CN105435995A - 一种磁吸附式风电立柱表面维护机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁吸附式风电立柱表面维护机器人,包括车架和设置车架底部用于和钢柱表面配合的滚轮,所述车架四角设有用于将车架吸附压紧在钢柱表面的磁吸附部件;所述车架中部连接有喷涂组件;位于车架同侧的滚轮上还连接有弹性橡胶带,所述滚轮表面开设有环形连接槽,所述弹性橡胶带拉伸套接在相邻的滚轮上,所述弹性橡胶带配合陷入环形连接槽内;朝向立柱表面的弹性橡胶带表面设有用于增加滚轮和外壳表面磁吸附的磁片。通过使用本申请所述的机器人可以驱动机器人攀爬到钢柱表面,对已经出现了问题的表面进行喷涂操作,防止钢柱表面深度腐蚀;同时通过在弹性橡胶带上设置磁片,可以提高滚轮与立柱之间的吸附力。

Description

一种磁吸附式风电立柱表面维护机器人
技术领域
[0001] 本发明涉及一种磁吸附式风电立柱表面维护机器人。
背景技术
[0002]众所周知,风电设备是利用风能发电或者风力发电的设备。风电技术装备是风电产业的重要组成部分,也是风电产业发展的基础和保障。风力发电设备一般需要将发电机组设置在较高的立柱之上,保证叶片能获得较大的风能;立柱作为支撑部件,外部为钢柱表面,表面喷涂有防锈的涂料。在多雨环境或者意外损坏状态下,立柱的钢柱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,对立柱的承受力造成威胁。由于立柱的高度较高,操作起来具有一定的难度。如果能通过操控机器人操作可以省去不少麻烦,但是机器人如何与立柱的钢柱表面形成牢固的吸附且能运行是一个棘手的技术问题。现有技术急需一种能方便对钢柱表面进行维护喷涂且吸附稳定的磁吸附式风电立柱表面维护机器人。
发明内容
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷,提供一种能方便对钢柱表面进行维护喷涂且吸附稳定的磁吸附式风电立柱表面维护机器人。
[0004]为实现上述目的,本发明的技术方案是提供了一种磁吸附式风电立柱表面维护机器人,包括车架和设置于车架底部用于和钢柱表面配合的滚轮,所述车架四角设有用于将车架吸附压紧在钢柱表面的磁吸附部件;所述车架中部连接有喷涂组件;位于车架同侧的滚轮上还连接有弹性橡胶带,所述滚轮表面开设有环形连接槽,所述弹性橡胶带拉伸套接在相邻的滚轮上,所述弹性橡胶带配合陷入环形连接槽内;朝向立柱表面的弹性橡胶带表面设有用于增加滚轮和外壳表面磁吸附的磁片。通过使用本申请所述的机器人可以驱动机器人攀爬到钢柱表面,对已经出现了问题的表面进行喷涂操作,防止钢柱表面深度腐蚀;同时通过在弹性橡胶带上设置磁片,可以提高滚轮与立柱之间的吸附力。
[0005]在弹性橡胶带上设置磁片主要基于以下考虑:由于磁吸附部件固定在车架上,与钢柱表面具有一定的距离,如果为了增加磁吸力而增加磁吸附部件的质量会增加整个车身的重量,反而又提高了所需的吸附负载,形成一对矛盾;将磁片嵌入距离立柱较近的弹性橡胶带内,可以缩短磁体与立柱间的距离,提高磁吸附效。
[0006]作为优选地,所述磁吸附部件为磁力座,所述磁力座包括外部的软磁材料外壳和旋转连接在软磁材料外壳内的恒磁磁铁,所述恒磁磁铁旋转外缘设有一对黄铜隔磁板。这样的设计可以通过快速的旋转恒磁磁铁实现对钢柱表面的吸附和分离。
[0007]作为优选地,所述弹性橡胶带由靠近立柱表面的内带体、相对远离立柱表面的外带体和与环形连接槽配合连接的弯曲带体组成;所述磁片嵌入内带体表面内部,所述内带体和外带体之间还设有用于防止带体下沉的连接筋,所述连接筋位置与磁片配合。这样的设计通过连接筋来加强内带体和外带体之间的连接,在磁片收到钢柱的吸附时,磁片会向钢柱靠近,为了防止磁片拉拽内带体与钢柱接触,通过连接筋来限制内带体运行,防止摩擦。
