专利名称：用于在风力涡轮机转子叶片上进行外部检查的系统和方法
技术领域：
本发明总体涉及风力涡轮机，并且更具体地涉及一种用于在风力涡轮机转子叶片上进行外部检查的系统和方法。
背景技术：
风能被认为是目前可获得的最清洁、最具环境友善性的能源之一，并且风力涡轮机在这方面获得越来越多的关注。现代风力涡轮机典型地包括塔架、发电机、变速箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片利用已知的翼型原理(foil principle)捕获来自风的动能，并且通过旋转能量的形式对动能进行传递，从而转动主轴，该主轴将转子叶片连接至变速箱，或者如果未使用变速箱，则将转子叶片直接连接至发电机。然后，发电机将机械能转换成可以配置于电网的电能。风力涡轮机部件的维护对于风力涡轮机的持续运行至关重要。因此，在风力涡轮机转子叶片上进行日常维护操作(例如检查)，以确保它们处于最佳操作状态。例如，可以对转子叶片的外部进行视觉检查以识别裂缝和其它潜在缺陷。为了进行这样的视觉检查， 常规方法需要使用布置在风力涡轮机的基座附近的望远镜。具体地，操作者通常必须查看叶片的整个长度，以查找缺陷。照这样，使用这样一种检查方法通常是非�：氖钡�。另外， 使用望远镜常常难以探测到小的表面缺陷。因此，需要有一种用于在风力涡轮机转子叶片上进行外部检查的高效且有效的系统。
发明内容
本发明的方面和优点将在下面的说明中部分地进行阐明，或者可以通过说明变得显而易见，或者可以通过本发明的实施而学到。在一个方面中，本发明公开一种用于在风力涡轮机的转子叶片上进行外部检查的系统。该系统一般可以包括一个构造成至少部分地围绕转子叶片的外周边延伸的框架和与一个框架连接的感测装置。另外，该系统可以包括从框架延伸的第一间隔臂和第二间隔臂。 第一间隔臂可以构造成与转子叶片的压力侧表面接触。第二间隔臂可以构造成与转子叶片的吸力侧表面接触。所述框架包括第一框架构件和第二框架构件，所述第一框架构件和所述第二框架构件枢转地连接在所述转子叶片的所述外周边的周围。使用至少一个枢转杆将所述第一框架构件和所述第二框架构件枢转地连接在所述转子叶片的所述外周边的周围。所述感测装置连接至所述至少一个枢转杆。所述第一框架构件和所述第二框架构件被构造成相对于所述转子叶片的所述压力侧表面和所述吸力侧表面折曲。至少一个张紧装置连接在所述第一框架构件与所述第二框架构件之间。所述第一间隔臂包括多个构造成与所述转子叶片的所述压力侧表面接触的间隔臂，并且所述第二间隔臂包括多个构造成与所述转子叶片的所述吸力侧表面接触的间隔臂。所述多个间隔臂中的每一个均形成为与所述框架连接的多个安装支架中的一个支架的一部分。所述感测装置连接至所述多个安装支架中的一个支架。所述第一间隔臂和所述第二间隔臂均包括一个构造成与所述转子叶片接触的辊子。所述系统还包括与所述框架连接的至少一个缆绳，所述至少一个缆绳被构造成沿着所述转子叶片的翼展提升和降低所述框架。
所述感测装置包括一个全方位移动变焦相机。所述感测装置包括与所述框架连接的至少一个相机，所述至少一个相机被构造成捕获所述转子叶片的所述压力侧表面、所述吸力侧表面、前缘和后缘中的至少一个的图像。所述系统还包括第二感测装置，所述第二感测装置被构造成探测所述框架和所述感测装置中的至少一个相对于所述转子叶片的位置。在另一个方面中，本发明公开一种用于在转子叶片上进行外部检查的方法。该方法通常可以包括将框架定位在转子叶片的外周边的至少一部分的周围；将感测装置连接至框架；沿着转子叶片的翼展移动框架；当沿着转子叶片的翼展移动框架时，使第一间隔臂接触在转子叶片的压力侧表面上；以及当沿着转子叶片的翼展移动框架时，使第二间隔臂接触在转子叶片的吸力侧表面上。其中，所述感测装置包括相机。所述方法还包括当沿着所述转子叶片的翼展移动所述框架时利用所述相机捕获所述转子叶片的图像；当沿着所述转子叶片的翼展移动所述框架时远程控制所述相机。其中，所述框架包括第一框架构件和第二框架构件，所述方法还包括将所述第一框架构件和所述第二框架构件枢转地连接在所述转子叶片的所述外周边的周围；探测所述框架和所述感测装置中的至少一个相对于所述转子叶片的所述压力侧表面和所述吸力侧表面中的至少一个的位置；和确定所述框架和所述感测装置中的至少一个沿着所述转子叶片的翼展的竖直位置。参照下面的说明和所附权利要求将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。包含在该说明书中并构成该说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与说明一起用于解释本发明的原理。
