本實用新型屬于風(fēng)機葉片精密定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二段式風(fēng)機葉片拼裝系統(tǒng)激光引導(dǎo)定位裝置。

背景技術(shù)：

單段式風(fēng)機只有一個葉輪，結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)制造成本較低，但是不能滿足大型風(fēng)機的設(shè)計要求，二段式風(fēng)機則是在滿足單段的需求上設(shè)計有兩個葉輪，可滿足大風(fēng)量、大風(fēng)壓、高轉(zhuǎn)速的需要。隨著風(fēng)力發(fā)電機大型化的發(fā)展趨勢，二段式的風(fēng)機已成為大型風(fēng)力發(fā)電機的主力。

二段式大型風(fēng)機葉片的精準定位連接是風(fēng)力發(fā)電機安裝工作中的一個關(guān)鍵技術(shù)問題，風(fēng)機葉片連接精度的高低直接影響風(fēng)力發(fā)電機的效率和現(xiàn)場安全。目前，二段式風(fēng)機葉片安裝方式主要有兩種：整機整體運輸?shù)浆F(xiàn)場安裝和在現(xiàn)場進行風(fēng)機各部件分體安裝，截止目前，在風(fēng)機各部件分體安裝中，國內(nèi)外還沒有研發(fā)出一種能夠?qū)⒍问酱笮惋L(fēng)機葉片進行精準定位連接的設(shè)備。國內(nèi)在安裝二段式風(fēng)力發(fā)電機葉片時，通常是通過起重機或者塔吊將大型風(fēng)機葉片懸吊在空中，通過人工觀察二段風(fēng)機葉片的位置，通過對講機不斷地給起重機或者塔吊操作司機提示，相互配合進行安裝，這種方法的缺點是現(xiàn)場地形和環(huán)境的復(fù)雜，操作起來非常麻煩而且還花費了大量的人力和物力，達不到預(yù)期的效果，并且通過人工來判斷二段葉片的相對位置，葉片連接定位精度并不高，影響了風(fēng)力發(fā)電機的工作效率和運行安全。

目前，與本實用新型最接近的二段式大型風(fēng)機葉片定位裝置是法蘭軸孔自動對接系統(tǒng)，其采用液壓動力原理，實現(xiàn)了對葉片根部螺栓與輪轂法蘭孔對接過程中的法蘭周向與徑向精定位調(diào)節(jié)。但是，此方法數(shù)據(jù)采集和計算處理過程十分復(fù)雜，沒有直接標(biāo)定風(fēng)機葉片的中心軸線和水平線，使安裝調(diào)整時間較長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)問題，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單，定位精度準確，工作效率高的二段式風(fēng)機葉片拼裝系統(tǒng)激光引導(dǎo)定位裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型技術(shù)方案如下：

一種二段式風(fēng)機葉片拼裝系統(tǒng)激光引導(dǎo)定位裝置，其要點在于：包括依次排列的第一支架、第二支架、第三支架和第四支架，在所述第一支架上設(shè)置有至少一個第一激光發(fā)射器；在所述第二支架上設(shè)置有與所述第一激光發(fā)射器數(shù)量相應(yīng)的第一激光接收定位靶，該第一激光接收定位靶用于接收和定位第一激光發(fā)射器發(fā)出的激光束，并集成有第二激光發(fā)射器，該第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光束與第一激光發(fā)射器發(fā)出的激光束平行；在所述第三支架上設(shè)置有與所述第一激光發(fā)射器數(shù)量相應(yīng)的第二激光接收定位靶和用于監(jiān)測該第二激光接收定位靶的第一攝像頭，所述第二激光接收定位靶用于接收和定位第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光束，并集成有激光約束準直系統(tǒng)；在所述第四支架上設(shè)置有與所述第一激光發(fā)射器數(shù)量相應(yīng)的第三激光接收定位靶和用于監(jiān)測該第三激光接收定位靶的第二攝像頭，所述第三激光接收定位靶用于接收和定位第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光束。

