本发明涉及自动化检测技术装备领域，尤其涉及一种基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人及工作方法。
背景技术：
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
2、目前，静态风电叶片全尺寸光电类检测技术存在着系统复杂、信号易受噪声影响、灵敏度低、损伤信号转换效率低等缺点，而光纤检测技术虽在风电叶片健康在线检测方面取得一定研究成果，但尚未有效解决动态叶片与静态塔架之间信号的转换传输，尚未实现区域监控，未做到多个叶片组数据的同步监测等；而现在传统的运营期风电叶片检测手段是望远镜观察和绳索垂降人工检测，存在以下缺点：(1)检测效率低，工人劳动强度大；(2)高空作业，检测成本高；(3)检测时间长，停机发电量损失大。
技术实现思路
1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人及工作方法，本发明通过可移动巡检机器人搭载太赫兹检测系统，实现风电叶片的小区域范围内的高精度检测，并配以动作、边界检测、定位、气象及远传单元，进而实现整个风电叶片全范围的高精度实时在线检测。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、本发明的第一个方面提供一种基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人。
4、基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，包括：机器人支架，所述机器人支架的边角位置以及上下位置均设有动作单元，用于控制巡检机器人在风电叶片上移动；所述机器人支架的上下表面设有边界检测单元，用于通过发射接收红外线信号，判定巡检机器人是否到达风电叶片的边缘区域；所述机器人支架上还设有供电单元、太赫兹图像检测单元、定位单元、气象检测单元、远传单元以及控制单元，控制单元均与供电单元、太赫兹图像检测单元、定位单元、气象检测单元和远传单元连接；太赫兹图像检测单元，用于获取风电叶片的在太赫兹源下的图像信号以及与风电叶片之间的距离，检测太赫兹图像信息，控制与风电叶片之间的距离；定位单元，用于获取巡检机器人的定位信息；气象检测单元，用于检测风电叶片所处环境的气象信息；远传单元，用于传输巡检机器人的信号。
5、进一步地，所述动作单元包括动作吸盘、动作单元支架、第一动作转动轴、第二动作转动轴、第一动作单元固定孔及第一动作单元通讯端口，所述动作单元支架连接动作单元支架，所述动作单元支架内部设有活动连接的第一动作转动轴和第二动作转动轴，所述动作吸盘吸附在风电叶片上移动，所述第二动作转动轴上设有第一动作单元固定孔和第一动作单元通讯端口，所述第一动作单元固定孔连接在机器人支架上，所述第一动作单元通讯端口连接控制单元。
6、进一步地，所述边界检测单元包括红外发射元件、红外接收元件、边界检测支架、第一边界检测单元固定孔及第一边界检测通讯端口，红外发射元件、红外接收元件、第一边界检测单元固定孔及第一边界检测通讯端口均与边界检测支架做嵌入式连接；边界检测单元通过第一边界检测单元固定孔与机器人支架的连接；红外发射元件用于发射红外线信号；红外接收元件用于接收红外线信号；红外发射元件与红外接收元件联合动作通过分析红外接收元件是否接收到红外发射元件发射红外线信号，判定机器人是否到达风电叶片的边缘区域。
7、进一步地，所述机器人支架包括：机器人支架外壳、第二动作单元固定孔、第二边界检测单元固定孔、第一供电固定孔、第一太赫兹图像检测固定孔、第一定位单元固定孔、第一气象检测单元固定孔、第一远传单元固定孔及第一控制单元固定孔，第二动作单元固定孔、第二边界检测单元固定孔、第一供电固定孔、第一太赫兹图像检测固定孔、第一定位单元固定孔、第一气象检测单元固定孔、第一远传单元固定孔及第一控制单元固定孔均与机器人支架外壳嵌入连接；第二动作单元固定孔与第一动作单元固定孔连接；第二边界检测单元固定孔与第一边界检测单元固定孔连接；第一供电固定孔与第二供电固定孔连接；第一太赫兹图像检测固定孔与第二太赫兹图像检测固定孔连接；第一定位单元固定孔与第二定位单元固定孔连接；第一气象检测单元固定孔与第二气象检测单元固定孔连接；第一远传单元固定孔与第二远传单元固定孔连接；第一控制单元固定孔与第二控制单元固定孔连接。
8、进一步地，所述供电单元包括蓄电池主体、充电输入端口、第二供电固定孔、供电支架、充电限压限流元件、充电指示灯及第一供电输出端口，蓄电池主体和充电限压限流元件均与供电支架连接；充电输入端口、第二供电固定孔和充电指示灯均与供电支架嵌入连接，蓄电池主体用于存储巡检机器人的电量；充电输入端口用于实现蓄电池主体充电时的输入功能；第二供电固定孔与第一供电固定孔连接；充电限压限流元件用于在蓄电池主体充电过程中进行限压限流；充电指示灯用于显示蓄电池主体充电过程的指示；第一供电输出端口与第二供电输出端口连接，用于将蓄电池主体中的电能输送控制单元。
