本实用新型专利技术涉及一种自行走风电塔筒螺栓拉伸紧固机器人，该机器人包括机架(203)，以及位于机架(203)上的：磁性驱动行走单元，用于驱动机器人在塔筒法兰面上沿塔筒壁面移动；螺栓拉伸旋紧单元，用于紧固螺栓；视觉定位单元，用于定位需要紧固的螺栓。与现有技术相比，本实用新型专利技术可以通过视觉识别螺栓的位置和螺母的角度，螺栓拉伸器电动升降机构可以实现螺栓拉伸器的自动对准、螺栓拉杆固定、螺母旋紧等动作；此外，磁性驱动行走单元由电机驱动磁性轮毂，吸附在塔筒壁内侧，驱动机器人沿塔筒壁在连接法兰上移动，实现螺栓拉伸器的准确定位和连续点检工作。连续点检工作。连续点检工作。
【技术实现步骤摘要】
一种自行走风电塔筒螺栓拉伸紧固机器人
[0001]本技术涉及风力发电
，具体涉及一种自行走风电塔筒螺栓拉伸紧固机器人及点检方法。
技术介绍
[0002]风电机组各级塔筒之间通过螺栓连接，紧固螺栓在风力发电机组十分重要，在各种风机倒塌的严重事故中，有相当一部分事故的原因是由于紧固螺栓失效或者紧固工艺不严格造成的。风力发电机组长期工作在野外的恶劣环境，塔筒承担机舱及叶片的自重、风的水平荷载，随着运行时间的增加，塔筒连接螺栓在交变应力作用下容易发生疲劳失效、断裂，关键连接件一旦损坏，会造成设备故障、停机，严重的会引起风机倒塌，造成不可挽回的巨大经济损失。在目前风电机组连接件的维护与检修中，主要依靠人工点检，这种方式存在着操作疏忽、遗漏、不准确等问题，同时人工检修成本高、风险大。
[0003]风电机组的螺栓紧固方法为力矩扳手(液压、电动)和螺栓拉伸器两种方式。其中力矩扳手高效便捷，但在紧固过程中有一部分扭矩用于克服摩擦力。这个摩擦力会根据螺母与垫圈、法兰的不同而变化，造成螺栓中产生的拉力不一致，由于这个原因造成扭矩扳手紧固螺栓的拉力控制不准确；液压螺栓拉伸器给螺栓施加拉力，在拉力的作用下使之伸长，然后旋紧螺母，液压螺栓拉伸器拉力释放后，螺栓回弹作用在连接法兰上有相等的预紧力。液压螺栓拉伸器特别适合于螺栓拉力精度控制要求较高且预紧力很大的场合，因此风电机组螺栓的预紧施工中常常为首选。
[0004]目前塔筒螺栓紧固的方式为人工作业，检修人员需要自己移动、安装、定位螺栓拉伸器，对所有螺栓进行紧固和点检，当紧固完一个螺栓后移动到下一个螺栓继续重复螺栓紧固工作。人工操作不但具有较大的劳动强度，同时还存在着人为因素的操作疏漏，出现紧固精度不一致、遗漏等情况。在海上的风电机组，维护环境恶劣，受天气海况等因素影响巡检难度大、成本高，造成机组正常运行维护人力紧缺。
技术实现思路
[0005]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种自行走风电塔筒螺栓拉伸紧固机器人及紧固点检方法。工作人员利用自行走风电塔筒螺栓拉伸紧固机器人进行螺栓点检可以提高设备安全运行的可靠度，降低人力检修的成本，避免人力点检过程中存在的危险。
[0006]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种自行走风电塔筒螺栓拉伸紧固机器人，该机器人包括机架，以及位于机架上的：
[0008]磁性驱动行走单元，用于驱动机器人在塔筒法兰面上沿塔筒壁面移动；
[0009]螺栓拉伸旋紧单元，用于紧固螺栓；
[0010]视觉定位单元，用于定位需要紧固的螺栓；