采用以上結(jié)構(gòu)，通過第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器、第一激光接收定位靶、第二激光接收定位靶和第三激光接收定位靶的相互配合，形成激光引導(dǎo)定位，使二段式風(fēng)機葉片能夠在復(fù)雜的現(xiàn)場地形和環(huán)境下完成快速、高效的對接；并且通過第一攝像頭和第二攝像頭能夠清晰地觀察到第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光在第一激光接收定位靶、第二激光接收定位靶和第三激光接收定位靶上的位置，進而通過人工操作調(diào)整第一支架、第二支架、第三支架和第四支架的相對位置，實現(xiàn)快速定位；激光約束準直系統(tǒng)能夠約束激光束的發(fā)散性，保證激光束的準直度，進一步提高引導(dǎo)定位的精確度。

作為優(yōu)選：所述第一支架由第一基座和第一限位環(huán)組成，所述第一激光發(fā)射器為兩個，其中，一個第一激光發(fā)射器固定安裝在所述第一基座上，另一個第一激光發(fā)射器固定安裝在第一限位環(huán)上。采用以上結(jié)構(gòu)，第一限位環(huán)用于固定風(fēng)機葉片，結(jié)構(gòu)簡單、可靠，采用兩個第一激光發(fā)射器分別標(biāo)識出支架的中心軸線和風(fēng)機葉片的中心軸線，使引導(dǎo)定位更加地精確。

作為優(yōu)選：所述第二支架由第二基座和第二限位環(huán)組成，所述第一激光接收定位靶為兩個，其中，一個第一激光接收定位靶固定安裝在所述第二基座上，另一個第一激光接收定位靶固定安裝在所述第二限位環(huán)上。采用以上結(jié)構(gòu)，第二限位環(huán)用于固定風(fēng)機葉片，結(jié)構(gòu)簡單、可靠，兩個第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光束均與第一激光發(fā)射器發(fā)出的激光束，相互參照配合，提高引導(dǎo)定位的精確性。

作為優(yōu)選：所述第三支架由第三基座和第三限位環(huán)組成，所述第二激光接收定位靶為兩個，其中，一個第二激光接收定位靶固定安裝在所述第三基座上，另一個第二激光接收定位靶固定安裝在所述第三限位環(huán)上。采用以上結(jié)構(gòu)，第三限位環(huán)用于固定風(fēng)機葉片，結(jié)構(gòu)簡單、可靠，第二激光接收定位靶配合第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光束完成引導(dǎo)定位。

作為優(yōu)選：所述第四支架均由第四基座和第四限位環(huán)組成，所述第三激光接收定位靶為兩個，其中，一個第三激光接收定位靶固定安裝在所述第四基座上，另一個第三激光接收定位靶固定安裝在所述第四限位環(huán)上。采用以上結(jié)構(gòu)，第四限位環(huán)用于固定風(fēng)機葉片，結(jié)構(gòu)簡單、可靠，第三激光接收定位靶配合第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光束完成引導(dǎo)定位。

作為優(yōu)選：所述第二激光發(fā)射器為兩個，其分別集成安裝在所述第一激光接收定位靶的正上方，并在該第一激光接收定位靶上集成有所述激光約束準直系統(tǒng)。采用以上結(jié)構(gòu)，激光約束準直系統(tǒng)約束第一激光發(fā)射器發(fā)出的激光在傳輸過程中的發(fā)散性，保證激光束的準直度，提高風(fēng)機葉片定位精度。

作為優(yōu)選：所述激光約束準直系統(tǒng)采用隧道式激光約束準直系統(tǒng)。采用以上結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單可靠，易于制造。

作為優(yōu)選：所述第一攝像頭為兩個，均固定安裝在所述第三基座上，兩個所述第一攝像頭各對準一個所述第二激光接收定位靶。采用以上結(jié)構(gòu)，通過第一攝像頭能夠清晰地觀察到第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光在第二激光接收定位靶上的位置，進而通過人工操作調(diào)整第三支架的姿態(tài)和位置，實現(xiàn)快速精確地定位。

