本发明涉及海上风电运维，具体而言，尤其涉及一种基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人及作业方法。
背景技术：
1、近些年来，相比较陆地风电，海上风电具有更高的发电效率和可靠性，海上风电具有巨大的发展潜力和市场前景。
2、但由于海上风电经常暴露在海洋环境中，会受到海水、盐雾、海鸟粪便等自然因素的影响，会导致风电叶片表面出现污渍、残渣和腐蚀，严重会使叶片的涂层发生损坏，这样不仅降低发电效率，而且还减少风电设备的使用寿命。而目前主要的解决方法是由技术人员攀爬到指定位置，采用人工的方式对叶片进行清洗和维修，这样不仅耗费人力、成本高，还存在较大的安全隐患。
技术实现思路
1、根据上述提出海上风电设备作业方式存在的耗费人力且存在安全隐患的技术问题，而提供一种基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人及作业方法。
2、本发明采用的技术手段如下：
3、一种基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人，包括框架、悬挂装置、吸附装置、清洗装置、打磨装置、喷涂装置和stm32单片机；
4、所述框架包括底盘、支柱和上架，所述上架位于所述底盘上方，所述上架与所述底盘之间通过所述支柱相连接；
5、所述底盘的四角分别安装有用于驱动所述作业机器人移动至工作位置的所述悬挂装置；
6、所述吸附装置用于使所述作业机器人在作业时能够通过负压吸附的方式吸附在海上风电叶片上，所述底盘两侧分别对称安装有至少一组所述吸附装置；
7、所述打磨装置安装于所述上架，用于打磨所述海上风电叶片；
8、所述清洗装置安装于所述底盘前侧，用于清洗所述海上风电叶片的污渍以及打磨产生的残渣；
9、所述喷涂装置安装于所述底盘后侧，用于对打磨和清洗干净的所述海上风电叶片喷涂油漆；
10、所述stm32单片机用于分别控制所述悬挂装置、所述吸附装置、所述清洗装置、所述打磨装置和所述喷涂装置的工作。
11、进一步地，所述底盘为长方形，所述底盘上均匀布置有若干所述支柱，所述上架固定安装于所述支柱上方。
12、进一步地，所述悬挂装置包括麦克纳姆轮、凸缘联轴器ⅰ、摆臂机构、驱动电机ⅰ和摆臂支座；所述摆臂支座固定安装于所述底盘，所述摆臂机构固定安装于所述摆臂支座，所述驱动电机ⅰ固定安装于所述摆臂机构；所述麦克纳姆轮通过所述凸缘联轴器ⅰ连接至所述驱动电机ⅰ的输出轴；所述stm32单片机用于控制所述驱动电机ⅰ的工作，所述驱动电机ⅰ用于驱动所述凸缘联轴器ⅰ带动所述麦克纳姆轮转动，进而带动所述作业机器人移动至工作位置。
13、进一步地，所述吸附装置包括吸盘、气嘴、吊臂和吊臂座；所述吊臂座固定安装于所述底盘，所述吊臂一端通过销轴铰接安装于所述吊臂座，所述气嘴安装在所述吊臂的另一端，所述吸盘安装于所述气嘴下方；
14、每一组所述吸附装置均设置有一个相应的真空发生器，所述吸附装置中的所述气嘴通过气管连接至相应的所述真空发生器，各所述真空发生器分别通过气管连接至真空泵；所述真空发生器和所述真空泵分别固定安装于所述上架上的碳纤维板；所述stm32单片机用于控制所述真空泵和所述真空发生器的工作，所述真空泵和所述真空发生器用于通过所述气嘴控制所述吸盘的真空度，进而使所述吸盘能够通过负压吸附的方式吸附在所述海上风电叶片上。
15、进一步地，所述清洗装置包括水箱、隔膜泵、驱动电机ⅱ、圆盘刷、万向节和凸缘联轴器ⅱ；所述水箱固定安装于所述底盘；所述隔膜泵和所述驱动电机ⅱ分别固定安装于所述底盘上的碳纤维板；所述隔膜泵连接至所述水箱，用于喷出清洗液；所述凸缘联轴器ⅱ一端与所述圆盘刷固定连接，另一端通过所述万向节连接至所述驱动电机ⅱ的输出轴；所述stm32单片机用于控制所述隔膜泵和所述驱动电机ⅱ的工作，所述驱动电机ⅱ用于通过所述万向节和所述凸缘联轴器ⅱ带动所述圆盘刷转动清洗所述海上风电叶片的污渍以及打磨产生的残渣，所述隔膜泵用于向所述圆盘刷提供清洗液。
16、进一步地，所述打磨装置包括前底座、圆形滑轨、上盖、驱动电机ⅲ、凸缘联轴器ⅲ、转轴、一级臂、驱动电机ⅳ、二级臂和滚刷机构；