参照附图，说明书中阐述了面向本领域普通技术人员的本发明的完整公开，这种公开使得本领域普通技术人员能够实现本发明，也包括本发明的最佳模式，在附图中图1示出常规构造的风力涡轮机的透视图；图2示出根据本发明的各方面的用于在风力涡轮机转子叶片上进行外部检查的系统的一个实施方式的局部透视图；图3示出图2所示的系统的一部分的俯视图；图4示出图2所示的系统的该部分的侧视图；以及，图5示出图2所示的系统的该部分的边视图。附图标记列表10风力涡轮机12塔架14机舱
16叶片
18毂
100系统
102框架
104翼展
106感测装置
108上间隔臂
110下间隔臂
112间隙
114框架的内表面
116压力侧表面
118吸力侧表面
120前缘
122后缘
124第一缆绳
126第二缆绳
128第一端部框架
130第二端部框架
132下垂缆绳
134支撑表面
136上压力侧框架构件
138下压力侧框架构件
140上吸力侧框架构件
142下吸力侧框架构件
144附接点
146叶片根部
148叶片尖端
150安装支架
152连接构件
154间隔臂的端部
156辊子
158高度
160第一枢转杆
162第二枢转杆
164前缘端部
166后缘端部
168重叠开口
170枢转杆的开口
172张紧装置
具体实施例方式现在将详细参照本发明的实施方式，在附图中示出其一个或多个示例。每个示例都以对发明进行解释的方式给出，并不对本发明构成限制。实际上，对本领域技术人员而言显而易见的是，在不背离本发明的范围或者精神的前提下能够对本发明做出各种改变和变型。例如，作为一个实施方式的一部分所显示或者描述的特征能够与另一个实施方式一起使用以产生又一个实施方式。因此，期望的是，本发明覆盖落入权利要求及其等同形式的范围内的这些改变和变型。大体上，本发明公开一种用于在转子叶片上进行外部检查的系统。例如，在几个实施方式中，公开了包括构造成沿着转子叶片的翼展上升和下降的框架的系统。为了提供关于叶片的状况的信息，可以将一个或多个感测装置连接在框架上。另外，一个或多个间隔臂可以从框架向内延伸以将框架与转子叶片间隔开。如在本说明书中使用的，术语“检查”指的是在风力涡轮机上进行的并且设计成监测、感测、定位、测量和/或探测风力涡轮机的任何部件的状况以及具体的风力涡轮机的转子叶片的状况的任何操作、动作和/或测量。例如，检查可以包括，但不局限于，转子叶片的外部的视觉检查、光学无损评估(NDE)检测(例如，剪切散斑检测)、热成像检测和其它相关操作/检测。另外，术语“感测装置”可以指任何合适的传感器、设备、机构和/或可用于监测、感测、定位、测量和/或探测风力涡轮机的部件的状况的任何其它器件。因此，感测装置可以包括但不局限于视觉相机、红外相机、紫外相机、摄像机、其它合适的相机、超声波探测器、X射线探测器、其它合适的成像装置和传感器、光源(例如，发光二极管(LED)阵列)、接近传感器(proximity sensors)、位置传感器、位移传感器、线性编码器、测量装置、激光定标装置、磁感测设备、超声设备、微波仪器、主动红外设备、光学NDE检测设备、热成像检测设备和/或任何其它合适的设备、传感器、机构和/或器件。这样，在几个实施方式中，本发明的系统可以构造成在风力涡轮机转子叶片上进行外部视觉检查。例如，可能希望视觉检查转子叶片的外表面，以发现异常现象，例如裂缝和其它缺陷。因此，在这些实施方式中，公开的感测装置可以包括一个或多个合适的构造成监测、定位、感测、测量和/或探测这些异常现象的光学装置和/或成像装置。例如，在本发明的具体实施方式
中，感测装置可以包括一个或多个构造成捕获转子叶片的外部的图像的�？厝轿灰贫浣�(pan tilt zoom) (PTZ)相机。现在参照附图，图1示出常规构造的风力涡轮机10。风力涡轮机10 —般包括塔架 12，机舱14安装在塔架12上。多个转子叶片16安装在转子毂18上，转子毂18又与使主转子轴转动的主凸缘连接。风力涡轮机的发电和控制部件容纳在机舱14内。提供图1的风力涡轮机10总体上仅用作说明目的，从而将本发明置于示例性的使用领域。因此，应理解的是，本发明不局限于任何具体类型的风力涡轮机构造。现在参照图2至图5，示出用于在风力涡轮机10的转子叶片16上进行外部检查的系统100的一个实施方式。具体地，图2示出根据本发明的各方面的安装在转子叶片16的外部上的系统100的一个实施方式的局部透视图。另外，图3至图5分别示出图2所示的系统的一部分的俯视图、侧视图和边视图。大体上，系统100可以包括一个构造成沿着转子叶片16的翼展104上升和下降的框架102。另外，一个或多个感测装置106可以与框架102连接，以便当框架102沿着叶片 16移动时监测、感测、测量和/或探测转子叶片16的状况。系统还可以包括一个或多个从框架102向内延伸的间隔臂108U10.