一种风电塔杆爬杆机器人制造技术

本发明专利技术公开一种风电塔杆爬杆机器人，其特征在于该机器人主要包括机体、爬杆机构、蛇形摆动臂和移动工作室四个部分；蛇形摆动臂和移动工作室安装在机体的一侧；机体由两个半圆曲面形体或者三块均等的曲面形体组合而成的一个圆环形体，且圆环形体的内环直径与风电塔杆的直径相匹配；所述爬杆机构主要由上、下足轮、连接臂、驱动齿轮、推力丝杠、丝母齿轮和支承座组成；上、下足轮由连接臂通过轮轴连接在一起，连接臂与推力丝杠通过连接臂上的连接销轴连接在一起，并形成活动铰链；爬杆机构有4-8个，均布在圆环形机体内；蛇形摆动臂由3节摆动臂组成，包括大臂、中臂和小臂；移动工作室包括平行的两条直线导轨、行走驱动装置和操作室。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风电机械及机器人技术，具体为一种风电塔杆爬杆机器人。
技术介绍
当前在风电机运行当中，一方面，风电机叶片不可避免地会受到风沙的击打，产生损伤，遇到低温寒流气候，则会产生叶面结冰，影响风机的正常发电；另一方面，针对大型风电机叶片的零距离检测和维修以及冬季扇叶的除冰目前尚无法实现。目前处理方法是，必须检修时，采用吊车将风电机扇叶拆下来检测和修理(冬季同时除冰)，但除冰是依附于维修拆卸，顺便而为，因为北方冬天气温低，天天结冰，但却不可能天天拆卸一方面拆卸一次要花上百万元，另一方面天天拆卸除冰几乎就无法正常生产，因此风电机扇叶除冰目前无法处理，冬季只有停机待春。本专利技术为一种风电塔杆爬杆机器人，在申请人检索的范围内， 尚未见到与本专利技术
技术实现思路
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技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是提供一种风电塔杆爬杆机器人，该机器人可沿着风电塔杆上下移动的爬行，完成与风机叶片的零距离接触，用于风机叶片的检测、维修和风机扇叶表面除冰工作。该机器人以塔杆外锥表面为依附体，采用多点支撑结构设计，具有结构简单，可靠性强，成本较低，安装使用方便等特点。本专利技术解决所述技术问题的技术方案是设计一种风电塔杆爬杆机器人，其特征在于该机器人主要包括机体、爬杆机构、蛇形摆动臂和移动工作室四个部分，蛇形摆动臂和移动工作室安装在机体的一侧；所述机体由两个半圆曲面形体或者三块均等的曲面形体组合而成的一个圆环形体，且圆环形体的内环直径与风电塔杆的直径相匹配；机体上安装有电机支座和电机固定座；所述爬杆机构主要由上足轮、下足轮、连接臂、驱动齿轮、推力丝杠、丝母齿轮和支承座组成，上足轮和下足轮共有两套，分别被连接臂通过轮轴连接在一起，连接臂与推力丝杠通过连接臂上的连接销轴连接在一起，并形成活动铰链；推力丝杠的一端安装在机体的丝杠导向孔内，另一端与丝母齿轮中心的丝母相配旋合，而丝母齿轮安装在支承座上；驱动齿轮安装在电机轴上，并与丝母齿轮啮合；电机安装在机体的电机支座上；所述爬杆机构有4-8个，均布安装在圆环形机体内；所述蛇形摆动臂由3节摆动臂组成，包括大臂、中臂和小臂，所述大臂安装在机器人的机体上，机体的上平面上安装有平行的外环形导轨和内环形导轨；外电机与外输出轴齿轮连接，并安装在机体上，内电机与内输出轴齿轮连接，并安装在机体上；所述大臂的下面相应位置装有两个外固定支座和两个内固定支座，每个外固定支座上装有一个外棍轮; 