9、进一步地，所述太赫兹图像检测单元包括太赫兹源、太赫兹高速摄像机、测距传感元件、排气干燥元件、太赫兹图像检测单元外壳、第二太赫兹图像检测固定孔及第一太赫兹图像检测输出端口，太赫兹源、太赫兹高速摄像机均与太赫兹图像检测单元外壳连接；测距传感元件、排气干燥元件、第二太赫兹图像检测固定孔及第一太赫兹图像检测输出端口均与太赫兹图像检测单元外壳嵌入连接；太赫兹源用于发射太赫兹源信号；太赫兹高速摄像机用于采集被测对象风电叶片在太赫兹源下的图像信号；测距传感元件用于测量太赫兹图像检测单元与被测对象风电叶片之间的距离；排气干燥元件用于排出太赫兹图像检测单元内部气体的循环及水蒸气；第二太赫兹图像检测固定孔与第一太赫兹图像检测固定孔连接；第一太赫兹图像检测输出端口与第二太赫兹图像检测输出端口连接。
10、进一步地，所述控制单元包括控制单元主体、第二动作单元通讯端口、第二边界检测通讯端口、第二供电输出端口、第二太赫兹图像检测输出端口、第一定位单元输出端口、第一气象检测单元输出端口、第一远传单元输出端口、第二控制单元固定孔及液晶显示屏，第二动作单元通讯端口、第二边界检测通讯端口、第二供电输出端口、第二太赫兹图像检测输出端口、第一定位单元输出端口、第一气象检测单元输出端口、第一远传单元输出端口、液晶显示屏均与控制单元主体连接；第二控制单元固定孔与控制单元主体嵌入连接；第二控制单元固定孔与第一控制单元固定孔连接；液晶显示屏与机器人支架嵌入连接，用于显示巡检机器人的检测信息；第二动作单元通讯端口与第一动作单元通讯端口连接；第二边界检测通讯端口与第一边界检测通讯端口连接；第二供电输出端口与第一供电输出端口连接；第二太赫兹图像检测输出端口与第一太赫兹图像检测输出端口连接；第一定位单元输出端口与第二定位单元输出端口连接；第一气象检测单元输出端口与第二气象检测单元输出端口连接；第一远传单元输出端口与第二远传单元输出端口连接。
11、进一步地，所述定位单元包括gps高度传感器、气压高度传感器、超声波高度传感器、定位信息处理模块、定位单元外壳、第二定位单元固定孔及第二定位单元输出端口，gps高度传感器、气压高度传感器、超声波高度传感器、定位信息处理模块均与定位单元外壳连接；第二定位单元固定孔及第二定位单元输出端口均与定位单元外壳嵌入连接；gps高度传感器用于测量海拔高度信号；气压高度传感器用于测量相对高度；超声波高度传感器用于测量真实高度；定位信息处理模块通过分析gps高度传感器、气压高度传感器、超声波高度传感器采集所得信号获取巡检机器人的定位信息；定位单元外壳与第一定位单元固定孔连接；第二定位单元输出端口与第一定位单元输出端口连接，用于实现定位单元信号至控制单元信息的传输。
12、进一步地，所述所述气象检测单元包括风速传感器、风向传感器、湿度传感器、气象检测信息处理模块、气象检测单元外壳、第二气象检测单元固定孔及第二气象检测单元输出端口，风速传感器、风向传感器、湿度传感器及气象检测信息处理模块均与气象检测单元外壳连接；第二气象检测单元固定孔及第二气象检测单元输出端口均与气象检测单元外壳嵌入连接；风速传感器用于测量风速信息；风向传感器用于测量风向信息；湿度传感器用于测量巡检机器人所处工作环境的湿度信息；气象检测信息处理模块用于分析风速传感器、风向传感器及湿度传感器的信息；第二气象检测单元固定孔与第一气象检测单元固定孔连接；第二气象检测单元输出端口与第一气象检测单元输出端口连接，用于实现气象检测单元与控制单元信息的信息传输。
13、本发明的第二个方面提供一种基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人工作方法。
14、基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人工作方法，应用于第一个方面所述的基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，包括：
15、采用动作单元控制巡检机器人在风电叶片上移动；
16、采用边界检测单元，通过发射接收红外线信号，判定巡检机器人是否到达风电叶片的边缘区域；
17、采用太赫兹图像检测单元，获取风电叶片的在太赫兹源下的图像信号以及与风电叶片之间的距离；
18、采用定位单元，获取巡检机器人的定位信息；
19、采用气象检测单元，检测风电叶片所处环境的气象信息；
20、采用远传单元，将动作单元、边界检测单元、太赫兹图像检测单元、定位单元以及气象检测单元的传输到控制单元；
