风电塔架爬升机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种风电塔架爬升机器人，在爬升电动推杆的两端分别铰连有上圈架和下圈架；在上圈架上至少铰支有三根摆动支腿，该摆动支腿的一端铰连于上圈架上，摆动支腿的另一端铰连有支腿，该支脚和/或铰连该支脚的摆动支腿一端与支腿电动推杆的一端相铰连，该支腿电动推杆的另一端与上圈架相铰连；在下圈架上也至少铰支有三根摆动支腿，该摆动支腿的一端铰连于下圈架上，摆动支腿的另一端也铰连有支腿，该支脚和/或铰连该支脚的摆动支腿一端与支腿电动推杆的一端相铰连，该支腿电动推杆的另一端与下圈架相铰连。上圈架和下圈架的中心位置均设有圆形通孔。该爬升机器人不仅能在塔架筒壁上进行爬升，而且结构简单、运行可靠平稳。

Wind power tower climbing robot

【技术实现步骤摘要】
风电塔架爬升机器人
本专利技术涉及一种风力发电机塔架外壁维护及部件安装的施工装置，特别涉及一种能在风电塔架外壁上进行爬升作业或施工的机械设备。
技术介绍
风电塔架在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动，在风力发电设备中起着举足轻重的作用。风电塔架往往处于较为恶劣的使用环境下，尤其是海上风电塔架又处于严重腐蚀环境氛围中，不仅受到风吹、日晒、雨淋，更受到潮湿盐雾的侵蚀，很容易导致钢质塔架外壁防腐涂层破坏，油漆脱落，架体锈蚀，加之涂层使用寿命超限会产生涂层粉化、脱落、起泡和松动等现象而加速架体金属的锈蚀。同时塔架连接部位的紧固件也有一定的作用时效，使用一定时间后必须予以维修更换。目前我国风电塔架都逐步进入维护保养期，风电塔架的维护保养设施的市场需求量将变得越来越大。现有的塔架维护保养或者塔架部件及机组部件的安装不外乎两种做法，一种是借助大型起重机提升吊笼，施工人员在笼内进行维护保养或各种安装操作，这种施工方法局限性十分明显，只能适用于陆上较低高度塔架的维护保养，而对大量存在的海上风电则完全不适用，并且使用成本高，工作效率低。另一种则是对大型风电塔架和海上风电塔架的维护保养较为普遍的做法，该维护保养做法是作业人员通过机舱上的绳索被逐渐下放，作业人员悬吊在塔架附近的空中进行作业，由于塔架高度均达到100米，甚至达到150米，加之作业地点空中风速较高，更增加了作业难度和操作安全风险，不仅劳动强度，施工效率低，而且对作业人员的心理素质和技术水平均有较高的要求。申请人于2019年03月27日向国家知识产权局提交了“风电塔筒维护机器人”的专利申请，申请号：201910235480.2，该维护机器人包括塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，塔筒上、下抱圈分别由数量相等的上下抱筒板组成，多片的塔筒上下抱筒板通过对应的卷扬机钢索箍成塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，通过上下抱圈筒板之间的液压缸或气动缸的交替伸缩和抱圈钢索的交替收放而实现整机的爬升，并完成对塔架筒身的维护和保养。这种结构虽然实现了在塔架上爬升动作，但在使用中最为突出的问题是由于上、下抱筒板的交替爬升驱动件采用的是液压缸或气动缸，由于液压缸或气动缸的伸缩动作受到控制阀、管路及执行器等多个控制元件的影响，其响应速度慢及动作精度低，很难保证同一抱圈的各液压缸或气缸的同步动作，而各液压缸或气动缸动作的细小差异都会引起抱圈的上抱筒板或下抱筒板间爬高不协调，形成偏爬而卡死，不能顺畅地实现爬升动作，甚至无法正常工作。针对上述专利申请所存在的爬升难以同步的问题，本申请人又于2019年08月29日申请了“风电塔架风叶维护一体机”其专利申请号：201921417297.6，该专利申请将驱动上抱圈和下抱圈交替爬升的爬升驱动装置由液压缸或气动缸更换为电动推杆，从而去除气动或液动的各种控制阀件和管路，通过直接控制电动推杆实现各片上下抱圈间的协调动作，但是该结构仍然包括若干的上抱圈和下抱圈组件及多台钢丝绳卷扬机设备,且同一塔筒周向的各片抱圈组件结构庞大而繁杂，而且上抱圈或下抱圈组件实际是通过钢索相互连接，构成了并不稳定的“柔性”结构，整体性差，实际使用中对应的各片上下抱圈之间很容易出现运行跑偏或行走歪斜，仍然不能真正实现抱圈组件间的相互同步，运行仍不能达到顺畅一致的使用要求。同时更由于该结构是以钢索提供抱圈箍紧力的，在爬升过程中钢索不断地反复拉紧或放松，不可避免地会出现钢丝绳“咬绳”，或者相互之间产生严重的挤咬和压伤，大大缩短使用寿命，增加施工故障率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种风电塔架爬升机器人，不仅能在塔架筒壁上进行爬升，而且结构简单、运行可靠平稳。为了解决上述技术问题，本专利技术的风电塔架爬升机器人，包括爬升电动推杆，所述爬升电动推杆的两端分别铰连有上圈架和下圈架；在上圈架上至少铰支有三根摆动支腿，该摆动支腿的一端铰连于上圈架上，摆动支腿的另一端铰连有支腿，该支脚和/或铰连该支脚的摆动支腿一端与支腿电动推杆的一端相铰连，该支腿电动推杆的另一端与上圈架相铰连；在下圈架上也至少铰支有三根摆动支腿，该摆动支腿的一端铰连于下圈架上，摆动支腿的另一端也铰连有支腿，该支脚和/或铰连该支脚的摆动支腿一端与支腿电动推杆的一端相铰连，该支腿电动推杆的另一端与下圈架相铰连。