CN102562480A - 用于将维护装置定位在风力机相关区域附近的系统和方法 - Google Patents

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CN102562480A CN2011104049865A CN201110404986A CN102562480A CN 102562480 A CN102562480 A CN 102562480A CN 2011104049865 A CN2011104049865 A CN 2011104049865A CN 201110404986 A CN201110404986 A CN 201110404986A CN 102562480 A CN102562480 A CN 102562480A
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D·米什拉
P·J·弗里茨
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Abstract

本发明涉及风力机，特别涉及用于将维护装置定位在风力机的相关区域附近的系统和方法。所述系统通常包括托架和缆绳，其中所述托架配置成支撑所述维护装置，且所述缆绳的第一末端和第二末端连接到所述托架。此外，所述系统还包括第一和第二锚定点，其中所述第一锚定点安置在靠近所述风力机的部件的位置。所述第二锚定点与所述第一锚定点彼此隔开，这样，相关区域通常即安置在所述第一和第二锚定点之间。所述缆绳可沿着自身长度连接在所述第一和第二锚定点之间，这样当所述缆绳移置时，所述托架即移动到可让所述维护装置接近所述相关区域的位置。

Description

用于将维护装置定位在风力机相关区域附近的系统和方法
技术领域
本发明大体上涉及风力机，确切地说，涉及一种用于将维护装置定位在风力机的相关区域附近，从而能够在相关区域上进行维护操作的系统和方法。
背景技术
风能被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，在这一方面，风力机已获得广泛关注。现代风力机通常包括塔筒、发电机、齿轮箱、机舱以及一片或多片转子叶片。转子叶片使用已知的翼原理捕获风的动能并通过转动能传输动能，以扭转将转子叶片连接到齿轮箱(或者，如果未使用齿轮箱，则直接连接到发电机)的轴。之后，发电机将机械能转化成可以分配到公用设施电网中的电能。
风力机各部件的维护对风力机的持续运行至关重要。风力机上要定期进行维护操作的其中一个相关区域是转子叶片。例如，进行维护操作(例如检查、清洁、维修等)来确保转子叶片维持在最佳状态。例如，可经常对转子叶片的外壳进行目视检查，以查看是否存在断裂、磨蚀、污损和其他潜在缺陷。
但要在风力机上进行维护操作，作业人员或机械装置通常需要位于要进行维护操作的区域(例如转子叶片)的附近。例如，已知的方法可使用机械履带来横越风力机的各部件，从而进行维护操作。但是，由于此类机械履带的成本较高，因此通常难以广泛应用。或者，已知的方法也可用吊篮来将作业人员送至高处，以便对转子叶片和其他风力机部件进行维护操作。但是，将作业人员送至高处所需的设备也很昂贵，且执行任务可能会十分耗时。
因此，需要一种有效且成本较低的系统来将维护装置定位在风力机的相关区域附近，从而能够在相关区域上进行维护操作。
发明内容
以下说明将部分地阐明本发明的各方面内容和优点，或者，可以从说明中显而易见地了解这些方面和优点，或可以通过实践本发明来获悉这些方面和优点。
一方面，本发明公开了一种用于将维护装置定位在风力机的相关区域附近的系统。所述系统通常包括托架和缆绳，其中所述托架配置成支撑所述维护装置，且所述缆绳的第一末端和第二末端连接到所述托架。此外，所述系统还包括第一和第二锚定点，其中所述第一锚定点安置在靠近所述风力机的部件的位置。所述第二锚定点与所述第一锚定点彼此隔开，这样，相关区域通常即安置在所述第一和第二锚定点之间。所述缆绳可沿着自身长度连接在所述第一和第二锚定点之间，这样当所述缆绳移置时，所述托架即移动到可让所述维护装置接近所述相关区域的位置。
另一方面，本发明公开了一种用于将维护装置定位在风力机的关区域附近的系统。所述系统通常包括配置成支撑维护装置的托架和缆绳导向器。具有第一末端和第二末端的缆绳可连接到所述托架。此外，所述系统还包括第一和第二锚定点，其中所述第一锚定点安置在靠近所述风力机的部件的位置。所述第二锚定点与所述第一锚定点彼此隔开，这样，相关区域通常即安置在所述第一和第二锚定点之间。所述缆绳可沿着自身长度连接在所述第一和第二锚定点之间，这样当所述缆绳移置时，所述托架即移动到可让所述维护装置接近所述相关区域的位置。此外，所述系统可包括第二缆绳，所述第二缆绳通过缆绳导向器与托架连接，并从通常邻近第一锚定点的位置延伸到通常邻近第二锚定点的位置。所述第一滑轮在所述第一锚定点处连接到所述风力机，且第二滑轮在所述第二锚定点处连接到表面锚，所述缆绳以可移动方式连接在所述第一和第二滑轮之间，这样，当所述缆绳移置时，所述托架即移动到可让所述维护装置接近所述相关区域的位置。所述缆绳导向器配置成为所述托架的运动提供阻力。
另一方面，本发明公开了一种用于将维护装置定位在风力机的相关区域附近的方法。所述方法包括：设立靠近所述风力机的部件的第一锚定点；设立与所述第一锚定点隔开的第二锚定点，这样，所述相关区域通常即安置在所述第一和第二锚定点之间；将缆绳连接在所述第一和第二锚定点之间；将所述缆绳连接到配置成支撑所述维护装置的托架；以及移置所述缆绳以将所述托架移动到所述第一和第二锚定点之间、可让所述维护装置接近所述相关区域的位置。
所述设立靠近所述风力机的部件的第一锚定点包括将第一滑轮连接到安置在所述第一锚定点附近的所述风力机的所述部件。
所述风力机的所述部件包括所述风力机的机舱和所述风力机的轮毂的一部分中的一个。
其中设立与所述第一锚定点隔开的第二锚定点包括将第二滑轮连接到安置在所述第二锚定点处的表面锚。