间隔臂108、110通�？梢怨乖斐捎胱右镀�16的外周边接触，从而在外周边与框架102的内表面114之间维持一个间隙112。正如通常所理解的，转子叶片16的外周边通�？梢杂稍谝镀�16的前缘120与后缘122之间延伸的压力侧表面116和吸力侧表面118界定。所公开的系统100的框架102通�？梢杂米餮刈抛右镀�16的翼展104运送感测装置106的托架。例如，在正进行转子叶片16的外部的视觉检查的实施例中，框架102 可以构造成相对于叶片16向上和向下运送合适的光学设备(例如，一个或多个相机等)，以允许捕获关于叶片16的外部的图像和其它信息。在其它实施例中，框架102可以构造成沿着转子叶片16的翼展104运送不同类型的感测装置106的组合，例如相对于叶片16向上和向下运送一个或多个相机连同光源、接近传感器、测量装置、激光定标装置等。通�？梢允褂孟钟屑际踔幸阎娜魏魏鲜实淖爸檬箍蚣�102沿着转子叶片16上升和下降。例如，在几个实施例中，一个或多个缆绳124、1沈可以连接在框架102上，以允许框架102沿着转子叶片16的翼展104竖直移动。具体地，如图2所示，第一缆绳IM可以连接在框架102的第一端部1 上，第二缆绳1 可以连接在框架102的第二端部130 上，缆绳124、1沈均向上延伸至转子叶片16的一个塔架上方部件(例如，风力涡轮机10的机舱14和/或毂18)。然后，可以使用任何合适的提升方法和/或机构使缆绳124、1沈竖直位移。例如，在一个实施例中，例如可以通过一个或多个操作人员从机舱14和/或毂18 上或者内部的位置操控框架的竖直位置，手动地拉动缆绳124、1沈和使缆绳124、1沈下降。 在其它实施例中，可以使用安装在机舱14和/或毂18上或者内部和/或安装在任何其它合适位置处的一个或多个提升机构和/或滑轮机构(图未示)(例如，电动绞车、滑轮和/ 或任何其它类似装置)使缆绳124、1 竖直位移。应理解的是，在本发明的一个实施例中， 一个或多个下垂缆绳132还可以从框架102向下延伸，以允许从邻近风力涡轮机10的支撑表面134的位置操控框架102的位置。例如，如图2所示，缆绳132可以在框架102的端部 128、130与支撑表面134之间延伸。另外，所公开的框架102通�？梢跃哂械彼仙拖陆凳痹市砜蚣�102被定位成最接近转子叶片16的任何合适的构造。例如，在几个实施例中，框架102可以界定一个围绕转子叶片16的整个外周边延伸的封闭形状。这样，在示出的实施例中，框架102可以包括多个弯曲的框架构件136、138、140、142，这些框架构件构造成围绕转子叶片16的外周边彼此连接。具体地，框架102可以包括围绕转子叶片16的压力侧表面116延伸、并与转子叶片16的压力侧表面116间隔开的上框架构件136和下框架构件138。类似地，框架102 可以包括围绕转子叶片16的吸力侧表面118延伸、并与转子叶片16的吸力侧表面118间隔开的上框架构件140和下框架构件142。因此，压力侧框架构件136、138和吸力侧框架构件140、142可大致构造成彼此连接在附接点144处，附接点144与转子叶片16的前缘120 和后缘122大致对准。如下面将要描述的，在几个实施例中，这样的附接点144可以构造成为铰链或者枢转点，以允许框架构件136、138、140、142在框架102沿着转子叶片16上升和下降时彼此相对地旋转。应理解的是，可以使用各种不同的方法将所公开的系统100的框架102安装在转子叶片16的外周边的周围。例如，在一个实施例中，可以使转子叶片16旋转至毂18上的竖直向上的位置(即，12点钟位置)，以允许框架102在叶片根部146处组装在叶片16周围。然后，可以使转子叶片16旋转至竖直向下的位置(即，6点钟位置)，以允许框架102 沿着转子叶片16的翼展104上升和下降。在其它实施例中，转子叶片16可以初始定位在竖直向下的位置，并且组装好的框架102可以从毂18和/或机舱14下降以与叶片尖端148 对准。然后，可以在转子叶片16周围提升框架102。应理解的是，在本发明的备选实施方式中，所公开的框架102不需要包括四个如图3至图5所示的框架构件136、138、140、142，但通�？梢园ㄔ谧右镀�16的外周边的周围延伸的任何数量的框架构件。例如，在一个实施例中，框架102可以仅包括两个框架构件，一个框架构件沿着转子叶片16的压力侧表面116延伸，另一个框架构件沿着吸力侧表面118延伸。另外，框架102可以大致构造成界定任何合适的形状，因此无需界定为图3所示的弯曲的、有两条边的形状。例如，在另一个实施例中，框架102可以构造成大致长方形的形状，并且可以包括形成该长方形的每一边的直的框架构件。