摘要
风能作为清洁可再生能源，在全球能源结构转型中占据重要地位。风电叶片是风力发电机组的核心部件，其根部加工精度直接决定机组的装配质量与运行可靠性。传统人工打磨方式存在劳动强度大、生产效率低、打磨质量不稳定、作业环境恶劣等诸多弊端，已成为制约风电叶片制造产业高质量发展的关键瓶颈。研发专用自动化打磨装备，实现根部内圆打磨工序的机械化与智能化，具有迫切的工程需求和重要的现实意义。
本文针对风电叶片根部内圆半封闭、大直径的特殊打磨工况，设计了一款专用自动化打磨设备。采用 5 轴工业机械手配合径向直线滑台的 6 自由度总体结构方案，可适配主流型号叶片的打磨需求。完成了磨头选型、传动系统设计、机械臂各关节结构开发及移动平台搭建，通过力传感器反馈与机械手实时调节实现恒力打磨控制，有效避免了复合材料分层、烧伤等缺陷。设备整体结构紧凑、部署便捷，能够显著提升打磨效率与质量一致性，改善工人作业环境。
关键词：风电叶片；內圆打磨；机械手；结构设计
目录
1 绪论 7
1.1 研究背景及意义 7
1.2 国内外研究现状及发展趋势 7
1.2.1 国内研究现状 7
1.2.2 国外研究现状 9
1.3 本设计主要内容 10
2 总体方案设计 11
2.1工况分析与设计要求 11
2.2打磨机总体结构方案设计 11
2.3磨头方案设计 12
2.3.1 磨头设计要求 12
2.3.2 磨头方案选型与对比 12
2.3.3 恒力打磨实现原理 13
2.4传动方案设计 13
2.4.1 机械手传动方案设计 13
2.4.2滑台传动方案设计 14
2.5本章小结 15
3 机械臂各部件结构设计 16
3.1腕关节结构设计 16
3.1.1 腕关节的传动结构 16
3.1.2 磨头旋转电机选型 17
3.1.3 腕部回转电机选型 18
3.1.4 腕部俯仰电机选型 19
3.1.5 磨头齿轮传动副选型设计 20
3.1.6 腕部回转锥齿轮副设计 21
3.2手臂结构设计 22
3.2.1小臂传动机构设计 22
3.2.2小臂回转电机选型 23
3.2.3 小臂回转齿轮设计 24
3.2.2大臂传动机构设计 26
3.3 底座及腰部结构设计 26
3.3.1底座及腰部设计要求 26
3.3.2电机选择 26
3.4 本章小结 27
4 移动平台设计 28
4.1 电机选型 28
4.1.1 负载计算 28
4.1.2 电机功率计算 28
4.2 齿轮齿条选型 29
4.2.1 齿轮齿条负载扭矩计算 29
4.2.2 模数与齿数确定 29
4.2.3 齿轮齿条选型结果 30
4.3 直线滑轨选型 30
4.3.1 额定载荷计算 30
4.3.2 静载荷校核 31
4.3 本章小结 31
结论与展望 32
参考文献 33
致谢 35
说明书
三维模型
CAD图纸
文件列表
