风电叶片飞边切割机器人
阅读说明：本技术 风电叶片飞边切割机器人 (Wind-powered electricity generation blade overlap cutting robot ) 是由 史小华 章狄红 曹新航 陈建 丰尚宇 李含笑 梁星 张小丽 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了风电叶片飞边切割机器人,涉及机器人技术领域。包括底盘、旋转平台、升降装置、伸缩装置、滚珠丝杠模组、切割装置以及传感器组件,旋转平台设置在底盘上,升降装置设置在旋转平台上,并且升降装置通过旋转平台能够在底盘上进行转动,伸缩装置设置在升降装置上,伸缩装置能够沿着横向进行伸缩,并且伸缩装置能够沿着升降装置的高度方向自由滑动,滚珠丝杠模组连接在伸缩装置的末端,切割装置固定在滚珠丝杠模组上,传感器组件设置在切割装置上；从而解决了现有技术中人工手持切割机进行切割导致切割的效果不佳以及对操作人员的身体健康造成安全隐患的问题。(The invention discloses a wind power blade flash cutting robot and relates to the technical field of robots. The cutting device comprises a chassis, a rotating platform, a lifting device, a telescopic device, a ball screw module, a cutting device and a sensor assembly, wherein the rotating platform is arranged on the chassis, the lifting device is arranged on the rotating platform, the lifting device can rotate on the chassis through the rotating platform, the telescopic device is arranged on the lifting device, the telescopic device can be transversely telescopic, the telescopic device can freely slide along the height direction of the lifting device, the ball screw module is connected to the tail end of the telescopic device, the cutting device is fixed on the ball screw module, and the sensor assembly is arranged on the cutting device; thereby solved among the prior art manual hand-held cutting machine and cut the effect that leads to the cutting not good and the healthy problem that causes the potential safety hazard of operating personnel.)
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种风电叶片飞边切割机器人。
背景技术
在经济飞速发展的今天，由于能源供应紧张，世界能源结构正在发生重大转变，即矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系统转变。在这种背景下，风能在技术和成本上都具有较强的优势，但是，相应的风电行业配套设备制造业方面发展较为缓慢，尤其是在叶片的后续飞边切割过程中，仍然没有一种行之有效的设备实现飞边切割的自动化。风电叶片制造工序之一是：叶片上壳体与叶片下壳体粘接合模。在合模固化后，叶片合模缝粘接处粘接胶与玻纤布超出叶片轮廓的部分，通常被称为叶片的“飞边”。叶片的飞边必须经过切割处理，才能达到行业标准的轮廓要求。