所述第二锚定点安置在所述风力机的支撑表面附近，或安置在所述风力机的转子叶片的内部之内。
所述方法进一步包括将第二缆绳连接到所述托架，所述第二缆绳从通常邻近所述第一锚定点的位置延伸到通常邻近所述第二锚定点的位置。
参考以下具体说明和所附权利要求书可以更深入地了解本发明的这些以及其他特点、方面和优点。所附附图包括在本说明书内、并构成本说明书的一个部分，说明了本发明的各个实施例，且与具体说明一起用于解释本发明的原理。
附图说明
本说明书参考附图，针对所属领域一般技术人员，完整且可实现地详细披露了本发明，包括其最佳模式，其中：
图1所示为根据本发明各方面内容的一种系统的一个实施例的透视图，其中所述系统用于将维护装置定位在风力机的相关区域附近；
图2所示为图1所示系统的实施例的局部透视图；
图3所示为根据本发明各方面内容的一种系统的另一个实施例的局部正视图，其中所述系统用于将维护装置定位在风力机的相关区域附近；
图4所示为根据本发明各方面内容的一种断路检查测试装置的一个实施例的透视图，其中所述测试装置用于对转子叶片进行断路检查测试；
图5所示为根据本发明各方面内容的一种系统的一个实施例的局部透视图，其中所述系统用于将断路检查测试装置定位在风力机的转子叶片附近，从而能够对转子叶片进行断路检查测试；
图6所示为根据本发明各方面内容的一种系统的另一个实施例的截面图，其中所述系统用于将维护装置定位在风力机的相关区域附近；以及
图7所示为根据本发明各方面内容的一种托架的一个实施例的侧视图，其中所述托架可用于一种用于将维护装置定位在风力机的相关区域附近的系统中。
元件符号列表：
  参考标号   元件   参考标号   元件
  10   风力机   12   塔筒
  14   机舱   16   转子叶片
  18   转子轮毂   100   系统
  102   维护装置   104   相关区域
  106   托架   108   滑轮缆绳
  110   第一锚定点   112   第二锚定点
  114   滑轮缆绳的第一末端   116   滑轮缆绳的第二末端
  122   第一侧   124   第二侧
  126   支撑表面   128   第一滑轮
  130   第二滑轮   132   安全轨道
  134   滑轮锚   136   连接夹
  138   安装平台   140   机械紧固件
  200   系统   242   第二缆绳
  244   缆绳导向器   246   摩擦螺柱
  247   摩擦环   248   内直径
  250   水平方向   252   顶端
  254   底端   256   导向锚
  300   系统   358   断路检查测试装置
  360   接闪器   362   尖端
  364   内部导线   366   地面
  368   支撑组件   370   尖端环
  372   支撑组件-第一末端   374   支撑组件-第二末端
  376   安装孔   378   连接点
  380   弹簧   382   导电组件
  384   宽度   385   外缘
  386   内表面   388   导线
  400   系统   490   相机
  492   光源   494   内表面/部件
具体实施方式
现在将详细阐述本发明的各实施例，附图中将显示本发明实施例的一个或多个实例。各个实例用以解释本发明而非限定本发明。事实上，所属领域的一般技术人员轻易就可在不脱离本发明的范围或精神的情况下，对本发明作各种修改和变化。例如，作为一个实施例一部分的特点可用于其他实施例中，从而得到另一个实施例。因此，本发明应涵盖所有基于所附权利要求书和其等效物的范围内的修改和变化。
参阅附图，图1和图2说明系统100的一个实施例，其中所述系统用于将维护装置102定位在风力机10的相关区域104的附近。具体而言，图1所示为所公开的系统100的一个实施例的透视图。图2所示为图1所示系统100的实施例的局部透视图。
图示的风力机通常包括塔筒12，且所述塔筒上安装有机舱14。多片转子叶片16安装在转子轮毂18上，转子轮毂18连接到转动主转子轴的主法兰上。风力机的发电和控制部件安置在机舱14内。图1所示的风力机10仅用作说明目的，以示例性地说明本发明。因此，应了解，本发明不限于任何特定类型的风力机配置。
如图1和图2所示，所公开的系统100通常包括连接到托架106的维护装置102。维护装置102通常可配置成在风力机10的相关区域104上进行维护操作。所述系统还包括固定到托架106上的滑轮缆绳108。由于110、112之间彼此隔开以使得相关区域104通常安置在第一和第二锚定点110、112之间，因此滑轮缆绳108通常连接在第一锚定点110和第二锚定点112之间。因此，当滑轮缆绳108移置(例如被拉动)时，托架106可在第一和第二锚定点110、112之间上升和/或下降到可让维护装置102接近相关区域104的位置。这样，维护装置102随后即可在相关区域104上进行所需的维护操作。
本专利申请文件中所用术语“维护操作”是指出于监控、测量、检查、维修、检测或以其他方式维护风力机10的部件的条件和/或状态的目的而在风力机10上进行的任何操作、行为和/或测试。例如，维护操作可包括，但不限于风力机部件(例如塔筒12和转子叶片16的内部/外部部分)的目视检查、清洁操作(例如吹去或清除转子叶片16上的污垢)、喷漆操作(例如在锈斑处喷漆)、维修操作(例如打磨或修补风力机10的部件)、风力机10的防雷系统的测试(在本专利申请文件中指断路检查测试)、光学无损探伤(NDE)测试(例如剪切散斑测试)、热成像测试和其他相关操作/测试。类似地，术语“维护装置”是指用于进行维护操作的任意合适的设备、工具和/或其他任何物品。因此，例如，维护装置102可包括，但不限于成像设备(例如视觉相机、红外相机、云台水平垂直变焦(PTZ)相机)、传感设备(例如红外传感器和其他合适的传感器)、X光设备、超声波设备、软水管、空气软管、清洁设备、喷漆设备、微波仪器、主动红外设备、机械臂、断路检查测试设备、光学NDE测试设备、热成像测试设备以及其他任意合适的设备、工具和/或物品。此外，术语“相关区域”是指位于风力机部件之上、之中或附近的进行维护操作的区域。例如，在某些实施例中，相关区域104可包括塔筒12、转子叶片16、轮毂18、机舱14和/或风力机10的其他任何部件的全部或一部分，包括此类部件的内部和外部部分。