[0011]所述的磁性驱动行走单元包括依次相连的磁性驱动轮和磁性驱动电机；所述的磁性驱动轮固定在机架的顶部，与塔筒壁接触；具体来说，磁性驱动行走单元由磁性驱动轮和磁性驱动电机组成，磁性驱动轮与磁性驱动电机通过联轴器连接，电机固定在机架上部，磁性驱动轮吸附在塔筒壁内侧，磁性驱动轮的吸附力可以通过励磁电流控制吸附力的大小，也可以通过永磁体实现，伺服电动机的打滑检测判断行走过程中驱动轮是否打滑；其中，磁性驱动电机为伺服电机；
[0012]所述的螺栓拉伸旋紧单元包括平行设置的螺栓拉杆旋转组件和螺母紧固组件；
[0013]所述的螺栓拉杆旋转组件包括液压螺栓拉伸器、用于实现液压螺栓拉伸器升降动作的拉伸器升降机构，以及安装在液压螺栓拉伸器顶部的螺栓拉杆旋转电机；所述的液压螺栓拉伸器包括螺栓拉杆旋芯和螺母拨动块；所述的液压螺栓拉伸器位于机架内；所述的拉伸器升降机构一端与液压螺栓拉伸器固连，另一端与机架下端面固连；所述的螺栓拉杆旋转电机与螺栓拉杆旋芯相连；所述的螺母紧固组件包括依次相连的螺母紧固电机、大飞连杆；所述的大飞连杆与螺母拨动块相连；其中，螺栓拉杆旋转电机和螺母紧固电机均为伺服电机。具体来说，螺栓拉伸旋紧单元，也就是电动拧紧液压螺栓拉伸器系统，由单级或多级液压螺栓拉伸器、螺栓拉杆旋转电机、螺母紧固电机、螺母旋动延长方驱组成。螺栓拉杆旋转电机输出轴与液压螺栓拉伸器旋芯拉杆连接，用于驱动液压螺栓拉伸器旋芯的转动，电机外壳与电机安装法兰盘连接。螺母紧固电机与液压螺栓拉伸器上部的电机安装法兰相连，输出轴通过延长方驱连杆与液压螺栓拉伸器的螺母拨动块连接，通过螺母拨动块的齿轮机构驱动螺母的转动。液压螺栓拉伸器两侧有升降滑块和导向滑块，与机架滑槽连接，当液压螺栓拉伸器上下移动时，升降滑块和导向滑块在机架导向槽中移动，通过导向槽限位实现液压螺栓拉伸器移动方向固定。其中，螺栓拉杆旋转电机和螺母紧固电机均为伺服电机。
[0014]所述的视觉定位单元包括固定在机架顶部的视觉相机，所述的视觉相机与机架上部的伸出臂连接；视觉相机固定在机架前部伸出的结构上，通过视觉识别定位探测前部螺栓的位置，将螺栓的位置坐标信息反馈给控制单元，控制单元将数据处理后计算出螺栓拉伸器当前所对应螺栓的位置，通过驱动电机的位置闭环控制，实现螺栓拉伸器与螺栓的对准。
[0015]所述的机架底部还设有用于支撑机器人在法兰上滑动的支撑轮组；具体来说，支撑轮组由前后两个支撑轮固定在机架下部的安装孔上，支撑轮带有轴承，承担整个设备的重量，与塔筒法兰面接触并在其上自由滑动。
[0016]进一步地，所述的磁性驱动轮的轴线平行于塔筒轴线，磁性驱动轮吸附于塔筒壁面，驱动机器人在塔筒法兰面上沿塔筒壁面移动。
[0017]进一步地，所述的拉伸器升降机构包括拉伸器升降推杆、拉伸器升降推杆电机和拉伸器升降连接杆；所述的拉伸器升降推杆一端与拉伸器升降推杆电机铰接，另一端与拉伸器升降连接杆铰接；所述的拉伸器升降推杆电机远离拉伸器升降推杆的一端与机架下端铰接；所述的拉伸器升降连接杆固定在液压螺栓拉伸器侧面。拉伸器升降机构中的升降推杆的伸缩动作带动液压螺栓拉伸器的上下运动。也就是说，拉伸器电动升降机构一端与机架底部连接，另一端与螺栓拉伸器连接，实现螺栓拉伸器的升降动作。
[0018]进一步地，所述的拉伸器升降推杆电机包括拉伸器升降推杆电机本体和穿插在拉
