一种用于大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人制造技术

本发明专利技术公开一种用于大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人，包括远程操控系统、搭载平台以及爬升单元；所述远程操控系统用于控制所述拉臂式爬升机器人的作业；所述搭载平台由多个框架单元组成，在搭载平台上设置导轨组，所述导轨组上设置作业机；所述爬升单元用于带动搭载平台在风电塔筒外壁上的升降动作，包括单元框架、电气柜和拉臂，所述拉臂用于收紧爬升单元紧贴在风电塔筒外壁上；本发明专利技术用于代替人工，对风电塔筒外壁涂装、清洁、除锈、检修维护等作业施工，并针对目前已公开的该类设备缺陷，给出更为合理的解决结构，通过操控机器人作业，大幅降低人员安全风险，提高工作效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人


[0001]本专利技术涉及风力塔筒
，尤其涉及一种用于大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人。

技术介绍

[0002]风力发电塔筒的高度往往超过100米，有的达到150米甚至更高；塔筒作为支撑部件，一般为底部直径大、顶部直径小的一个圆台状结构，即从底面到顶面，其直径是逐步减小的，大多外部为钢质且表面喷涂有防锈的涂料。风力发电塔筒往往处于较为恶劣的使用环境下，尤其是海上风力发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，如油漆脱落、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，使得风力发电塔筒的钢质表面的防腐蚀涂料容易脱离，如果不进行及时的维护容易造成深度腐蚀，对风力发电塔筒的承受力造成威胁。因此经常需要对风力发电塔筒进行各种作业处理，比如清洁、除锈、重新喷涂，甚至于在塔筒表面喷绘各种图案等等，因塔筒高度和体积较大，一是采取吊篮或吊板为作业平台，人工高空作业；二采用大型起重机将作业人员置于风力发电塔筒外壁进行施工维护保养等，以上的方式存在局限性大、风险高、费用高、效率低等问题。针对传统方式，现有技术提出了用机械代替人工的方式，例如中国专利申请号为201610369163 6的专利，记载了一种“一种履带式磁吸附爬壁机器人”，其涉及到了磁吸履带式的攀爬机器人，其缺点是具有磁性的履带与壁面进行接触，其接触面积较小、磁能利用率低和磁吸附力小，且其平直式的履带吸附适合在表面平整的钢铁壁面进行工作，不具备适应曲面风电塔筒壁的攀爬，且缺乏跨越缝隙或突起的越障能力；中国专利申请号为2019102354802的专利，记载了一种“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，其存在结构不够灵活、自身调节能力差，使用复杂，可靠性差；中国专利申请号为2021109209775的专利，记载了“一种风电塔筒维护平台”，平台框架上设置有作业轨道、爬升模块及顶紧模块；所述作业轨道上设置有可滑动的作业平台小车，所述作业平台小车上伸出设置伸缩作业臂，在所述伸缩作业臂上设置有作业模块；所述爬升模块用于所述平台框架的升降动力机构；其依靠伸缩推杆顶出，剪叉式伸缩架张开，橡胶轮向前运动顶紧塔筒，无法实现爬升过程中动态拉紧各组成单元；中国专利申请号为202210671425X的专利，记载了“自适应壁面的攀爬维护机器人”，其虽能在一定范围内调节拉紧个组成单元，但无法设置搭载负责维护功能组件的平台，其实施维护的功能组件，只能在每个单元内运行，数
量多、存在维护死角，且其爬升轮的设计结构，难于适用曲面塔筒。因此上述现有技术仍然存在结构不够灵活、自身调节能力差，使用复杂、可靠性差等问题，难以满足现实环境使用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种结构合理、操作简单、可调节拉紧力、安全可靠的大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：一种用于大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人，包括远程操控系统、搭载平台以及爬升单元；所述远程操控系统用于控制所述拉臂式爬升机器人的作业；所述搭载平台由多个框架单元组成，在搭载平台上设置导轨组，所述导轨组上设置作业机；所述爬升单元用于带动搭载平台在风电塔筒外壁上的升降动作，包括单元框架、电气柜和拉臂，所述拉臂用于收紧爬升单元紧贴在风电塔筒外壁上。