如图1和图2所示，在一个实施例中，相关区域104通常可对应于风力机10的转子叶片16。因此，在转子叶片16上进行维护操作时，通常需要将对应的维护装置102置于可让装置102接近转子叶片16的位置，以便有效地进行特定的维护操作。但是，可让维护装置102接近转子叶片16的必要位置通常会根据所进行的维护操作的类型和所使用的维护装置102的类型而变化。例如，如果要对转子叶片16进行目视检查，那么用于捕获转子叶片16的图像和/或影像的相机、光学装置或其他维护装置102只需定位在与叶片16相距一定距离(例如5米)的位置，即可获取此类图像和/或影像。或者，如果要在转子叶片16上进行清洁操作，那么所使用的清洁设备需要定位在非常接近转子叶片16的位置(例如小于0.5米)，以便正确地进行操作。因此，如将在本专利申请文件中详细描述的那样，本发明的系统100通常可配置成将维护装置102定位在相对于相关区域104的任何合适位置，从而进行所需的维护操作。
特别参阅图2，为了将维护装置102定位在相关区域104附近，所公开系统100的滑轮缆绳108通常可进行配置，从而使得当拉动或以其他方式移置滑轮缆绳108时，第一和第二锚定点110、112之间的托架106的位置可垂直调整。因此，滑轮缆绳108通常可包括连接到托架106的第一末端114和第二末端116。例如，如图示的实施例所示，滑轮缆绳108的第一末端114可连接到托架106的上部，而滑轮缆绳108的第二末端116可连接到托架106的下部。但应了解，滑轮缆绳108的末端114、116通常可固定到托架106上的任何合适位置(包括同一位置)，而无需连接到图2所示的托架106的特定位置。此外，应了解，滑轮缆绳108的末端114、116可使用任何合适的连接机制和/或方法连接到托架106。例如，在某些实施例中，滑轮缆绳108的末端114、116可通过捆绑、夹固、胶粘、用带捆扎、黏结、焊接和/或机械固定的方式连接到托架106。
滑轮缆绳108也可配置成沿着自身长度连接在第一和第二锚定点110、112之间，这样滑轮缆绳108即可相对于锚定点110、112移动、滑动或以其他方式移置。因此，在图示的实施例中，当向第二锚定点112拉动或以其他方式移置滑轮缆绳108的第一侧122时，托架106会相对于风力机10上升。类似地，当向第二锚定点112拉动或以其他方式移置滑轮缆绳108的第二侧124时，托架106会相对于风力机10下降。这样，通过移置滑轮缆绳108，托架106的垂直位置可进行调整以便让维护装置102上升和/或下降到对风力机10的相关区域104进行维护操作的合适高度。
仍然参阅图1和图2，第一和第二锚定点110、112通常可界定托架106的最高和最低垂直位置，且滑轮缆绳108界定托架106和维护装置102可在锚定点110、112之间移动的路径。因此应了解，第一和第二锚定点110、112可在垂直方向上彼此隔开，以便相关区域104通常安置在锚定点110、112之间。例如，如图1和图2所示，第一锚定点110通常可安置在机舱14上或附近，且第二锚定点112通常可安置在支撑风力机10的表面126(例如，天然地面/土地和/或混凝土台座等任何人造表面)上或附近。因此，在一个实施例中，托架106可在支撑表面126和机舱14之间上升和/或下降，从而让维护装置102能够接近相关区域104(例如转子叶片16)。
在替代实施例中，应了解，锚定点110、112无需设在图1和图2所示的位置。例如，第一锚定点110通常可安置在风力机10的部件上或附近的任何合适位置。具体而言，第一锚定点110可安置在风力机10的塔筒12、轮毂18、机舱14、转子叶片16或其他任何连接到和/或安置在塔筒12、轮毂18、机舱14或转子叶片16内的部件上或附近。类似地，第二锚定点112通常可安置在相对于第一锚定点110、且当托架106在第一和第二锚定点110、112之间移动时让维护装置102能够接近相关区域104的任何位置。
通常，应了解，可在本发明的范围内使用任何合适的结构、装置和/或配置来将滑轮缆绳108连接在第一和第二锚定点110、112处，这样缆绳108即可相对于锚定点110、112移动、滑动或以其他方式移置。例如，在一个实施例中，滑轮缆绳108可通过分别安置在第一和第二锚定点110、112上的一个或多个滑轮128、130进行连接。具体而言，第一滑轮128可在第一锚定点110处固定到风力机10，并可配置成将滑轮缆绳108连接到风力机10。因此，在图2所示的实施例中，第一滑轮128可例如通过连接到安置在机舱14顶部的安全轨道132来与机舱14的一部份连接。此外，第二滑轮130通常可位于第二锚定点112处或附近。例如，如图所示，第二滑轮130可连接到滑轮锚134，其中所述滑轮锚134固定至支撑表面126和/或安置在支撑表面126上或附近。
应了解，第一和第二滑轮128、130通常可使用所述领域中已知的任何合适构件分别在第一和第二锚定点110、112处连接到风力机10或滑轮锚134。例如，如图-2所示，第一滑轮128可通过连接环或连接夹136(例如登山扣)与机舱14连接。类似地，第二滑轮130可通过连接环或连接夹136与滑轮锚134连接。但在替代实施例中，滑轮128、130可通过机械紧固件(例如螺钉、螺栓、支架等)、缆绳、胶带、胶粘剂或其他任何合适的连接机制和/或方法连接到机舱14或滑轮锚134。