[0008]作为优选地,所述弹性橡胶带两端通过轴承与环形连接槽转动连接,所述外带体上设有限位板,所述限位板设置在外带体上靠近环形连接槽的位置上,所述限位板为硬质板,所述限位板嵌入外带体内设置。这样的设计,可以防止弹性橡胶带随着滚轮一起转动,在限位板进入环形连接槽附近时,由于本身的材质问题,无法弯曲变形,所以会限制弹性橡胶带随着环形连接槽转动,而是通过轴承一直保持相对静止的位置;这样可以只在内带体上设置磁片,不必在整个带体上设置磁片。
[0009]作为优选地,所述连接筋由中部较细的连接部向端部较粗的连接端逐步过渡,所述连接筋与内带体、外带体和弯曲带体一体成型。这的设计利于连接筋与弹性橡胶带的连接位置连接牢固。
[0010]作为优选地,所述喷涂组件包括喷涂组件外壳和密闭在喷涂组件外壳内的喷涂液,所述喷涂液压力存储于喷涂液储存袋内,所述喷涂组件外壳底部设有喷头,所述喷头通过导液管与喷涂液储存袋内部连通,所述导液管上设有控制阀体。通过将喷涂液压力存储于喷涂液储存袋内可以通过车架将喷涂组件运输至钢柱表面,开启控制阀体,喷涂液从喷涂液储存袋内被压出,喷涂在钢柱表面。
[0011 ]作为优选地,所述喷涂液储存袋为弹性乳胶袋,所述喷涂液通过外压灌入弹性乳胶袋内且迫使喷涂液储存袋在喷涂组件外壳内部呈膨胀状态,当控制阀体处于开启状态下,喷涂液依靠喷涂液储存袋收缩力将喷涂液挤压出喷头。这样的设计是依靠弹性乳胶袋的收缩力来实现喷涂液的喷涂,丰富了设计方案。
[0012]作为优选地,所述弹性乳胶袋内部还设有一个乳胶气囊,所述乳胶气囊与弹性乳胶袋顶部连接;所述弹性乳胶袋厚度为0.5〜3mm;所述乳胶气囊厚度为0.1〜1mm。这样的设计利于在弹性乳胶袋内的喷涂液快要喷涂完时,避免磁块对弹性乳胶袋过度挤压;在弹性乳胶袋恢复原状后,如果对其进行挤压,容易在挤压处形成折叠和折痕,降低乳胶的弹性性能,将乳胶气囊设置在弹性乳胶袋内,可以通过乳胶气囊对弹性乳胶袋实现支撑,防止其形成折叠和折痕。在弹性乳胶袋内的乳胶气囊会随着内部喷涂液使用量的减少而逐步体积增大,有利于实现支撑,再次灌入喷涂液之后,由于弹性乳胶袋内的压强增大,乳胶气囊体积会缩小,这样的设计既能实现乳胶气囊对弹性乳胶袋的保护,又不会因为乳胶气囊体积过大而导致占用弹性乳胶袋内空间,导致喷涂液储存空间不足。
[0013]作为优选地,所述滚轮与动力电机驱动连接,且滚轮与转向机构连接。通过上述结构实现车体的运行和转向,将喷涂组件运输至需要维护的钢柱表面;本申请的滚轮控制方式为遥控,动力驱动结构和转向结构为现有的遥控汽车中通用的机构,不在此赘述。
[0014]作为优选地,所述喷涂组件外壳内部还设有沿喷涂组件外壳上下滑行的磁块,所述磁块设置在喷涂液储存袋与喷涂组件外壳顶部之间,所述磁块用于和钢柱表面吸附以加强对喷涂液储存袋的挤压;所述喷涂组件外壳为非铁件。这样的设计使得喷涂液可以依靠喷涂液储存袋的收缩力和磁块的压力的共同作用而实现喷涂;同时涂液储存袋和磁块的配合有利于喷涂压力趋于一个较为稳定的状态,开始状态下,磁块距离钢柱表面较远,压力较小,而喷涂液储存袋的弹性变量较大,收缩力较强,随着喷涂液储存袋的逐步收缩,弹性变量减小,而磁块距离钢柱表面逐步靠近,吸引力加强,压力加大,这样在整个对喷涂液挤压的过程中,喷涂液储存袋的收缩力和磁块压力之间可以相互弥补,总和趋于一个较为稳定的状态,有利于喷涂效果的实现。同时省去了外部用于将强喷涂压力的压力栗,简化了结构达到了同样的技术效果。
