[發明專利]風電塔架爬升機器人

在審

• 申請號: 201911366098.1
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN110861727A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 查軍;楊錦虎;彭洪;張忠明;嚴文俊
• 申請（專利權）人: 江蘇風洋風電技術工程有限公司
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;F03D80/50
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種風電塔架爬升機器人，在爬升電動推桿的兩端分別鉸連有上圈架和下圈架；在上圈架上至少鉸支有三根擺動支腿，該擺動支腿的一端鉸連于上圈架上，擺動支腿的另一端鉸連有支腿，該支腳和/或鉸連該支腳的擺動支腿一端與支腿電動推桿的一端相鉸連，該支腿電動推桿的另一端與上圈架相鉸連；在下圈架上也至少鉸支有三根擺動支腿，該擺動支腿的一端鉸連于下圈架上，擺動支腿的另一端也鉸連有支腿，該支腳和/或鉸連該支腳的擺動支腿一端與支腿電動推桿的一端相鉸連，該支腿電動推桿的另一端與下圈架相鉸連。上圈架和下圈架的中心位置均設有圓形通孔。該爬升機器人不僅能在塔架筒壁上進行爬升，而且結構簡單、運行可靠平穩。

技術領域

本發明涉及一種風力發電機塔架外壁維護及部件安裝的施工裝置，特別涉及一種能在風電塔架外壁上進行爬升作業或施工的機械設備。

背景技術

風電塔架在風力發電機組中主要起支撐作用，同時吸收機組震動，在風力發電設備中起著舉足輕重的作用。風電塔架往往處于較為惡劣的使用環境下，尤其是海上風電塔架又處于嚴重腐蝕環境氛圍中，不僅受到風吹、日曬、雨淋，更受到潮濕鹽霧的侵蝕，很容易導致鋼質塔架外壁防腐涂層破壞，油漆脫落，架體銹蝕，加之涂層使用壽命超限會產生涂層粉化、脫落、起泡和松動等現象而加速架體金屬的銹蝕。同時塔架連接部位的緊固件也有一定的作用時效，使用一定時間后必須予以維修更換。目前我國風電塔架都逐步進入維護保養期，風電塔架的維護保養設施的市場需求量將變得越來越大。

現有的塔架維護保養或者塔架部件及機組部件的安裝不外乎兩種做法，一種是借助大型起重機提升吊籠，施工人員在籠內進行維護保養或各種安裝操作，這種施工方法局限性十分明顯，只能適用于陸上較低高度塔架的維護保養，而對大量存在的海上風電則完全不適用，并且使用成本高，工作效率低。另一種則是對大型風電塔架和海上風電塔架的維護保養較為普遍的做法，該維護保養做法是作業人員通過機艙上的繩索被逐漸下放，作業人員懸吊在塔架附近的空中進行作業，由于塔架高度均達到100米，甚至達到150米，加之作業地點空中風速較高，更增加了作業難度和操作安全風險，不僅勞動強度，施工效率低，而且對作業人員的心理素質和技術水平均有較高的要求。

申請人于2019年03月27日向國家知識產權局提交了“風電塔筒維護機器人”的專利申請，申請號：201910235480.2，該維護機器人包括塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，塔筒上、下抱圈分別由數量相等的上下抱筒板組成，多片的塔筒上下抱筒板通過對應的卷揚機鋼索箍成塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，通過上下抱圈筒板之間的液壓缸或氣動缸的交替伸縮和抱圈鋼索的交替收放而實現整機的爬升，并完成對塔架筒身的維護和保養。這種結構雖然實現了在塔架上爬升動作，但在使用中最為突出的問題是由于上、下抱筒板的交替爬升驅動件采用的是液壓缸或氣動缸，由于液壓缸或氣動缸的伸縮動作受到控制閥、管路及執行器等多個控制元件的影響，其響應速度慢及動作精度低，很難保證同一抱圈的各液壓缸或氣缸的同步動作，而各液壓缸或氣動缸動作的細小差異都會引起抱圈的上抱筒板或下抱筒板間爬高不協調，形成偏爬而卡死，不能順暢地實現爬升動作，甚至無法正常工作。

針對上述專利申請所存在的爬升難以同步的問題，本申請人又于2019年08月29日申請了“風電塔架風葉維護一體機”其專利申請號：201921417297.6，該專利申請將驅動上抱圈和下抱圈交替爬升的爬升驅動裝置由液壓缸或氣動缸更換為電動推桿，從而去除氣動或液動的各種控制閥件和管路，通過直接控制電動推桿實現各片上下抱圈間的協調動作，但是該結構仍然包括若干的上抱圈和下抱圈組件及多臺鋼絲繩卷揚機設備,且同一塔筒周向的各片抱圈組件結構龐大而繁雜，而且上抱圈或下抱圈組件實際是通過鋼索相互連接，構成了并不穩定的“柔性”結構，整體性差，實際使用中對應的各片上下抱圈之間很容易出現運行跑偏或行走歪斜，仍然不能真正實現抱圈組件間的相互同步，運行仍不能達到順暢一致的使用要求。同時更由于該結構是以鋼索提供抱圈箍緊力的，在爬升過程中鋼索不斷地反復拉緊或放松，不可避免地會出現鋼絲繩“咬繩”，或者相互之間產生嚴重的擠咬和壓傷，大大縮短使用壽命，增加施工故障率。

發明內容