在某些实施例中，本发明的滑轮锚134通常可包括任何合适的锚定组件，其中所述锚定组件配置成将滑轮缆绳108的一部分锚定或以其他方式维持在支撑表面126上或附近。因此，在图1和图2所示的实施例中，滑轮锚134可包括配置成旋入或以其他方式连接到支撑表面126的螺旋型锚。在其他实施例中，滑轮锚134可包括以可拆卸或不可拆卸的方式连接到支撑表面126的其他任何合适的钢绳锚、桩、捆索等。或者，滑轮锚134可配置成仅安置在支撑表面126上或附近(即未与支撑表面126连接)。例如，滑轮锚134可包括相对较重的物体(例如沙包、装有液体的容器、重物和/或其他任何合适的受力物体)、运载工具(例如作业卡车)或其他任何可用于将滑轮缆绳108的一部分锚定或以其他方式维持在支撑表面126上或附近的合适物品/物体。此外，在另一个实施例中，工作/维护人员可作为滑轮锚134，方法是将滑轮缆绳108和/或第二滑轮130连接到工作人员，或者只需让工作人员抓住滑轮缆绳108和/或滑轮130。
应了解，在某些实施例中，滑轮锚134的位置通常可进行调整，以更改托架106在第一和第二锚定点110、112之间的垂直路径。因此，维护装置102可在托架106上升和/或下降时在水平方向上置于相对于相关区域104的合适位置。例如，滑轮锚134可配置成更为接近和/或远离风力机塔筒12移动，和/或围绕塔筒12的圆周移动，以便更改第二锚定点112的位置，从而调整托架108相对于风力机10和/或相关区域104的行进路径。此外，在工作/维护人员作为滑轮锚134的实施例中，作业人员可只需沿着支撑表面126行走，以便在托架106上升和/或下降时让维护装置102能够接近相关区域104。
还应了解，尽管本发明通常描述为利用滑轮128、130来让滑轮缆绳108相对于锚定点110、112移动、滑动或以其他方式移置，但通常可利用任何合适的结构、装置和/或配置来实现此类相关移位。例如，滑轮缆绳108可通过将滑轮缆绳108穿过导向环、导向钩、孔眼或其他任何形成于和/或连接到风力机10或滑轮锚134的合适结构来与风力机10和/或滑轮锚134连接，所述结构可让滑轮缆绳108以可滑动和/或可移动的方式连接到风力机10和/或滑轮锚134。在另一个实施例中，滑轮缆绳108可使用电动装置、绞车、链轮装置或其他任何可让滑轮缆绳108相对于锚定点110、112进行移置的合适装置/机制来与风力机10和/或滑轮锚134连接。所属领域的一般技术人员应能够轻易了解用于在滑轮缆绳108和锚定点110、112之间实现相关移位的多种其他合适的结构、装置和/或配置。
仍参阅图1和图2，如上所述，所公开系统的托架106通常可配置成在第一和第二锚定点110、112之间传送维护装置102。因此应了解，托架106通常可具有可让滑轮缆绳108和维护装置102固定于其上的任何合适大小、形状和/或面积。例如，如图2所示，托架106可配置为实质上成菱形的相对较薄的平板。但在替代实施例中，托架106通常可具有任何合适的厚度和/或形状。此外，托架106通常可由任何合适的材料制成。但在本发明的特定实施例中，托架106会由相对轻质的材料(例如铝、木头、聚合物和/或其他任何合适的轻质材料)制成，以便减轻系统的总重量。
还应了解，维护装置102通常可通过任何合适的构件固定到托架106。例如，在一个实施例中，维护装置102可使用任何合适的连接机制，例如螺栓、螺钉、夹具、胶带、胶合剂、支架等，和/或任何合适的连接方法，例如粘合、焊接等，直接连接到托架106的表面。或者，可使用一个或多个安装装置将维护装置102安装到托架106。例如，在图2和图6所示的实施例中，单个安装平台138可固定到托架106的一部分，并且可从该部分向外延伸。当托架106在第一和第二锚定点110、112之间上升和/或下降时，一个或多个维护装置102可随即固定到安装平台138，并由该平台支撑。此外，在进一步实施例中，多个安装平台138可连接到托架。例如，图7所示为托架106的一个实施例的侧视图，其中所述托架106包括安装或固定有维护装置102的两个安装平台138。但在其他实施例中，三个或更多安装平台138可连接到托架106。
应了解，安装平台138通常可使用任何合适的构件固定到托架106。例如，如图7所示，可使用合适的机械紧固件140(例如螺钉、螺栓等)将安装平台138连接到托架106。或者，可使用其他任何连接方式，例如上文所述的连接机制和/或方法，将安装平台138连接到托架106。
现在参阅图3，该图所示为系统200的另一个实施例的侧视图，其中所述系统用于将维护装置102(图2)定位在风力机10的相关区域104附近。通常，图示的系统200可包括相同或类似部件，并且可采用与上述关于图1和图2的系统100类似的配置。因此，系统200可包括滑轮缆绳108，其中所述滑轮缆绳的第一末端114和第二末端116连接到托架106。此外，托架106通常可配置成在第一和第二锚定点110、112之间传送维护装置102(图2)。此外，滑轮缆绳108通常可(例如使用分别连接到机舱14和滑轮锚134的滑轮128、130)在沿着自身长度连接在第一和第二锚定点110、112之间，这样滑轮缆绳108即可相对于锚定点110、112移动、滑动或以其他方式移置。
此外，如图3所示，所公开系统200还可包括一条或多条第二缆绳242，所述第二缆绳242连接到托架106，并从通常邻近第一锚定点110的区域延伸到通常邻近第二锚定点112的区域。本发明的第二缆绳242通常可配置成在滑轮缆绳108提升和/或放低托架106时，控制维护装置102(图2)的方向和位置。例如，第二缆绳242可用于在托架106在第一和第二锚定点110、112之间移动时稳定和/或引导所述托架，从而防止托架108在有风的情况下旋转。此外，在一个实施例中，第二缆绳242可连接到托架106，这样，在第二缆绳242和托架106之间即存在一个摩擦界面。因此，第二缆绳242可用于控制托架106上升和/或下降的速度，也可用于调整托架106相对于风力机10和/或相关区域104的位置。应了解，尽管图3中展示了两条第二缆绳242，但所公开的系统通常可包括任意数量的第二缆绳242，包括单条第二缆绳242或者三条或多条第二缆绳242。
