一种风电机组状态监测数据采集的系统的制作方法

1.本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种风电机组状态监测数据采集的系统。


背景技术：

2.由于风电机组的结构形式复杂、体量巨大，受到风电机组条件和安装费用的限制，一般只能在风电机组有限的位置上布设一定数目的传感器，通过布设的传感器来监测风电机组结构的健康状态。因此，在风电机组上合理布设传感器成为风电机组结构健康状态监测的关键问题。
3.本实验团队长期针对风电机组监测的相关技术进行大量相关记录资料的浏览和研究，同时依托相关资源，并进行大量相关实验，经过大量检索发现存在的现有技术如现有技术公开的cn113294299a、cn109653962b、cn105510038b、和cn110005580b，如现有技术公开的一种风电机组在线监测系统，包括现场声音传感器，声音分析装置，红外监测装置，红外分析装置，控制装置，报警装置；声音传感器与声音分析装置连接，声音分析装置与控制装置连接；红外监测装置与红外分析装置连接，红外分析装置与控制装置连接；控制装置与报警装置连接；其中声音传感器固定设置在风电机组的转动主轴附近，红外监测装置的红外成像仪可以在机舱内轴向移动。
4.为了解决本领域普遍存在对风电机组状态数据采集不全面等等问题，作出了本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对目前本领域所存在的不足，提出了一种风电机组状态监测数据采集的系统。
6.为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：
7.一种风电机组状态监测数据采集的系统，所述系统包括相对风电机组的塔筒进行移动的移动检测模块、设置于所述移动检测模块上以对塔筒的外筒壁机进行图像获取的图像获取模块、配合设置于移动检测模块上的用于对塔筒的振动情况进行监测的振动监测模块、和驱动所述图像获取模块进行移动以对不同塔筒进行监测的驱动模块，
8.所述移动检测模块包括用于固定于塔筒附近的机壳、用于配合至所述塔筒外筒壁的预设距离处的环绕壳、设置于所述环绕壳上的用于对所述塔筒的外壁进行图像获取的微型摄像装置、驱动所述环绕壳相对所述机壳进行升降移动的升降机构、和驱动所述环绕壳围绕塔筒外筒壁进行移动的围绕驱动机构，其中所述机壳横截面为凹型结构，且以所述凹型结构区域为机壳的凹型区，以所述凹型区的开口区域为凹陷口，且机壳的相应凹陷设置的凹型区用于配合放置部分塔筒，且所述凹陷口的径长大于塔筒径长设置，
9.其中，所述环绕壳为开环结构的壳体，所述环绕壳能够同轴心围绕至外筒壁外部，所述环绕壳包括设置于内环区域的内环壁、设置于外环区域的外环壁、上环壁和下环壁。
10.进一步的，所述围绕驱动机构包括设置于所述机壳上壳壁的弧形结构的弧形凹
槽、活动限位于所述弧形凹槽上的移动块、固定于所述移动块的上块壁的固定座、至少部分从移动块的下块壁贯出的转动齿轮、驱动所述转动齿轮进行转动作业的减速电机、和设置于所述弧形凹槽的槽底壁以与所述转动齿轮啮合传动的外齿纹，通过所述减速电机驱动所述转动齿轮的转动作业以实现驱动移动块沿弧形凹槽进行移动，并且所述减速电机为双向转动电机，进而通过减速电机的双向驱动作业实现驱动移动块沿弧形凹槽进行往返移动作业。
11.进一步的，所述升降机构包括升降台、水平固定于所述升降台上台面的水平板、竖直固定于所述移动块上的稳定杆、竖直固定于所述稳定杆上的线性滑轨、活动配合于所述线性滑轨上的滑块、和若干个分别将所述滑块与水平板的侧板壁固定连接的连接杆，所述环绕壳通过锁合器固定于所述水平板上，所述升降台的底部固定于所述固定座上。