同样每个内固定支座上装有一个内辊轮，且外辊轮和内辊轮的安装位置分别与所述外环形导轨和内环形导轨的轨道槽相配合，同时外环形导轨和内环形导轨上面的直角结构将外辊轮和内辊轮分别限制在其各自对应的导轨轨道槽内；机体上平面上的外输出轴齿轮和内输出轴齿轮相对应；大臂下面还装有同心的外扇形齿轮和内扇形齿轮，外扇形齿轮和内扇形齿轮分别与所述外输出轴齿轮和内输出轴齿轮相啮合；所述大臂与中臂通过转轴相连，中臂和转轴固定为一体，对大臂形成铰链，大臂与中臂可相对转动，中臂与小臂用齿轮轴相连接，齿轮轴与小臂固定为一体，相对于中臂可相对转动；所述移动工作室包括平行的两条直线导轨、行走驱动装置和操作室。直线导轨固定在小臂的上面，行走驱动装置与直线导轨配合，并为操作室移动提供动力；操作室内安置有整个机器人控制的操作界面、自动监测和除冰清扫装置。与现有技术相比，本专利技术风电塔杆爬杆机器人可沿着风电塔杆上下移动的爬行， 完成与风机叶片的零距离接触，用于风电机叶片的现场检测、维修和风电机扇叶表面除冰工作。该机器人以塔杆外锥表面为依附体，采用多点支撑结构设计，具有结构简单，可靠性强，成本较低，不拆卸操作，安装使用方便等特点。附图说明图I为本专利技术风电塔杆爬杆机器人一种实施例的整体主视结构示意图2为本专利技术风电塔杆爬杆机器人一种实施例的整体俯视结构示意图3为本专利技术为本专利技术风电塔杆爬杆机器人一种实施例安装在风力发电机塔杆上的结构状态示意图4为本专利技术风电塔杆爬杆机器人一种实施例的局部主视结构放大示意图5为本专利技术风电塔杆爬杆机器人一种实施例的局部主视结构放大示意图。具体实施方式下面结合实施例及其附图进一步叙述本专利技术。本专利技术设计的风电塔杆爬杆机器人(简称机器人，参见图I 一 5)，其特征在于该机器人主要包括机体、爬杆机构、蛇形摆动臂和移动工作室四个部分。所述蛇形摆动臂和移动工作室安装在机体的一侧；所述机体为一个由两个半圆曲面形体或者三块均等的曲面形体组合而成的圆环形体，且圆环形体的内环直径与风电塔杆的直径相匹配；机体上在设计位置安装有电机支座和电机固定座等。所述机体设计为组合结构的目的主要是机器人装配的要求和运输的方便。实施例为两个半圆曲面形体，即右机体I和左机体30用螺栓连成一个圆环形体。当塔杆直径尺寸较大时，所述机体也可以等分成三块，每块曲面形体的圆心角为120度。所述爬杆机构主要由上足轮10、下足轮2、连接臂3、驱动齿轮4、推力丝杠5、丝母齿轮6和支承座7组成，上足轮10和下足轮2共有两套，分别被连接臂3通过轮轴9连接在一起，连接臂3与推力丝杠5通过连接臂上的连接销轴8连接在一起，并形成活动铰链；推力丝杠5的一端安装在机体的丝杠导向孔内，另一端与丝母齿轮6中心的丝母相配旋合,而丝母齿轮6安装在支承座7上；驱动齿轮4安装在电机轴上，并与丝母齿轮6啮合；电机安装在机体的电机支座上；所述爬杆机构有4-8个，均布安装在圆环形机体内；爬杆机构的具体个数根据风电机实际规格尺寸确定，实施例的爬杆机构为在圆环形机体内均布的6个。 爬杆机构主要功能是带动整个机器人系统在风电机塔杆上上下爬动。本专利技术机器人以塔杆外锥表面为依附体，采用多点(实施例为6点)支撑结构设计。 所述下足轮2和上足轮10的外表面形状与塔杆外锥表面贴附，接触面较宽，且选择摩擦系数较大的优质橡胶制作，使得两个足轮表面与塔杆外锥表面有很强的附着力。所述蛇形摆动臂由2-5节摆动臂组成，具体摆动臂的节数根据任务需要确定。实施例的蛇形摆动臂为3节，包括大臂19、中臂17和小臂14三个部分。