仍然参照图2至图5，如图所示，所公开的系统100还可以包括一个或多个从框架 102向内延伸的间隔臂108、110。例如，在本发明的几个实施例中，系统100可以包括多个间隔臂108、110，其中每个间隔臂108、110形成为用于将一个或多个感测装置106安装在框架102上的安装支架150的一部分。具体地，如图3至图5所示，一个或多个半长方形或者“C”形安装支架150可以设置在框架102的每一侧上。每个安装支架150可以包括上间隔臂108和下间隔臂110，上间隔臂108安装在框架102的上框架段136、140的其中之一上，下间隔臂110安装在框架102的下框架段138、142的其中之一上。另外，每个安装支架 150可以包括在上间隔臂108与下间隔臂110之间延伸的连接构件152。连接构件152可以大体配置为基本上布置成与间隔臂108、110垂直，因此基本上平行于转子叶片16的压力侧表面116和吸力侧表面118。这样，在示出的实施例中，一个或多个感测装置106可以安装在每个连接构件152上和/或在两个连接构件152之间，从而沿压力侧表面116或者吸力侧表面118的方向进行取向。例如，在几个实施例中，一个或多个相机可以安装在这样的位置，使得在框架102沿着转子叶片16上升和下降时能够捕获压力侧表面116和/或吸力侧表面118的图像。应理解的是，在一个实施例中，连接构件152可以与上间隔臂108和下间隔臂110 —体成形。备选地，连接构件152可以作为单独部件进行制造并且可以随后连接至间隔臂108、110，以形成安装支架150。通常，间隔臂108、110可以包括构造成从框架102至少部分地向内延伸的细长刚性构件。具体地，间隔臂108、110可以构造成连接至框架102，使得每个间隔臂108、110的至少一部分从框架向内延伸，从而与转子叶片16的外表面116、118接触。照这样，间隔臂 108,110通常可以用于将框架的内表面114与转子叶片16的外周边分隔开。另外，在框架 102顺着叶片16上升和下降时，间隔臂108、110可以提供一种使框架102相对于转子叶片 16居中或者使框架102相对于转子叶片16适当定位的方式。这样，如在示出的实施例中所示，间隔臂108、110可以构造成从框架构件136、138、140、142向内延伸，使得每个间隔臂 108、110的端部IM与转子叶片16的压力侧表面116或者吸力侧表面118接触。照这样，通�？梢栽诳蚣�102的内表面114与转子叶片16的外表面166、118之间界定一个间隙112。 应理解的是，可以使用现有技术中已知的任何合适的装置和/或方法将间隔臂108、110构造成连接至框架构件136、138、140、142。例如，在一个实施例中，可以将间隔臂108、110焊接在框架构件136、138、140、142上。备选地，可以使用合适的紧固装置(例如，螺钉、螺栓、 铆钉、销等)将间隔臂108、110连接到框架构件136、138、140、142。由于间隔臂108、110的构造，因此在框架102沿着叶片16移动时，间隔臂108、110 的端部巧4通常会在转子叶片16的外表面116、118上摩擦/滑动，或者与转子叶片16的外表面116、118配合。这样，在几个实施例中，间隔臂108、110的端部IM可以包括一个构造成在间隔臂108、110与转子叶片16的外表面116、118之间的交界处减少摩擦的接触特征。 例如，在一个实施例中，橡胶导引件/垫和/或任何其它柔性构件可以连接到间隔臂108、 110的端部IM上以提供光滑和/或柔性低摩擦交界面。或者，如示出的实施例中所示，辊子156(例如，轮、小脚轮和/或任何其它合适的滚动机构)可以布置在间隔臂108和110 的端部巧4处，以允许端部巧4在转子叶片16的外表面116、118上滚动，并因此在间隔臂 108、110与外表面116、118之间提供低摩擦交界面。应理解的是，在备选实施例中，间隔臂108、110无需形成为安装支架150的一部分。具体地，在本发明的几个实施例中，间隔臂108、110均可以包括一个构造成安装在框架 102上以向内延伸、并与转子叶片16的外表面116、118接触的单独的部件。例如，间隔臂 108、110可以构造成连接到框架构件136、138、140、142的内表面114上，并且可以从内表面 114向内延伸以将框架102与转子叶片16分隔开。另外，应理解的是，本发明的系统100可以包括任何数量的间隔臂108、110，因此无需包括示出的实施例中所示的准确数量的间隔臂108、110。例如，系统110可以简单地包括构造成与转子叶片16的压力侧表面116接触的第一间隔臂和构造成与转子叶片16的吸力侧表面118接触的第二间隔臂。