21、采用控制单元，通过综合分析如动作单元反馈的移动信号、边界检测单元反馈的是否达到风电叶片的边缘区域、太赫兹图像检测单元是否存在缺陷及太赫兹源于风电叶片距离、定位单元反馈的机器人定位信息以及气象检测单元反馈的气象检查信号，控制巡检机器人沿着风电叶片的边缘区域移动，检测太赫兹图像信息，控制与风电叶片之间的距离。
22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23、本发明通过巡检机器人搭载太赫兹图像检测单元实现风电叶片的全尺寸、分层检测，具有边界识别、空间定位、气象检测及信息远传功能，从而实现大区域风电场多叶片的检测。
24、本发明通过巡检机器人搭载太赫兹图像检测单元不仅可实现静态风电叶片同时也能实现运营期风电叶片的全尺寸、分层检测，具有边界识别、空间定位、气象检测及信息远传功能，从而实现大区域风电场多叶片的检测。
1.基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，其特征在于，包括：机器人支架，所述机器人支架的边角位置以及上下位置均设有动作单元，用于控制巡检机器人在风电叶片上移动；所述机器人支架的上下表面设有边界检测单元，用于通过发射接收红外线信号，判定巡检机器人是否到达风电叶片的边缘区域；所述机器人支架上还设有供电单元、太赫兹图像检测单元、定位单元、气象检测单元、远传单元以及控制单元，控制单元均与供电单元、太赫兹图像检测单元、定位单元、气象检测单元和远传单元连接；太赫兹图像检测单元，用于获取风电叶片的在太赫兹源下的图像信号以及与风电叶片之间的距离，检测太赫兹图像信息，控制与风电叶片之间的距离；定位单元，用于获取巡检机器人的定位信息；气象检测单元，用于检测风电叶片所处环境的气象信息；远传单元，用于传输巡检机器人的信号。
2.根据权利要求1所述的基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，其特征在于，所述动作单元包括动作吸盘、动作单元支架、第一动作转动轴、第二动作转动轴、第一动作单元固定孔及第一动作单元通讯端口，所述动作单元支架连接动作单元支架，所述动作单元支架内部设有活动连接的第一动作转动轴和第二动作转动轴，所述动作吸盘吸附在风电叶片上移动，所述第二动作转动轴上设有第一动作单元固定孔和第一动作单元通讯端口，所述第一动作单元固定孔连接在机器人支架上，所述第一动作单元通讯端口连接控制单元。
3.根据权利要求1所述的基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，其特征在于，所述边界检测单元包括红外发射元件、红外接收元件、边界检测支架、第一边界检测单元固定孔及第一边界检测通讯端口，红外发射元件、红外接收元件、第一边界检测单元固定孔及第一边界检测通讯端口均与边界检测支架做嵌入式连接；边界检测单元通过第一边界检测单元固定孔与机器人支架的连接；红外发射元件用于发射红外线信号；红外接收元件用于接收红外线信号；红外发射元件与红外接收元件联合动作通过分析红外接收元件是否接收到红外发射元件发射红外线信号，判定机器人是否到达风电叶片的边缘区域。
4.根据权利要求1所述的基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，其特征在于，所述机器人支架包括：机器人支架外壳、第二动作单元固定孔、第二边界检测单元固定孔、第一供电固定孔、第一太赫兹图像检测固定孔、第一定位单元固定孔、第一气象检测单元固定孔、第一远传单元固定孔及第一控制单元固定孔，第二动作单元固定孔、第二边界检测单元固定孔、第一供电固定孔、第一太赫兹图像检测固定孔、第一定位单元固定孔、第一气象检测单元固定孔、第一远传单元固定孔及第一控制单元固定孔均与机器人支架外壳嵌入连接；第二动作单元固定孔与第一动作单元固定孔连接；第二边界检测单元固定孔与第一边界检测单元固定孔连接；第一供电固定孔与第二供电固定孔连接；第一太赫兹图像检测固定孔与第二太赫兹图像检测固定孔连接；第一定位单元固定孔与第二定位单元固定孔连接；第一气象检测单元固定孔与第二气象检测单元固定孔连接；第一远传单元固定孔与第二远传单元固定孔连接；第一控制单元固定孔与第二控制单元固定孔连接。
5.根据权利要求1所述的基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，其特征在于，所述供电单元包括蓄电池主体、充电输入端口、第二供电固定孔、供电支架、充电限压限流元件、充电指示灯及第一供电输出端口，蓄电池主体和充电限压限流元件均与供电支架连接；充电输入端口、第二供电固定孔和充电指示灯均与供电支架嵌入连接，蓄电池主体用于存储巡检机器人的电量；充电输入端口用于实现蓄电池主体充电时的输入功能；第二供电固定孔与第一供电固定孔连接；充电限压限流元件用于在蓄电池主体充电过程中进行限压限流；充电指示灯用于显示蓄电池主体充电过程的指示；第一供电输出端口与第二供电输出端口连接，用于将蓄电池主体中的电能输送控制单元。
