风电塔筒运维机器人的抱臂式吸附行走机构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种风电塔筒运维机器人的抱臂式吸附行走机构，是由一对旋转电机分别经齿轮传动机构带动一对抱臂式夹紧装置在展开状态与夹紧状态之间切换，抱臂式夹紧装置是以一对环形块为基体，两个环形块分别绕相应的转动轴转动或夹紧环抱在塔筒外壁或呈展开状态；在环形块的内侧设置多个凹槽，相邻凹槽之间形成凸出，滚轮装置通过多个弹簧与凹槽内壁相连，永磁体安装在凸出的内侧壁上，两个环形块夹紧环抱在塔筒外壁时，以多组滚轮装置带动抱臂式吸附行走机构的上下行走，并通过弹簧及多个永磁体吸附于塔筒外壁使滚轮始终紧贴于塔筒外壁。本实用新型专利技术可携带机器人装置牢靠地吸附在塔筒外壁并可上下行走，并能够在紧急情况下自锁，具有较高的安全性能。

Arm type adsorption walking mechanism for wind power tower operation and maintenance robot

The utility model provides an arm-holding type adsorption walking mechanism for a wind power tower barrel operation and maintenance robot, which is driven by a pair of rotating motors through a gear transmission mechanism to switch between a pair of arm-holding clamping devices in the unfolding state and a clamping state, and the arm-holding clamping device is based on a pair of ring blocks, and the two ring blocks are wound separately. The corresponding rotating shaft is rotated or clamped around the outer wall of the tower barrel or is in an unfolding state; a plurality of grooves are arranged on the inner side of the ring block, and a protrusion is formed between adjacent grooves; the roller device is connected with the inner wall of the groove through a plurality of springs; the permanent magnet is mounted on the inner wall of the protrusion; and when the two ring blocks are clamped around the outer wall of the tower barrel, the protrusion Multiple sets of roller devices drive the arm-type adsorption walking mechanism to move up and down, and through the spring and a number of permanent magnets adsorbed on the outer wall of the tower barrel so that the roller is always close to the outer wall of the tower barrel. The utility model can carry the robot device firmly adsorbed on the outer wall of the tower barrel and can walk up and down, and can self-lock in an emergency, and has high safety performance.

【技术实现步骤摘要】
风电塔筒运维机器人的抱臂式吸附行走机构
本技术涉及风电领域，更具体地说是一种风电塔筒运维机器人的抱臂式吸附行走机构。
技术介绍