在上述结构中，由于以上下圈架、摆动支腿及爬升电动推杆构成了整个塔架爬升结构，使得结构变得大为简捷，不仅完全避免了以钢索提供箍紧力所带来的钢索挤咬和压伤现象的出现，去除了多组抱圈、抱板的繁复结构，有效降低了使用故障率；而且上下圈架构成的主体结构，又使得机器人的结构整体性大大增强，便于机器人上下圈架的同步爬升或降落。又由于在上下圈架上均铰支有若干摆动支腿，且该摆动支腿由支腿电动推杆驱动，上下圈架上的摆动支腿交替地支撑于塔架壁上，并在爬升电动推杆的交替作用，实现了步履式爬升和下降动作，动作简捷，运行平稳，能够可靠地实现步履式运行移动。更由于驱动上下圈架交替爬升的驱动机构以及驱动摆动支腿摆动的驱动机构均采用电动推杆，通过电动推杆往复直线伸缩而实现交替爬升动作，由于电动推杆是一种直线往复运动的电力驱动装置，很容易实现远程控制和集中同步控制，无需繁复的中间控制元器件，动作精准，不会在多根电动推杆之间形成动作差异，能确保各电动推杆间的协调动作和同步动作，从而完全避免了偏爬和爬升卡死，使得爬升更加顺畅。本专利技术还可以在机器人控制器的操控下，依据程序设定或运行即时信息对执行装置进行自动控制，或者进行智能控制而高效运行，使得本专利技术的风电塔架爬升机器人既可以接受操作者的指挥，又可以运行预先编排的程序，还可以根据人工智能技术进行作业。该机器人具有结构合理紧凑，运行安全可靠、操作方便的优点，不仅大大减轻了操作人员的劳动强度，提高了工作效率，而且使用安全、操作方便舒适。本专利技术的进一步实施方式，所述上圈架和下圈架的中心位置均设有圆形通孔，该上圈架和下圈架的上圈面为工作面，上圈架和下圈架均至少由两个圈架单元固定连接而成。每一所述圈架单元至少铰连有一摆动支腿。该结构既便于操作人员在圈面上作业和维护设备的安装，又便于制造和安装。本专利技术的优选实施方式，所述摆动支腿包括铰连于同一支脚上的两根撑杆，该两根撑杆的另一端铰连于上圈架或下圈架上，所述支脚与上圈架或下圈架之间铰连有支腿电动推杆。结构稳定，受力更合理。本专利技术的优选实施方式，所述支脚呈弧形板结构。能很好地与塔架筒面相贴合，从而获得稳定摩擦力。本专利技术的进一步实施方式，所述支脚上设置有电永磁和/或测力传感器。能保证可靠的支承力，从而提高爬升安全性。本专利技术的进一步实施方式，所述上圈架和下圈架上设置有倾角传感器。能确保圈架工作面的平衡，便于人员作业和设备安装运行。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术风电塔架爬升机器人作进一步说明。图1是本专利技术风电塔架爬升机器人一种具体实施方式的安装使用状态的立体结构图；图2是图1所示实施方式中本专利技术风电塔架爬升机器人的立体结构示意图；图3是图2所示实施方式的正视方向的结构视图；图4是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电塔架爬升机器人，包括爬升电动推杆（2），其特征在于：所述爬升电动推杆（2）的两端分别铰连有上圈架（3）和下圈架（1）；在上圈架（3）上至少铰支有三根摆动支腿（5），该摆动支腿（5）的一端铰连于上圈架（3）上，摆动支腿（5）的另一端铰连有支腿（4），该支脚（4）和/或铰连该支脚（4）的摆动支腿（5）一端与支腿电动推杆（6）的一端相铰连，该支腿电动推杆（6）的另一端与上圈架（3）相铰连；在下圈架（3）上也至少铰支有三根摆动支腿（5），该摆动支腿（5）的一端铰连于下圈架（1）上，摆动支腿（5）的另一端也铰连有支腿（4），该支脚（4）和/或铰连该支脚（4）的摆动支腿（5）一端与支腿电动推杆（6）的一端相铰连，该支腿电动推杆（6）的另一端与下圈架（1）相铰连。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电塔架爬升机器人，包括爬升电动推杆（2），其特征在于：所述爬升电动推杆（2）的两端分别铰连有上圈架（3）和下圈架（1）；在上圈架（3）上至少铰支有三根摆动支腿（5），该摆动支腿（5）的一端铰连于上圈架（3）上，摆动支腿（5）的另一端铰连有支腿（4），该支脚（4）和/或铰连该支脚（4）的摆动支腿（5）一端与支腿电动推杆（6）的一端相铰连，该支腿电动推杆（6）的另一端与上圈架（3）相铰连；在下圈架（3）上也至少铰支有三根摆动支腿（5），该摆动支腿（5）的一端铰连于下圈架（1）上，摆动支腿（5）的另一端也铰连有支腿（4），该支脚（4）和/或铰连该支脚（4）的摆动支腿（5）一端与支腿电动推杆（6）的一端相铰连，该支腿电动推杆（6）的另一端与下圈架（1）相铰连。


2.根据权利要求1所述的风电塔架爬升机器人，其特征在于：所述上圈架（3）和下圈架（1）的中心位置均设有圆形通孔，该上圈架（3）和下圈架（1）的上圈面...

【专利技术属性】
技术研发人员：查军，杨锦虎，彭洪，张忠明，严文俊，
申请(专利权)人：江苏风洋风电技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32