目前，传统的风电行业最常见的飞边切除方法是：人工划线，之后由人工人工手持切割机进行切割，虽然能够实现最终要求，但是会出现一些问题。飞边切割之后的效果完全取决切割机操作人员，这对于操作人员提出了较高的要求，否则很有可能造成切除后的叶片飞边长短不一，增加后期工作量，甚至可能由于操作原因损伤叶片，另外，在切割过程中，切割机在切割过程中会出现大量的玻璃纤维粉末，这对操作人员的身体健康造成了极大的隐患。
因此，如何解决现有技术中人工手持切割机进行切割导致切割的效果不佳以及对操作人员的身体健康造成安全隐患的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供风电叶片飞边切割机器人以解决现有技术中人工手持切割机进行切割导致切割的效果不佳以及对操作人员的身体健康造成安全隐患的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了风电叶片飞边切割机器人，包括：
底盘；
旋转平台，所述旋转平台设置在所述底盘上；
升降装置，所述升降装置设置在所述旋转平台上，并且所述升降装置通过所述旋转平台能够在所述底盘上进行转动；
伸缩装置，所述伸缩装置设置在所述升降装置上，所述伸缩装置能够沿着横向进行伸缩，并且所述伸缩装置能够沿着所述升降装置的高度方向自由滑动；
滚珠丝杠模组，所述滚珠丝杠模组连接在所述伸缩装置的末端；
切割装置，所述切割装置固定在所述滚珠丝杠模组上；
传感器组件，所述传感器组件设置在所述切割装置上。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步的，所述底盘包括支撑板、固定在所述支撑板两侧的防护罩、固定在所述支撑板的四个角上的舵轮总成以及固定在所述支撑板上的抽屉，所述抽屉用于放置控制模块、电源模块及其他相关配件，所述舵轮总成包括电机以及减速器，所述电机与所述减速器传动连接。
进一步的，所述升降装置包括两侧对称布置的立柱、固定在所述立柱背面的包络板、对称固定在所述立柱前面的挡尘板、固定在所述挡尘板上的固定架以及设置在所述固定架上的挡尘毛刷。
进一步的，所述伸缩装置包括第一伺服电机、与所述第一伺服电机传动连接的第一行星减速器、固定在所述第一行星减速器上的法兰盘、一端与所述法兰盘固定连接的内方管、滑动套设在所述内方管外部的外方管、设置在所述外方管与所述内方管之间的尼龙块、设置在所述外方管上的电动缸以及固定连接在所述内方管上的连接板，并且所述连接板设置在远离所述第一伺服电机的一端，所述电动缸的前推杆与所述内方管铰接。
进一步的，所述滚珠丝杠模组固定连接在所述连接板上，所述滚珠丝杠模组包括第二伺服电机、与所述第二伺服电机传动连接的第二行星减速器、与所述第二行星减速器固定连接的滑轨、固定连接在所述滑轨上方的防尘盖板以及设置在所述滑轨上的直角板，并且所述直角板能够沿着所述滑轨的长度方向自由滑动。
进一步的，所述切割装置包括与所述直角板固定连接的固定板、连接在所述固定板上的蜗轮蜗杆减速器、与所述蜗轮蜗杆减速器传动连接的第三伺服电机、固定在所述固定板上的回转支承、固定连接在所述回转支承上的安装架以及固定在所述安装架上的切割机，所述切割机通过所述回转支承能够进行旋转运动。
进一步的，所述传感器组件为LVDT位移传感器。
本申请提供的技术方案包括以下有益效果：
本发明提供的技术方案中，风电叶片飞边切割机器人，包括底盘、旋转平台、升降装置、伸缩装置、滚珠丝杠模组、切割装置以及传感器组件，旋转平台设置在底盘上，升降装置设置在旋转平台上，并且升降装置通过旋转平台能够在底盘上进行转动，伸缩装置设置在升降装置上，伸缩装置能够沿着横向进行伸缩，并且伸缩装置能够沿着升降装置的高度方向自由滑动，滚珠丝杠模组连接在伸缩装置的末端，切割装置固定在滚珠丝杠模组上，传感器组件设置在切割装置上。如此设置，采用摇杆控制，以三坐标的运动形式进行切割运动，具有运行平稳、高效切割、环保可靠的优点，有效的减轻了工人的劳动强度，而且在切割的过程中就能够吸收掉四散的粉尘，与之前的工况相比，厂房环境有了很大的改观；从而解决了现有技术中人工手持切割机进行切割导致切割的效果不佳以及对操作人员的身体健康造成安全隐患的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中风电叶片飞边切割机器人整体的结构示意图；
图2是本发明实施例中底盘的结构示意图；
图3是本发明实施例中升降装置的结构示意图；
图4是本发明实施例中伸缩装置的结构示意图；
图5是本发明实施例中滚珠丝杠模组与切割装置的结构示意图。
附图标记：