17、所述前底座固定安装于所述上架，所述上盖通过所述圆形滑轨转动安装于所述前底座顶部，所述stm32单片机用于控制所述圆形滑轨的工作，从而控制所述上盖的转动角度；
18、所述驱动电机ⅲ固定安装于所述上盖；所述转轴转动安装于所述上盖顶部的转轴支座，一端通过所述凸缘联轴器ⅲ连接至所述驱动电机ⅲ的输出轴；
19、所述一级臂一端固定安装于所述转轴，所述驱动电机ⅲ用于驱动所述转轴转动进而带动所述一级臂在竖直平面内转动，从而调节所述一级臂的角度；
20、所述一级臂的另一端通过凸缘联轴器ⅳ与所述二级臂转动连接，所述凸缘联轴器ⅳ连接至所述驱动电机ⅳ的输出轴，所述驱动电机ⅳ用于驱动所述凸缘联轴器ⅳ带动所述二级臂在竖直平面内转动，从而调节所述二级臂的角度；
21、所述滚刷机构安装在所述二级臂前端，包括滚刷电机、凸缘联轴器ⅳ和滚刷；所述滚刷转动安装于所述滚刷板；所述滚刷电机固定安装于所述二级臂；所述滚刷通过所述凸缘联轴器ⅴ连接至所述滚刷电机的输出轴，所述滚刷电机用于驱动所述凸缘联轴器ⅴ带动所述滚刷转动从而打磨所述海上风电叶片；
22、所述stm32单片机用于分别控制所述驱动电机ⅲ、所述驱动电机ⅳ和所述滚刷电机的工作。
23、进一步地，所述喷涂装置包括喷枪、旋转机构和后底座；所述后底座固定安装于所述底盘，所述旋转机构转动安装于所述后底座；所述喷枪安装于所述旋转机构；所述stm32单片机用于控制所述旋转机构的工作，所述旋转机构用于带动所述喷枪旋转，所述喷枪用于对打磨和清洗干净的所述海上风电叶片喷涂油漆。
24、进一步地，还包括摄像头模块和超声检测模块；所述摄像头模块和所述超声检测模块分别与所述stm32单片机电连接；所述摄像头模块安装于所述二级臂的前端，用于观测所述海上风电叶片的表面状况；所述超声检测模块安装于所述上架上的碳纤维板，用于检测所述海上风电叶片表面有污渍或损伤部位，从而确定所述作业机器人的工作位置；所述stm32单片机用于根据所述摄像头模块和所述超声波检测模块的监测结果分别控制所述悬挂装置、所述吸附装置、所述清洗装置、所述打磨装置和所述喷涂装置的工作。
25、进一步地，所述stm32单片机还设置有继电器和电源模块；所述stm32单片机、所述继电器和所述电池模块分别固定安装于所述底盘上的碳纤维板。
26、本发明还提供了一种基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业方法，采用了上述的作业机器人，具体包括以下步骤：
27、当海上风电叶片需要维修时，控制待维修的海上风电叶片转动至与海面保持水平，通过无人机将所述作业机器人吊至待维修的海上风电叶片上；
28、通过摄像头模块观测海上风电叶片的表面状况，并通过超声检测模块检测海上风电叶片表面有污渍或损伤部位，从而确定所述作业机器人的工作位置；
29、通过stm32单片机控制悬挂装置工作使所述作业机器人移动至某一处工作位置；
30、通过stm32单片机控制吸附装置使所述作业机器人通过负压吸附的方式吸附在海上风电叶片表面；
31、通过stm32单片机控制打磨装置打磨海上风电叶片上的损伤部位；通过stm32单片机控制清洗装置清洗海上风电叶片表面的污渍以及打磨产生的残渣；若海上风电叶片表面无损伤，则只需要通过清洗装置进行清洗；通过stm32单片机控制喷涂装置对打磨和清洗干净的海上风电叶片喷涂油漆，至此完成对一处工作位置的作业；
32、通过stm32单片机控制吸附装置解除对海上风电叶片的吸附，并控制悬挂装置工作使所述作业机器人移动至下一处工作位置。
33、较现有技术相比，本发明具有以下优点：
34、本发明提供的基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人及作业方法，具有清洗、打磨和喷涂等多种功能，不仅适用于海上风电叶片智能巡检，还方便对海上风电叶片进行运行维护，能够有效提高作业效率，具有安全可靠的优点。
35、基于上述理由本发明可在风电叶片检修领域广泛推广应用。
1.基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人，其特征在于，包括框架、悬挂装置、吸附装置、清洗装置、打磨装置、喷涂装置和stm32单片机；