6.根据权利要求1所述的基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，其特征在于，所述太赫兹图像检测单元包括太赫兹源、太赫兹高速摄像机、测距传感元件、排气干燥元件、太赫兹图像检测单元外壳、第二太赫兹图像检测固定孔及第一太赫兹图像检测输出端口，太赫兹源、太赫兹高速摄像机均与太赫兹图像检测单元外壳连接；测距传感元件、排气干燥元件、第二太赫兹图像检测固定孔及第一太赫兹图像检测输出端口均与太赫兹图像检测单元外壳嵌入连接；太赫兹源用于发射太赫兹源信号；太赫兹高速摄像机用于采集被测对象风电叶片在太赫兹源下的图像信号；测距传感元件用于测量太赫兹图像检测单元与被测对象风电叶片之间的距离；排气干燥元件用于排出太赫兹图像检测单元内部气体的循环及水蒸气；第二太赫兹图像检测固定孔与第一太赫兹图像检测固定孔连接；第一太赫兹图像检测输出端口与第二太赫兹图像检测输出端口连接。
7.根据权利要求1所述的基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，其特征在于，所述控制单元包括控制单元主体、第二动作单元通讯端口、第二边界检测通讯端口、第二供电输出端口、第二太赫兹图像检测输出端口、第一定位单元输出端口、第一气象检测单元输出端口、第一远传单元输出端口、第二控制单元固定孔及液晶显示屏，第二动作单元通讯端口、第二边界检测通讯端口、第二供电输出端口、第二太赫兹图像检测输出端口、第一定位单元输出端口、第一气象检测单元输出端口、第一远传单元输出端口、液晶显示屏均与控制单元主体连接；第二控制单元固定孔与控制单元主体嵌入连接；第二控制单元固定孔与第一控制单元固定孔连接；液晶显示屏与机器人支架嵌入连接，用于显示巡检机器人的检测信息；第二动作单元通讯端口与第一动作单元通讯端口连接；第二边界检测通讯端口与第一边界检测通讯端口连接；第二供电输出端口与第一供电输出端口连接；第二太赫兹图像检测输出端口与第一太赫兹图像检测输出端口连接；第一定位单元输出端口与第二定位单元输出端口连接；第一气象检测单元输出端口与第二气象检测单元输出端口连接；第一远传单元输出端口与第二远传单元输出端口连接。
8.根据权利要求1所述的基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，其特征在于，所述定位单元包括gps高度传感器、气压高度传感器、超声波高度传感器、定位信息处理模块、定位单元外壳、第二定位单元固定孔及第二定位单元输出端口，gps高度传感器、气压高度传感器、超声波高度传感器、定位信息处理模块均与定位单元外壳连接；第二定位单元固定孔及第二定位单元输出端口均与定位单元外壳嵌入连接；gps高度传感器用于测量海拔高度信号；气压高度传感器用于测量相对高度；超声波高度传感器用于测量真实高度；定位信息处理模块通过分析gps高度传感器、气压高度传感器、超声波高度传感器采集所得信号获取巡检机器人的定位信息；定位单元外壳与第一定位单元固定孔连接；第二定位单元输出端口与第一定位单元输出端口连接，用于实现定位单元信号至控制单元信息的传输。
9.根据权利要求1所述的基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，其特征在于，所述所述气象检测单元包括风速传感器、风向传感器、湿度传感器、气象检测信息处理模块、气象检测单元外壳、第二气象检测单元固定孔及第二气象检测单元输出端口，风速传感器、风向传感器、湿度传感器及气象检测信息处理模块均与气象检测单元外壳连接；第二气象检测单元固定孔及第二气象检测单元输出端口均与气象检测单元外壳嵌入连接；风速传感器用于测量风速信息；风向传感器用于测量风向信息；湿度传感器用于测量巡检机器人所处工作环境的湿度信息；气象检测信息处理模块用于分析风速传感器、风向传感器及湿度传感器的信息；第二气象检测单元固定孔与第一气象检测单元固定孔连接；第二气象检测单元输出端口与第一气象检测单元输出端口连接，用于实现气象检测单元与控制单元信息的信息传输。
10.基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人工作方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的基于太赫兹视觉检测的风电叶片巡检机器人，包括：
