[发明专利]伺服电机驱动的风电叶片疲劳试验激振装置及试验方法

权利要求书

1.一种伺服电机驱动的风电叶片疲劳试验激振装置，用于对风电叶片进行挥舞方向和摆振方向的复合疲劳加载试验，其特征在于，包括：

风电叶片夹具，套装在所述风电叶片某段截面上，包括开设有仿形孔的夹持体和套装在所述夹持体外部的框架，所述夹持体具有上下对称的结构，所述框架包括：

沿X轴方向延伸的上安装面和下安装面，所述上安装面和下安装面上分别设有与激振单元连接固定的安装孔，实验时，在上安装面和下安装面上对称安装一套激振单元，用以带动风电叶片实现叶片切向振动；

沿Y轴方向延伸的左侧安装面和右侧安装面，所述左侧安装面和右侧安装面上分别设有与激振单元连接固定的安装孔，实验时，在左侧安装面和右侧安装面上对称安装一套激振单元，用以带动风电叶片实现叶片面向振动；

所述激振单元包括：

机架，由四条杆件围合形成且具有矩形空腔，机架的上端设置有直线位移驱动机构，所述直线位移驱动机构的驱动端与设置在矩形空腔内的直线移动部分传动连接，所述直线移动部分包括中心架，中心架上远离机架两侧面上对称设有两个中心架盖，两个对称架盖上安装有配重块；

中心架与机架相接触的一侧侧面上设有沿所述直线移动部分移动方向布置的直线导轨副；

所述直线位移驱动机构包括：伺服电机、方轴承座、滚珠丝杠以及弹簧，其中，伺服电机安装在机架上，通过联轴器带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠上的丝杠螺母与中心架固定连接，方轴承座安装在机架上，通过内部的轴承将滚珠丝杠轴向固定；

所述机架上端设有与上弹簧座连接的连接孔，所述中心架盖的底部以及配重块上均设有供下弹簧座连接的连接孔，上弹簧座和下弹簧座之间连接所述弹簧；

丝杠后支撑，安装在机架底部，丝杠后支撑中设有与滚珠丝杠的轴线共轴的支撑孔，所述滚珠丝杠的底端装入所述支撑孔中；

第一位移检测传感器，用于监测直线导轨副上滑块的上、下限位置，并将检测的第一位移信号发送至下位机；

第二位移检测传感器，用于检测叶片的振幅，并将检测的第二位移信号发送至下位机；

丝杠超限报警器，与所述下位机信号连接；

伺服电机故障报警器，与所述下位机信号连接；

丝杠润滑机构，包括油泵、油液换向阀以及储油箱，其中，油泵用于从储油箱中抽取润滑油，下位机根据设定的润滑时间间隔激活油液换向阀是否出油；

所述下位机通过数据线与上位机实现数据通信。

2.根据权利要求1所述的伺服电机驱动的风电叶片疲劳试验激振装置，其特征在于，所述中心架与方轴承座之间安装有防止方轴承座与中心架刚性碰撞的上缓冲橡胶垫；所述机架下部安装有防中心架与机架刚性碰撞的下缓冲橡胶垫。

3.根据权利要求1所述的伺服电机驱动的风电叶片疲劳试验激振装置，其特征在于，所述第一位移检测传感器为光电式位移传感器，包括两个，两个光电式位移传感器分别安装在所述直线导轨副的上、下两端；

所述第二位移检测传感器为激光式位移传感器，安装于叶片正下方，通过激光光束垂直照射于叶片底面，由此检测叶片的振幅。

4.根据权利要求1所述的伺服电机驱动的风电叶片疲劳试验激振装置，其特征在于，所述中心架盖上通过工作板与配重块连接，所述配重块由小配重块、中配重块、大配重块组成，所述工作板上设有用于安装大小不同配重块的配重块安装槽。

5.根据权利要求1所述的伺服电机驱动的风电叶片疲劳试验激振装置，其特征在于，所述框架由H型钢制成，所述H型钢的一侧与夹持体固定连接，另一侧设有所述上安装面和下安装面；H型钢的两端分别设有所述左侧安装面和右侧安装面。

6.根据权利要求1所述的伺服电机驱动的风电叶片疲劳试验激振装置，其特征在于，所述直线导轨副包括直线导轨、滑块以及滑块安装板，其中，所述直线导轨安装在机架上与中心架相邻的一侧，滑块安装在滑块安装板上，滑块安装板安装在中心架上。