伸器升降推杆电机本体内的拉伸器升降电机伸出杆；所述的拉伸器升降电机伸出杆与拉伸器升降推杆铰接。
[0019]进一步地，所述的液压螺栓拉伸器侧面设有升降限位结构。
[0020]进一步地，所述的升降限位结构包括下限位器和上限位器；所述的上限位器位于下限位器的正上方。所述的拉伸器升降连接杆与下限位器相连。通过升降限位结构与机架连接，下部限位滑块与拉伸器电动升降机构通过连杆连接，用于实现螺栓的自动拉伸拧紧。
[0021]进一步地，所述的磁性驱动轮包括磁性轮毂；所述的磁性轮毂轮面上设有橡胶胎面；所述的磁性轮毂中心处设有与磁性驱动电机相连的轮轴。
[0022]进一步地，所述的支撑轮组中的滑轮对称分布在液压螺栓拉伸器两侧
[0023]进一步地，所述的机架底部设有用于引导机器人在移动时螺栓正确进入机器人下部的限位车挡。限位车挡是一种移动限位装置，通过焊接或铆接连接于机架的底部内侧，移动限本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自行走风电塔筒螺栓拉伸紧固机器人，其特征在于，该机器人包括机架(203)，以及位于机架(203)上的：磁性驱动行走单元，用于驱动机器人在塔筒法兰面上沿塔筒壁面移动；螺栓拉伸旋紧单元，用于紧固螺栓；视觉定位单元，用于定位需要紧固的螺栓；所述的磁性驱动行走单元包括依次相连的磁性驱动轮(201)和磁性驱动电机(213)；所述的磁性驱动轮(201)固定在机架的顶部，与塔筒壁接触；所述的螺栓拉伸旋紧单元包括平行设置的螺栓拉杆旋转组件和螺母紧固组件；所述的螺栓拉杆旋转组件包括液压螺栓拉伸器(211)、拉伸器升降机构，以及安装在液压螺栓拉伸器顶部的螺栓拉杆旋转电机(206)；所述的液压螺栓拉伸器(211)包括螺栓拉杆旋芯和螺母拨动块；所述的液压螺栓拉伸器(211)位于机架(203)内；所述的拉伸器升降机构一端与液压螺栓拉伸器(211)固连，另一端与机架下端面固连；所述的螺栓拉杆旋转电机(206)与螺栓拉杆旋芯相连；所述的螺母紧固组件包括依次相连的螺母紧固电机(202)和大飞连杆(212)；所述的大飞连杆(212)与螺母拨动块相连；所述的视觉定位单元包括固定在机架顶部的视觉相机(208)；所述的机架(203)底部还设有用于支撑机器人在法兰上滑动的支撑轮组。2.根据权利要求1所述的一种自行走风电塔筒螺栓拉伸紧固机器人，其特征在于，所述的磁性驱动轮(201)的轴线平行于塔筒轴线，磁性驱动轮(201)吸附于塔筒壁面，驱动机器人在塔筒法兰面上沿塔筒壁面移动。3.根据权利要求1所述的一种自行走风电塔筒螺栓拉伸紧固机器人，其特征在于，所述的拉伸器升降机构包括拉伸器升降推杆(204)、拉伸器升降推杆电机(205)和拉伸器升降连接杆(209)；所述的拉伸器升降推杆(204)一端与拉伸器升降推杆电机(205)铰接，另一端与拉伸器升降连接杆(209)铰接；所述的拉伸器升降...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢飞，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：新型
国别省市：
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