[發明專利]風電塔筒運維機器人的抱臂式吸附行走機構

在審

• 申請號: 201810049734.7
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108189923A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 趙江海;張蕓;張志華;金海軍;孔令成;章小建;方世輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發明提供了一種風電塔筒運維機器人的抱臂式吸附行走機構，是由一對旋轉電機分別經齒輪傳動機構帶動一對抱臂式夾緊裝置在展開狀態與夾緊狀態之間切換，抱臂式夾緊裝置是以一對環形塊為基體，兩個環形塊分別繞相應的轉動軸轉動或夾緊環抱在塔筒外壁或呈展開狀態；在環形塊的內側設置多個凹槽，相鄰凹槽之間形成凸出，滾輪裝置通過多個彈簧與凹槽內壁相連，永磁體安裝在凸出的內側壁上，兩個環形塊夾緊環抱在塔筒外壁時，以多組滾輪裝置帶動抱臂式吸附行走機構的上下行走，并通過彈簧及多個永磁體吸附于塔筒外壁使滾輪始終緊貼于塔筒外壁。本發明可攜帶機器人裝置牢靠地吸附在塔筒外壁并可上下行走，并能夠在緊急情況下自鎖，具有較高的安全性能。

技術領域

本發明涉及風電領域，更具體地說是一種風電塔筒運維機器人的抱臂式吸附行走機構。

背景技術

風電塔筒長期裸露在自然環境中，經受風沙、各種腐蝕性物質的侵襲，鋼鐵塔筒外壁表面的涂裝會污損、油漆會脫落，加快塔筒的銹蝕過程、縮短其工作壽命；另外，風力發電機機艙內的潤滑油脂灑落在塔筒外壁上，吸附灰塵等雜物，在塔筒外壁形成一層污垢，影響風機的美觀、使用安全性。因此，需要定期對塔筒外壁進行維護保養，延長塔筒工作壽命。

目前國內比較普遍的做法是：工作人員先到塔頂，用固定在機艙上的繩索將工作人員懸吊在塔筒外圍進行工作，或，工作人員在大型起重機的提升吊籠內工作。由于塔筒直徑大、塔身高達幾十米至上百米，同時風電場多建在自然環境惡劣的場所，如海上、峽谷、山口等處，人工高空作業具有風險大、勞動強度大、工作效率低等弊端，因此，迫切需要用機器人來代替人工作業。

現有的爬壁機器人并不適應塔筒的圓柱形外壁，為此，科研人員也提出了一些塔筒運維專用設備的思路，如授權公告號為CN206091258U的中國實用新型專利提出的智能化風電塔維護檢修設備，通過沿塔筒軸向的液壓油缸提供夾緊力使環形平臺緊貼塔筒外壁，通過軸向布置的電動液壓桿帶動上下兩層環形平臺進行伸縮往復運動，但該設備實施成本高、運送不便；又如授權公告號為CN105858554A的中國發明專利提出的一種用于風電塔筒外壁維護的自升降平臺，通過兩組電磁鐵組件對塔筒外壁吸緊或解吸，依靠動力臂的伸縮帶動環形平臺在塔筒上升降，但該裝置結構復雜、實施繁瑣。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。為此，本發明提出一種風電塔筒運維機器人的抱臂式吸附行走機構，可攜帶機器人裝置牢靠地吸附在塔筒外壁并可上下行走，并能夠在緊急情況下自鎖，具有較高的安全性能。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種風電塔筒運維機器人的抱臂式吸附行走機構，固裝在平板推車的平板上、由一對旋轉電機分別經齒輪傳動機構帶動一對抱臂式夾緊裝置在展開狀態與夾緊狀態之間切換，所述抱臂式夾緊裝置的結構設置為：

以一對結構相同、對稱布設的環形塊為基體，并以兩組齒輪傳動機構的輸出軸分別作為兩個環形塊同側末端的轉動軸，使一對環形塊分別繞相應的轉動軸轉動或夾緊環抱在塔筒外壁或呈展開狀態；

在所述環形塊的內側沿周向以等間距設置多個凹槽，相鄰凹槽之間形成凸出，滾輪裝置通過多個彈簧與凹槽內壁相連，所述滾輪裝置中的滾輪位于凹槽外、由驅動電機提供動力，永磁體安裝在所述凸出的內側壁上，兩個環形塊夾緊環抱在塔筒外壁時，以多組滾輪裝置的滾輪在相應驅動電機的驅動作用下滾動，實現抱臂式吸附行走機構的上下行走，并通過彈簧及多個永磁體對塔筒外壁的吸附使滾輪始終緊貼于塔筒外壁；

所述平板上正對兩個環形塊的位置處具有弧形缺口，弧形缺口的直徑大于環形塊內徑面的直徑。

本發明的結構特點也在于：

各凹槽中的多個彈簧沿周向排列，所述彈簧的中心線方向沿環形塊的徑向布設。

所述滾輪裝置中的驅動電機是經蝸輪蝸桿傳動機構輸出動力，驅動滾輪轉動。