[0001] 本发明涉及风电机组叶片生产技术领域，尤其涉及一种单边位置约束的柔性型面顶撑调型系统及方法。

[0002] 在传统的风力发电叶片制造中，叶片型面的调节是一个关键步骤。叶片型面的调节旨在优化叶片的气动性能，以提高风力发电机组的发电效率和性能。传统的叶片型面调节方法通常采用的是经验设计。基于已有的经验和数据，设计师们进行试验和验证，根据叶片的波纹、厚度分布等参数来优化叶片的型面。然而，这种方法存在着很大的不确定性和限制性，无法全面综合考虑到各种因素的综合影响，难以达到最佳性能。

[0003] 随着现代工业的发展，面顶撑调整在生产过程中扮演着至关重要的角色。然而，传统的面顶撑调型方法存在着一系列问题，如调整不准确、稳定性差等，这限制了其在高精度和高效率生产环境中的应用。传统方法通常依赖于手动调整或简单的机械控制，这种方式容易受到人为因素和外部环境的影响，导致调整精度不高、稳定性差等问题的出现。

[0004] 对于现有依赖于刚性支撑结构或简单的机械调整，这种方式在单边位置约束的情况下可以简单满足对工件的柔性支撑需求，除了具有上述的缺点外，还限制了生产线的灵活性和适用性。

[0035] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0036] 以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

[0037] 如附图1‑图3所示，本发明实施例提供了一种单边位置约束的柔性型面顶撑调型系统，该系统包括底座1、边缘框架2，可调节升降旋盘3，推杆7及外部控制设备(图中未示出)，其中：

[0038] 边缘框架2固定设置于底座1的顶部边缘；可调节升降旋盘3固定设置于底座1上部，设置于边缘框架2的内部；推杆7固定设置于底座1的顶部，位于边缘框架2在底座1顶部边缘围成的区域内，推杆7的顶部用于与外部柔性型面8的底部可拆卸连接，且推杆7的顶部端面能够根据外部柔性型面8的曲率进行法相支撑；外部控制设备与推杆7和可调节升降旋盘3电连接，用于控制推杆7和可调节升降旋盘3的升降，使得在可调节升降旋盘3的升降作用下用于约束外部柔性型面8，在推杆7的升降作用下使得外部柔性型面8的曲率达到预设。

[0039] 由此，本发明的单边位置约束的柔性型面顶撑调型系统，通过边缘框架2，可调节升降旋盘3，推杆7对外部柔性型面8施加单侧约束力，并在电推杆7根据外部柔性型面8曲率要求下上下伸缩，进行外部柔性型面的曲率调节，能够有效的避免外部柔性型面8在调节的过程中因受力不均而破坏的问题，起到约束缓冲的作用。

[0040] 为了减轻底座1的重量和顶撑调型系统的成本，同时便于在底座1上安装边缘框架2、可调节升降旋盘3和推杆7，将底座1设置为框架结构。优选采用金属框架的底座1，用于负责支撑上述整体结构，起到固定边缘框架2、可调节升降旋盘3和推杆7的作用。

[0041] 具体地，在本发明中，边缘框架2用于对外部柔性型面8施加横向的约束力，起到约束缓冲和保护外部柔性型面8的作用，使得在将外部柔性型面8设置于边缘框架2上部时，在推杆7的推动作用下外部柔性型面8不会发生整体偏移或错位；在本发明的一些可选的实现方式中，可调节升降旋盘3设置为电动推杆或液压推杆，或设置为螺纹升降的结构；边缘框架2设置为矩形结构或平行结构，并且平行结构或矩形结构的两个边设置为可伸缩的结构，伸缩范围大于或等于推杆7的伸缩范围；并将可调节升降旋盘3设置于边缘框架2的矩形结构或平行结构内部，使得通过可调节升降旋盘3的升降能够带动边缘框架2的升降，通过可调节升降旋盘3的上下移动，可以找到约束效果最佳的位置，更有效地起到约束外部柔性型面8的效果。特别是针对大型复杂曲面的时候，两侧边缘框架2的高低调节对于起到缓冲和保护的作用尤为重要。

[0042] 具体地，对于上述边缘框架2是如何用于对外部柔性型面8施加横向的约束力，起到约束缓冲和保护外部柔性型面8的作用进一步说明：

[0043] 结合图2，边缘框架2与外部柔性型面8通过图2中电磁吸盘9连接，电磁吸盘9一端固定在可调节升降旋盘3顶部，电磁吸盘9另一端用于与下述的随动层4吸附，在电磁吸盘9的吸附面上设置有缓冲垫。当外部柔性型面8发生较大角度或较大弧度的弯曲时，电磁吸盘9可以吸附外部柔性型面8(或使得边缘框架2与电磁吸盘9同步下降)，形成一个缓冲力的同时还能防止电磁吸盘9由于冲击力损坏外部柔性型面8，从而保护外部柔性型面8，防止外部柔性型面8发生不可逆弯曲。

