风电叶片检测机器人设计与运动仿真研究

为了降低风电叶片检测维修的成本,综合设计制作了一种可以在叶片表面攀爬检测的六足机器人。根据叶片参数确定了机器人整体尺寸,采用SolidWorks软件建立了机器人整体模型,设计了腿部吸附结构。通过静力分析,建立了机器人吸盘吸附的数学模型,以保障机器人行走的安全稳定性。分析了机器人整体行走步态,设计了攀爬行走迈步过程并设计了其关节控制曲线,通过ADAMS软件仿真模拟了机器人在叶片表面的攀爬行走。最后,设计了机器人整体控制系统,并制作样机进行了机器人攀爬实验。仿真与实验结果表明,所设计的机器人结构可以稳定实现攀爬运动,吸盘吸附系统安全可靠,实验结果与仿真的行走步态一致,验证了以攀爬步态行走的可行性。

索杆式风电叶片检测装置的运动学分析

针对现有的风电叶片检测装置存在的缺陷,设计了一种由索杆混联结构驱动的风电叶片检测装置。首先,简述了该装置的零部件组成、独特的结构设计以及工作方式。其次,对其核心部件——索杆式检测平台进行了运动学分析,研究了检测平台上动平台的位姿与驱动绳索、驱动液压缸长度之间的关系以及动平台的4条驱动支链在指定运动过程中速度的变化,即针对检测平台的动平台和定平台分别建立了动坐标系和定坐标系,分别利用Newton-Raphson迭代法和空间向量分析法得出了并联检测平台的运动正反解模型,并且通过分析法推导出机构的速度雅克比矩阵。最后通过MATLAB编程,进行了正反解数值计算,通过位置反解验证了Newton-Raphson迭代法的正确性并绘制出驱动支链的运动变化曲线,为后续该检测装置工作空间及其实时控制的研究打下了理论基础。

风电叶片内窥机器人结构设计与运动仿真

针对风电叶片前缘空间不规则、直径变化范围大的特点,文中制订了内窥机器人设计要求,提出以履带式行走机构和剪叉式变径机构为基础的设计方案,分别建立两种不同的内窥机器人三维模型,详细介绍了两种内窥机器人结构及各部件功能。机器人主要由行走模块、变径模块和支撑模块构成,具有大范围变径、小范围随形支撑和差速转向能力。机器人本体配有可移动电源并可进行无线控制,搭载检测设备可以对前缘空间进行检测。最终对机器人变径机构进行运动仿真,结果表明:机器人工作直径为395~1492 mm,满足设计要求。