作為優(yōu)選：所述第二攝像頭為兩個，均固定安裝在所述第四基座上，兩個所述第二攝像頭各對準一個所述第三激光接收定位靶。采用以上結(jié)構(gòu)，通過第二攝像頭能夠清晰地觀察到第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光在第三激光接收定位靶上的位置，進而通過人工操作調(diào)整第四支架的姿態(tài)和位置，實現(xiàn)快速精確地定位。

作為優(yōu)選：所述第一支架、第二支架、第三支架和第四支架均為六自由度的三維調(diào)整架。采用以上結(jié)構(gòu)，大大提高了對支架姿態(tài)調(diào)整的便捷性，縮短了調(diào)整時間，提高了二段式風(fēng)機葉片的對準速度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

采用本實用新型提供的二段式風(fēng)機葉片拼裝系統(tǒng)激光引導(dǎo)定位裝置，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，定位精度高，工作效率高，能夠在復(fù)雜現(xiàn)場地形和環(huán)境下引導(dǎo)二段式風(fēng)機葉片進行精準定位連接。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為第二激光接收定位靶的原理圖；

圖3為第三激光接收定位靶的原理圖。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種二段式風(fēng)機葉片拼裝系統(tǒng)激光引導(dǎo)定位裝置，包括依次排列的第一支架1、第二支架2、第三支架3和第四支架4，所述第一支架1、第二支架2、第三支架3和第四支架4均為六自由度的三維調(diào)整架，大大提高了對支架姿態(tài)調(diào)整的便捷性，縮短了調(diào)整時間，提高了二段式風(fēng)機葉片的對準速度。

請參見圖1，所述第一支架1由第一基座12和第一限位環(huán)13組成，在所述第一支架1上設(shè)置有兩個第一激光發(fā)射器11，其中，一個第一激光發(fā)射器11固定安裝在所述第一基座12上，另一個第一激光發(fā)射器11固定安裝在第一限位環(huán)13上。

請參見圖1和圖2，所述第二支架2由第二基座22和第二限位環(huán)23組成，在所述第二支架2上設(shè)置有與所述第一激光發(fā)射器11數(shù)量相應(yīng)的第一激光接收定位靶21，即第一激光接收定位靶21為兩個，其中，一個第一激光接收定位靶21固定安裝在所述第二基座22上，另一個第一激光接收定位靶21固定安裝在所述第二限位環(huán)23上。第一激光接收定位靶21用于接收和定位第一激光發(fā)射器11發(fā)出的激光束，并且，每個第一激光接收定位靶21上均集成有一個第二激光發(fā)射器24，該第二激光發(fā)射器24發(fā)出的激光束與第一激光發(fā)射器11發(fā)出的激光束平行，第一激光發(fā)射器11和第二激光發(fā)射器24發(fā)出的激光共同構(gòu)成一個平面，進一步提高整個裝置的定位精度。即所述第二激光發(fā)射器24集成安裝在所述第一激光接收定位靶21的正上方，并且，在該第一激光接收定位靶21上集成有所述激光約束準直系統(tǒng)5，激光約束準直系統(tǒng)5采用隧道式激光約束準直系統(tǒng)，其能夠約束第一激光發(fā)射器11，發(fā)出的激光在傳輸過程中的發(fā)散性，保證激光束的準直度，提高風(fēng)機葉片定位精度。

請參見圖1和圖3，所述第三支架3由第三基座33和第三限位環(huán)34組成，所述第二激光接收定位靶31為兩個，其中，一個第二激光接收定位靶31固定安裝在所述第三基座33上，另一個第二激光接收定位靶31固定安裝在所述第三限位環(huán)34上。在所述第三支架3上設(shè)置有兩個第二激光接收定位靶31和用于監(jiān)測該第二激光接收定位靶31的第一攝像頭32，所述第二激光接收定位靶31用于接收和定位第一激光發(fā)射器11和第二激光發(fā)射器24發(fā)出的激光束，并集成有激光約束準直系統(tǒng)5，激光約束準直系統(tǒng)5采用隧道式激光約束準直系統(tǒng)，其能夠約束第一激光發(fā)射器11和第二激光發(fā)射器24，發(fā)出的激光在傳輸過程中的發(fā)散性，保證激光束的準直度，提高風(fēng)機葉片定位精度。所述第一攝像頭32為兩個，均固定安裝在所述第三基座33上，兩個所述第一攝像頭32各對準一個所述第二激光接收定位靶31。通過第一攝像頭32能夠清晰地觀察到第一激光發(fā)射器11、第二激光發(fā)射器24發(fā)出的激光在第二激光接收定位靶31上的位置，進而通過人工操作調(diào)整第三支架3的姿態(tài)和位置，實現(xiàn)快速精確地定位。