[0044] 具体地，为了使得本发明中的推杆7的支撑效果更好，使得外部柔性型面8的受力更加均匀，将推杆7的数量设置为多个，多个推杆7在底座1上间隔均匀分布。优选推杆7为升降结构；最优选推杆7为液压推杆或电动推杆。选用液压推杆时，采用对应的液压控制阀控制液压推杆的升降，选用电动推杆时，选用伺服阀控制电动推杆的升降；在本发明的一些可选的实现方式中，为了使得在支撑和调节的过程中保障支撑和调节效果，提高调节效率，将多个推杆7的推动速率和推动行程设置为不同，以满足不同外部柔性型面8高度和不同外部柔性型面8曲率的要求，如将推杆7的行程范围设置为0mm‑300mm。还为了能够更好地支撑外部柔性曲面8，在推杆7的顶部设置可以旋转的连接件，如通过球头连接或销轴连接的连接板等结构，使得连接板在设置于推杆7的顶部时能够围绕推杆7的顶部沿一定的角度做旋转运动，在对柔性型面进行调节支撑时，与柔性型面之间法相接触。

[0045] 在实际应用中，将调节外部柔性型面8的推杆7沿着整个型面的长度方向每隔一定的间距布置，如将推杆7的间距设置为0.2m，或者根据外部柔性型面8曲率变化需要来确定电动推杆7的分布的密度及其他的尺寸范围的间距。在实际应用过程中，还为了便于对推杆7进行调节，将多个电动推杆或液压推杆并联连接，多个电动推杆或液压推杆通过调整推杆
7的升降高度形成不同的成型曲面，同时由于电动推杆或液压推杆可以单独控制，可满足不同的柔性型面的曲率要求，使得柔性型面调节的精准度更高。

[0046] 在本实施例的一些可选的实现方式中，可将上述的两种推杆7进行交叉使用或配合使用，如在外部柔性型面8下方的外周部分设置液压推杆，在外部柔性型面8的下方内部设置电动推杆，使得液压推杆能够满足较大的支撑力，电动推杆能够满足高精度的升降调节，从而满足高精度曲率的调节；还可将外部柔性型面8曲率复杂，精度较高的位置设置为电动推杆，外部柔性型面8曲率精度较低的位置设置液压推杆7，从而保障支撑强度和支撑精度的同时，还能保障整体的外部柔性型面8的精度。通过本发明上述边缘框架2，可调节升降旋盘3和推杆7的结构，能够进一步对外部柔性型面8一侧单边位置施加约束力，便于更好的辅助大型曲面的调节过程，避免出现型面因受力不均而出现割裂等情况。

[0047] 具体地，如图2所示，在本发明的单边位置约束的柔性型面顶撑调型系统中，外部柔性型面8包括依次可拆卸连接的随动层4、电加热层5和成型层6，其中，随动层4采用金属2
材料制作而成，与推杆7可拆卸连接，随动层4承受力可以设置为200kg/m或者更高，在实际应用过程中为了提高随动层4的制作效率，同时为了便于更换，将随动层4设置为类标准件，将随动层4主材的规格型号和主材按照预设的特定结构进行编制；电加热层5设置于随动层
4与成型层6之间，电加热层5通过导线与外部电源级电源控制模块电连接或通过移动电源及电源控制模块进行供电，并将电池的电源控制模块与外部控制设备电连接，在需要加热模块进行加热时，在外部控制设备的控制下控制电源模块电加热层5的通断及调节电加热层5的温度；成型层6采用硅橡胶制作而成，用于在推杆7推动随动层4的过程中通过电加热层5加热成型层6，并在推杆7升降到预设位置使得外部柔性型面8达到预设曲率后结束电加热层5的加热进行降温，实现加速成型层6固化的目的。

[0048] 需要说明的是，本发明的单边位置约束的柔性型面顶撑调型系统除了能够支撑和调节上述实施例所公开的外部柔性型面8外，还能够支撑和调节与之结构相似或类型相似或功能相似的柔性型面或其他型面。

[0049] 结合实际应用，在本实施例的一些可选的实现方式中，成型层6的材料为硅橡胶片材，通过对硅橡胶的配方进行调整，控制硅橡胶的膨胀系数与风电叶片主材玻璃钢的膨胀系数接近。电加热层5主要由电加热丝和温度传感器的排布组成，通过温度控制器来实现对温度的调节，达到预加热的效果。

