| 专利名称： | 一种风电叶片运输平衡监控装置及其监控方法 | ||
| 专利名称(英文)： | A wind-powered blade transport balance monitoring device and monitoring method | ||
| 专利号： | CN201610092899.3 | 申请时间： | 20160220 |
| 公开号： | CN105739409A | 公开时间： | 20160706 |
| 申请人： | 河北华运顺通专用汽车制造有限公司 | ||
| 申请地址： | 073100 河北省保定市曲阳县城内朝阳街558号 | ||
| 发明人： | 杨运增 | ||
| 分类号： | G05B19/048 | 主分类号： | G05B19/048 |
| 代理机构： | 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350 | 代理人： | 汤东凤 |
| 摘要： | 本发明公开了一种风电叶片运输平衡监控装置，包括ECU控制器，ECU控制器分别与风速传感器、叶片俯仰角度传感器、工装旋转角度传感器、路面坡度传感器和记录仪通讯连接，ECU控制器通过无线路由器与远程的第一人机交互模块通讯连接，ECU控制器还分别与第二人机交互模块和声光报警模块通讯连接。本发明还公开了一种使用上述风电叶片运输平衡监控装置的监控方法。本发明能够改进现有技术的不足，可以对运输状态进行自动监控，并对危险做出预警。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a balance monitoring device for transport of wind turbine blade, including the ECU controller, the sensor ECU controller is respectively connected with the wind speed, blade pitch angle sensor, tool rotation angle sensor, the road surface slope sensor and recording instrument communication connection, ECU controller through the wireless router and remote of the man-machine interaction module communication connection 1st, 2nd ECU controller also the man-machine interaction module and the acousto-optic alarm module communication connection. The invention also discloses a kind of using the above-mentioned wind power blade transport balance monitoring device monitoring method. The present invention can improve the defects of the prior art, can be automatic monitoring the transport state, and the dangerous to make early warning. | ||
1.一种风电叶片运输平衡监控装置，其特征在于：包括ECU控制器（1），ECU控制器（1）分别与风速传感器（2）、叶片俯仰角度传感器（3）、工装旋转角度传感器（4）、路面坡度传感器（5）和记录仪（6）通讯连接，ECU控制器（1）通过无线路由器（7）与远程的第一人机交互模块（8）通讯连接，ECU控制器（1）还分别与第二人机交互模块（9）和声光报警模块（10）通讯连接。
2.一种使用权利要求1所述的风电叶片运输平衡监控装置的监控方法，其特征在于包括以下步骤： A、ECU控制器（1）将风速传感器（2）、叶片俯仰角度传感器（3）、工装旋转角度传感器（4）和路面坡度传感器（5）所测量的数据进行采集整理，并建立力学模型，动态计算左右轮受力以及比例； B、ECU控制器（1）将采集到的数据和计算结果传输到第一人机交互模块（8）和第二人机交互模块（9）进行显示； C、如果计算结果超出报警阈值，ECU控制器（1）控制声光报警模块（10）发出报警信号； D、记录仪（6）将运输过程中的各项参数进行存储。