12.进一步的，所述图像获取模块若干个分别设置于所述内环壁和上环壁上的微型摄像装置。
13.进一步的，所述驱动模块为固定至所述机壳底部且用于定向驱动机壳移动至不同塔筒的附近位置的agv小车，agv小车根据预设的路径和指令，以驱动机壳达到不同的塔筒附近位置进行监测作业，且以机壳到达塔筒附近并能够进行监测作业的位置为相应塔筒的监测位置。
14.进一步的，所述振动监测模块包括若干个均匀分布于所述环绕壳的内环壁的振动监测单元，其中每个振动监测单元分别包括固定于所述环绕壳的内环壁的固定壳、设置于固定壳内部的配合筒、能够活动贯穿所述配合筒和固定壳的抵接块、敷设于所述配合筒内以监测抵接块与配合筒的撞击力度的柔性压力传感器、两个分别设置于所述配合筒的其中两个相对设置的侧筒壁上的线性开口、至少两个分别贯穿所述线性开口且分别与所述抵接块的不同侧块壁固定连接的活动板、和其中一端固定于所述固定壳内部且另一端与活动板连接固定的缓冲弹簧，每个活动板上分别连接有一个缓冲弹簧，且所述缓冲弹簧与线性开口平行设置，活动板与线性开口垂直设置。
15.本发明所取得的有益效果是：
16.1.通过移动检测模块可以实现对不同塔筒的监测，能够全方位、全面地了解风电机组的状态，助于工作人员及时发现塔筒问题，进行及时维护和修复。
17.2.本发明通过移动检测模块采用无接触式的监测方式，不需要对风电机组进行任何干扰，不会对其运行产生影响，进而实现在风电机组的正常运行下进行图像获取，有效提高系统的监测数据采集的可靠性和准确性。
18.3.本发明通过监测抵接块对通道底壁的撞击压力值，进而能够使得工作人员了解到风电机的振动情况，并据此采取相应的措施来维护和修理风电机，以确保其正常运行和延长使用寿命，同时振动监测模块中的抵接块在缓冲弹簧的作用下能够对塔筒的碰撞力进行缓冲，从而有效减少压力传感器的损坏，延长其使用寿命，提高了对风电机的监测数据采集的可靠性和经济效益。
附图说明
19.从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
20.图1为本发明的移动检测模块的部分主视示意图。
21.图2为本发明的机壳的部分结构俯视示意图。
22.图3为本发明的围绕驱动机构的部分结构剖视示意图。
23.图4为本发明的环绕壳的俯视示意图的结构示意图。
24.图5为本发明的振动监测模块的部分结构示意图。
25.图6为本发明的振动监测模块的另一结构示意图。
26.附图标号说明：1-线性滑轨；2-滑块；3-稳定杆；4-移动块；5-上壳壁；6-机壳；7-固定座；8-升降台；9-水平板；10-环绕壳；11-连接杆；12-外齿纹；13-弧形凹槽；14-凹型区；15-转动齿轮；16-减速电机；17-容腔；18-内环壁；19-外筒壁；20-塔筒；21-固定壳；22-活动板；23-缓冲弹簧；24-腔底面；25-连接面；26-通道底壁；27-内部通道；28-配合筒；29-贯穿开口；30-抵接块；31-探出口；32-作业腔；33-线性开口。
具体实施方式
27.为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；要指出的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限制本案。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。并且关于附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
