[发明专利]风电塔架爬升机器人

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容