在一个实施例中，每条第二缆绳242可使用连接到托架106或由托架106界定的缆绳导向器244与托架106连接。本发明的缆绳导向器244通常可具有能够让第二缆绳242用作在托架106通过滑轮缆绳108上升或下降时引导和/或控制所述托架106的构件的任何配置。例如，在图3所示的实施例中，每个缆绳导向器244可包括一组固定至托架106的固定摩擦螺柱246。通常，摩擦螺柱246可布置在托架106上，这样，第二缆绳242就必须缠绕或环绕螺柱246才能将第二缆绳242连接到托架106。此类装置通常可让第二缆绳242在托架106上升和/或下降时提供针对所述运动的摩擦力或阻力，从而让第二缆绳242成为托架106的控制和/或引导构件。因此，在一个实施例中，第二缆绳242所环绕的摩擦螺柱246的内直径248可进行调整，以增加或减小在托架106上升和/或下降时螺柱248与第二缆绳242之间的摩擦。例如，如图3所示，每个缆绳导向器244可包括三个摩擦螺柱246，其中外侧的螺柱246的内直径248要大于中间的螺柱。因此，中间螺柱246和第二缆绳242之间的接触面积会减小，从而减小摩擦力。此外，在另一个实施例中，摩擦螺柱246可通过偏移配置固定至托架106，以增加或减小所产生的摩擦，例如在水平方向250上相对于其他螺柱246偏置一个或多个螺柱246。
应了解，摩擦螺柱246通常可包括用于将第二缆绳242缠绕于其上以将缆绳242连接到托架106的任何结构。例如，如图7所示，摩擦螺柱246可配置成固定至托架的固定滑轮。或者，摩擦螺柱可包括螺栓、螺柱、销或其他任何配置成将第二缆绳242连接到托架106的结构。
还应了解，尽管每个缆绳导向器244被描述为包括三个摩擦螺柱246，但缆绳导向器244通常可包括任意数量的摩擦螺柱246，例如2个摩擦螺柱246，或4个或更多摩擦螺柱246。此外，摩擦螺柱246可通过任何合适的构件固定至托架106。例如，如图7所示，摩擦螺柱246可使用机械紧固件140，例如螺钉、螺栓等，与托架106连接。但在替代实施例中，摩擦螺柱246可使用其他任何合适的连接机制，例如胶带、缆绳、夹具、粘合剂、支架等，或任何合适的连接方法，例如焊接、粘合等，与托架106连接。
此外，在本发明的某些实施例中，缆绳导向器244无需包括摩擦螺柱246，但通常可包括可让第二缆绳242用作在滑轮缆绳108提升和/或放低托架106时引导和/或控制所述托架的构件的任何结构。例如，在图5所示的实施例中，每个缆绳导向器244可包括设在托架106上的2个或多个摩擦孔或摩擦环247。第二缆绳242随后可穿过每个摩擦环247，以便将缆绳242连接到托架106。如绳索攀登领域所熟知的那样，此类摩擦环247普遍用于攀登设备(例如分力扣板)中，以在设备与攀登绳之间提供可控制的摩擦。此外，在本发明的进一步实施例中，每个缆绳导向器244可只包括设在托架106内的垂直延伸的槽，其中通过所述槽可插入第二缆绳242。
仍参阅图3，每条第二缆绳242可在顶端252处固定至风力机10(图1)的某个部件。例如，在一个实施例中，第二缆绳242的顶端252可在接近第一锚定点110的位置连接到风力机10。因此，如图所示，第二缆绳242的顶端252可固定至机舱14的一部分，例如固定到安全轨道132。但在替代实施例中，第二缆绳242的顶端252可固定到风力机10的一部分，这样，第二缆绳242与第一锚定点110之间即存在远端关系。
第二缆绳242还可包括通常安置在支撑表面126和/或第二锚定点112附近的底端254。例如，在一个实施例中，第二缆绳242的底端254可例如通过固定至滑轮锚134的一部分来直接安置在第二锚定点112附近。或者，如图3所示，第二缆绳242的底端254可与安置在通常邻近支撑表面126和/或第一锚定点112的位置的单独导向锚256连接。
应了解的是，导向锚256通常可采用与上述关于图1和图2的滑轮锚134类似的配置。因此，导向锚256可配置成以可拆卸或不可拆卸的方式连接到支撑表面126，或可配置成安置在支撑表面126上或附近(即未连接到支撑表面126)。或者，一个或多个工作/维护人员可作为导向锚256，且只需在托架106上升和/或下降时抓住第二缆绳242。此外，与滑轮锚134类似，导向锚254相对于风力机10的位置可进行调整，以有助于在托架106上升和/或下降时引导和/或控制所述托架的方向和/或位置。
现在参阅4和图5，这两幅图说明断路检查测试装置358和系统300的实施例，其中所述系统用于将断路检查测试装置358定位在风力机10的相关区域104附近。具体而言，图4所示为断路检查测试装置358的一个实施例的透视图。另外，图5说明用于将断路检查测试装置258定位在风力机10的转子叶片16上以进行断路检查测试的系统300。
如所属领域的一般技术人员所熟知，风力机10通常配备有配置成保护风力机10及其部件免遭雷击的防雷系统。防雷系统通常包括一个或多个导电接闪器(例如铜接闪器)，其中所述接闪器沿着每个转子叶片16的长度安置在各种位置。例如，如图6所示，防雷系统的一个接闪器360通常可安置在转子叶片16的叶尖362附近。每个接闪器360通常与内部导线364(例如铜导线)连接，其中所述内部导线364从接闪器360穿过风力机10延伸至塔筒12的底座(图1)，并在此处连接到地面366。因此，当转子叶片16遭受雷击时，电流会从接闪器360通过内部导线364向下流入地面366，从而防止风力机10遭受损害。为确保防雷系统正常运行，通常需要进行断路检查测试。因此，下文所述和图4和图5所示的断路检查测试装置358和相关系统300通常可用于高效且有效地进行此类测试。
如图4和图5所示，断路检查测试装置358可包括连接到尖端环370的支撑组件368。支撑组件368通常可包括任何结构组件，其中所述结构组件配置成在第一末端372处连接到所公开系统300的托架106，且在第二末端374处连接到尖端环370。因此，在图4所示的实施例中，支撑组件368可设有一个或多个安装孔376，其中所述安装孔376配置成让支撑组件368使用任何合适的机械紧固件，例如螺栓、螺钉等，连接到托架106。或者，支撑组件368可使用其他任何合适的构件，例如使用任何合适的连接机制(例如夹具、胶带、胶粘剂、粘合剂、支架等)和/或任何合适的连接方法(例如粘合、焊接等)，连接到托架106。
