[发明专利]风电叶片主梁成型的纤维布自动铺放方法及装置

说明书

本发明提供一种风电叶片主梁纤维布自动铺层设备，包括主车和夹布定位装置。主车包括上机架、下机架、布架、导向胶辊机构、布卷定位机构、送布机构、上机架左右调整机构、主车行走机构、布料切割机构；夹布定位装置包括行走机构和夹布机构，夹布定位装置在一端将布夹住，主车通过送布胶辊Ⅰ、送布胶辊Ⅱ驱动布辊使之与主车行进速度一致，保证了纤维布在铺放过程中张力恒定，通过伺服电机驱动和同步带的传动方式，保证了铺布长度的精度；在夹布定位装置中通过丝杠驱动错齿型的夹爪保证了纤维布夹持的稳定。本发明取代人工铺放纤维布工作，机械化铺布效率高，设备简单易操作，大大降低了风电叶片的铺布成本。

技术领域

本发明涉及风电叶片主梁纤维布铺放技术，尤其是指一种风电叶片主梁成型的纤维布自动铺放方法及装置。

背景技术

目前风电叶片主梁纤维布的铺设主要靠人工完成，完成一件大梁纤维布的铺设需要两名熟练工人来回走约6公里，耗时约2个小时。为了在保证精度的前提下改善工人的劳动环境和劳动强度，根据现场观察和讨论分析，拟模拟人工操作流程，用机电设备代替人工劳动，以降低劳动强度，提高劳动效率，稳定产品质量，需要发明一种风电叶片主梁成型的纤维布自动铺放方法及装置，取代现有的人工铺放方式以提高风电叶片主梁纤维布铺放质量和效率。