1、底盘；2、旋转平台；3、升降装置；4、伸缩装置；5、滚珠丝杠模组；6、切割装置；7、传感器组件；8、支撑板；9、防护罩；10、抽屉；11、电机；12、减速器；13、立柱；14、包络板；15、挡尘板；16、固定架；17、挡尘毛刷；18、第一伺服电机；19、第一行星减速器；20、法兰盘；21、内方管；22、外方管；23、连接板；24、第二伺服电机；25、第二行星减速器；26、滑轨；27、防尘盖板；28、直角板；29、固定板；30、第三伺服电机；31、回转支承；32、安装架；33、切割机。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本具体实施方式的目的在于提供风电叶片飞边切割机器人；从而解决了现有技术中人工手持切割机进行切割导致切割的效果不佳以及对操作人员的身体健康造成安全隐患的问题。
以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
请参阅图1-图5，本实施例提供了风电叶片飞边切割机器人，底盘1的中心上方固定设置有外齿回转支承31，在回转支承31的下面，设置有为外齿回转支承31提供动力的第三伺服电机30和蜗轮蜗杆减速器，外齿回转支承31的上方设置有为切割装置6提供升降功能的升降架，升降架中的丝杠动力来自于底盘1下部的电机11和减速器12，丝杠的旋转带动升降部分的滑台上下运动，升降装置3连接有伸缩装置4，能够实现在左右方向上的移动，在伸缩装置4的末端设置有能够沿着叶片长度方向滑动的滚珠丝杠模组5，滚珠丝杠模组5能够带动切割装置6沿着叶片的飞边进行切割运动，升降装置3、伸缩装置4、滚珠丝杠模组5能够在空间上实现向xyz三个方向运动的目标，能够更好的契合叶片飞边的曲线。
作为可选的实施方式，底盘1上的舵轮总成能够实现设备向各个方向运动的工作需求，支撑板8侧边设置有防护罩9，并在支撑板8两侧面设置有叉车孔，方便于叉车进行运输。
作为可选的实施方式，升降装置3内部的两个对称布置的立柱13间布置有丝杠和两条导向柱，滑台通过丝杠的旋转运动实现上升和下降，滑台上安装有铜套，可以减少和导向柱之间的摩擦，导向柱通过内螺纹利用螺柱将导向柱固定在下平台和上平台上，丝杠轴通过带座轴承将丝杠固定在下平台和上平台上。安装在滑台上的铜套接触并在导向柱上实现滑动摩擦，滑台在靠丝杠的转动实现上升和下降，能够保证承载力的要求下保证精度，对称安装布置的挡尘板15和毛刷条能够最大限度的阻挡切割过程中的灰尘，滑台相对于支撑板8平面的升降距离为S1，同时升降部分依靠位移传感器能够实时监测滑台与支撑板8平面的距离，使其始终位于合适的高度范围内。
作为可选的实施方式，外方管22内部有通过螺栓连接的电动缸，第一伺服电机18将动力传送给第一行星减速器19，通过连接法兰盘20和电动缸相连，电动缸的尾部通过铰接的形式与内方管21连接，同时电动缸缸体上安装有限位开关，能够对于丝杠的行程起到保护作用，外方管22和内方管21之间通过安装固定的尼龙块接触，外方管22通过特制的三角安装板连接在升降装置3的滑台上。
更具体的实施方式，滚珠丝杠模组5与内方管21上的连接板23固定连接，在滚珠丝杠模组5内设置有机械限位装置，在滚珠丝杠上布置有限位开关，能够保证滑台在规定的范围内运动，保证切割装置6的位置精度。滚珠丝杠模组5的动力来源为第二伺服电机24，经第二行星减速器25减速后将动力传递到滚珠丝杠模组5的内部。
更具体的实施方式，切割装置6包括为旋转平台提供动力的第三伺服电机30，第三伺服电机30通过蜗轮蜗杆减速器安装在平台固定板29上，平台固定板29上通过螺栓安装有回转支承31，回转支承31上安装有固定切割机33的安装架32，切割机33通过安装螺钉固定在安装架32上，并且两支顶杆顶住切割机33的机身，回转支承31能够带动切割机33转动，能够更好的适应设备切割的需求。lvdt位移传感器固定在lvdt位移传感器的安装架上，lvdt位移传感器相互垂直的安装在平台固定板29上，lvdt位移传感器能够使切割机33的刀片贴近叶片飞边的根部，切割时靠两个垂直布置的lvdt位移传感器能够精准定位到叶片的切割部位，实现切割过程的自动定位，切割机33上的集尘罩能够将切割过程中产生的粉尘吸收掉，从而满足工作环境的收集灰尘的要求，进而保护人员健康。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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