本實(shí)用新型屬于風(fēng)機(jī)葉片精密定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二段式風(fēng)機(jī)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(jī)只有一個(gè)葉輪，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)制造成本較低，但是不能滿足大型風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)要求，二段式風(fēng)機(jī)則是在滿足單段的需求上設(shè)計(jì)有兩個(gè)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(jī)大型化的發(fā)展趨勢(shì)，二段式的風(fēng)機(jī)已成為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主力。

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

目前，與本實(shí)用新型最接近的二段式大型風(fēng)機(jī)葉片定位裝置是法蘭軸孔自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)，其采用液壓動(dòng)力原理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)葉片根部螺栓與輪轂法蘭孔對(duì)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(jì)算處理過程十分復(fù)雜，沒有直接標(biāo)定風(fēng)機(jī)葉片的中心軸線和水平線，使安裝調(diào)整時(shí)間較長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型技術(shù)方案如下：

一種二段式風(fēng)機(jī)葉片拼裝系統(tǒng)激光引導(dǎo)定位裝置，其要點(diǎn)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(gè)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(cè)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(zhǔn)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(cè)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(jī)葉片能夠在復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)地形和環(huán)境下完成快速、高效的對(duì)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(jìn)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(duì)位置，實(shí)現(xiàn)快速定位；激光約束準(zhǔn)直系統(tǒng)能夠約束激光束的發(fā)散性，保證激光束的準(zhǔn)直度，進(jìn)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(gè)，其中，一個(gè)第一激光發(fā)射器固定安裝在所述第一基座上，另一個(gè)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(jī)葉片，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，采用兩個(gè)第一激光發(fā)射器分別標(biāo)識(shí)出支架的中心軸線和風(fēng)機(jī)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(gè)，其中，一個(gè)第一激光接收定位靶固定安裝在所述第二基座上，另一個(gè)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(jī)葉片，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，兩個(gè)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(gè)，其中，一個(gè)第二激光接收定位靶固定安裝在所述第三基座上，另一個(gè)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(jī)葉片，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(gè)，其中，一個(gè)第三激光接收定位靶固定安裝在所述第四基座上，另一個(gè)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(jī)葉片，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(gè)，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(zhǔn)直系統(tǒng)。采用以上結(jié)構(gòu)，激光約束準(zhǔn)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(zhǔn)直度，提高風(fēng)機(jī)葉片定位精度。

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

作為優(yōu)選：所述第一攝像頭為兩個(gè)，均固定安裝在所述第三基座上，兩個(gè)所述第一攝像頭各對(duì)準(zhǔn)一個(gè)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(jìn)而通過人工操作調(diào)整第三支架的姿態(tài)和位置，實(shí)現(xiàn)快速精確地定位。

作為優(yōu)選：所述第二攝像頭為兩個(gè)，均固定安裝在所述第四基座上，兩個(gè)所述第二攝像頭各對(duì)準(zhǔn)一個(gè)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(jìn)而通過人工操作調(diào)整第四支架的姿態(tài)和位置，實(shí)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(duì)支架姿態(tài)調(diào)整的便捷性，縮短了調(diào)整時(shí)間，提高了二段式風(fēng)機(jī)葉片的對(duì)準(zhǔn)速度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

采用本實(shí)用新型提供的二段式風(fēng)機(jī)葉片拼裝系統(tǒng)激光引導(dǎo)定位裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，定位精度高，工作效率高，能夠在復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)地形和環(huán)境下引導(dǎo)二段式風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行精準(zhǔn)定位連接。

附圖說明

圖1為本實(shí)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(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種二段式風(fēng)機(jī)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(duì)支架姿態(tài)調(diào)整的便捷性，縮短了調(diào)整時(shí)間，提高了二段式風(fēng)機(jī)葉片的對(duì)準(zhǔn)速度。

請(qǐng)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(gè)第一激光發(fā)射器11，其中，一個(gè)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(gè)第一激光發(fā)射器11固定安裝在第一限位環(huán)13上。

請(qǐng)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(gè)，其中，一個(gè)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(gè)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(gè)第一激光接收定位靶21上均集成有一個(gè)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(gè)平面，進(jìn)一步提高整個(gè)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(zhǔn)直系統(tǒng)5，激光約束準(zhǔn)直系統(tǒng)5采用隧道式激光約束準(zhǔn)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(zhǔn)直度，提高風(fēng)機(jī)葉片定位精度。

請(qǐng)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(gè)，其中，一個(gè)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(gè)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(gè)第二激光接收定位靶31和用于監(jiān)測(cè)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(zhǔn)直系統(tǒng)5，激光約束準(zhǔn)直系統(tǒng)5采用隧道式激光約束準(zhǔn)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(zhǔn)直度，提高風(fēng)機(jī)葉片定位精度。所述第一攝像頭32為兩個(gè)，均固定安裝在所述第三基座33上，兩個(gè)所述第一攝像頭32各對(duì)準(zhǔn)一個(gè)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(jìn)而通過人工操作調(diào)整第三支架3的姿態(tài)和位置，實(shí)現(xiàn)快速精確地定位。

請(qǐng)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(gè)，其中，一個(gè)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(gè)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(gè)第三激光接收定位靶41和用于監(jiān)測(cè)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(gè)，均固定安裝在所述第四基座43上，兩個(gè)所述第二攝像頭42各對(duì)準(zhǔn)一個(gè)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(jìn)而通過人工操作調(diào)整第四支架4的姿態(tài)和位置，實(shí)現(xiàn)快速精確地定位。

本實(shí)用新型的工作過程如下：

步驟1：利用水平儀，對(duì)第一支架1進(jìn)行基礎(chǔ)水平校正。首先，根據(jù)第一支架1上的兩個(gè)第一激光發(fā)射器11發(fā)出的兩束激光束的相對(duì)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(jī)葉片的中心軸線。

步驟2：利用水平儀，對(duì)第二支架2進(jìn)行基礎(chǔ)水平校正，根據(jù)第二支架2上的兩個(gè)第二激光發(fā)射器24發(fā)出的兩束激光束的相對(duì)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(jī)葉片的中心軸線。

步驟3：調(diào)整第一支架1的位置，使兩個(gè)第一激光發(fā)射器11發(fā)出的兩束激光準(zhǔn)確定位到第二支架2上的兩個(gè)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(jī)葉片中心軸線的基準(zhǔn)水平校正。

步驟4：通過第三支架3上安裝的兩個(gè)第一攝像頭32，使其分別對(duì)準(zhǔn)第三支架3上的兩個(gè)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(zhǔn)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(jī)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(zhǔn)，控制風(fēng)機(jī)葉片的精準(zhǔn)定位。

步驟5：在第四支架4上安裝有兩個(gè)第二攝像頭42，使其分別對(duì)準(zhǔn)第四支架4上的兩個(gè)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(zhǔn)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(jī)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(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不違背本實(shí)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(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。