仍然参照图2至图5，在本发明的几个实施例中，框架102可以具有铰接的构造以容纳转子叶片16在叶片尖端148与叶片根部146之间的变化的横截面的面积。例如，在转子叶片16的压力侧表面116与吸力侧表面118之间界定的高度158可从叶片尖端148至叶片根部146通常是增加的，反之亦然。这样，在几个实施例中，框架102可以构造成相对于转子叶片16的压力侧表面116和吸力侧表面118扩大和缩小。具体地，在框架构件136、 138、140、142之间界定的附接点144可以构造成为铰链或者枢转点，以允许在框架102沿着转子叶片16移动时相对的框架构件136、138、140、142朝向彼此旋转和远离彼此旋转。照这样，间隔臂108、100的端部IM可以构造成沿着叶片的翼展104的至少大部分保持与转子叶片16的外表面116、118接触。通常，框架102可以具有现有技术中已知的任何合适的铰接或者枢转附接构造。 例如，在一个实施例中，一组铰链销或者枢转杆160、162可以用于使框架构件136、138、 140、142彼此枢转地相互连接。具体地，如示出的实施例中所示，第一枢转杆160通�？梢陨柚迷诳蚣芄辜�136、138、140、142的前缘端部164的交界面，第二枢转杆162通常可以设置在框架构件136、138、140、142的后缘端部166处。然后，框架构件136、138、140、142的端部164、166可以枢转地连接到枢转杆160、162上，以允许框架构件136、138、140、142彼此相对地绕着由枢转杆160、162界定的轴线旋转。例如，端部164、166可以类似地构造成常规铰链的重叠铰链圆柱体，例如通过将端部164、166构造成界定用于接收枢转杆160、162 的重叠开口。另外，应理解的是，通过如示出的实施例中所示地构造枢转杆160、162，还可以使枢转杆160、162用作连接机构，该连接机构用于将缆绳124、126、132和/或一个或多个感测装置106连接到框架102。例如，每个枢转杆160、162在上框架构件136、140与下框架构件138、142之间延伸的那部分可以提供一个用于将一个或多个感测装置106连接至框架 102的安装表面。这样，在本发明的具体实施例中，一个或多个相机可以安装在每个枢转杆 160和162上，以在框架102沿着叶片16上升和下降时能够捕获转子叶片16的前缘120和后缘122的图像。类似地，每个杆160和162的从框架构件136、138、140、142竖直延伸的那部分可构造为界定开口 170，或者可以包括用于将公开的缆绳124、126、132连接至框架 102的其它连接特征。然而，在其它实施例中，可以在任何其它合适的地方将缆绳124、126、 132连接到框架102上。应理解的是，在备选实施例中，可以使用任何其它合适的装置使框架构件136、 138、140、142的端部164、166彼此旋转地或者枢转地连接在一起。例如，可以使用现有技术中已知的轴承、其它铰接构造和/或任何其它合适的枢转和/或旋转附接机构将框架构件 136、138、140、142枢转地连接在一起。此外，应理解的是，为了允许框架构件136、138、140、142绕着铰接的附接点枢转， 通�？梢越蚣芄辜�136、138、140、142构造成在框架102沿着叶片16上升和下降时折曲或者弯曲。例如，当框架102沿着叶片根部146的方向移动并且界定在压力侧表面116与吸力侧表面118之间的高度158增加时，与这些表面116、118接触的间隔臂108、110通常会对框架构件136、138、140、142施加向外的力。结果，框架构件136、138、140、142可以向外折曲/弯曲并且绕着附接点144枢转，由此使框架构件136、138、140、142的端部164、166朝向转子叶片16(例如，朝向叶片16的前缘120和后缘122)向内移动。类似地，当框架102 沿着叶片尖端148的方向移动并且高度158减小时，框架构件136、138、140、142通常可以构造成向内枢转，以维持间隔臂108、110的端部154与转子叶片16之间的接触。因此，框架构件136、138、140、142通�？梢越缍ㄈ魏魏鲜实某叽纾�/或可以由在框架102沿着转子叶片16上升和下降时允许框架构件136、138、140、142向内和向外折曲的任何合适的材料制成。例如，在几个实施例中，框架构件136、138、140、142均可以包括一个在其弯曲部分展现出较低弹簧刚度的细长弯曲构件。这样，在一个实施例中，框架构件136、138、140、142可以由弹簧钢带或者构造成折曲/弯曲的任何其它合适的金属构件形成。或者，框架构件136、138、140、142可以由诸如柔性聚合物和柔性复合材料等各种其它合适的材料形成。