基于激光跟踪仪的风电轮毂精度现场检测技术研究

【摘要】：随着地球上常规资源的日益匮乏,风能在当今能源短缺的时代扮演了重要角色。风能的产生要靠风力发电机组的有效运转。轮毂是将风力发电机组中叶片与主轴连接起来的构件,只有通过轮毂,叶片才能将其收集的风能传递给发电机,从而发出我们所需要的电能。然而风电轮毂尺寸过大,重量过重,被检测要素之间公差带形状复杂,因此基于激光跟踪仪对风电轮毂现场形位精度进一步的研究,以达到满足所需技术要求及提高风力发电效率的目的,且对提高检测效率和检测精度具有很强的应用价值。本论文是以河北省科技厅项目(14391703D)为依托,从设计与试验验证和理论设计两方面深入研究了基于激光跟踪仪的风电轮毂精度现场检测方法。设计与试验验证方面,在分析了风电轮毂检测项目的基础之上,结合激光跟踪仪的系统组成、工作原理、测量原理及精度影响等特点,研究制定出了一套切实可行的检测方案,包括检测要素的采集、几何要素的构造、坐标系的建立与对齐、多设备多位置管理等。通过分析风电轮毂的结构特点,对企业调研后以基本参数为基准完成了风电轮毂的三维造型并利用3D打印技术实现了实体造型,之后结合检测方案利用激光跟踪仪完成了实体模型的检测试验验证,同时以检测流程为基础,以宏脚本控制语言为编程语言,完成了模块化编程,实现了Polyworks宏指令对风电轮毂精度现场检测方法的控制与导向;理论设计方面,以最小二乘法为评定原理对采集要素进行了重构,完成了几何要素的拟合与构造,以理论值为评定标准,完成了检测项目的数据处理。通过对风电轮毂实体模型的检测试验,实践证明基于激光跟踪仪的风电轮毂精度现场检测方案是可行的,降低了对检测人员技术要求的同时,对于提高检测效率和精度及自动检测方面具有重要意义。 【关键词】：风电轮毂 激光跟踪仪 检测方案 最小二乘法 Polyworks宏指令 宏脚本控制语言
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题提出的背景和意义10-12
• 1.1.1 课题提出的背景10-11
• 1.1.2 课题研究的目的和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 课题主要研究工作13-14
• 第2章 Lecia AT901激光跟踪仪14-20
• 2.1 Lecia AT901激光跟踪仪系统组成14-15
• 2.1.1 激光跟踪仪硬件系统14-15
• 2.1.2 激光跟踪仪软件系统15
• 2.2 工作原理15-16
• 2.3 测量原理16-17
• 2.3.1 绝对干涉仪中的激光干涉仪测量原理17
• 2.3.2 绝对干涉测中的绝对测距仪测量原理17
• 2.4 影响测量精度的误差因素17-19
• 2.4.1 系统误差17-19
• 2.4.2 环境误差19
• 2.5 本章小结19-20
• 第3章 风电轮毂检测方案20-36
• 3.1 风电轮毂结构特点20-22
• 3.2 风电轮毂检测项目22-24
• 3.3 检测要素的采样24-26
• 3.4 几何要素的构造26-30
• 3.4.1 平面的构造27-28
• 3.4.2 圆的构造28-30
• 3.5 测量方法30-31
• 3.6 坐标系的建立31-33
• 3.6.1 坐标系的功能31-32
• 3.6.2 坐标系的建立方法32-33
• 3.7 多设备多位置管理33-34
• 3.7.1 转站原理33
• 3.7.2 转站的方式33-34
• 3.7.3 风电轮毂布站34
• 3.8 检测方案流程图34-35
• 3.9 本章小结35-36
• 第4章 整体式风电轮毂实体造型36-44
• 4.1 风电轮毂建模信息调研36-37
• 4.2 UG环境下实现整体式风电轮毂三维造型37-42
• 4.2.1 UG软件简介37
• 4.2.2 UG建立三维风电轮毂模型总体思路37-38
• 4.2.3 UG三维建模38-42
• 4.3 3D打印实体造型42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 测量试验与数据处理44-70
• 5.1 测量试验44-47
• 5.1.1 定义参考44-45
• 5.1.2 坐标系的建立45-46
• 5.1.3 坐标系的对齐46-47
• 5.1.4 数据采集47
• 5.1.5 转站47
• 5.2 数据处理47-68
• 5.2.1 直径的数据处理48-52
• 5.2.2 角度的数据处理52-55
• 5.2.3 距离的数据处理55-63
• 5.2.4 形位精度数据处理63-68
• 5.3 本章小结68-70
• 第6章 宏指令制导的自动测量方法70-80
• 6.1 Polyworks宏脚本70-71
• 6.2 创建基本宏脚本71-72
• 6.3 宏脚本控制语言72-74
• 6.3.1 编写宏脚本的一般规则73
• 6.3.2 宏脚本控制语言命令73-74
• 6.4 模块化编程74-79
• 6.5 本章小结79-80
• 结论80-82
• 参考文献82-86
• 攻读硕士学位期间所发表的论文86-88
• 致谢88

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