[0050] 在本实施例的一些可选的实现方式中，控制设备为上位机或plc控制系统。

[0051] 具体地，在本发明的单边位置约束的柔性型面顶撑调型系统中，将推杆7的顶部设置为圆柱形结构。

[0052] 由于本发明单边位置约束的柔性型面顶撑调型系统作为用于支撑和调整外部柔性型面8的装置，其稳定性和精准性直接影响到生产线的效率和产品的质量。由于边缘框架2和可调节升降旋盘3设置于底座1的两侧边缘位置，在单边位置约束的外部柔性型面8顶撑调型过程中，外部柔性型面8的两侧受到约束，使得外部柔性型面8的中间侧自由度较高，且对外部柔性型面8两端位置的约束可控制，意味着需要在面顶撑的调整过程中，根据柔性型面的曲率分布，来驱动电动推杆的多点异步调整，以满足对外部柔性型面8工件曲率的要求。在本发明实施例的一些可选的实现方式中，电动推杆7的顶部为圆柱形，并将电动推杆7与电磁吸盘9通过可旋转支撑螺丝柱10接触固定，因此，设置柔性金属随动层4可以将电动推杆7间的点接触通过柔性金属随动层4形成与硅橡胶成型层6的面接触，防止对硅橡胶成型层6产生损坏；另外，电动推杆7调节稳定后位置保持不变，不发生位移，可以保持硅橡胶成型层6型面的状态。

[0053] 综上，本发明的单边位置约束的柔性型面顶撑调型系统，通过在边缘框架2、可调节升降旋盘3和推杆7的顶部设置外部柔性型面8，底部设置底座1，并将可调节升降旋盘3设置于边缘框架2的内部带动边缘框架2进行升降，实现对其顶部外部柔性型面8的约束缓冲和保护，通过外部控制设备控制若干推杆7的升降实现外部柔性型面8的曲率达到预设，能够对外部柔性型面8施加一侧单边位置的约束力，便于更好的辅助大型曲面的调节过程，避免出现型面因受力不均而出现割裂等情况，通过采用外部柔性型面8顶撑调型的方式，调整精度高，稳定性好，能够与生产线良好匹配，提高了生产线的灵活性和适用性。

[0054] 第二方面，如图3所示，本发明还提供了一种应用上述单边位置约束的柔性型面顶撑调型系统的单边位置约束的柔性型面顶撑调型方法，包括：

[0055] 根据外部柔性型面8竖直投影的大小匹配设置底座1的大小；在底座1的边缘设置边缘框架2，并在边缘框架2的内部设置可调节升降旋盘3；在位于边缘框架2在底座1顶部边缘围成的区域内设置若干推杆7；在推杆7上设置外部柔性型面8，使得在推杆7的推动作用下外部柔性型面8的曲率发生变化，直至外部柔性型面8的曲率达到预设。

[0056] 由此，通过本发明的单边位置约束的柔性型面顶撑调型方法，通过在外部柔性型面8的一侧设置单边的支撑和用于外部柔性型面8调节的边缘框架2，可调节升降旋盘3和推杆7，对于复杂的外部柔性型面8，尤其针对大型尺寸，曲率繁复庞杂的大型柔性型面曲率能够实现精确的调整外，还具有高精度调整、减少型面损伤风险、适应性强和可扩展性和灵活性高的优点。

[0057] 具体地，本发明通过底座1和推杆7的柔性顶撑单元与边缘框架2和可调节升降旋盘3的单边位置约束机制的结合使用，能够实现对型面的精细调整。底座1和推杆7的柔性顶撑单元可以根据柔性型面的具体形状和调整需求进行灵活变形，贴合型面，从而提供精准的支撑和调整力度，相较于传统的柔性型面调整方法，避免了可能因为硬性接触或不均匀的压力分布而导致型面损伤。通过本发明的系统和方法显著降低了柔性型面损伤的风险。同时由于底座1和推杆7的柔性顶撑单元能够根据型面的实际形状进行自适应变形，因而能够应对各种复杂或不规则型面的调整需求；对于诸如风电叶片模具的叶片生产中的工艺要求中，特别是大尺寸，且同时具有复杂几何形状的型面，能够保证所制得的柔性型面符合曲率要求。同时本发明的系统和方法还可配合衔架机械手，提高柔性型面曲率的调整效率和调整精度，具有良好的可扩展性。

[0058] 需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

[0059] 最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。