风电塔筒维护机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种风电塔筒维护机器人，该爬升机器人的塔筒上抱圈和塔筒下抱圈分别包括有数量相等的上抱筒板和下抱筒板；在抱筒板上安装有卷扬机，卷扬机的钢索缠绕于抱筒板的外侧；在上抱筒板和下抱筒板之间支承有爬升驱动装置，在上抱筒板和下抱筒板上安装有托承撑架，该托承撑架的托承横杆安装有维护台架；维护台架的台架上框架上移动支承有维护移动车，维护移动车的周向移动架上转动支承有周向滚轮，在周向移动架上滑动支承有径向移动架，在径向移动架上固定连接有竖向移动架，竖向移动架上滑动支承有竖向滑板；该周向、径向和竖向驱动装置均与机器人控制器相电连接。该风电塔维护爬升机器人，作业舒适安全、施工效率高，便于操作使用。

Wind tower maintenance robot

【技术实现步骤摘要】
风电塔筒维护机器人
本技术涉及一种风力发电机塔筒外壁维护施工装置，特别涉及一种用于风电塔筒外壁清洁、检修、维护和涂装等作业施工的爬升机械设备。
技术介绍
风能是一种可再生的清洁能源，具有取之不尽、用之不竭的优势。发展风能发电对减少传统石化能源的依赖，优化能源结构，实现社会可持续发展具有重要的意义，大力发展风能等清洁能源是世界各国的战略选择。风电塔筒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。风电塔筒往往处于较为恶劣的使用环境下，尤其是海上风电塔筒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，很容易导致钢质塔筒外壁防腐涂层破坏，油漆脱落，筒体锈蚀，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筒体金属的锈蚀。同时塔筒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。因此，必须对风电塔筒局部锈蚀部位进行喷射处理，以完全去除锈蚀部位的氧化锈蚀层和旧涂层露出的金属母材，再以动力砂轮对处理部位边缘打磨后，进行底漆、中涂漆及面漆施工作业，而达到原始的设计厚度要求。这一施工过程不仅劳动强度大，作业难度高，而且时有人身安全事故的发生，尤其是随着大型风电建设速度的加快，风电塔筒的高度均超过100米，甚至达到150米，更增加了作业难度和操作安全风险。现有的塔筒维护保养不外乎两种做法，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筒的维护保养，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筒和海上风电塔筒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，作业人员悬吊在塔筒附近的空中进行作业，由于塔筒高度均达到百米，加之作业地点空中风速较高，不仅增加施工作业难度，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。随着我国风电装机数量的快速增加，且现有在用风电塔筒都逐步进入维护保养期，风电塔筒的维护保养设施的市场需求量将变得越来越大，而传统的维护作业设施难以满足施工高效、作业安全的使用要求，因此需要开发一种施工效率高，使用安全可靠，操作人员舒适方便的维护机器人，以代替传统的作业方法和作业设备。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述不足，本技术所要解决的技术问题是提供一种风电塔筒维护机器人，不仅作业舒适安全、施工效率高，而且结构合理、操作方便。为了解决上述技术问题，本技术的风电塔筒维护机器人，该爬升机器人包括塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，该塔筒上抱圈和塔筒下抱圈分别包括有数量相等的上抱筒板和下抱筒板；上抱筒板由若干上抱筒板单元相互铰连而成，在塔筒上抱圈的任一上抱筒板上安装有上卷扬机，上卷扬机的钢索通过上钢索导引器缠绕于上抱筒板的外侧，上钢索导引器固定安装于上抱筒板；下抱筒板也由若干下抱筒板单元相互铰连而成，在塔筒下抱圈的任一下抱筒板上安装有下卷扬机，下卷扬机的钢索通过下钢索导引器缠绕于下抱筒板的外侧，下钢索导引器固定安装于下抱筒板上；在位置相互对应的上抱筒板和下抱筒板之间支承有爬升驱动装置，在上抱筒板上安装有上撑