此外应了解，支撑组件368的第二末端374可使用任何合适的构件，例如使用上述的连接机制和/或方法，连接到尖端环370。但在本发明的特定实施例中，支撑组件368的第二末端374可配置成使用可让尖端环370围绕连接点378旋转或以其他方式移动的任何构件连接到尖端环370。例如，尖端环370可使用球状物或接头来将尖端环370松散地连接在穿过支撑组件368延伸的销或螺栓上，或使用其他任何合适的枢轴连接机制和/或方法来固定至支撑组件368。此外，在尖端环370以枢轴方式连接到支撑组件的实施例中，张力调整装置也可连接在尖端环370与支撑组件368之间，以便对尖端环370施加阻力，从而提供控制尖端环370相对于支撑组件368的位置的机制。例如，如图4所示，弹簧380可连接在尖端环370与支撑组件368之间，以在尖端环370围绕枢轴旋转时控制尖端环370相对于支撑组件368的位置。
仍参阅图4和图5，断路检查测试装置358的尖端环370通常可配置成滑动或以其他方式安装在风力机10的转子叶片16的一部分上。具体而言，尖端环370可进行配置，从而使得当尖端环370位于转子叶片16上时，尖端环370的导电组件382即与防雷系统的接闪器360形成电接触。因此应了解，对于不同的风力机而言，尖端环370的形状、大小和/或配置以及导电组件382的相对位置通常也会不同，具体取决于多种因素，包括但不限于转子叶片16的形状、大小和/或配置以及转子叶片16上的接闪器360的位置。但在通常情况下，尖端环370可配置成具有任何合适的形状和/或宽度384，所述配置可让尖端环370置于环绕叶尖362的位置并移动到转子叶片16上使得导电组件382能够接触防雷系统的接闪器360的位置。例如，如图4所示，尖端环370可实质上成椭圆形，从而大体对应于叶尖362的形状。但在替代实施例中，尖端环370可为任何适的形状，例如圆形、矩形、三角形等。此外，在一个实施例中，尖端环370的宽度384可选，这样尖端环370即只能位于转子叶片16上与接闪器360并排的位置。因此，如图5所示，当环370上升到与接闪器360对齐的位置时，尖端环370的外缘385可与转子叶片16配合。
应了解，导电组件382通常可包括任何由导电材料制成的合适组件，所述组件能够在尖端环370位于转子叶片16上时与接闪器360形成电接触。例如，在一个实施例中，导电组件382可包括连接到尖端环370的内表面386且从所述内表面向内延伸的铜丝刷。或者，导电组件382通常可使用任何合适的构件，例如使用任何合适的连接机制(例如螺栓、螺钉、夹具、胶带、胶粘剂、支架等)和/或使用任何合适的连接方法(例如粘合、焊接等)，连接到尖端环370。应了解，尽管图示的是单个导电组件382连接到尖端环370，但实际上，任意数量的导电组件382都可固定至尖端环370。
特别参阅图5，以下将大体描述用于将断路检查测试装置358定位在转子叶片16上的系统300以及进行断路检查测试的方法。通常，图示的系统300可包括相同或类似部件，并且可采用与上述关于图1至图3的系统100、200类似的配置。因此，系统300可包括连接到托架106并连接在第一锚定点110(图2和图3)和第二锚定点112之间的滑轮缆绳108。所述系统还可包括一条或多条第二缆绳242，所述第二缆绳242通过缆绳导向器244(例如摩擦环247)连接到托架106，以在滑轮缆绳108提升和/或放低托架106时提供用于控制和/或引导托架106的构件。此外，如上所述，系统300可进一步包括断路检查测试装置358，所述断路检查测试装置连接到托架106并由托架106支撑。
在一个实施例中，要进行断路检查测试，导线388(例如铜导线)的一端连接到断路检查测试装置358的导电组件382，另一端连接到防雷系统的部件，例如内部导线364连接到地面366。滑轮缆绳108随后会进行移置以垂直提升托架106，直至尖端环370位于转子叶片16上，这样，导电组件382即与接闪器360形成电接触。通过让接闪器360与导电组件382接触，防雷系统和连接到导电组件382的导线388之间即形成电路。电路的电性质(例如电阻)可随后使用任何合适的电测试设备进行检查，以确保防雷系统正常运行。
应了解，在将尖端环370置于转子叶片16上的过程中，滑轮锚134、第二滑轮130和/或滑轮缆绳108相对于风力机10的位置和/或导向锚256和/或第二缆绳242相对于风力机10的位置可沿着支撑表面126进行调整，以确保在托架106上升时，断路检查测试装置358相对于叶尖362垂直对齐并正确定向。
现在参阅图6，该图所示为系统400的另一个实施例的截面图，其中所述系统用于将维护装置(例如相机490和光源492)定位在风力机10的相关区域104附近。具体而言，图6说明用于将维护装置102定位在相关区域104附近的系统400，其中所述相关区域设在风力机部件的内部之内，例如转子叶片16的内部之内。例如，最好对转子叶片16的内部的各部分(例如前缘腔和后缘腔)进行目视检查，以确定是否存在裂缝、结合异常和其他缺陷。因此，所公开的系统400可配置成在转子叶片16内提升和/或降低相机490或其他合适的维护装置，这样即可捕获转子叶片16内部的图像和/或影像。因此，如图6的实施例所示，安装平台138可连接到托架106，并可配置成支撑相机490和，在某些实施例中，光源492(例如发光二极管(LED)或任意合适的闪光灯)，以便照亮转子叶片16的内部。在替代实施例中，相机490和灯源492可直接安装在托架106上。
