叶片划分为若干段，预设长度由首尾两个激光测距仪之间的间距确定，依次测量每一段叶片；在测量每一段叶片时，激光测距仪相对于机器人末端保持不动，机器人末端在垂直方向上移动(最好是单向移动，例如从上至下)以使激光测距仪在叶片表面上的目标区域采集点云数据，也即是在长度方向上的等距离截面(截面个数与激光测距仪个数相等)与叶片表面的相交线上的点进行点云数据采集；机器人滑轨为高精度平移轨道，每次扫描完一段叶片采集到一组点云数据之后，通过在机器人滑轨上移动机器人使得机器人移动某预设的移动距离(机器人滑轨平行于叶片的长度方向时，移动距离等于预设长度)，再次采集下一段叶片的一组点云数据，一直到整个叶片采集完。每一段叶片的点云数据组合起来就得到整个叶片的点云数据，以作为风电叶片几何模型重构的数据基础，该叶片的点云数据精确、完整，在此基础上通过曲面拟合可以得到叶片的精确的三维模型，实现几何模型重构，相对于三维扫描仪大为减少了成本且操作简便。

技术特征：

1.一种用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置包括：六自由度机器人、机器人滑轨、末端连接板以及若干激光测距仪；

2.如权利要求1所述的用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括：主控制器；

3.如权利要求2所述的用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，其特征在于，所述主控制器还用于通过所述第二控制指令和所述第三控制指令控制所述激光测距仪沿垂直方向单向移动的同时采集所述待测叶片表面上目标区域的点云数据。

4.如权利要求2所述的用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，其特征在于，所述第一夹角设置为零。

5.如权利要求2所述的用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括：机器人支架；

6.如权利要求5所述的用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括：驱动装置；

7.如权利要求6所述的用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，其特征在于，所述主控制器还用于在控制所述机器人支架沿所述机器人滑轨滑动时控制所述激光测距仪停止采集所述点云数据。

8.如权利要求1所述的用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括：叶片支架和若干支点固定杆；

9.如权利要求8所述的用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，其特征在于，所述支点固定杆的数量大于或等于3个。

10.如权利要求1所述的用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，其特征在于，所述激光测距仪的数量为8个。

技术总结本技术提供一种用于风电叶片几何模型重构的数据采集装置，数据采集装置包括：六自由度机器人、机器人滑轨、末端连接板以及若干激光测距仪；末端连接板固设于六自由度机器人的末端，激光测距仪在末端连接板的外表面上沿着预设直线进行平行分布，相邻两个激光测距仪之间的间距为预设间距；六自由度机器人与机器人滑轨滑动连接；六自由度机器人控制预设直线与水平面的第一夹角；六自由度机器人还带动末端连接板沿垂直方向移动以使激光测距仪沿垂直方向移动；激光测距仪通过激光采集待测叶片表面的点云数据。本技术通过在机器人末端排成一行的激光测距仪，对风电叶片进行分段测量来得到整个叶片的精确、完整的点云数据，从而重构几何模型。技术研发人员：胡佩俊,张韬,石海受保护的技术使用者：上海电气集团股份有限公司技术研发日：20231031技术公布日：2024/12/12