另外，取决于框架构件136、138、140、142的结构特性(例如，框架构件136、138、 140、142的弹簧刚度)，可能压根在框架构件136、138、140、142之间连接一个或多个张紧装置172。例如，如图3中具体所示，可以在压力侧框架构件136、138与吸力侧框架构件140、 142之间连接张紧装置172。通常，张紧装置172可以构造成朝着转子叶片16向内偏压框架构件136、138、140、142，并且因此可以在框架102沿着叶片尖端148的方向移动时提供一种维持间隔臂108、110与转子叶片16接触的方式。在示出的实施例中，张紧装置172可以包括固定在框架构件136、138、140、142之间的弹簧。然而，在其它实施例中，张紧装置172 可以包括能够在框架构件136、138、140、142之间提供偏压力或者张紧力的任何其它合适的装置和/或构件。此外，在备选实施例中，应理解的是框架101无需具有铰接的构造。例如，框架构件136、138、140、142可以由刚性材料形成，和/或可以彼此刚性连接在一起。在这样的实施例中，间隔臂108、110可以构造成考虑了转子叶片16在叶片根部146与叶片尖端148之间变化的高度158。例如，在几个实施例中，间隔臂108和110的至少一部分均可以由允许间隔臂108、110随着高度158增加而折曲/弯曲、并且在高度158减小时变直的柔性材料制成。在备选实施例中，间隔臂108、110可以包括伸缩特征结构，以允许随着高度158增加和减小而调节每个臂108和110的长度。这样，在一个实施例中，间隔臂108、110均可以包括一个构造成朝着转子叶片16的外表面116、118向外偏压间隔臂108、110的端部154的弹簧加载伸缩特征结构。例如，间隔臂108、110可以由两个或多个弹簧加载伸缩筒形成。应理解的是，在框架102确实具有铰接的构造的实施例中，间隔臂108、110还可以包括柔性材料和/或具有伸缩特征。还应理解的是，通�？梢栽谠市碜爸�106捕获有利于进行所需检查(例如通过监测、感测、测量、定位和/或探测转子叶片16的状况或者外表面116、118上的缺陷)的信息的任何合适的位置，将所公开的系统的感测装置106连接至所公开的系统100的框架102 和/或任何其它部件。例如，如上所指出的，一个或多个感测装置106可以连接到安装支架 150的连接构件152和/或连接在框架102的枢转杆160、162。除了这些位置或者作为其备选方案，一个或多个感测装置106还可以建造在框架构件136、138、140、142内或者直接连接到框架构件136、138、140、142。例如，可以沿着各框架构件136、138、140、142的侧边安装一个或多个感测装置106。另外，在其它实施例中，可以通过安装平台和/或具有安装表面的任何其它合适的构件将一个或多个感测装置106连接到公开的系统100的框架102和 /或任何其它部件，其中安装表面构造成支撑一个或多个感测装置106。另外，应理解的是，在几个实施例中，在本说明书中公开的感测装置106可以构造成以通讯方式连接(例如，通过无线或者有线连接)至显示装置、处理设备和/或任何其它合适的装置(未图示)，以便在外部检查正在进行的同时允许传输、观看和/或记录由感测装置106捕获的图像和/或其它信息。例如，感测装置106可以以通讯方式连接至显示装置(例如，便携式电脑或者具有显示屏的任何其它合适的设备)，使得进行检查的操作人员可以观看由感测装置106捕获的图像和/或其它信息。这样，在示出的实施例中，显示装置可以定位在机舱14和毂18的上面或者内部，或者定位在操作人员所处的任何其它合适的位置，以允许基于该显示装置上显示的图像和/或其它信息可沿着转子叶片16的翼展104 操控感测装置106的位置。此外，在其它实施例中，所公开的感测装置106中的一个或多个可以以通讯方式连接至装置控制器和/或允许通过有线或者无线连接至对感测装置106进行远程操作的任何其它装置。例如，在本发明的具体实施例中，感测装置106可以包括一个或多个远程控制全方位移动变焦(PTZ)相机。正如通常所理解的，PTZ相机可以构造成沿各个方向旋转、并放大和缩小以调节相机的视野。因此，进行检查的操作人员可以自动调节相机的取向，以允许捕获转子叶片16的外部的各种不同图像。在为操作人员提供显示屏以便观看由PTZ相机捕获的图像和/或其它信息的实施例中，因为可以基于显示屏上看到的图像/信息来调节相机的取向，因此这样的特征是特别有利的。另外，在几个实施例中，本发明的感测装置106可以包括光学设备(例如，相机) 和一个或多个构造成对转子叶片16的感兴趣的区域进行照明的光源的组合。例如，在示出的实施例中，为了对转子叶片16的外表面116、118进行照明，一个或多个光源可以连接至和/或建造在系统100的框架102、安装支架150、枢转杆160、162、光学设备和/或任何其它合适的部件(例如，缆绳124、126、132)内。