风力发电机叶片夹具及风力发电机叶片测试系统的制作方法

本实用新型涉及风力发电机叶片技术领域，尤其涉及风力发电机叶片夹具及风力发电机叶片测试系统。

背景技术：

叶片属于风力发电机的主要组成部件之一，它直接影响到风能的转换率以及整机运行的稳定性。为了保证叶片的设计质量，必须对叶片进行可靠性验证。

在进行可靠性验证前，需要通过叶片夹具对叶片进行夹持固定。但现有的叶片夹具存在通用性差的问题，其中，对于不同长度规格的叶片需要定制对应长度的叶片夹具，制造成本十分高昂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供风力发电机叶片夹具及风力发电机叶片测试系统，用以解决现有技术中叶片夹具存在通用性差的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供了：风力发电机叶片夹具，包括相对设置的两个支架；

两所述支架之间设置有用于夹持叶片的夹持模块；

所述支架包括若干个架体单元，所述架体单元之间可拆卸连接；

各所述架体单元均具有相应的预设长度；

其中，组成所述支架的所有所述架体单元的长度之和等于所述支架的总长。

作为上述技术方案的进一步改进，相邻所述架体单元之间通过拼接件进行固定。

作为上述技术方案的进一步改进，所述拼接件通过紧固螺栓与所述架体单元固定连接。

作为上述技术方案的进一步改进，沿所述支架长度的两端各设置有一个吊耳。

作为上述技术方案的进一步改进，所述吊耳与所述支架可拆卸连接。

作为上述技术方案的进一步改进，两所述支架通过连接杆相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述架体单元上设置有套管。

作为上述技术方案的进一步改进，在沿所述架体单元长度方向的两端均设置有所述套管。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹持模块包括第一夹持件和第二夹持件；

所述第一夹持件与所述第二夹持件之间形成有安装空间，所述安装空间用于安装叶片，其中，所述安装空间的形状与叶片相对应。

本实用新型还提供了：风力发电机叶片测试系统，包括如上所述的风力发电机叶片夹具。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种风力发电机叶片夹具，包括相对设置的两个支架，两支架之间设置有用于夹持叶片的夹持模块。

在进行叶片的装夹操作前，用户可以根据待测叶片的长度确定支架的长度，由此便能选择若干个合适长度的架体单元进行组装拼接，从而获得所需长度的支架，以便对叶片进行安装。

通过架体单元之间的组合，可以获得相应长度的支架，由此便能安装对应长度的叶片，如此，便无需根据叶片的长度定制支架，从而有效地降低了夹具的制造成本。

风力发电机叶片夹具具有通用性强的优点，能够适用于不同长度的叶片。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了一种由多个架体单元构成的支架所组成的风力发电机叶片夹具的示意图；

图2示出了一种由多个架体单元构成的支架的示意图；

图3示出了一种由单个架体单元构成的支架所组成的风力发电机叶片夹具的示意图；

图4示出了一种架体单元的示意图；

图5示出了图2中a向的局部放大图；

图6示出了一种拼接件的示意图；

图7示出了一种架体单元的正视图；

图8示出了一种吊耳的示意图；

图9示出了图1中b向的局部放大图；

图10示出了一种安装有第一夹持件的支架的示意图；

图11示出了一种两个风力发电机叶片夹具的并联连接的示意图；

图12示出了一种在顶部安装有激振器的并联连接的风力发电机叶片夹具的示意图；

图13示出了一种在侧面安装有激振器的并联连接的风力发电机叶片夹具的示意图。

主要元件符号说明：

1-支架；2-夹持模块；3-架体单元；4-主体部；5-侧板；6-吊板；7-上面板；8-下面板；9-中间板；10-第一安装孔；11-第二安装孔；12-第三安装孔；13-第四安装孔；14-第五安装孔；15-套管；16-拼接件；17-紧固螺栓；18-插接孔；19-吊耳；20-耳部；21-连接部；22-连接杆；23-调节螺母；24-第一夹持件；25-第二夹持件；26-挡板；27-激振器；100-风力发电机叶片夹具。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1，在本实施例中，提出了一种风力发电机叶片夹具，包括相对设置的两个支架1。