請參見圖1，所述第四支架4均由第四基座43和第四限位環(huán)44組成，所述第三激光接收定位靶41為兩個，其中，一個第三激光接收定位靶41固定安裝在所述第四基座43上，另一個第三激光接收定位靶41固定安裝在所述第四限位環(huán)44上。在所述第四支架4上設(shè)置有兩個第三激光接收定位靶41和用于監(jiān)測該第三激光接收定位靶41的第二攝像頭42，所述第三激光接收定位靶41用于接收和定位第一激光發(fā)射器11和第二激光發(fā)射器24發(fā)出的激光束。所述第二攝像頭42為兩個，均固定安裝在所述第四基座43上，兩個所述第二攝像頭42各對準一個所述第三激光接收定位靶41。通過第二攝像頭42能夠清晰地觀察到第一激光發(fā)射器11、第二激光發(fā)射器24發(fā)出的激光在第三激光接收定位靶41上的位置，進而通過人工操作調(diào)整第四支架4的姿態(tài)和位置，實現(xiàn)快速精確地定位。

本實用新型的工作過程如下：

步驟1：利用水平儀，對第一支架1進行基礎(chǔ)水平校正。首先，根據(jù)第一支架1上的兩個第一激光發(fā)射器11發(fā)出的兩束激光束的相對位置來精確校正第一支架1的第一基座12和第一限位環(huán)13的位置，確定第一支架1的中心軸線的精確位置，即精確定位第一支架1上的風(fēng)機葉片的中心軸線。

步驟2：利用水平儀，對第二支架2進行基礎(chǔ)水平校正，根據(jù)第二支架2上的兩個第二激光發(fā)射器24發(fā)出的兩束激光束的相對位置來精確校正第二支架2的第二基座22和第二限位環(huán)23的位置，確定第二支架2的中心軸線的精確位置，即精確定位第二支架1上的風(fēng)機葉片的中心軸線。

步驟3：調(diào)整第一支架1的位置，使兩個第一激光發(fā)射器11發(fā)出的兩束激光準確定位到第二支架2上的兩個第一激光接收定位靶21的十字中心位置并使其穿過正中心，即完成第一支架1、第二支架2和第一激光發(fā)射器11、第二激光發(fā)射器24發(fā)出的激光束以及風(fēng)機葉片中心軸線的基準水平校正。

步驟4：通過第三支架3上安裝的兩個第一攝像頭32，使其分別對準第三支架3上的兩個第二激光接收定位靶31，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)觀察激光束在第二激光接收定位靶31上的位置，通過人工控制第三支架的六自由度伺服系統(tǒng)，使第一激光發(fā)射器11和第二激光發(fā)射器24發(fā)出的四束激光束準確定位到第三支架3的第二激光接收定位靶31的十字中心位置并使其穿過正中心，即完成了風(fēng)機葉片中心軸線在第三支架3的位置標(biāo)定，并以此為坐標(biāo)基準，控制風(fēng)機葉片的精準定位。

步驟5：在第四支架4上安裝有兩個第二攝像頭42，使其分別對準第四支架4上的兩個第三激光接收定位靶41，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)觀察激光束在第三激光接收定位靶41上的位置，通過人工控制第三支架的六自由度伺服系統(tǒng)，使第一激光發(fā)射器11和第二激光發(fā)射器24發(fā)出的四束激光準確定位到第四支架4的第三激光接收定位靶41的十字中心，即完成了風(fēng)機葉片中心軸線在第四支架的位置標(biāo)定。

最后需要說明的是，上述描述僅僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不違背本實用新型宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。