28.实施例一：结合附图1、附图2、附图3、附图4、附图5和附图6，本实施例构造了一种风电机组状态监测数据采集的系统,所述系统包括相对风电机组的塔筒进行移动的移动检测模块、设置于所述移动检测模块上以对塔筒的外筒壁机进行图像获取的图像获取模块、配合设置于移动检测模块上的用于对塔筒的振动情况进行监测的振动监测模块、和驱动所述图像获取模块进行移动以对不同塔筒进行监测的驱动模块；
29.所述移动检测模块包括用于固定于塔筒附近的机壳、用于配合至所述塔筒外筒壁的预设距离处的环绕壳、设置于所述环绕壳上的用于对所述塔筒的外壁进行图像获取的微型摄像装置、驱动所述环绕壳相对所述机壳进行升降移动的升降机构、和驱动所述环绕壳围绕塔筒外筒壁进行移动的围绕驱动机构，其中所述机壳横截面为凹型结构，且以所述凹型结构区域为机壳的凹型区，以所述凹型区的开口区域为凹陷口，且机壳的相应凹陷设置的凹型区用于配合放置部分塔筒，且所述凹陷口的径长大于塔筒径长设置；
30.其中，所述环绕壳为开环结构的壳体，所述环绕壳能够同轴心围绕至外筒壁外部，所述围绕驱动机构包括设置于所述机壳上壳壁的弧形结构的弧形凹槽、活动限位于所述弧形凹槽上的移动块、固定于所述移动块的上块壁的固定座、至少部分从移动块的下块壁贯出的转动齿轮、驱动所述转动齿轮进行转动作业的减速电机、和设置于所述弧形凹槽的槽底壁以与所述转动齿轮啮合传动的外齿纹，其中所述移动块包括设置于移动块内部的容腔、和设置于移动块的下块壁以与容腔连通设置的连通口，所述减速电机设置于所述容腔内，所述转动齿轮通过转动轴可转动固定于所述容腔，且至少部分转动齿轮从连通口贯出至移动块外部以与所述外齿纹啮合设置，其中，所述转动齿轮为锥形齿轮，所述外齿纹与转动齿轮啮合传动，通过所述减速电机驱动所述转动齿轮的转动作业以实现驱动移动块沿弧
形凹槽进行移动，并且所述减速电机为双向转动电机，进而通过减速电机的双向驱动作业实现驱动移动块沿弧形凹槽进行往返移动作业；
31.本发明通过移动检测模块采用无接触式的监测方式，不需要对风电机组进行任何干扰，不会对其运行产生影响，进而实现在风电机组的正常运行下进行图像获取，有效提高系统的监测数据采集的可靠性和准确性。
32.实施例二：结合附图1、附图2、附图3、附图4、附图5和附图6，除了包含以上实施例的内容以外，还在于,所述升降机构包括升降台、水平固定于所述升降台上台面的水平板、竖直固定于所述移动块上的稳定杆、竖直固定于所述稳定杆上的线性滑轨、活动配合于所述线性滑轨上的滑块、和若干个分别将所述滑块与水平板的侧板壁固定连接的连接杆，所述升降台进行升降作业时，所述滑块被驱动至沿线性滑轨进行移动，且在所述连接杆的连接作业下，有效提高所述水平板在升降过程中稳定性；
33.所述环绕壳通过锁合器固定于所述水平板上，所述升降台的底部固定于所述固定座上，其中所述环绕壳包括设置于内环区域的内环壁、设置于外环区域的外环壁、上环壁和下环壁；
34.所述图像获取模块若干个分别设置于所述内环壁和上环壁上的微型摄像装置；
35.所述驱动模块为固定至所述机壳底部且用于定向驱动机壳移动至不同塔筒的附近位置的agv小车，agv小车根据预设的路径和指令，沿着风电机场地内的预先导线、地磁带或者光电导航线等设施移动，以驱动机壳达到不同的塔筒附近位置进行监测作业，且以机壳到达塔筒附近并能够进行监测作业的位置为相应塔筒的监测位置；
36.具体的，在所述系统对风电机组进行监测数据采集时，所述机壳由agv小车驱动至相应塔筒的监测位置时，所述机壳的凹陷区对部分塔筒进行容置，并且塔筒、线性轨道和环绕壳之间同轴设置，同时环绕壳的内环壁与塔筒的外筒壁之前以预设的监测距离设置；
37.进一步，通过所述围绕驱动机构驱动移动块沿所述弧形凹槽进行移动过程中，所述环绕壳被同步驱动至沿同一水平高度范围的外筒壁进行环绕，在升降机构的升降作业下，所述环绕壳被同步驱动至沿不同水平高度的外筒壁进行竖直移动，在围绕驱动机构和升降驱动机构的配合作业下，实现驱动环绕壳相对配合至塔筒的不同外筒壁的监测距离处，进而实现图像获取模块对塔筒外筒壁的获取图像的全面性，以保证工作人员后续基于获取图像而对风电机组的状态监测的精准度。