通常，图示的系统400可包括相同或类似组件，并且可采用与上述关于图1至图3和图5的系统100、200、300类似的配置。因此，系统400可包括一个或多个连接到托架106(如侧视图所示)的维护装置(例如相机490和光源492)。系统400还可包括在第一和第二末端114、116连接到托架106滑轮缆绳108。滑轮缆绳108还可连接在第一锚定点110和第二锚定点112之间，其中锚定点110、112彼此隔开，这样，相关区域104(例如转子叶片16的内部)通常即安置在第一和第二锚定点110、112之间。因此，当滑轮缆绳108移置时，托架106可移动到第一锚定点110和第二锚定点112之间、且可让维护装置接近相关区域104的位置。
但是，与上述的实施例不同，第一和第二锚定点110、112通常可设在风力机10的内部之内的位置。例如，在相关区域104包括转子叶片16的内部的实施例中，第一锚定点110通常可安置在风力机10的轮毂18中。因此，如图6所示，第一锚定点110可设在轮毂18的内表面和/或部件494上或附近，例如轮毂壳/壁、变桨控制柜或其他任何合适的表面/部件。因此，第一滑轮128或其他合适的结构可固定至安置在第一锚定点110处的内表面和/或部件494。此外，第二锚定点112通常可安置在相对于第一锚定点110的任何合适的位置，从而使得当托架106上升或下降时，维护装置102可处于正确的位置，以便在相关区域104上进行所需的维护操作。例如，在图6所示的实施例中，第二锚定点112通常可安置在转子叶片16的叶尖362处或附近。相应地，第二滑轮130或其他合适的结构可固定至安置在第二锚定点112处的滑轮锚134。因此，当滑轮缆绳108被(例如位于轮毂18内的工作/维护人员)拉动或以其他方式移置时，托架106和维护装置102可在轮毂18和叶尖362之间上升和/或下降。
应了解，在本发明的系统400通常安置在转子叶片16的内部的实施例中，滑轮锚134通常可包括相对较重的物体(例如沙包、装有液体的容器、重物和其他合适的加重物体)或类似物品，其中所述物体或物品配置成下降到转子叶片16中。此外，如图6所示，滑轮锚134可配置成下降到转子叶片16中，直至所述锚通常安置在叶尖362附近，或者因大小限制而无法继续下降到叶片16中。此外，滑轮锚134可配置成沿着转子叶片16的长度悬挂在任何合适的位置。
此外，尽管图6中未显示，图示的系统还可包括一条或多条第二缆绳242(图3和图5)，所述第二缆绳配置成在托架106在转子叶片16内上升和/或下降时控制和/或引导所述托架。例如，与图3和图5所示的实施例类似，缆绳导向器244(图3和图5)可连接到托架106或由托架106界定，这样第二缆绳242即可连接到托架106。在此类实施例中，第二缆绳242可配置成从通常邻近第一锚定点110的位置延伸到通常邻近第二锚定点112的位置。例如，第二缆绳242的一端可连接到轮毂18的内表面/部件494，另一端可连接到与滑轮锚134。此外，第二缆绳242可连接到单独的导向锚254，而不是连接到滑轮锚134，所述导向锚已下降到转子叶片16中。
所属领域的一般技术人员应了解，本专利申请文件中所公开的系统100、200、300、400的第一锚定点110通常可通过让工作/维护人员爬到风力机10上，并将滑轮缆绳108系绑或以其他方式连接到风力机10上来设立。例如，在图1和图2所示的实施例中，作业人员可爬到风力机10的机舱14上，并将第一滑轮128连接到机舱14的一部分。但是，在风力机10上进行维护操作后，最好将本发明所公开的系统100、200、300、400从风力机10拆下或以其他方式卸下，从而可将所述系统传送至其他风力机。因此，在一项实施例中，作业人员可再次爬上风力机10，并将滑轮缆绳108和/或第一滑轮128从风力机10上卸下。
或者，所公开的系统可进行配置以免去第二次爬上风力机10的必要。例如，滑轮缆绳108和/或第一滑轮128可通过单独的连接缆绳(未图示)在第一锚定点110处维持在固定的位置上，其中所述连接缆绳缠绕或以其他方式连接至风力机10的部件并向下延伸至支撑表面126。因此，在图1和图2所示的实施例中，第一滑轮128可与单独的连接缆绳连接，其中所述连接缆绳缠绕在机舱14的安全轨道132(或机舱14的其他任何合适的部件)上，并连接或以其他方式安置在支撑表面126附近。因此，在风力机10上进行的维护操作完成后，可只需从支撑表面126上拆下单独的连接缆绳，则包括单独的连接缆绳的整个系统即可被向下拉动到支撑表面126上。在另一个实施例中，电动绞车或类似装置(未图示)可在第一锚定点110处固定至风力机10，并可配置成自动提升和下降缠绕在相应轴上的连接缆绳(未图示)。因此，当需要在风力机10上进行维护操作时，绞车可配置成将连接缆绳降低至支撑表面126。滑轮缆绳108和/或第一滑轮128可随后固定至连接缆绳，并通过绞车上升至第一锚定点110。维护操作完成后，绞车可再次松开连接缆绳，以便从连接缆绳上卸下滑轮缆绳108和/或第一滑轮128。
应了解，本专利申请文件所用术语“缆绳”是可配置成如本专利申请文件所述一般运行的任意合适长度的材料。因此，本发明的缆绳108、242可包括任何合适的缆绳、导线、绳子、锁链或由任何合适材料制成的线。例如，在一个实施例中，缆绳108、242可包括将天然纤维(例如大麻和棉花)或合成纤维(例如丙纶、尼龙和涤纶)捻搓、编结或编织而成的绳子。在其他实施例中，缆绳108、242可包括镀膜或未镀膜、挠性或非挠性的金属缆绳和/或锁链。
此外，应了解，本发明的维护装置102可配置成向工作/维护人员传输数据，和/或在进行维护操作时由此类作业人员进行无线或有线操作。例如，在对转子叶片16的内部进行目视检查时，相机、传感器或其他合适的维护装置102最好在维护装置102在转子叶片16内下降或上升时将图像数据和其他合适的信息传输给工作/维护人员。在此类实施例中，工作/维护人员配有显示装置(例如笔记本或其他任何具有显示屏的合适设备)，其中所述显示装置以通信方式(例如通过无线或有线连接)连接到执行目视检查的维护装置102。因此，工作/维护人员可在捕获图像数据和其他信息的同时查看并记录这些内容，还可调整维护装置102的方向和/或设置(例如调整相机的位置、倾斜、缩放、平移或其他性质)，以便增加维护操作期间所捕获的数据和其他信息。还应了解，位置编码器或其他类似装置(例如卷尺)可连接到滑轮缆绳108和/或托架106，这样即可确定托架106和/或维护装置102相对于风力机10的垂直位置。