通常，应理解的是在本发明的范围内可以采用任何合适的光源。然而，在本发明的具体实施例中，光源可以包括发光二极管(LED)阵列、 或者具体构造成突显转子叶片16的裂缝和/或其它表面缺陷的外观的其它光源。进一步地，在几个实施例中，本发明的感测装置106可以包括一个或多个传感器和/或用于确定系统100的框架102和/或任何其它部件(例如，其它感测装置106)相对于转子叶片16的外表面116、118中的一个或多个的位置的其它机构。例如，接近传感器 (proximity sensor)或者类似的传感器可以安装在框架102的内表面114上，以提供关于框架102相对于转子叶片16的接近度的信息。备选地，可将一个接近传感器可以安装或者建造在另一个感测装置106内，以提供关于该另一个感测装置106相对于转子叶片16的接近度的信息。在感测装置106被构造成捕获转子叶片16的外部的图像的实施例中，感测装置 106还可以包括一个或多个传感器和/或用于确定由感测装置106捕获的图像的比例的其它机构。例如，在一个实施例中，感测装置106可以包括一个或多个相机和一个或多个激光定标装置(laser scaling device)的组合。每个激光定标装置可以构造成向一个或多个相机的视野中投射具有已知间隔的两个或者更多激光束，使得可以准确地计算出图像中捕获到的裂缝和其它表面缺陷的尺寸。另外，在其它实施例中，本发明的感测装置106中的一个或多个可以包括一个用于探测和/或确定框架102和/或其它感测装置106 (例如，一个或多个相机)沿着转子叶片16的翼展104的竖直位置的装置。照这样，可以容易地识别在检查期间探测到的任何缺陷的展向(spanwise)位置。例如，在一个实施例中，可以对所公开的系统100的一个或多个缆绳124、126、132用表测量或者做出标记，以允许确定框架102和/或连接至框架102 的感测装置106的竖直位置。在另一个实施例中，一个合适的测量装置(例如，卷尺)可以与缆绳124、126、132中的一个或多个连接。备选地，感测装置106中的一个或多个可以包括一个或多个线性编码器、位置编码器和/或任何其它合适的线性测量传感器。例如，在通过滑轮机构或者其它旋转提升装置连接缆绳124、126、132的实施例中，可以将一个线性编码器连接至该机构/装置，以允许准确地确定缆绳124、126、132的线性位移。类似地，可以将一个线性编码器连接至间隔臂108、110的辊子156中的一个或多个，以提供关于框架102 和/或其它感测装置106的位置的信息。应理解的是，如在本说明书中使用的术语“缆绳”指的是如在本说明书中所描述那样起作用的任何长度的材料。照这样，本发明的缆绳124、126、132可以包括任何合适的缆绳、钢丝、绳索、带子、链、软管或者由任何合适的材料形成的线。例如，在具体实施例中，所公开的缆绳1对、1沈、132可以包括向感测装置106供能的一个或多个电缆。本说明书利用示例来公开本发明(包括最佳方式)，并且还使本领域技术人员能够实施本发明(包括制造和使用任何装置或者系统并且实施任何所包含的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例包括与权利要求的字面语言相同的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质区别的等同结构元素，则期望这些其它示例落入权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于在风力涡轮机(10)的转子叶片(16)上进行外部检查的系统(100)，所述系统(100)包括一个框架(102)，所述框架构造成至少部分地围绕所述转子叶片(16)的外周边延伸；一个与所述框架(102)连接的感测装置(106)；以及，从所述框架(102)延伸的第一间隔臂(108、110)，所述第一间隔臂(108、110)被构造成与所述转子叶片(16)的压力侧表面(116)接触；以及，从所述框架(102)延伸的第二间隔臂(108、110)，所述第二间隔臂(108、110)被构造成与所述转子叶片(16)的吸力侧表面(118)接触。
2.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述框架(102)包括第一框架构件 (136、138)和第二框架构件(140、142)，所述第一框架构件(136、138)和所述第二框架构件 (140,142)枢转地连接在所述转子叶片(16)的所述外周边的周围。