蛇形摆动臂上的大臂19安装在机器人的机体上，机体的上平面(平板)上安装有两条平行的环形导轨，即外环形导轨22和内环形导轨29 ；外电机与外输出轴齿轮23连接,并安装在机体上，内电机与内输出轴齿轮25连接，并安装在机体上；所述大臂19的下面相应位置装有两个外固定支座20和两个内固定支座27，每个外固定支座20上装有一个外辊轮21 ;同样每个内固定支座27上装有一个内辊轮28，总共是四个支座，四个辊轮；外辊轮2和内辊轮28的安装位置应分别正好落在机体平面上两条平行的外环形导轨22和内环形导轨29的轨道槽内；外环形导轨22、内环形导轨29上面的直角结构将外辊轮21和内辊轮28分别限制在其各自对应的导轨(外环形导轨 22和内环形导轨29)轨道槽内，以承受蛇形摆动臂和工作室的下压力和翘起力。机体上平面上的外输出轴齿轮23和内输出轴齿轮25相对应；大臂19下面还装有两个同心的外扇形齿轮24和内扇形齿轮26，外扇形齿轮24、内扇形齿轮26分别与两个电机外输出轴齿轮23、 内输出轴齿轮25相啮合；所述大臂19与中臂17通过转轴18相连，中臂17和转轴18固定为一体,对大臂19形成铰链，大臂19与中臂17可相对转动，中臂17与小臂14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电塔杆爬杆机器人，其特征在于该机器人主要包括机体、爬杆机构、蛇形摆动臂和移动工作室四个部分；蛇形摆动臂和移动工作室安装在机体的一侧；所述机体由两个半圆曲面形体或者三块均等的曲面形体组合而成的一个圆环形体，且圆环形体的内环直径与风电塔杆的直径相匹配；机体上安装有电机支座和电机固定座；所述爬杆机构主要由上足轮、下足轮、连接臂、驱动齿轮、推力丝杠、丝母齿轮和支承座组成，上足轮和下足轮共有两套，分别被连接臂通过轮轴连接在一起，连接臂与推力丝杠通过连接臂上的连接销轴连接在一起，并形成活动铰链；推力丝杠的一端安装在机体的丝杠导向孔内，另一端与丝母齿轮中心的丝母相配旋合，而丝母齿轮安装在支承座上；驱动齿轮安装在电机轴上，并与丝母齿轮啮合；电机安装在机体的电机支座上；所述爬杆机构有4?8个，均布安装在圆环形机体内；所述蛇形摆动臂由3节摆动臂组成，包括大臂、中臂和小臂，所述大臂安装在机器人的机体上，机体的上平面上安装有平行的外环形导轨和内环形导轨；外电机与外输出轴齿轮连接，并安装在机体上，内电机与内输出轴齿轮连接，并安装在机体上；所述大臂的下面相应位置装有两个外固定支座和两个内固定支座，每个外固定支座上装有一个外辊轮；同样每个内固定支座上装有一个内辊轮，且外辊轮和内辊轮的安装位置分别与所述外环形导轨和内环形导轨的轨道槽相配合，同时外环形导轨和内环形导轨上面的直角结构将外辊轮和内辊轮分别限制在其各自对应的导轨轨道槽内；机体上平面上的外输出轴齿轮和内输出轴齿轮相对应；大臂下面还装有同心的外扇形齿轮和内扇形齿轮，外扇形齿轮和内扇形齿轮分别与所述外输出轴齿轮和内输出轴齿轮相啮合；所述大臂与中臂通过转轴相连，中臂和转轴固定为一体，对大臂形成铰链，大臂与中臂可相对转动，中臂与小臂用齿轮轴相连接，齿轮轴与小臂固定为一体，相对于中臂可相对转动；所述移动工作室包括平行的两条直线导轨、行走驱动装置和操作室；直线导轨固定在小臂的上面，行走驱动装置与直线导轨配合，并为操作室移动提供动力；操作室内安置有整个机器人控制的操作界面、自动监测和除冰清扫装置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：关玉明，杨杰，肖艳军，许波，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：