离器，在下抱筒板上安装有下撑离器；在上抱筒板和下抱筒板上安装有托承撑架，该托承撑架的托承横杆铰支于上抱筒板上，与上抱筒板相对应的下抱筒板上铰支有斜撑杆，该斜撑杆通过斜撑器铰连于所述托承横杆上，托承横杆通过托承连接座安装有维护台架；维护台架包括台架上框架和台架下框架，台架上框架和台架下框架通过连接撑杆相互固定连接；在台架上框架上移动支承有维护移动车，台架下框架上安装有台架踏板；所述维护移动车包括周向移动架，周向移动架上转动支承有周向滚轮，该周向滚轮滚动支承于维护台架的台架上框架上，周向滚轮由周向驱动装置驱动，在周向移动架上滑动支承有径向移动架，径向移动架由径向驱动装置驱动，在径向移动架上固定连接有竖向移动架，竖向移动架上滑动支承有竖向滑板，竖向滑板由竖向驱动装置驱动；所述周向驱动装置、径向驱动装置及竖向驱动装置均为伺服电机或步进电机，该周向驱动装置、径向驱动装置及竖向驱动装置均与机器人控制器相电连接。本技术的风电塔筒维护机器人，与现有技术相比具有如下优势和有益效果。首先，由于本技术的塔筒上抱圈和塔筒下抱圈分别由若干数量相等的上抱筒板和下抱筒板而组成，相互分隔的上抱筒板和下抱筒板可以围成不同抱围直径的塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，这就使得塔筒上抱圈和塔筒下抱圈能很好地形成对下大上小的圆锥形塔筒进行抱围而固定于塔筒筒身上，这种结构也能适应不同尺寸大小的塔筒抱围使用要求。第二，由于在塔筒上抱圈和塔筒下抱圈的一抱筒板单元上均安装有卷扬机，卷扬机钢索通过对应的钢索导引器缠绕于抱筒板外侧，形成了一种捆绑结构；当卷扬机收紧其上的钢索时就可以将对应塔筒抱圈的抱筒板牢牢地捆绑风电塔筒，形成牢固的作业支点，承载能力强，使用安全；而当卷扬机放松其上的钢索时，塔筒抱圈将从塔筒上分离而可以沿塔筒筒面上下移动；使得塔筒抱圈在塔筒上的收紧和放松自如方便，抱围牢固。第三，由于在上抱筒板和下抱筒板之间支承有爬升装置，这样就可以交替地以塔筒上抱圈和塔筒下抱圈为支点，在爬升装置的作用下，沿塔筒壁实现步履式爬升或下降动作。当塔筒下抱圈上的卷扬机收起其钢索而将塔筒下抱圈捆绑于塔筒上时，塔筒上抱圈钢索松开，爬升装置以塔筒下抱圈为支点将塔筒上抱圈向升上举起，从而完成一步爬升，不断地重复该过程就可完成整个塔筒的全程爬升，反之则可以实现塔筒抱圈的一步步下降。第四，由于构成塔筒上抱圈和塔筒下抱圈的上下抱筒板均是由若干抱筒板单元铰连而成的，若干抱筒板单元沿竖直方向相互铰连而成的抱筒板，可以很好地与塔筒不同部位的筒径相吻合，以产生足够可靠的抱合接触面积，形成稳定牢固的接触摩擦力，具有抱合可靠的优点。第五，由于在上抱筒板和下抱筒板上均安装有对应的撑离器，撑离器的作用在于当对应的抱筒板卷扬机钢索松开时，抱筒板在撑离器的作用下，从塔筒筒身上撑离，以在抱筒板和塔身之间形成移动间隙，以便塔筒抱圈和抱筒板能够沿塔身上下移动，实现步履爬升。第六，由于在每一对上抱筒板和下抱筒板之间安装有托承撑架，该托承撑架的托承横杆铰支于上抱筒板上，托承横杆的外伸端还铰连有斜撑杆和斜撑器，该斜撑杆又与下抱筒板相铰连，而在托承横杆安装有维护台架。这样就在相互对应的上抱筒板和下抱筒板之间通过托承横杆支撑起维护台架，该维护台架既可以供作业人员在其上进行操作施工和行走，也可以在维护台架上放置相应的喷砂、油漆等相应的维护保养设备，其上的斜撑杆和斜撑器不仅增加了托承横杆的承载能力，使其结构稳定，而且可以通过斜撑器的伸缩动作配合上、下抱筒板的升降步履动作。第七，由于在维护台架的台架框架上移动支承有维护移动车，该维护移动车包括周向移动架，周向移动架使得维护移动车能围绕塔筒筒身作环绕运行，而在周向移动架上又滑动支承有径向移动架，与径向移动架固连的竖向移动架上滑动支承有竖向滑板，竖向滑板用于安装塔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电塔筒维护机器人，其特征在于：所述机器人包括塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，该塔筒上抱圈和塔筒下抱圈分别包括有数量相等的上抱筒板（1）和下抱筒板（2）；上抱筒板（1）由若干上抱筒板单元相互铰连而成，在塔筒上抱圈的任一上抱筒板（1）上安装有上卷扬机（5），上卷扬机（5）的钢索通过上钢索导引器（15）缠绕于上抱筒板（1）的外侧，上钢索导引器（15）固定安装于上抱筒板（1）；下抱筒板（2）也由若干下抱筒板单元相互铰连而成，在塔筒下抱圈的任