38.实施例三：结合附图1、附图2、附图3、附图4、附图5和附图6，除了包含以上实施例的内容以外，还在于,所述振动监测模块包括若干个均匀分布于所述环绕壳的内环壁的振动监测单元，其中每个振动监测单元分别包括固定于所述环绕壳的内环壁的固定壳、设置于固定壳内部的配合筒、能够活动贯穿所述配合筒和固定壳的抵接块、敷设于所述配合筒内以监测抵接块与配合筒的撞击力度的柔性压力传感器、两个分别设置于所述配合筒的其中两个相对设置的侧筒壁上的线性开口、至少两个分别贯穿所述线性开口且分别与所述抵接块的不同侧块壁固定连接的活动板、和其中一端固定于所述固定壳内部且另一端与活动板连接固定的缓冲弹簧，每个活动板上分别连接有一个缓冲弹簧，且所述缓冲弹簧与线性开口平行设置，活动板与线性开口垂直设置；
39.其中，所述固定壳包括设置于内部的作业腔、设置于壳壁的与作业腔连通设置的探出口、与所述内环壁固定连接的连接壳壁、和设置有所述探出口的探出壳壁，所述连接壳
壁与所述探出壳壁相对设置，且以所述连接壳壁的与内环壁所固定的一面为连接壳壁的连接面，以连接壳壁的位于作业壳内的其中一面为连接壳壁的腔底面，所述缓冲弹簧的其中一端固定于所述腔底面上；
40.所述配合筒为筒状结构，且配合筒包括内部通道、设置于配合筒的筒壁上并且与内部通道连通设置的贯穿开口、和与所述贯穿开口相对设置的通道底壁，且所述贯穿开口相对靠近探出口设置，且所述抵接块的能够依次从贯穿开口和探出口贯出至固定壳外部，所述配合筒设置于作业腔内，并且探出口与贯穿开口相对设置，所述缓冲弹簧与线性开口平行设置，其中每个线性开口分别贯穿配合一个活动板，所述活动板垂直所述线性开口设置，抵接块能够往返贯穿所述配合筒，且活动板在抵接块的驱动下沿线性开口长度方向进行往返移动，所述柔性压力传感器设置于所述通道底壁上；
41.所述缓冲弹簧在在不受任何力的作用下的自然长度下，抵接块的至少部分从所述探出口和贯穿开口贯出至固定壳外部，并且在风电机的塔筒振动过程中对抵接块进行碰撞时，抵接块朝通道底壁进行移动，缓冲弹簧进行持续收缩直至抵接块抵接至通道底壁，同时位于通道底壁的压力传感器监测到抵接块对通道底壁的撞击压力值；
42.所述撞击压力值与风电机作业过程中的振动强度正相关，根据撞击压力值的数据采集进而能够使得工作人员对风电机作业状态的监测，同时，可活动的抵接块与缓冲弹簧之间通过对塔筒的碰撞力的缓冲进而有效减少压力传感器的损坏；
43.本发明通过监测抵接块对通道底壁的撞击压力值，进而能够使得工作人员了解到风电机的振动情况，并据此采取相应的措施来维护和修理风电机，以确保其正常运行和延长使用寿命，同时振动监测模块中的抵接块在缓冲弹簧的作用下能够对塔筒的碰撞力进行缓冲，从而有效减少压力传感器的损坏，延长其使用寿命，提高了对风电机的监测数据采集的可靠性和经济效益。
44.虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。并且应当理解，在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

技术特征：