两支架1之间设置有用于夹持叶片的夹持模块2。其中，在使用时，用户可根据叶片的尺寸及形状进行选择合适的夹持模块2。

如图2所示，支架1可包括若干个架体单元3，同时，架体单元3之间可拆卸连接。其中，对于支架1而言，其所包含的架体单元3依次连接，且位于同一直线上(架体单元3的重心)。需要注意的是，图2中仅示出了两个架体单元3，而在实际装配过程中，支架1所需的架体单元3的数量可以根据需要进行设置。

各架体单元3均具有相应的预设长度。其中，对于支架1，其所包含的所有架体单元3的长度之和等于支架1的总长。

在本实施例中，架体单元3可包括有多种规格，其中，不同规格的架体单元3长度不同，例如，可以根据需要设置有10cm、20cm、30cm、50cm以及100cm等长度尺寸的架体单元3。

用户可根据叶片的叶片确定支架1的长度，一般情况下，支架1的长度需大于叶片的长度。

例如，当叶片的长度为140cm时，用户可以选择一个长度为50cm的架体单元3和一个长度为100cm的架体单元3，并由此拼接出一个长度为150cm的支架1；当叶片的长度为210cm时，用户可以选择两个长度为100cm的架体单元3和一个长度为20cm的架体单元3，并由此拼接出一个长度为220cm的支架1。

以上仅为示例，在实际使用过程中，用户可以架体单元3的规格及数量等情况进行合理的选择，以匹配相应长度的叶片。

如图3所示，如果单个架体单元3的长度满足安装待测试叶片时，此时，支架1只需由一个架体单元3构成即可。例如，当叶片的长度为90cm时，用户只需选择一个长度为100cm的架体单元3，将其作为支架1。

在本实施例中，不同规格的架体单元3虽然长度不同，但结构是相同的。以下对架体单元3的结构进行说明。

如图4所示，架体单元3包括主体部4、侧板5和吊板6，侧板5有两个且分置于主体部4的长度方向的两侧，吊板6有一个且设置于主体部4的顶部(图4中所示方位)。

在本实施例中，主体部4可包括上面板7、下面板8和中间板9，上面板7与下面板8平行设置，中间板9位于上面板7和下面板8之间且与两者垂直。其中，为了降低制造成本，主体部4可采用h型钢。

需要注意的是，对于不同规格的架体单元3而言，上面板7与下面板8之间的间距均相同，即不同长度规格的架体单元3的高度均相同。

在本实施例中，侧板5和吊板6可使用钢板。其中，侧板5和吊板6可通过焊接等方式固定于主体部4上。

在其他实施例中，主体部4、侧板5及吊板6可采用一体式结构，或仅主体部4与侧板5之间采用一体式结构。

考虑到装配等需要，主体部4的上面板7可设置有若干个第一安装孔10，主体部4的下面板8可设置有若干个第二安装孔11，主体部4的中间板9可设置有若干个第三安装孔12。

进一步地，侧板5可设置有若干个第四安装孔13，吊板6上可设置有若干个第五安装孔14。

第一安装孔10、第二安装孔11、第三安装孔12、第四安装孔13以及第五安装孔14的使用，将在后文中进行说明。

在本实施例中，架体单元3的主体部4上可设置有套管15。进一步的，在沿主体部4长度方向的两端均可设置有套管15。

套管15位于上面板7和下面板8之间，且套管15平行于中间板9。套管15的内部设置有中空的内腔，其中，上面板7和下面板8上均设置有正对于套管15内腔的通孔。

在本实施例中，为了方便架体单元3的重复使用，架体单元3之间采取了可拆卸连接的方式进行拼接。其中，当完成一个叶片的测试后，便可将架体单元3拆分开，以便进行后续的组装拼接。