发明内容

本发明的目的在于针对上述人工铺放方式的不足，提出一种机械化的自动铺放装置。

其技术方案为：风电叶片主梁成型的纤维布自动铺放装置包括行走放布的主车和夹布定位装置。其中行走放布主车包括上机架、下机架、布架、导向胶辊机构、布卷定位机构、送布机构、上机架左右调整机构、主车行走机构、布料切割机构，其中上机架为四根方管焊接成的正方形框架，下机架的顶部为四根方管焊接成的宽度与上机架宽度相等的矩形框架，矩形框架的四个顶点分别竖直焊接有方管，方管的外侧面与顶部矩形框架的侧面平齐，方管的下端安装有行走轮Ⅱ；布架包括布架连接架Ⅰ、布架连接架Ⅱ、布架横梁Ⅰ、布架横梁Ⅱ、布架横梁Ⅲ，其中布架横梁Ⅰ、布架横梁Ⅱ、布架横梁Ⅲ相互平行，并等间距焊接在弧状的布架连接架Ⅱ上，一对布架连接架Ⅰ通过销钉Ⅱ分别铰接在上机架的一对平行边的上端面上，布架连接架Ⅰ的另一端焊接有布架连接架Ⅱ，由于上机架铰链支座的限制，布架可绕销钉Ⅱ在90度范围内活动；导向胶辊机构包括胶辊连接架、大胶辊、小胶辊、操作横梁、胶辊支撑板，两个L型的胶辊支撑板用螺钉分别固定在上机架的两边方管的上平面，大胶辊、小胶辊分别与胶辊连接架铰接、操作横梁与胶辊连接架成90度焊接在一起，大胶辊小胶辊、操作横梁的轴线相互平行，胶辊连接架通过销钉Ⅰ与胶辊支撑板的顶端一侧铰接，胶辊连接架压在大胶辊两端轴颈上；布卷定位机构包括挡板、挡板固定轴、固定支座，左右固定支座分别焊接到上机架左右方管的上平面前部，左右固定座分别与上机架左右方管内平面共面，挡板固定轴与固定支座铰接在一起，T形挡板包括左右两个相同的挡板，连接孔在上部一端突出处，分别焊接到挡板固定轴，挡板的下部后截面与上支架的方管内平面平行并且相接触，左右挡板之间的距离与布卷的宽度相同，在左右挡板的限制下布卷的左右位置保持不变；送布机构包括下支撑板Ⅱ、下支撑板Ⅰ、送布胶轮Ⅰ、送布胶轮Ⅱ、送布电机、同步带轮Ⅰ、同步带轮Ⅱ、同步带Ⅰ、轴承座Ⅰ、同步带轮Ⅲ、同步带轮Ⅳ、同步带Ⅱ、布卷固定芯轴、滑槽，矩形的下支撑板Ⅱ和下支撑板Ⅰ别分固定在上机架左右方管内平面，送布胶轮Ⅰ和送布胶轮Ⅱ的直径相等，轴线平行且轴线均在同一水平面内，其表面均为带有平行齿槽的胶皮，均通过轴承座Ⅰ固定在下支撑板Ⅰ和下支撑板Ⅱ上，送布电机固定在下支撑板Ⅰ上，与送布胶轮Ⅰ和送布胶轮Ⅱ轴线平行，且位于同一水平面内，布卷放到送布胶轮Ⅰ和送布胶轮Ⅱ之间的正上方，两个滑槽截面成C形，C形背面分别竖直焊接到上机架两侧方管的内平面，布卷固定芯轴有两个轴肩，其两端轴颈处装有轴承，布卷固定芯轴穿过布卷的中心孔，铺布过程中随布卷直径的减小，布卷固定芯轴在滑槽内向下滑动，同步带轮Ⅱ固定在送布电机的输出轴上，同步带轮Ⅰ固定在送布胶轮Ⅰ的一侧，同步带轮Ⅱ、同步带轮Ⅰ轴线在同一水平面内，同步带轮Ⅱ和同步带轮Ⅰ通过同步带Ⅰ连接在一起，同步带轮Ⅲ固定在送布胶轮Ⅰ的另一侧，同步带轮Ⅳ固定在送布胶轮Ⅱ的一侧，通过同步带连接到一起，送布电机通过同步带轮Ⅱ、同步带Ⅰ、同步带轮Ⅰ、同步带轮Ⅲ、同步带Ⅱ、同步带轮Ⅳ使送布胶轮Ⅰ和送布胶轮Ⅱ同转向且同步转动；上机架左右调整机构包括调整电机支撑板、调整电机、联轴器Ⅰ、丝杠螺母Ⅰ、丝杠Ⅰ、导轨、滑块，调整电机支撑板开有一个电机定位孔、四个电机固定孔、两个对称的长孔，调整电机支撑板通过长孔用螺栓竖直固定到下机架的外侧，调整电机通过固定在调整电机支撑板，调整电机输出轴通过联轴器Ⅰ与丝杠Ⅰ连接，丝杠螺母Ⅰ通过螺栓与上机架一侧方钢连接，两导轨分别固定在下机架前后方管的上平面中间位置，4个滑块分别固定在上机架前后方管的下底面，前后方管下底面各装有两个滑块，前后滑块的垂直距离与两导轨之间的宽度相等，调整电机通过丝杠Ⅰ、丝杠螺母Ⅰ驱动上机架在导轨上左右滑动；主车行走机构包括行走电机Ⅰ、行走电机支撑板、同步带轮Ⅴ、同步带Ⅲ、同步带轮Ⅵ、传动轴、同步带轮Ⅶ、同步带Ⅳ、同步带轮Ⅷ、行走轮Ⅰ、行走轮Ⅱ、轴承座Ⅱ、行走轴、螺钉Ⅱ, 