[0015]作为优选地,所述喷涂组件外壳上开设有透气孔。这样的设计利于磁块在喷涂组件外壳内滑动和喷涂液储存袋在喷涂组件外壳内膨胀或者收缩变形时气体的吸入和排出。
[0016]作为优选地,所述磁块与喷涂液储存袋接触位置通过粘结剂粘接。这样的设计利于喷涂液储存袋在膨胀和收缩时可以带动磁块一起运动;在喷涂组件外壳呈水平,磁块需要克服一定的摩擦力,这样的设计可以通过喷涂液储存袋收缩将磁块拉拽至距离钢柱表面较近的位置,利于磁块与钢柱表面吸附力的形成;喷涂组件外壳的喷头朝上时,磁块需要克服自身重力,这样的设计可以通过喷涂液储存袋收缩将磁块拉拽至距离钢柱表面较近的位置,利于磁块与钢柱表面吸附力的形成。
[0017]作为优选地,所述磁块与喷涂组件外壳顶部之间还设有黄铜隔磁部件。这样的设计可以隔绝喷涂组件外壳顶部外界对磁块的吸引力,避免其他铁制部件不必要的干涉。
[0018]作为优选地,所述磁块侧壁与喷涂组件外壳内壁接触位置设置有聚四氟乙烯耐磨层。这样的设计利于减小磁块与喷涂组件外壳内壁之间的摩擦力,同时增强了磁块外壁额耐磨性。
[0019]作为优选地,所述喷涂组件外壳内壁上涂覆有润滑油。这样的设计利于较小喷涂组件外壳内壁的摩擦力,利于磁块在喷涂组件外壳内滑动,利于喷涂液储存袋在喷涂组件外壳内膨胀或者收缩变形时与喷涂组件外壳内摩擦而少受损伤。
[0020]作为优选地,所述喷头与导液管连接处密封设置,所述导液管与喷涂液储存袋连接处密封设置。这样的设计使得喷头与导液管既能连通,由在连接处形成高压密封连接,避免喷涂时应为压力过大而漏液;这样的设计使得导液管与喷涂液储存袋既能连通,由在连接处形成高压密封连接,避免喷涂时应为压力过大而漏液。所述喷涂液位防腐蚀的喷涂液,例如油漆,环氧树脂类涂料等液态涂料。
[0021]本发明的优点和有益效果在于:通过使用本申请所述的机器人可以驱动机器人攀爬到钢柱表面,对已经出现了问题的表面进行喷涂操作,防止钢柱表面深度腐蚀;同时通过在弹性橡胶带上设置磁片,可以提高滚轮与立柱之间的吸附力。
附图说明
[0022] 图1为本发明结构不意图;
图2为弹性橡胶带与滚轮配合结构示意图;
图3为喷涂组件内部结构示意图。
[0023]图中:1、喷涂组件外壳;2、喷涂液;3、喷头;4、导液管;5、控制阀体;6、弹性乳胶袋;7、磁块;8、钢柱表面;9、黄铜隔磁部件;10、聚四氟乙烯耐磨层;11、透气孔;12、乳胶气囊;13、滚轮;14、喷涂组件;19、车架;20、环形连接槽;21、磁片;22、软磁材料外壳;23、恒磁磁铁;24、黄铜隔磁板;25、内带体;26、外带体;27、弯曲带体;28、连接筋;29、轴承;30、限位板;31、连接部;32、连接端。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0025] 如图1-图3所示,一种磁吸附式风电立柱表面维护机器人,包括车架19和设置于车架19底部用于和钢柱表面8配合的滚轮13,所述车架19四角设有用于将车架19吸附压紧在钢柱表面8的磁吸附部件;所述车架19中部连接有喷涂组件14;位于车架19同侧的滚轮13上还连接有弹性橡胶带,所述滚轮13表面开设有环形连接槽20,所述弹性橡胶带拉伸套接在相邻的滚轮13上,所述弹性橡胶带配合陷入环形连接槽20内;朝向立柱表面的弹性橡胶带表面设有用于增加滚轮13和外壳表面磁吸附的磁片21。
[0026]所述磁吸附部件为磁力座,所述磁力座包括外部的软磁材料外壳22和旋转连接在软磁材料外壳22内的丨旦磁磁铁23,所述丨旦磁磁铁23旋转外缘设有一对黄铜隔磁板24。