参照图5，相邻架体单元3之间可通过拼接件16进行固定。其中，拼接件16可通过紧固螺栓17与架体单元3固定连接。

需要注意的是，图1中仅示出了两个架体单元3。在实际使用过程中，支架1可能包括更多数量的架体单元3，其中，相邻架体单元3之间均可通过拼接件16进行连接。

如图6所示，在本实施例中，拼接件16可设置呈长方体形，其中，拼接件16的两端可设置有插接孔18。

在本实施例中，相邻两架体单元3之间，可通过拼接件16、紧固螺栓17以及套管15之间的配合实现拼接。其中，相邻的两个架体单元3之间拼接过程大致如下：

调整两架体单元3之间的位置，使两者的相邻近的侧板5相互贴合，同时，还使得两者的上面板7及下面板8分别保持对齐；调整拼接件16的位置，使得拼接件16的两插接孔18各分别正对于两架体单元3上的一个套管15；将紧固螺栓17自上而下依次穿过对应的插接孔18、上面板7、套管15和下面板8，其中，紧固螺栓17的底部伸出于下面板8之外；在紧固螺栓17的底部旋上紧固螺母，通过旋紧紧固螺母完成紧固螺栓17以及拼接件16的固定。其中，紧固螺栓17的所需数量为拼接件16数量的两倍。

在其他实施例中，可在套管15内设置与紧固螺栓17相匹配的内螺纹，其中，通过紧固螺栓17与内螺纹的配合，便可实现紧固螺栓17的安装固定，而无需采用紧固螺母。

如图6所示，在本实施例中，在拼接件16上，两插接孔18之间的中心距可设为p；如图7所示，在本实施例中，对于各架体单元3，套管15的中心轴线与离自身最接近的侧板5的外侧面之间的间距均可设为q，其中，p＝2q。采用这样设置，可以有效地提高了拼接件16的通用性，任意两个长度规格的架体单元3之间，均可采用该拼接件16进行组装拼接。

对架体单元3进行拼接后，并可获得支架1。

参照图1、图2和图3，为了方便进行静力试验，在沿支架1长度的两端可分别设置有一个吊耳19。

在本实施例中，吊耳19与支架1之间可采用可拆卸连接的进行连接。

如图8所示，吊耳19包括耳部20和连接部21，连接部21可设置呈板状，其中，耳部20可通过焊接等方式固定于连接部21上。

连接部21上可设置有连接孔，连接孔与侧板5上的第四安装孔13相对应。进行装配时，可将连接部21贴靠侧板5上，并使得各连接孔和对应第四安装孔13相互对齐，之后，通过螺栓连接等方式，便可以将吊耳19固定于支架1上。

风力发电机叶片夹具包括有两个支架1，其中，各支架1的两端均设置有吊耳19。

在本实施例中，风力发电机叶片夹具的两个支架1相对设置，两者通过连接杆22相连。

从上文可知，支架1可由多个架体单元3拼接而成，同时，各架体单元3的两端均设置有套管15，其中，位于支架1中部的套管15需用于安装紧固螺栓17，而位于支架1两端的套管15则可以用于安装连接杆22。

参照图1，上方的支架1与下方的支架1呈镜像设置，将相应数量的连接杆22分别插入到两者两端的套管15中，由此便可实现两支架1之间的对位，同时，在连接杆22的限制下，两支架1之间仅能实现轴向上位置的变化。其中，连接杆22的直径小于套管15的内径。

在本实施例中，连接杆22可采用为螺纹杆，其中，连接杆22上可设置有调节螺母23，通过调节螺母23可调节夹持模块2对叶片的夹紧力。

参照图9，在两支架1上安装连接杆22后，可在连接杆22的两端旋上调节螺母23，其中，通过安装调节螺母23可防止连接杆22松脱，除此之外，用户还可通过改变调节螺母23的位置来调节两支架1之间最大间距。

在安装叶片后，如果调节螺母23在连接杆22旋拧的越紧，就意味着，位于两支架1之间的夹持模块2对叶片的夹紧力越大。

如图1和图3所示，在本实施例中，夹持模块2可包括第一夹持件24和第二夹持件25，第一夹持件24可固定于上方的支架1上，第二夹持件25可固定于下方的支架1上。

第一夹持件24和第二夹持件25可通过螺栓连接等方式，与对应支架1的下面板8固定连接。其中，下面板8上所设置的第二安装孔11可安装用于固定第一夹持件24或第二夹持件25的螺栓。