[0005]作为本专利技术的进一步优选方案，所述远程操控系统包括主执行模块、通讯模块、故障处理模块、存储模块。
[0006]作为本专利技术的进一步优选方案，所述单元框架上设置驱动装置，所述驱动装置包括上爬升轮组、下爬升轮组、万向联轴节和电机一；所述上爬升轮组和下爬升轮组对称设置在单元框架两侧且通过电机一驱动万向联轴节带动上爬升轮组和下爬升轮组运动。
[0007]作为本专利技术的进一步优选方案，所述拉臂连接旋转件通过支座固定在单元框架上，拉臂上设置电机二。
[0008]作为本专利技术的进一步优选方案，所述拉臂上设置陀螺仪传感器、激光测距传感器、拉力传感器。
[0009]作为本专利技术的进一步优选方案，搭载平台通过活动连接件安装在爬升单元。
[0010]作为本专利技术的进一步优选方案，所述电气柜安装在单元框架内且电气柜内设置电机的驱动器、备用电源以及电路保护装置。
[0011]作为本专利技术的进一步优选方案，所述上爬升轮组和下爬升轮组外表包覆耐磨擦材料。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果如下：1、本专利技术采用若干爬升单元之间通过拉臂的连接方式，形成类似多人合抱的动作，增加爬升单元之间的紧凑性使其更加紧贴风力发电塔筒外壁，提高其安全性。
[0013]2、本专利技术在各个爬行单元上设置传感器，如陀螺仪传感器、激光测距传感器、拉力传感器，可以实现自动调节拉紧力、各爬升单元之间的水平高度差，保障搭载平台的水平平衡，实现瞬时、动态抱紧。
[0014]3、搭载平台通过活动连接件安装在爬升单元，使爬升单元与搭载平台之间能够实现沿塔筒半径方向的相对移动，可以调整各个爬升单元围成的圆形大小，实现不同在风力发电塔筒外壁上的紧贴度。
[0015]4、上爬升轮组和下爬升轮组通过可活动方式连接在单元框架上，使得爬升轮组可以转动角度，更加贴合在塔筒外壁，实现曲面上行走。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需
要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0017]图1为本专利技术整体结构示意图。
[0018]图2为爬升单元置于风力套筒上结构示意图。
[0019]图3为搭载平台结构示意图。
[0020]图4为爬升单元结构示意图。
[0021]图5为图4后视结构示意图。
[0022]图6为下爬行轮组剖面结构示意图。
[0023]图7为拉臂结构示意图（旋转90度方向）。
[0024]图8为拉臂的左部分结构示意图。
[0025]图9为拉臂的右部分结构示意图。
[0026]其中，1
‑
远程操控系统，2
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搭载平台，3
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爬升单元：301
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单元框架，30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人，其特征在于，包括远程操控系统（1）、搭载平台（2）以及爬升单元（3）；所述远程操控系统（1）用于控制所述拉臂式爬升机器人的作业；所述搭载平台（2）由多个框架单元组成，在搭载平台上设置导轨组（5），所述导轨组（5）上设置作业机（4）；所述爬升单元（3）用于带动搭载平台（2）在风电塔筒外壁上的升降动作，包括单元框架（301）、电气柜（302）和拉臂（303），所述拉臂（303）用于收紧爬升单元（3）紧贴在风电塔筒外壁上。2.根据权利要求1所述的一种用于大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人，其特征在于：所述远程操控系统（1）包括主执行模块、通讯模块、故障处理模块、存储模块。3.根据权利要求1所述的一种用于大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人，其特征在于：所述单元框架（301）上设置驱动装置，所述驱动装置包括上爬升轮组（6）、下爬升轮组（7）、万向联轴节（8）和电机一（9）；所述上爬升轮组（6）和下爬升轮组（7）对称设置在单元框架两侧且通过电机一（9）驱动万向联...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏祥，张继东，王保升，徐宏，臧华，王路，周建来，
申请(专利权)人：江苏万防风电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：