[0027]所述弹性橡胶带由靠近立柱表面的内带体25、相对远离立柱表面的外带体26和与环形连接槽20配合连接的弯曲带体27组成;所述磁片21嵌入内带体25表面内部,所述内带体25和外带体26之间还设有用于防止带体下沉的连接筋28,所述连接筋28位置与磁片21配入口 ο
[0028]所述弹性橡胶带两端通过轴承29与环形连接槽20转动连接,所述外带体26上设有限位板30,所述限位板30设置在外带体26上靠近环形连接槽20的位置上,所述限位板30为硬质板,所述限位板30嵌入外带体26内设置。
[0029]所述连接筋28由中部较细的连接部31向端部较粗的连接端32逐步过渡,所述连接筋28与内带体25、外带体26和弯曲带体27—体成型。
[0030]所述喷涂组件14包括喷涂组件外壳1和密闭在喷涂组件外壳1内的喷涂液2,所述喷涂液2压力存储于喷涂液2储存袋内,所述喷涂组件外壳1底部设有喷头3,所述喷头3通过导液管4与喷涂液2储存袋内部连通,所述导液管4上设有控制阀体5。
[0031]所述喷涂液2储存袋为弹性乳胶袋6,所述喷涂液2通过外压灌入弹性乳胶袋6内且迫使喷涂液2储存袋在喷涂组件外壳1内部呈膨胀状态,当控制阀体5处于开启状态下,喷涂液2依靠喷涂液2储存袋收缩力将喷涂液2挤压出喷头3。
[0032]所述弹性乳胶袋6内部还设有一个乳胶气囊12,所述乳胶气囊12与弹性乳胶袋6顶部连接;所述弹性乳胶袋6厚度为0.5〜3mm;所述乳胶气囊12厚度为0.1〜1mm。
[0033]所述滚轮13与动力电机驱动连接,且滚轮13与转向机构连接。
[0034]所述喷涂组件外壳1内部还设有沿喷涂组件外壳1上下滑行的磁块7,所述磁块7设置在喷涂液2储存袋与喷涂组件外壳1顶部之间,所述磁块7用于和钢柱表面8吸附以加强对喷涂液2储存袋的挤压;所述喷涂组件外壳1和车架19为非铁件。喷涂组件外壳1和车架19可以为硬质的塑料件或者铝合金件,以便减轻的重量。磁块7优选为永磁铁。
[0035]所述喷涂组件外壳1上开设有透气孔11。
[0036]所述磁块7与喷涂液2储存袋接触位置通过粘结剂粘接。
[0037]所述磁块7与喷涂组件外壳1顶部之间还设有黄铜隔磁部件9。可以是黄铜隔磁板24或者有黄铜材质的喷涂层,可以设置在磁块7上也可以在喷涂组件外壳1顶部内壁上。
[0038]所述磁块7侧壁与喷涂组件外壳1内壁接触位置设置有聚四氟乙烯耐磨层10。
[0039]所述喷涂组件外壳1内壁上涂覆有润滑油。
[0040]所述喷头3与导液管4连接处密封设置,所述导液管4与喷涂液2储存袋连接处密封设置。
[0041 ]在进行维护操纵时,首先旋转恒磁磁铁23,将软磁材料与钢柱表面8形成磁吸附关系,这样依靠磁吸附部件将车架19吸附压紧在外壳表面,无论是车架19底面朝向任何方向都能实现吸附连接;控制滚轮13转动,将车架19移动到钢柱表面8出现毁损的位置;使得喷头3朝向钢柱表面8方向;开启控制阀体5,喷涂液2依靠喷涂液2储存袋收缩力,和磁块7与钢柱表面8表面吸附而对喷涂液2储存袋的挤压力将喷涂液2挤压出喷头3,从而实现喷涂操作。喷涂完毕后将控制阀体5关闭,如果需要进行下一个位置的喷涂操作可以循环上述操作;如果喷涂完毕,将车体遥控至较低位置,将车架19取下;
作为一种优选,通过喷涂液2储存袋和磁块7的配合,喷涂液2可以依靠喷涂液2储存袋的收缩力和磁块7的压力的共同作用而实现喷涂;同时涂液储存袋和磁块7的配合有利于喷涂压力趋于一个较为稳定的状态,开始状态下,磁块7距离钢柱表面8较远,压力较小,而喷涂液2储存袋的弹性变量较大,收缩力较强,随着喷涂液2储存袋的逐步收缩,弹性变量减小,而磁块7距离钢柱表面8逐步靠近,吸引力加强,压力加大,这样在整个对喷涂液2挤压的过程中,喷涂液2储存袋的收缩力和磁块7压力之间可以相互弥补,总和趋于一个较为稳定的状态,有利于喷涂效果的实现。同时省去了外部用于将强喷涂压力的压力栗,简化了结构达到了同样的技术效果;