在本实施例中，第一夹持件24和第二夹持件25均可通过木材制作而成。

在进行静力测试时，如果载荷过大，可能导致夹持模块2与支架1之间出现相对运动，甚至导致夹持模块2出现断裂的情况，为此，需对夹持模块2进行加固。

如图10所示，以第一夹持件24为例。其中，为方便观察，图中的支架1仅包括一个架体单元3。

在支架1上可设置有l形的挡板26。在本实施例中，第一夹持件24的两端可各设置有一个挡板26，通过挡板26抵接第一夹持件24的端部，以实现对第一夹持件24的加固作用。其中，挡板26可通过螺栓连接的方式固定于下面板8上。

第二夹持件25可参照第一夹持件24的方式进行加固，即在第二夹持件25的两端也分别设置有一个挡板26，通过挡板26抵接第二夹持件25的端部。

完成夹持模块2的组装后，第一夹持件24与第二夹持件25之间会形成有安装空间，安装空间用于安装叶片，其中，安装空间的形状与叶片相对应。

在安装叶片前，可先调整两支架1之间的距离，由此增大第一夹持件24与第二夹持件25之间的间距，以方便放置叶片；当将叶片放置于安装空间后，可旋紧连接杆22两端的调节螺母23，使得夹持模块2将叶片夹紧。

本实施例中所提出的风力发电机叶片夹具，具有通用性强、结构灵活、方便拆装等优点，能适应不同长度的叶片，且可以有效地降低夹具的制造成本。

在本实施例中，还提出了风力发电机叶片测试系统，包括上文中的风力发电机叶片夹具。

在进行水平方向(平行于支架1的长度方向)的静力试验时，可在各吊耳19的挂孔中安装钢丝绳，其中，可通过拉力机对钢丝绳施加平行于支架1长度方向的拉力，由此使得风力发电机叶片夹具受到平行于支架1长度方向的拉力作用。

在进行竖直方向(平行于支架1的高度方向)的静力试验时，可在两支架1的吊板6上的第五安装孔14上安装钢丝绳，其中，通过拉力机对钢丝绳施加平行于支架1高度方向上的拉力，由此使得风力发电机叶片夹具受到平行于支架1高度方向的拉力作用。

实施例二

对叶片的可靠性验证包括静力试验和疲劳试验，静力试验可通过拉力机进行，而疲劳试验则需要利用激振器27来完成。

单个风力发电机叶片夹具的厚度较小，难以安装激振器27。在本实施例中，为了方便激振器27的安装，可对多个风力发电机叶片夹具进行并联连接。

以两个风力发电机叶片夹具100的并联连接为例。

如图11所示，将两个尺寸及组成结构相同的风力发电机叶片夹具100并排放置，其中，可在两者中间板9上相对齐第三安装孔12中插入定位杆，由此实现对两者之间的定位。图11中未示出定位杆。

定位杆可采用螺纹杆，定位杆的两端可安装有定位螺母。通过设置定位螺母可防止定位杆松脱，除此之外，通过调整定位螺母的位置可以改变两并联风力发电机叶片夹具100之间的最大间距。

完成风力发电机叶片夹具的并联连接后，所组装成的整体具有较大的厚度，由此便可以对激振器27进行安装。

如图12所示，激振器27安装于风力发电机叶片夹具的顶部。

激振器27可通过螺栓连接的方式固定于支架1的上面板7，其中，上面板7的第一安装孔10可用于安装固定激振器27的螺栓。

如图13所示，激振器27安装于风力发电机叶片夹具的侧面。

激振器27可通过螺栓连接的方式固定于位于支架1端部的侧板5上。在安装激振器27前，需拆卸下该侧板5上的吊耳19，其中，该侧板5上的第四安装孔13可用于安装固定激振器27的螺栓。

通过将多个风力发电机叶片夹具进行并联连接，不仅方便对激振器27进行安装，同时，还能同时对多个叶片进行疲劳测试。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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