风电塔筒长期裸露在自然环境中，经受风沙、各种腐蚀性物质的侵袭，钢铁塔筒外壁表面的涂装会污损、油漆会脱落，加快塔筒的锈蚀过程、缩短其工作寿命；另外，风力发电机机舱内的润滑油脂洒落在塔筒外壁上，吸附灰尘等杂物，在塔筒外壁形成一层污垢，影响风机的美观、使用安全性。因此，需要定期对塔筒外壁进行维护保养，延长塔筒工作寿命。目前国内比较普遍的做法是：工作人员先到塔顶，用固定在机舱上的绳索将工作人员悬吊在塔筒外围进行工作，或，工作人员在大型起重机的提升吊笼内工作。由于塔筒直径大、塔身高达几十米至上百米，同时风电场多建在自然环境恶劣的场所，如海上、峡谷、山口等处，人工高空作业具有风险大、劳动强度大、工作效率低等弊端，因此，迫切需要用机器人来代替人工作业。现有的爬壁机器人并不适应塔筒的圆柱形外壁，为此，科研人员也提出了一些塔筒运维专用设备的思路，如授权公告号为CN206091258U的中国技术专利提出的智能化风电塔维护检修设备，通过沿塔筒轴向的液压油缸提供夹紧力使环形平台紧贴塔筒外壁，通过轴向布置的电动液压杆带动上下两层环形平台进行伸缩往复运动，但该设备实施成本高、运送不便；又如授权公告号为CN105858554A的中国技术专利提出的一种用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，通过两组电磁铁组件对塔筒外壁吸紧或解吸，依靠动力臂的伸缩带动环形平台在塔筒上升降，但该装置结构复杂、实施繁琐。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本技术提出一种风电塔筒运维机器人的抱臂式吸附行走机构，可携带机器人装置牢靠地吸附在塔筒外壁并可上下行走，并能够在紧急情况下自锁，具有较高的安全性能。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种风电塔筒运维机器人的抱臂式吸附行走机构，固装在平板推车的平板上、由一对旋转电机分别经齿轮传动机构带动一对抱臂式夹紧装置在展开状态与夹紧状态之间切换，所述抱臂式夹紧装置的结构设置为：以一对结构相同、对称布设的环形块为基体，并以两组齿轮传动机构的输出轴分别作为两个环形块同侧末端的转动轴，使一对环形块分别绕相应的转动轴转动或夹紧环抱在塔筒外壁或呈展开状态；在所述环形块的内侧沿周向以等间距设置多个凹槽，相邻凹槽之间形成凸出，滚轮装置通过多个弹簧与凹槽内壁相连，所述滚轮装置中的滚轮位于凹槽外、由驱动电机提供动力，永磁体安装在所述凸出的内侧壁上，两个环形块夹紧环抱在塔筒外壁时，以多组滚轮装置的滚轮在相应驱动电机的驱动作用下滚动，实现抱臂式吸附行走机构的上下行走，并通过弹簧及多个永磁体对塔筒外壁的吸附使滚轮始终紧贴于塔筒外壁；所述平板上正对两个环形块的位置处具有弧形缺口，弧形缺口的直径大于环形块内径面的直径。本技术的结构特点也在于：各凹槽中的多个弹簧沿周向排列，所述弹簧的中心线方向沿环形块的径向布设。所述滚轮装置中的驱动电机是经蜗轮蜗杆传动机构输出动力，驱动滚轮转动。所述齿轮传动机构是由啮合相连的主动齿轮与从动扇形齿轮构成，所述主动齿轮与旋转电机的输出端同轴装配，以所述从动扇形齿轮的轮轴为所述转动轴，转动轴的一端固装在所述环形块的末端。所述旋转电机为步进电机或伺服电机。所述滚轮的外径面包覆有橡胶层。所述抱臂式吸附行走机构置于平板推车的平板上，所述平板正对两个环形块的位置处具有弧形凹陷。与已有技术相比，本技术有益效果体现在：1、本技术利用一对旋转电机驱动一对抱臂式夹紧装置或夹紧环抱在塔筒外壁或呈展开状态，使用方便，并在夹紧时利用多个永磁体吸附于塔筒外壁形成双重保障，提高了结构的牢靠性与安全性，同时，可利用多组滚轮装置带动机构及机构上携带的机器人装置上下行走，使塔筒外壁的维护保养作业能够更便捷、更高效地完成，延长塔筒的工作寿命，也免除了人工作业的风险；2、本技术中利用弹簧使滚轮能够始终紧贴塔筒外壁，能够更好地适应圆台形结构的风电塔筒，并且，当在施工作业过程中发生紧急情况时，本技术的一对抱臂式夹紧装置可自锁在塔筒外壁上，提高了机构整体的安全性能。附图说明图1是本技术抱臂式吸附行走机构置于平板推车上呈展开状态的俯视结构示意图；图2是本技术抱臂式吸附行走机构置于平板推车上呈夹紧状态的俯视结构示意图；图3是本技术抱臂式吸附行走机构置于平板推车上夹紧塔筒底部的立体结构示意图；图4是本技术抱臂式吸附行走机构处于夹紧状态的立体结构示意图；图5是本技术抱臂式吸附行走机构处于展开状态的的俯视结构示意图(图中示出齿轮传动机构的内部结构)；图6是本技术抱臂式吸附行走机构处于夹紧状态的的俯视结构示意图(图中示出齿轮传动机构的内部结构)；图7是图6中滚轮装置的结构示意图。图中，1旋转电机；2主动齿轮；3从动扇形齿轮；4转动轴；5环形块；6凹槽；7凸出；8弹簧；9滚轮装置；10滚轮；11驱动电机；12蜗轮蜗杆传动机构；13永磁体；14平板推车；15基板。具体实施方式下面就本技术风电塔筒运维机器人的抱臂式吸附行走机构的具体实施方式结合附图予以详细说明。