3.根据权利要求2所述的风电叶片运输平衡监控装置的监控方法，其特征在于：步骤A中，右侧车轮的受力计算公式为， 左侧车轮的受力计算公式为，
其中，Fa为左侧车轮的受力，Fb为右侧车轮的受力，L1为挂车的左右悬架中心距，L2为仰举中心到水平旋转中心的距离，L3为配重至回转中心距离，L4为当量质心距回转中心距离，F1为工装转运叶片的重力，F2为工装自身的重力，F3为配种自身的重力，H1为叶根法兰中心至车架上平面的距离与车架至地面的距离之和，H2为工装质心至车架的距离与车架至地面的距离之和，H3为配重质心至车架的距离与车架至地面的距离之和，R为质心仰举半径，α为叶片的水平转角，β为叶片的仰角，γ为道路横向倾角，K2为叶片处于初始水平时质心与仰举中心的夹角， K1=(轴距-安装距）/轴距， 轴距为牵引销中心到后桥当量中心的距离，安装距为车架的安装位置距后桥当量中心的距离。
1.一种风电叶片运输平衡监控装置，其特征在于：包括ECU控制器（1），ECU控制器（1）分别与风速传感器（2）、叶片俯仰角度传感器（3）、工装旋转角度传感器（4）、路面坡度传感器（5）和记录仪（6）通讯连接，ECU控制器（1）通过无线路由器（7）与远程的第一人机交互模块（8）通讯连接，ECU控制器（1）还分别与第二人机交互模块（9）和声光报警模块（10）通讯连接。
2.一种使用权利要求1所述的风电叶片运输平衡监控装置的监控方法，其特征在于包括以下步骤： A、ECU控制器（1）将风速传感器（2）、叶片俯仰角度传感器（3）、工装旋转角度传感器（4）和路面坡度传感器（5）所测量的数据进行采集整理，并建立力学模型，动态计算左右轮受力以及比例； B、ECU控制器（1）将采集到的数据和计算结果传输到第一人机交互模块（8）和第二人机交互模块（9）进行显示； C、如果计算结果超出报警阈值，ECU控制器（1）控制声光报警模块（10）发出报警信号； D、记录仪（6）将运输过程中的各项参数进行存储。
3.根据权利要求2所述的风电叶片运输平衡监控装置的监控方法，其特征在于：步骤A中，右侧车轮的受力计算公式为， 左侧车轮的受力计算公式为，
其中，Fa为左侧车轮的受力，Fb为右侧车轮的受力，L1为挂车的左右悬架中心距，L2为仰举中心到水平旋转中心的距离，L3为配重至回转中心距离，L4为当量质心距回转中心距离，F1为工装转运叶片的重力，F2为工装自身的重力，F3为配种自身的重力，H1为叶根法兰中心至车架上平面的距离与车架至地面的距离之和，H2为工装质心至车架的距离与车架至地面的距离之和，H3为配重质心至车架的距离与车架至地面的距离之和，R为质心仰举半径，α为叶片的水平转角，β为叶片的仰角，γ为道路横向倾角，K2为叶片处于初始水平时质心与仰举中心的夹角， K1=(轴距-安装距）/轴距， 轴距为牵引销中心到后桥当量中心的距离，安装距为车架的安装位置距后桥当量中心的距离。
技术领域
本发明涉及风电叶片运输技术领域，尤其是一种风电叶片运输平衡监控装置及其监控方法。
背景技术
风电场建设在山地比较多，山路弯多、坡多、树木多，风电叶片在山路上运输，一般采用运输工装，，由于山地多为坡陡弯急道路，同时风电叶片为长大薄壁件，运输过程中需不断操作运输工装进行“仰举”、“水平旋转”等动作来调整风电叶片角度以躲避障碍物，极易造成运输工装重心不稳，发生车辆侧翻。现在运输工装全靠司机、操作人员通过观察胎压等目测方式判断车辆左右轮胎受力情况，无预警、报警系统，难以控制车辆重心平衡，经常出现车辆侧翻，摔坏叶片，造成较大的财产损失甚至人员伤亡。且在工装侧翻后承包方和施工方相互推诿，不易判断事故责任，总结经验教训。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种风电叶片运输平衡监控装置及其监控方法，能够解决现有技术的不足，可以对运输状态进行自动监控，并对危险做出预警。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种风电叶片运输平衡监控装置，包括ECU控制器，ECU控制器分别与风速传感器、叶片俯仰角度传感器、工装旋转角度传感器、路面坡度传感器和记录仪通讯连接，ECU控制器通过无线路由器与远程的第一人机交互模块通讯连接，ECU控制器还分别与第二人机交互模块和声光报警模块通讯连接。
一种使用上述风电叶片运输平衡监控装置的监控方法，包括以下步骤：
A、ECU控制器将风速传感器、叶片俯仰角度传感器、工装旋转角度传感器和路面坡度传感器所测量的数据进行采集整理，并建立力学模型，动态计算左右轮受力以及比例；