2.根据权利要求1所述的基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人，其特征在于，所述底盘为长方形，所述底盘上均匀布置有若干所述支柱，所述上架固定安装于所述支柱上方。
3.根据权利要求1所述的基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人，其特征在于，所述悬挂装置包括麦克纳姆轮、凸缘联轴器ⅰ、摆臂机构、驱动电机ⅰ和摆臂支座；所述摆臂支座固定安装于所述底盘，所述摆臂机构固定安装于所述摆臂支座，所述驱动电机ⅰ固定安装于所述摆臂机构；所述麦克纳姆轮通过所述凸缘联轴器ⅰ连接至所述驱动电机ⅰ的输出轴；所述stm32单片机用于控制所述驱动电机ⅰ的工作，所述驱动电机ⅰ用于驱动所述凸缘联轴器ⅰ带动所述麦克纳姆轮转动，进而带动所述作业机器人移动至工作位置。
4.根据权利要求1所述的基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人，其特征在于，所述吸附装置包括吸盘、气嘴、吊臂和吊臂座；所述吊臂座固定安装于所述底盘，所述吊臂一端通过销轴铰接安装于所述吊臂座，所述气嘴安装在所述吊臂的另一端，所述吸盘安装于所述气嘴下方；
5.根据权利要求1所述的基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人，其特征在于，所述清洗装置包括水箱、隔膜泵、驱动电机ⅱ、圆盘刷、万向节和凸缘联轴器ⅱ；所述水箱固定安装于所述底盘；所述隔膜泵和所述驱动电机ⅱ分别固定安装于所述底盘上的碳纤维板；所述隔膜泵连接至所述水箱，用于喷出清洗液；所述凸缘联轴器ⅱ一端与所述圆盘刷固定连接，另一端通过所述万向节连接至所述驱动电机ⅱ的输出轴；所述stm32单片机用于控制所述隔膜泵和所述驱动电机ⅱ的工作，所述驱动电机ⅱ用于通过所述万向节和所述凸缘联轴器ⅱ带动所述圆盘刷转动清洗所述海上风电叶片的污渍以及打磨产生的残渣，所述隔膜泵用于向所述圆盘刷提供清洗液。
6.根据权利要求1所述的基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人，其特征在于，所述打磨装置包括前底座、圆形滑轨、上盖、驱动电机ⅲ、凸缘联轴器ⅲ、转轴、一级臂、驱动电机ⅳ、二级臂和滚刷机构；
7.根据权利要求1所述的基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人，其特征在于，所述喷涂装置包括喷枪、旋转机构和后底座；所述后底座固定安装于所述底盘，所述旋转机构转动安装于所述后底座；所述喷枪安装于所述旋转机构；所述stm32单片机用于控制所述旋转机构的工作，所述旋转机构用于带动所述喷枪旋转，所述喷枪用于对打磨和清洗干净的所述海上风电叶片喷涂油漆。
8.根据权利要求1所述的基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人，其特征在于，还包括摄像头模块和超声检测模块；所述摄像头模块和所述超声检测模块分别与所述stm32单片机电连接；所述摄像头模块安装于所述二级臂的前端，用于观测所述海上风电叶片的表面状况；所述超声检测模块安装于所述上架上的碳纤维板，用于检测所述海上风电叶片表面有污渍或损伤部位，从而确定所述作业机器人的工作位置；所述stm32单片机用于根据所述摄像头模块和所述超声波检测模块的监测结果分别控制所述悬挂装置、所述吸附装置、所述清洗装置、所述打磨装置和所述喷涂装置的工作。
9.根据权利要求1所述的基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业机器人，其特征在于，所述stm32单片机还设置有继电器和电源模块；所述stm32单片机、所述继电器和所述电池模块分别固定安装于所述底盘上的碳纤维板。
10.一种基于stm32单片机控制的海上风电叶片作业方法，其特征在于，采用了权利要求1所述的作业机器人，具体包括以下步骤：