3.根据权利要求2所述的系统(100)，其特征在于，使用至少一个枢转杆(160、162)将所述第一框架构件(136、138)和所述第二框架构件(140、14 枢转地连接在所述转子叶片 (16)的所述外周边的周围。
4.根据权利要求2所述的系统(100)，其特征在于，所述第一框架构件(136、138)和所述第二框架构件(140、142)被构造成相对于所述转子叶片(16)的所述压力侧表面(116) 和所述吸力侧表面(118)折曲。
5.根据权利要求2所述的系统(100)，其特征在于，至少一个张紧装置(172)连接在所述第一框架构件(136、138)与所述第二框架构件(140、142)之间。
6.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述第一间隔臂(108、110)包括多个构造成与所述转子叶片(16)的所述压力侧表面(116)接触的间隔臂(108、110)，并且所述第二间隔臂(108、110)包括多个构造成与所述转子叶片(16)的所述吸力侧表面(118) 接触的间隔臂(108U10)o
7.根据权利要求6所述的系统(100)，其特征在于，所述多个间隔臂(108、110)中的每一个均形成为与所述框架(16)连接的多个安装支架(150)中的一个支架的一部分。
8.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述第一间隔臂和第二间隔臂 (108,110)均包括一个构造成与所述转子叶片(16)接触的辊子(156)。
9.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述感测装置(106)包括一个全方位移动变焦相机。
10.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述感测装置(106)包括至少一个与所述框架(10 连接的相机，所述至少一个相机被构造成捕获所述转子叶片(16)的所述压力侧表面(116)、所述吸力侧表面(118)、前缘(120)和后缘(122)中的至少一个的图像。
11.根据权利要求1所述的系统(100)，还包括第二感测装置(106)，所述第二感测装置 (106)被构造成探测所述框架(10 和所述感测装置(106)中的至少一个相对于所述转子叶片(16)的位置。
12.一种用于在转子叶片(16)上进行外部检查的方法，所述方法包括将框架(102)定位在所述转子叶片(16)的外周边的至少一部分的周围；将感测装置(106)连接至所述框架(102)；沿着所述转子叶片(16)的翼展(104)移动所述框架(102)；当沿着所述转子叶片(16)的翼展(104)移动所述框架(102)时，使第一间隔臂(108、 110)接触在所述转子叶片(16)的压力侧表面(116)上；以及，当沿着所述转子叶片(16)的翼展(104)移动所述框架(102)时，使第二间隔臂(108、 110)接触在所述转子叶片(16)的吸力侧表面(118)上。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述感测装置(106)包括一个相机，所述方法还包括当沿着所述转子叶片(16)的所述翼展(104)移动所述框架(10 时利用所述相机捕获所述转子叶片(16)的图像。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括当沿着所述转子叶片(16)的所述翼展(104) 移动所述框架(10 时远程控制所述相机。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述框架(102)包括第一框架构件 (136、138)和第二框架构件(140、142)，所述方法还包括将所述第一框架构件(136、138)和所述第二框架构件(140、142)枢转地连接在所述转子叶片(16)的所述外周边的周围。
全文摘要
本发明公开一种用于在风力涡轮机的转子叶片上进行外部检查的系统和方法。该系统一般可以包括构造成至少部分地围绕转子叶片的外周边延伸的框架和与框架连接的感测装置。另外，第一间隔臂和第二间隔臂可以从框架延伸。第一间隔臂可以构造成与转子叶片的压力侧表面接触。第二间隔臂可以构造成与转子叶片的吸力侧表面接触。
文档编号G01N33/00GK102565071SQ20111043619
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者B·G·穆尔, K·G·哈丁, P·J·弗里茨 申请人:通用电气公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