1.一种风电机组状态监测数据采集的系统，其特征在于，所述系统包括相对风电机组的塔筒进行移动的移动检测模块、设置于所述移动检测模块上以对塔筒的外筒壁机进行图像获取的图像获取模块、配合设置于移动检测模块上的用于对塔筒的振动情况进行监测的振动监测模块、和驱动所述图像获取模块进行移动以对不同塔筒进行监测的驱动模块，所述移动检测模块包括用于固定于塔筒附近的机壳、用于配合至所述塔筒外筒壁的预设距离处的环绕壳、设置于所述环绕壳上的用于对所述塔筒的外壁进行图像获取的微型摄像装置、驱动所述环绕壳相对所述机壳进行升降移动的升降机构、和驱动所述环绕壳围绕塔筒外筒壁进行移动的围绕驱动机构，其中所述机壳横截面为凹型结构，且以所述凹型结构区域为机壳的凹型区，以所述凹型区的开口区域为凹陷口，且机壳的相应凹陷设置的凹型区用于配合放置部分塔筒，且所述凹陷口的径长大于塔筒径长设置，其中，所述环绕壳为开环结构的壳体，所述环绕壳能够同轴心围绕至外筒壁外部，所述环绕壳包括设置于内环区域的内环壁、设置于外环区域的外环壁、上环壁和下环壁。2.如权利要求1所述的风电机组状态监测数据采集的系统，其特征在于，所述围绕驱动机构包括设置于所述机壳上壳壁的弧形结构的弧形凹槽、活动限位于所述弧形凹槽上的移动块、固定于所述移动块的上块壁的固定座、至少部分从移动块的下块壁贯出的转动齿轮、驱动所述转动齿轮进行转动作业的减速电机、和设置于所述弧形凹槽的槽底壁以与所述转动齿轮啮合传动的外齿纹，通过所述减速电机驱动所述转动齿轮的转动作业以实现驱动移动块沿弧形凹槽进行移动，并且所述减速电机为双向转动电机，进而通过减速电机的双向驱动作业实现驱动移动块沿弧形凹槽进行往返移动作业。3.如权利要求2所述的风电机组状态监测数据采集的系统，其特征在于，所述升降机构包括升降台、水平固定于所述升降台上台面的水平板、竖直固定于所述移动块上的稳定杆、竖直固定于所述稳定杆上的线性滑轨、活动配合于所述线性滑轨上的滑块、和若干个分别将所述滑块与水平板的侧板壁固定连接的连接杆，所述环绕壳通过锁合器固定于所述水平板上，所述升降台的底部固定于所述固定座上。4.如权利要求3所述的风电机组状态监测数据采集的系统，其特征在于，所述图像获取模块包括若干个分别设置于所述内环壁和上环壁上的微型摄像装置。5.如权利要求4所述的风电机组状态监测数据采集的系统，其特征在于，所述驱动模块为固定至所述机壳底部且用于定向驱动机壳移动至不同塔筒的附近位置的agv小车，agv小车根据预设的路径和指令，以驱动机壳达到不同的塔筒附近位置进行监测作业，且以机壳到达塔筒附近并能够进行监测作业的位置为相应塔筒的监测位置。6.如权利要求5所述的风电机组状态监测数据采集的系统，其特征在于，所述振动监测模块包括若干个均匀分布于所述环绕壳的内环壁的振动监测单元，其中每个振动监测单元分别包括固定于所述环绕壳的内环壁的固定壳、设置于固定壳内部的配合筒、能够活动贯穿所述配合筒和固定壳的抵接块、敷设于所述配合筒内以监测抵接块与配合筒的撞击力度的柔性压力传感器、两个分别设置于所述配合筒的其中两个相对设置的侧筒壁上的线性开口、至少两个分别贯穿所述线性开口且分别与所述抵接块的不同侧块壁固定连接的活动板、和其中一端固定于所述固定壳内部且另一端与活动板连接固定的缓冲弹簧，每个活动板上分别连接有一个缓冲弹簧，且所述缓冲弹簧与线性开口平行设置，活动板与线性开口垂直设置。

技术总结
本发明提供了一种风电机组状态监测数据采集的系统，与现有技术比较，本发明的风电机组状态监测数据采集的系统还包括相对风电机组的塔筒进行移动的移动检测模块、设置于所述移动检测模块上以对塔筒的外筒壁机进行图像获取的图像获取模块、配合设置于移动检测模块上的用于对塔筒的振动情况进行监测的振动监测模块、和驱动所述图像获取模块进行移动以对不同塔筒进行监测的驱动模块。通过这些模块和机构的协同工作，实现对风电机组不同区域监测的全面性和准确性。的全面性和准确性。的全面性和准确性。


技术研发人员：曹世鹏 巨思旸 张刚伟
受保护的技术使用者：众芯汉创（西安）科技有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/7/12