该专利中请文件使用了各种实例来公开本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统、并实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书界定，并可包括所属领域的一般技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也属于权利要求书的范围。

Claims (15)

1.一种用于将维护装置(102)定位在风力机(10)的相关区域(104)附近的系统(100)，所述系统(100)包括：
配置成支撑所述维护装置(102)的托架(106)；
第一末端和第二末端(114、116)之间具有一定长度的缆绳(108)，所述第一和第二末端(114、116)连接到所述托架(106)；
设置在所述风力机(10)的部件附近的第一锚定点(110)；
与所述第一锚定点(110)间隔设置的第二锚定点(112)，所述相关区域(104)位于所述第一和第二锚定点(110、112)之间，其中所述缆绳(108)沿着自身长度连接在所述第一和第二锚定点(110、112)之间，且当所述缆绳(108)移置时，所述托架(106)即移动到可让所述维护装置(102)接近所述相关区域(104)的位置。
2.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述相关区域(104)包括所述风力机(10)的转子叶片(16)的一部分。
3.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述第一锚定点(110)设置在风力机(10)的机舱(14)上，且所述第二锚定点(112)设置在所述风力机(10)的支撑表面(126)附近。
4.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述第一锚定点(110)设置在所述风力机(10)的轮毂(18)内，且所述第二锚定点(112)设置在所述风力机(10)的转子叶片(16)的内部之内。
5.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，第一滑轮(128)设置在所述第一锚定点(110)处，且第二滑轮(130)设置在所述第二锚定点(112)处，所述缆绳(108)以可移动方式连接在所述第一和第二滑轮(128、130)之间，且当所述缆绳(108)移置时，所述托架(106)即移动到可让所述维护装置(102)接近所述相关区域(104)的位置。
6.根据权利要求5所述的系统(100)，其特征在于，所述第一滑轮(128)在所述第一锚定点(110)处连接到所述风力机(10)。
7.根据权利要求5所述的系统(100)，其特征在于，所述第二滑轮(130)连接到安置在所述第二锚定点(112)处的滑轮锚(134)。
8.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述系统进一步包括通过缆绳导向器(244)连接到与托架(106)的第二缆绳(242)，所述第二缆绳(242)从邻近所述第一锚定点(110)的位置延伸到邻近所述第二锚定点(112)的位置。
9.根据权利要求8所述的系统(100)，其特征在于，所述缆绳导向器(244)配置成为所述托架(106)的运动提供阻力。
10.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述维护装置(102)包括相机、X光设备、超声波设备、软水管、空气软管、喷漆设备、清洁设备、微波仪器、主动红外设备、机械臂、断路检查测试装置(358)、光学无损探伤测试设备和热成像测试设备中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述维护装置(102)包括断路检查测试装置(358)，所述断路检查测试装置(358)包括尖端环(370)，所述尖端环配置成位于所述风力机(10)的转子叶片(16)的至少一部分上，且所述尖端环(370)的导电组件(382)与所述转子叶片(16)的接闪器(360)接触。
12.一种用于将维护装置(102)定位在风力机(10)的相关区域(104)附近的方法，所述方法包括：
设立靠近所述风力机(10)的部件的第一锚定点(110)；
设立与所述第一锚定点(110)隔开的第二锚定点(112)，所述相关区域(104)位于所述第一和第二锚定点(110、112)之间；
将缆绳(108)连接在所述第一和第二锚定点(110、112)之间；
将所述缆绳(108)连接到配置成支撑所述维护装置(102)的托架(106)；以及
移置所述缆绳(108)以将所述托架(106)移动到所述第一和第二锚定点(110、112)之间、可让所述维护装置(102)接近所述相关区域(104)的位置。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，设立靠近所述风力机(10)的部件的第一锚定点(110)包括将第一滑轮(128)连接到安置在所述第一锚定点(110)附近的所述风力机(10)的所述部件。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述风力机(10)的所述部件包括所述风力机(10)的机舱(14)和所述风力机(10)的轮毂(18)的一部分中的一个。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，设立与所述第一锚定点(110)隔开的第二锚定点(112)包括将第二滑轮(130)连接到安置在所述第二锚定点(112)处的表面锚(134)。
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