【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风机塔筒拼装，尤其是一种风机塔筒环片拼装底座及误差控制方法。
技术介绍
1、风机塔筒的拼装是风电项目中最重要的一环，由于风机塔筒的尺寸较大，设计时常常将塔筒分成几节，每节塔筒又分成几片，便于运输。塔筒的拼装也是先由环片拼装成节，再一节一节的拼到风机基础上，以完成整个风机塔筒的安装。
2、目前，风机塔筒环片的拼装均位于吊装平台上，吊装平台一般由级配碎石组成，拼装区域由于承受较大荷载，一般会铺设较厚的级配碎石，以保证环片拼装时基础的稳定性。然而吊装平台的施工质量往往难以把控，实际塔筒环片拼装时往往会出现两个相邻环片出现沉降不均，从而导致环片间的安装螺栓孔无法对齐，使得塔筒环片间出现较大缝隙，影响环片拼装质量，进而影响塔筒节与节之间的安装，不仅造成风机塔筒外观不佳即缝隙大，而且影响风机塔筒受力，影响结构安全。因此需要一种合理有效的拼装装置来解决该问题。
技术实现思路
1、为解决现有风机塔筒拼接过程中出现缝隙过大，导致塔筒结构变形等问题，本专利技术的首要目的在于提供一种能够有效地提高风机塔筒环片的拼装质量，减小风机塔筒环片间、塔筒节之间缝隙的风机塔筒环片拼装底座。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种风机塔筒环片拼装底座，包括水平放置的拼装圆盘和多个用于承载风机塔筒环片的机械臂，拼装圆盘向下设置能够上下伸缩的第一支架，机械臂的一端沿圆盘的半径方向安装在圆盘的四周，机械臂的两端向下设置能够上下伸缩的第二支架，第一支架和第二支架均位于吊装
3、所述拼装圆盘的直径为1米至2米，拼装圆盘采用钢制材料，拼装圆盘与机械臂采用螺栓连接；所述机械臂的臂长为6米至8米，所述第一支架包括能够上下伸缩的第一竖板和第一钢板，第一竖板的上端安装在拼装圆盘下盘面的中心位置处，第一竖板的下端安装在第一钢板上，第一竖板的板面与第一钢板的板面垂直。
4、所述机械臂采用长条形工字钢，长条形工字钢腹板上等间距焊接多块加劲肋；所述第二支架包括能够上下伸缩的第二竖板和第二钢板，第二竖板的上端安装在机械臂上，第二竖板的下端安装在第二钢板上，第二竖板的板面与第二钢板的板面垂直。
5、所述机械臂的上臂面上安装定位装置和水平度监测仪。
6、本专利技术的另一目的在于提供一种风机塔筒环片拼装底座的误差控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：
7、(1)基于定位装置与水平度监测仪进行采样，获取采样数据，所述采样数据包括圆柱度采样点坐标、角度及径向尺寸rij；
8、(2)基于采样数据建立所拼装塔筒环片的基于圆柱度误差的评价模型；
9、(3)基于海鸥算法求解基于圆柱度误差的评价模型，得到拼装塔筒环片的圆柱度误差，将求得的拼装塔筒环片的圆柱度误差与标准圆柱度进行对比，判断所拼装塔筒环片是否合格；
10、(4)若合格则通过误差校验，若不合格则重新调整定位装置并返回步骤(1)重新采样进行误差控制。
11、所述基于圆柱度误差的评价模型具体是指：若提取的圆柱体截面数量为m，每个截面的采样点数为n；1≤j≤n,1≤i≤m；
12、则rij和如下式所示：
13、
14、式中：xij、yij为圆柱度第i个截面中第j个采样点的坐标；为两个相邻采样点的角度；rij为第i个截面中第j个采样点与旋转轴转台之间的径向尺寸；为每个截面中第j个采样点与x轴之间的角度；
15、对最小区域圆柱度误差进行评定，其实质是确定圆柱面的轴线参数；最小区域圆柱度误差fzce如下式所示：
16、fzce＝maxrzij-minrzij
17、其中：
18、
19、zi＝(i-1)×δz
20、式中，rzij为第j个采样点到最小区域圆柱轴线lmz的垂直距离，zi为第i个截面与xoy面之间的距离，δz为相邻两截面之间的距离；xoz，yoz表示最小区域圆柱轴线lmz在xoy面上的坐标；pz，qz均表示lmz的角度参数；
21、基于圆柱度误差的评价模型的目标函数fz如下式所示：
22、
23、wz＝{xoz,yoz,pz,qz}。
24、所述海鸥算法具体是指：设置海鸥种群sa和参数，所述参数包括最大迭代次数tmax，变量维度dim，变量的上限ub，变量的下限lb；频率fc，fc从2线性递减到0；螺旋参数u和螺旋参数v；初始化海鸥种群sa和参数，计算目标函数的适应度值；
25、目标值初始位置p0如下式所示：
26、p0＝rand(sa,1)×(ub-lb)+lb
27、得到基于圆柱度误差的评价模型的目标函数的适应度值fit，并按适应度排序[fit，index]＝sort(fit)，sort函数按升序对数组进行排列，得到每只目标个体最优值和整个种群全局最优值pbest，并根据排序参数index获得排序后的位置，由p0开始迭代优化；