一下抱筒板（2）上安装有下卷扬机（7），下卷扬机（7）的钢索通过下钢索导引器（25）缠绕于下抱筒板（2）的外侧，下钢索导引器（25）固定安装于下抱筒板（2）上；在位置相互对应的上抱筒板（1）和下抱筒板（2）之间支承有爬升驱动装置（8），在上抱筒板（1）上安装有上撑离器（14），在下抱筒板（2）上安装有下撑离器（24）；在上抱筒板（1）和下抱筒板（2）上安装有托承撑架（6），该托承撑架（6）的托承横杆（61）铰支于上抱筒板（1）上，与上抱筒板（1）相对应的下抱筒板（2）上铰支有斜撑杆（63），该斜撑杆（63）通过斜撑器（64）铰连于所述托承横杆（61）上，托承横杆（61）通过托承连接座（62）安装有维护台架（3）；维护台架（3）包括台架上框架（31）和台架下框架（33），台架上框架（31）和台架下框架（33）通过连接撑杆（32）相互固定连接；在台架上框架（31）上移动支承有维护移动车（4），台架下框架（33）上安装有台架踏板（34）；所述维护移动车（4）包括周向移动架（405），周向移动架（405）上转动支承有周向滚轮（407），该周向滚轮（407）滚动支承于维护台架（3）的台架上框架（31）上，周向滚轮（407）由周向驱动装置（411）驱动，在周向移动架（405）上滑动支承有径向移动架（401），径向移动架（401）由径向驱动装置（402）驱动，在径向移动架（401）上固定连接有竖向移动架（415），竖向移动架（415）上滑动支承有竖向滑板（414），竖向滑板（414）由竖向驱动装置（413）驱动；所述周向驱动装置（411）、径向驱动装置（402）及竖向驱动装置（413）均为伺服电机或步进电机，该周向驱动装置（411）、径向驱动装置（402）及竖向驱动装置（413）均与机器人控制器相电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种风电塔筒维护机器人，其特征在于：所述机器人包括塔筒上抱圈和塔筒下抱圈，该塔筒上抱圈和塔筒下抱圈分别包括有数量相等的上抱筒板（1）和下抱筒板（2）；上抱筒板（1）由若干上抱筒板单元相互铰连而成，在塔筒上抱圈的任一上抱筒板（1）上安装有上卷扬机（5），上卷扬机（5）的钢索通过上钢索导引器（15）缠绕于上抱筒板（1）的外侧，上钢索导引器（15）固定安装于上抱筒板（1）；下抱筒板（2）也由若干下抱筒板单元相互铰连而成，在塔筒下抱圈的任一下抱筒板（2）上安装有下卷扬机（7），下卷扬机（7）的钢索通过下钢索导引器（25）缠绕于下抱筒板（2）的外侧，下钢索导引器（25）固定安装于下抱筒板（2）上；在位置相互对应的上抱筒板（1）和下抱筒板（2）之间支承有爬升驱动装置（8），在上抱筒板（1）上安装有上撑离器（14），在下抱筒板（2）上安装有下撑离器（24）；在上抱筒板（1）和下抱筒板（2）上安装有托承撑架（6），该托承撑架（6）的托承横杆（61）铰支于上抱筒板（1）上，与上抱筒板（1）相对应的下抱筒板（2）上铰支有斜撑杆（63），该斜撑杆（63）通过斜撑器（64）铰连于所述托承横杆（61）上，托承横杆（61）通过托承连接座（62）安装有维护台架（3）；维护台架（3）包括台架上框架（31）和台架下框架（33），台架上框架（31）和台架下框架（33）通过连接撑杆（32）相互固定连接；在台架上框架（31）上移动支承有维护移动车（4），台架下框架（33）上安装有台架踏板（34）；所述维护移动车（4）包括周向移动架（405），周向移动架（405）上转动支承有周向滚轮（407），该周向滚轮（407）滚动支承于维护台架（3）的台架上框架（31）上，周向滚轮（407）由周向驱动装置（411）驱动，在周向移动架（405）上滑动支承有径向移动架（401），径向移动架（401）由径向驱动装置（402）驱动，在径向移动架（401）上固定连接有竖向移动架（415），竖向移动架（415）上滑动支承有竖向滑板（414），竖向滑板（414）由竖向驱动装置（413）驱动；所述周向驱动装置（411）、径向驱动装置（402）及竖向驱动装置（413）均为伺服电机或步进电机，该周向驱动装置（411）、径向驱动装置（402）及竖向驱动装置（413）均与机器人控制器相电连接。


2.根据权利要求1所述的风电塔筒维护机器人，其特征在于：所述上撑离器（14）和下撑离器（24）采用相同结构，该上撑离器（14）包括撑离滚轮（141），该撑离滚...

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