B、ECU控制器将采集到的数据和计算结果传输到第一人机交互模块和第二人机交互模块进行显示；
C、如果计算结果超出报警阈值，ECU控制器控制声光报警模块发出报警信号；
D、记录仪将运输过程中的各项参数进行存储。
作为优选，步骤A中，右侧车轮的受力计算公式为，
左侧车轮的受力计算公式为，
其中，Fa为左侧车轮的受力，Fb为右侧车轮的受力，L1为挂车的左右悬架中心距，L2为仰举中心到水平旋转中心的距离，L3为配重至回转中心距离，L4为当量质心距回转中心距离，F1为工装转运叶片的重力，F2为工装自身的重力，F3为配种自身的重力，H1为叶根法兰中心至车架上平面的距离与车架至地面的距离之和，H2为工装质心至车架的距离与车架至地面的距离之和，H3为配重质心至车架的距离与车架至地面的距离之和，R为质心仰举半径，α为叶片的水平转角，β为叶片的仰角，γ为道路横向倾角，K2为叶片处于初始水平时质心与仰举中心的夹角，
K1=(轴距-安装距）/轴距，
轴距为牵引销中心到后桥当量中心的距离，安装距为车架的安装位置距后桥当量中心的距离。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：
1.本发明通过相应传感器实时监测运输过程中的相关参数，经过运算后将重心偏移后左右轮胎受力情况、施工现场风速、运输道路的横、纵坡度等关键项发送到操控台人机界面实时显示，做到实时监控，当现场风速或重心偏移等数据接近安全临界值时，系统可自动发出声光预警，操作人员可根据预警等级，提前进行相关修正操作，避免车辆侧翻风险发生。
2.本发明可以将所有关键数据存储于类似于飞机黑匣子的设备，以便后期查询、分析、研究运输过程中的各项参数，总结运输过程中的经验教训及判断事故发生后的运输责任。
3.本发明可以通过人机界面设置不同类型运输工装及不同型号风机叶片的相关参数，适用于大多数运输工装及各型号风机叶片，具有适用性广、通用性强等优点。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的硬件结构图。
图中，1、ECU控制器；2、风速传感器；3、叶片俯仰角度传感器；4、工装旋转角度传感器；5、路面坡度传感器；6、记录仪；7、无线路由器；8、第一人机交互模块；9、第二人机交互模块；10、声光报警模块。
具体实施方式
参照图1，本具体实施方式包括ECU控制器1，ECU控制器1分别与风速传感器2、叶片俯仰角度传感器3、工装旋转角度传感器4、路面坡度传感器5和记录仪6通讯连接，ECU控制器1通过无线路由器7与远程的第一人机交互模块8通讯连接，ECU控制器1还分别与第二人机交互模块9和声光报警模块10通讯连接。
一种使用上述风电叶片运输平衡监控装置的监控方法，包括以下步骤：
A、ECU控制器1将风速传感器2、叶片俯仰角度传感器3、工装旋转角度传感器4和路面坡度传感器5所测量的数据进行采集整理，并建立力学模型，动态计算左右轮受力以及比例；
B、ECU控制器1将采集到的数据和计算结果传输到第一人机交互模块8和第二人机交互模块9进行显示；
C、如果计算结果超出报警阈值，ECU控制器1控制声光报警模块10发出报警信号；
D、记录仪6将运输过程中的各项参数进行存储。
步骤A中，右侧车轮的受力计算公式为，
左侧车轮的受力计算公式为，
其中，Fa为左侧车轮的受力，Fb为右侧车轮的受力，L1为挂车的左右悬架中心距，L2为仰举中心到水平旋转中心的距离，L3为配重至回转中心距离，L4为当量质心距回转中心距离，F1为工装转运叶片的重力，F2为工装自身的重力，F3为配种自身的重力，H1为叶根法兰中心至车架上平面的距离与车架至地面的距离之和，H2为工装质心至车架的距离与车架至地面的距离之和，H3为配重质心至车架的距离与车架至地面的距离之和，R为质心仰举半径，α为叶片的水平转角，β为叶片的仰角，γ为道路横向倾角，K2为叶片处于初始水平时质心与仰举中心的夹角，
K1=(轴距-安装距）/轴距，
轴距为牵引销中心到后桥当量中心的距离，安装距为车架的安装位置距后桥当量中心的距离。
本装置可以把各项侧量数据进行记录、储存在记录仪中，通过人机界面显示器输入各项已知参数，建立力学模型，动态计算左右受力以及比例，在人机界面显示器建立预警、报警系统。当左右两侧轮胎受力比例接近或其他引起运输工装发生侧翻的关键数据接近安全临界值时，系统就发出报警，提醒操作人员进行相关修正操作，避免车辆发生侧翻风险。整个系统配有黑匣子，可记录车辆在施工过程各项关键参数，并可分析事故发生的原因及判断事故责任。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