28、进行全局搜索：圆柱度误差目标值会朝着最佳位置的方向进行移动，在迁徙中目标值要满足避免碰撞、最佳位置方向、靠近最佳位置的条件：
29、
30、ds＝|cs+ms
31、式中：cs表示避免碰撞系数；x表示当前迭代过程的目标值；a表示碰撞随机变量；t表示当前迭代次数；ms表示最佳位置方向系数；ds表示目标值满足条件的新位置；b表示方向平衡系数；rd表示1到变量维度的随机数；
32、利用下式进行局部最优搜索，得到本次迭代后的优化目标值xnew：
33、xnew＝x×y×z×ds+pbest
34、
35、式中：θ表示[0，2π]中的随机数；x、y、z为目标值的坐标系数；r表示每个螺旋的径向尺寸；
36、确定个别圆柱度误差目标值是否超出边界：确定符合条件的目标值的位置，并计算符合条件的圆柱度误差的适应值；更新目标位置和适应度值，判断是否符合结束条件，迭代结束。
37、由上述技术方案可知，本专利技术的有益效果为：第一，通过拼装圆盘和多个机械臂完成风机塔筒环片的基本固定与拼装，提升塔筒拼装效率；第二，利用定位装置及水平度监测仪对塔筒环片进行精准定位，减小塔筒环片间安装缝隙，有效提升塔筒环片拼装质量；第三，利用圆柱度误差评价模型及海鸥算法实现塔筒环片及各节之间拼装的误差控制，可进一步提升塔筒拼装精度，从而提升塔筒整体质量，保障其结构稳定。
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1.一种风机塔筒环片拼装底座，其特征在于：包括水平放置的拼装圆盘和多个用于承载风机塔筒环片的机械臂，拼装圆盘向下设置能够上下伸缩的第一支架，机械臂的一端沿圆盘的半径方向安装在圆盘的四周，机械臂的两端向下设置能够上下伸缩的第二支架，第一支架和第二支架均位于吊装平台上，每个机械臂上均安装定位装置和水平度监测仪。
2.根据权利要求1所述的风机塔筒环片拼装底座，其特征在于：所述拼装圆盘的直径为1米至2米，拼装圆盘采用钢制材料，拼装圆盘与机械臂采用螺栓连接；所述机械臂的臂长为6米至8米，所述第一支架包括能够上下伸缩的第一竖板和第一钢板，第一竖板的上端安装在拼装圆盘下盘面的中心位置处，第一竖板的下端安装在第一钢板上，第一竖板的板面与第一钢板的板面垂直。
3.根据权利要求1所述的风机塔筒环片拼装底座，其特征在于：所述机械臂采用长条形工字钢，长条形工字钢腹板上等间距焊接多块加劲肋；所述第二支架包括能够上下伸缩的第二竖板和第二钢板，第二竖板的上端安装在机械臂上，第二竖板的下端安装在第二钢板上，第二竖板的板面与第二钢板的板面垂直。
4.根据权利要求1所述的风机塔筒
5.根据权利要求1至4中任一项所述的风机塔筒环片拼装底座的误差控制方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：
6.根据权利要求5所述的误差控制方法，其特征在于：所述基于圆柱度误差的评价模型具体是指：若提取的圆柱体截面数量为m，每个截面的采样点数为n；1≤j≤n,1≤i≤m；
7.根据权利要求5所述的误差控制方法，其特征在于：所述海鸥算法具体是指：设置海鸥种群SA和参数，所述参数包括最大迭代次数Tmax，变量维度dim，变量的上限ub，变量的下限lb；频率fc，fc从2线性递减到0；螺旋参数u和螺旋参数v；初始化海鸥种群SA和参数，计算目标函数的适应度值；
...【技术特征摘要】
1.一种风机塔筒环片拼装底座，其特征在于：包括水平放置的拼装圆盘和多个用于承载风机塔筒环片的机械臂，拼装圆盘向下设置能够上下伸缩的第一支架，机械臂的一端沿圆盘的半径方向安装在圆盘的四周，机械臂的两端向下设置能够上下伸缩的第二支架，第一支架和第二支架均位于吊装平台上，每个机械臂上均安装定位装置和水平度监测仪。
2.根据权利要求1所述的风机塔筒环片拼装底座，其特征在于：所述拼装圆盘的直径为1米至2米，拼装圆盘采用钢制材料，拼装圆盘与机械臂采用螺栓连接；所述机械臂的臂长为6米至8米，所述第一支架包括能够上下伸缩的第一竖板和第一钢板，第一竖板的上端安装在拼装圆盘下盘面的中心位置处，第一竖板的下端安装在第一钢板上，第一竖板的板面与第一钢板的板面垂直。
3.根据权利要求1所述的风机塔筒环片拼装底座，其特征在于：所述机械臂采用长条形工字钢，长条形工字钢腹板上等间距焊接多块加劲肋；所述第二支架包括能够上下伸缩的第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶筱，吴延东，刘志博，陈晓峰，张立军，褚海林，陈涛，陈士君，贺洁星，张佳佳，苏德程，
申请(专利权)人：中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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