行走电机支撑板水平固定在下机架竖直方管上方内侧，与下支撑板Ⅱ平行，行走电机Ⅰ通过螺栓与行走电机支撑板连接，行走电机Ⅰ位于下机架外部且尾部朝向外侧，其输出轴固定有同步带轮Ⅴ，传动轴固定在下机架的竖直方管的上方，传动轴长度大于下机架的长度，并且传动轴两侧伸出下机架的伸长量相等，传动轴的两端及传动轴与同步带轮Ⅴ共面处分别装有同步带轮Ⅶ、同步带轮Ⅵ，行走轮Ⅰ安装到下机架竖直方管下方中间位置，同步带轮Ⅷ安装到下机架的前方管下方的外侧，同步带轮Ⅷ、行走轮Ⅰ均与下支撑板Ⅱ平行，同步带轮Ⅷ、行走轮Ⅰ通过行走轴连接在一起，行走电机Ⅰ通过同步带轮Ⅴ、同步带Ⅲ、同步带轮Ⅵ的传动驱动传动轴转动，传动轴通过同步带轮Ⅶ、同步带Ⅳ、同步带轮Ⅷ的传动驱动行走轮Ⅰ在导轨上行走，行走轴通过承座Ⅱ、螺钉Ⅱ安装到下机架的下方方管内，行走轮Ⅱ固定在行走轴上，行走轮Ⅱ与通过下支撑板Ⅱ平行，行走轮Ⅱ作为从动轮转动；布料切割机构包括切布电机、联轴器Ⅱ、丝杠Ⅱ、螺母Ⅱ、直线导轨、直线轴承、滑动支架、旋转气缸、气缸、夹布胶辊Ⅰ、夹布胶辊Ⅱ、切刀、连接架，两条直线导轨分别水平固定在下支撑板Ⅰ和下支撑板Ⅱ，切布电机固定在一侧的下支撑板Ⅱ，切布电机尾部朝向外侧，切布电机输出轴通过联轴器Ⅱ与丝杠Ⅱ相连接，滑动支架为开有中心对称的三个孔的长方体，两根直线导轨分别穿过安装有直线轴承的滑动支架的外侧孔，丝杠Ⅱ穿过装有螺母Ⅱ的滑动支架的中间孔，旋转气缸固定在滑动支架的下底面，旋转气缸的输出轴与连接架的一端固定，连接架的另一端固定有切刀，两个气缸分别水平固定到下支撑板Ⅰ和下支撑板Ⅱ外侧面，销钉Ⅳ的一端为扁平状，另一段为圆柱形，圆柱形一端装有轴承，夹布胶辊Ⅰ与装有轴承一端的销钉Ⅳ相铰接，销钉Ⅳ扁平的一端用螺栓固定到气缸的活塞杆上，夹布胶辊Ⅱ两端通过装有轴承的销钉Ⅲ与下支撑板Ⅰ和下支撑板Ⅱ上相铰接，夹布胶辊Ⅱ可转动，切割时，两个气缸的活塞杆带动夹布胶辊Ⅰ移动，布料被夹布胶辊Ⅰ和夹布胶辊Ⅱ夹住，旋转气缸将切刀转到切割位，滑动支架在切布电机的驱动下，由一侧切割到另一侧；其特征为在于夹布定位装置包括主机架、腿板、夹布定位装置行走机构、夹布机构，主机架由四根方管焊接而成，整体呈长方形，主机架两侧面的前后位置分别焊接有腿板；夹布定位装置行走机构包括行走电机Ⅱ、行走电机Ⅱ支架、同步带轮Ⅸ、同步带Ⅴ、同步带轮Ⅹ、传动轴Ⅱ、行走轮Ⅲ、轴承座Ⅲ，行走电机Ⅱ支架开有一个电机定位孔、四个电机固定螺栓孔、四个支架固定螺栓孔，行走电机Ⅱ支架固定在主机架后方管外侧面，行走电机Ⅱ尾部朝向里侧，行走电机Ⅱ的输出轴固定有同步带轮Ⅸ，传动轴Ⅱ通过轴承座Ⅲ固定到两腿板的下方，传动轴Ⅱ与行走电机Ⅱ的轴线平行且在同一垂直平面内，传动轴Ⅱ靠近腿板的内侧安装有行走轮Ⅲ，传动轴Ⅱ两端靠近腿板的外侧安装有同步带轮Ⅹ，同步带Ⅴ连接同步带轮Ⅸ和同步带轮Ⅹ，行走电机Ⅱ通过步带轮Ⅸ、同步带Ⅴ、同步带轮Ⅹ驱动传动轴Ⅱ转动，传动轴Ⅱ带动左右行走轮Ⅲ转动；夹布机构包括夹布电机、夹布电机支撑板、联轴器Ⅲ、丝杠Ⅲ、螺母Ⅲ、移动连接架、销钉Ⅴ、销钉Ⅵ、连接板Ⅰ、连接板Ⅱ、下夹板、上夹板、夹板支架,夹布电机支撑板一端开有两个平行的长孔，另一端开有电机定位孔和电机固定螺栓孔，夹布电机支撑板中心对称，用螺栓通过长孔将夹布电机支撑板固定到主机架后方管内侧中间位置，夹布电机固定到夹布电机支撑板，夹布电机尾部朝向外侧，夹布电机输出轴通过联轴器Ⅲ与丝杠Ⅲ相连接，移动连接架呈“凹”形，底部开孔，在开孔处固定螺母Ⅲ，移动连接架在侧面开有两个通孔，两通孔中心对称，连接板Ⅰ两端呈圆柱状，在垂直轴线方向的两端侧面分别开有通孔，连接板Ⅱ一端呈圆柱形，并开有圆孔，另一端与夹板焊接在一起，连接板Ⅰ的一端与移动连接架的通孔通过销钉Ⅴ铰接在一起，连接板Ⅰ的另一端与连接板Ⅱ的孔通过销钉Ⅵ铰接在一起，夹板支架呈“L”形，底部左右方向开有螺栓固定孔，正面沿中心线上下方向开有两通孔，底部固定到主机架两侧方管上平面，上夹板和下夹板呈错齿型，分别通过左右夹板支架与主机架铰接，夹布电机通过联轴器Ⅲ、丝杠Ⅲ、螺母Ⅲ驱动移动连接架前后移动，移动连接架通过连接板Ⅰ、连接板Ⅱ、销钉Ⅴ、销钉Ⅵ驱动上夹板、下夹板的加紧和松开。