请参照图1至图6，本实施例的风电塔筒运维机器人的抱臂式吸附行走机构固装在于平板推车14的平板上，由一对旋转电机1分别经齿轮传动机构带动一对抱臂式夹紧装置在展开状态与夹紧状态之间切换，抱臂式夹紧装置的结构设置为：以一对结构相同、对称布设的环形块5为基体，并以两组齿轮传动机构的输出轴分别作为两个环形块5同侧末端的转动轴4，使一对环形块5分别绕相应的转动轴4转动或夹紧环抱在塔筒外壁或呈展开状态；在环形块5的内侧沿周向以等间距设置多个凹槽6，相邻凹槽6之间形成凸出7，滚轮装置9通过多个弹簧8与凹槽6内壁相连，滚轮装置9中的滚轮10位于凹槽6外、由驱动电机11提供动力，永磁体13安装在凸出7的内侧壁上，两个环形块5夹紧环抱在塔筒外壁时，以多组滚轮装置9的滚轮10在相应驱动电机11的驱动作用下滚动，实现抱臂式吸附行走机构的上下行走，并通过弹簧8及多个永磁体13对塔筒外壁的吸附使滚轮10始终紧贴于塔筒外壁；平板上正对两个环形块5的位置处具有弧形缺口，该弧形缺口的直径大于环形块5内径面的直径。具体实施中，相应的结构设置也包括：各凹槽6中的多个弹簧8沿周向排列，弹簧8的中心线方向沿环形块5的径向布设，使得滚轮装置9可沿径向方向产生一定位移。参见图7，滚轮装置9中的滚轮10安装在安装板上，弹簧8与安装板相连，滚轮装置9中的驱动电机11是经蜗轮蜗杆传动机构12输出动力，驱动滚轮10转动。一对旋转电机1与相应的齿轮传动机构安装在基板15上，基板15固装在平板推车14的平板上，齿轮传动机构是由啮合相连的主动齿轮2与从动扇形齿轮3构成，主动齿轮2与旋转电机1的输出端同轴装配，以从动扇形齿轮3的轮轴为转动轴4，转动轴4的下端通过轴承安装在基板上，上端固装在环形块5的末端。从动齿轮为扇形齿轮可避免其在旋转过程中与塔筒产生干涉。旋转电机1为步进电机或伺服电机。滚轮10的外径面包覆有橡胶层。本实施例的风电塔筒运维机器人的抱臂式吸附行走机构的工作过程如下：1)推动平板推车14将抱臂式吸附行走机构运送至塔筒底部，此时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电塔筒运维机器人的抱臂式吸附行走机构，其特征是所述抱臂式吸附行走机构固装在平板推车(14)的平板上、由一对旋转电机(1)分别经齿轮传动机构带动一对抱臂式夹紧装置在展开状态与夹紧状态之间切换，所述抱臂式夹紧装置的结构设置为：以一对结构相同、对称布设的环形块(5)为基体，并以两组齿轮传动机构的输出轴分别作为两个环形块(5)同侧末端的转动轴(4)，使一对环形块(5)分别绕相应的转动轴(4)转动或夹紧环抱在塔筒外壁或呈展开状态；在所述环形块(5)的内侧沿周向以等间距设置多个凹槽(6)，相邻凹槽(6)之间形成凸出(7)，滚轮装置(9)通过多个弹簧(8)与凹槽(6)内壁相连，所述滚轮装置(9)中的滚轮装置(9)位于凹槽(6)外、由驱动电机(11)提供动力，永磁体(13)安装在所述凸出(7)的内侧壁上，两个环形块(5)夹紧环抱在塔筒外壁时，以多组滚轮装置(9)的滚轮装置(9)在相应驱动电机(11)的驱动作用下滚动，实现抱臂式吸附行走机构的上下行走，并通过弹簧(8)及多个永磁体(13)对塔筒外壁的吸附使滚轮装置(9)始终紧贴于塔筒外壁；所述平板上正对两个环形块(5)的位置处具有弧形缺口，所述弧形缺口的直径大于环形块(5)内径面的直径。...

【技术特征摘要】
1.一种风电塔筒运维机器人的抱臂式吸附行走机构，其特征是所述抱臂式吸附行走机构固装在平板推车(14)的平板上、由一对旋转电机(1)分别经齿轮传动机构带动一对抱臂式夹紧装置在展开状态与夹紧状态之间切换，所述抱臂式夹紧装置的结构设置为：以一对结构相同、对称布设的环形块(5)为基体，并以两组齿轮传动机构的输出轴分别作为两个环形块(5)同侧末端的转动轴(4)，使一对环形块(5)分别绕相应的转动轴(4)转动或夹紧环抱在塔筒外壁或呈展开状态；在所述环形块(5)的内侧沿周向以等间距设置多个凹槽(6)，相邻凹槽(6)之间形成凸出(7)，滚轮装置(9)通过多个弹簧(8)与凹槽(6)内壁相连，所述滚轮装置(9)中的滚轮装置(9)位于凹槽(6)外、由驱动电机(11)提供动力，永磁体(13)安装在所述凸出(7)的内侧壁上，两个环形块(5)夹紧环抱在塔筒外壁时，以多组滚轮装置(9)的滚轮装置(9)在相应驱动电机(11)的驱动作用下滚动，实现抱臂式吸附行走机构的上下行走，并通过弹簧(8)及多个永磁体(13)对塔筒外壁的吸附使滚轮装置(9)始终紧贴于塔筒外壁；所述平板上正对...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵江海，张芸，张志华，金海军，孔令成，章小建，方世辉，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：新型
国别省市：安徽,34