在弹性乳胶袋6恢复原状后,乳胶气囊12设置在弹性乳胶袋6内,可以通过乳胶气囊12对弹性乳胶袋6实现支撑,防止磁块7挤压过度而形成折叠和折痕;此时通过外部设备向弹性乳胶袋6内再次充入喷涂液2,由于弹性乳胶袋6内的压强增大,乳胶气囊12体积会逐渐缩小。
[0042]由于磁力座固定在车架19上,与钢柱表面8具有一定的距离,如果为了增加磁吸力而增加磁力座的质量会增加整个车身的重量,形成一对矛盾;可以对滚轮13进行改进,达到增加磁性吸附的作用:
在滚轮13表面开设与其同轴的环形连接槽20,将弹性橡胶带拉伸套接在相邻的滚轮13上,由于弹性橡胶带与滚轮13之间有为压力接触,当滚轮13转动时,弹性橡胶带会随着一起转动,在弹性橡胶带与环形连接槽20之间设置轴承29,减小弹性橡胶带与环形连接槽20之间的摩擦力;
所述弹性橡胶带由靠近立柱表面的内带体25、相对远离立柱表面的外带体26和与环形连接槽20配合连接的弯曲带体27组成;在内带体25上设置磁片21用于和钢柱表面8形成配合吸附关系;在内带体25和外带体26之间设置连接筋28,防止内带体25下沉与钢柱摩擦;为了进一步的限制弹性橡胶带随着滚轮13转动,在外带体26上靠近环形连接槽20的位置上设置硬质的限位板30。这样保证磁片21—直处于靠近钢柱的位置。起到补充吸附的作用。
[0043]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种磁吸附式风电立柱表面维护机器人,其特征在于:包括车架和设置于车架底部用于和钢柱表面配合的滚轮,所述车架四角设有用于将车架吸附压紧在钢柱表面的磁吸附部件;所述车架中部连接有喷涂组件;位于车架同侧的滚轮上还连接有弹性橡胶带,所述滚轮表面开设有环形连接槽,所述弹性橡胶带拉伸套接在相邻的滚轮上,所述弹性橡胶带配合陷入环形连接槽内;朝向立柱表面的弹性橡胶带表面设有用于增加滚轮和外壳表面磁吸附的磁片。
2.如权利要求1所述的磁吸附式风电立柱表面检测机器人,其特征在于:所述磁吸附部件为磁力座,所述磁力座包括外部的软磁材料外壳和旋转连接在软磁材料外壳内的恒磁磁铁,所述恒磁磁铁旋转外缘设有一对黄铜隔磁板。
3.如权利要求2所述的磁吸附式风电立柱表面检测机器人,其特征在于:所述弹性橡胶带由靠近立柱表面的内带体、相对远离立柱表面的外带体和与环形连接槽配合连接的弯曲带体组成;所述磁片嵌入内带体表面内部,所述内带体和外带体之间还设有用于防止带体下沉的连接筋,所述连接筋位置与磁片配合。
4.如权利要求3所述的磁吸附式风电立柱表面检测机器人,其特征在于:所述弹性橡胶带两端通过轴承与环形连接槽转动连接,所述外带体上设有限位板,所述限位板设置在外带体上靠近环形连接槽的位置上,所述限位板为硬质板,所述限位板嵌入外带体内设置。
5.如权利要求4所述的磁吸附式风电立柱表面检测机器人,其特征在于:所述连接筋由中部较细的连接部向端部较粗的连接端逐步过渡,所述连接筋与内带体、外带体和弯曲带体一体成型。
6.如权利要求5所述的磁吸附式风电立柱表面维护机器人,其特征在于:所述喷涂组件包括喷涂组件外壳和密闭在喷涂组件外壳内的喷涂液,所述喷涂液压力存储于喷涂液储存袋内,所述喷涂组件外壳底部设有喷头,所述喷头通过导液管与喷涂液储存袋内部连通,所述导液管上设有控制阀体。
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