CN106677994B - 叶轮组装装置以及叶轮组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种叶轮组装装置以及叶轮组装方法。该叶轮组装装置包括支承底座和多个支腿，支承底座设置有能够支承叶轮的轮毂的连接端面，和与连接端面平行并能够支撑于外部支撑平台上的固定端面，连接端面和固定端面之间延伸形成壁部；多个支腿中的每一个支腿包括第一端部和第二端部，第一端部与支承底座的壁部连接，第二端部朝向远离支承底座的方向延伸并支撑于外部支撑平台上，并且多个支腿中相邻的两个支腿以预设角度彼此隔开。能够防止叶片在组装过程中出现倾覆问题，同时减少风电机位场地面积。

Description

叶轮组装装置以及叶轮组装方法

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种叶轮组装装置以及叶轮组装方法。

背景技术

随着风力发电技术的迅速发展，风电场已经由东部沿海地区逐步扩建至各个地区，例如，目前南方山地项目越来越多，但是从风电场建设成本考虑，风电场建造的场地作业面积一般较小。

在建设风电场时，需要将风力发电机的轮毂和三只叶片先在地面组装后再整体吊装至塔架顶端与发电机连接。叶片长度为十余米，当一只叶片与轮毂组装后，为防止叶片拖地造成叶片变形，需用一台吊装机构将叶片吊持住，再用另一台吊装机构进行第二只叶片的组装，当三只叶片组装完成后还需要进行叶片变桨作业。而吊装机构在进行吊装作业时需要一定的占位面积，同时吊装机构的吊臂也需要一定的回转半径。

但在对山地、森林等小作业面积机位的叶轮进行组装时，由于施工场地狭小，辅吊无法站位，这造成叶轮组装困难。而且对叶轮进行组装时易发生失衡，而造成风电设备倾覆，甚至损坏。

因此，亟需一种新的叶轮组装装置以及叶轮组装方法。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种叶轮组装装置以及叶轮组装方法，能够防止叶片在组装过程中出现倾覆问题，同时减少风电机位场地面积。

根据本发明的一个方面，提供了一种叶轮组装装置，包括支承底座和多个支腿，支承底座设置有能够支承叶轮的轮毂的连接端面，和与连接端面平行并能够支撑于外部支撑平台上的固定端面，连接端面和固定端面之间延伸形成壁部；多个支腿中的每一个支腿包括第一端部和第二端部，第一端部与支承底座的壁部连接，第二端部朝向远离支承底座的方向延伸并支撑于外部支撑平台上，并且多个支腿中相邻的两个支腿以预设角度彼此隔开。

根据本发明的一个方面，多个支腿的数量为两个。

根据本发明的一个方面，预设角度的范围为90°至120°。

根据本发明的一个方面，预设角度为90°。

根据本发明的一个方面，多个支腿中的至少一个支腿的第一端部与支承底座的壁部可拆卸地连接。

根据本发明的一个方面，至少一个支腿的第一端部与支承底座的壁部铰接，并且第一端部与支承底座之间对应设置有止动部件，以限制至少一个支腿相对于支承底座旋转。

根据本发明的一个方面，支承底座设置有与至少一个支腿的第一端部相对应的连接部，连接部沿支承底座的的壁部径向向外凸出，以连接至少一个支腿的第一端部。

根据本发明的一个方面，叶轮组装装置还包括销轴，销轴穿过设置在至少一个支腿的第一端部和相对应的连接部处的连接孔，以使至少一个支腿的第一端部与支承底座的壁部铰接连接。

根据本发明的一个方面，销轴的端部设置有限位部，限位部能够抵靠至少一个支腿的第一端部和连接部中位于外部的一者上的连接孔的端面。

根据本发明的一个方面，叶轮组装装置还包括销轴托架，销轴托架包括彼此连接的引导滑道和连接部，连接部固定连接于连接孔处，使引导滑道朝向远离连接孔的方向支撑于连接孔的周缘，以引导销轴插入连接孔。

根据本发明的一个方面，叶轮组装装置还包括支脚，支脚连接于多个支腿中的至少一个支腿的第二端部。

根据本发明的一个方面，支脚可移动地连接到至少一个支腿的第二端部上，以调节至少一个支腿的支撑高度。

根据本发明的一个方面，至少一个支腿的第二端部和支脚中的一者上设置有丝杠，并且该至少一个支腿的第二端部和支脚中的另一者上设置有螺母。

根据本发明的一个方面，支脚可转动地连接到至少一个支腿的第二端部上，以调节支脚的支撑角度。

根据本发明的一个方面，支脚和至少一个支腿的第二端部之间通过球铰链结构连接。

根据本发明的一个方面，支脚和少一个支腿的第二端部中的一者上设置有球头销，该至少一个支脚和支腿的第二端部中的另一者上设置有球头座。

根据本发明的一个方面，叶轮组装装置还包括垫板，垫板设置于多个支腿中的至少一个支腿的第二端部与外部支撑平台之间和/或支承底座与外部支撑平台之间，并且垫板采用高分子弹性材料制成。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种叶轮组装方法，包括：将上述的叶轮组装装置放置于外部支撑平台上，并使连接端面与水平面保持平行；将叶轮的轮毂安置于连接端面上，并使轮毂上的多个变桨轴承中的一者与多个支腿中的一者对正；和将叶轮的多只叶片对应地与轮毂上的多个变桨轴承连接。

综上，本发明实施例的叶轮组装装置通过在用于支撑轮毂的支承底座的壁部连接多个支腿，并使多个支腿中的相邻支腿之间按照预设角度彼此隔开设置。使得叶轮组装装置的多个支腿不需要沿支承底座周向均匀布置。因此，能够减少支腿向外伸出时的占地面积，从而减少叶轮组装装置整体的占地面积。当叶轮组装装置在山地、森林等小作业面积机位对叶轮进行组装时，具有较好的场地适应性，便于合理安排吊装机构的站位。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是根据本发明一个实施例的叶轮组装装置的整体结构示意图；

图2A是根据本发明实施例的支承底座的一个轴测方向的整体结构示意图；

图2B是根据本发明实施例的支承底座的另一个轴测方向的整体结构示意图；

图3是根据本发明实施例的支腿的结构示意图；

图4是图1中的A部分的局部结构放大示意图；

图5是根据本发明实施例的叶轮组装装置的销轴总成的整体结构示意图；

图6是图5中的销轴总成的销轴的结构示意图；

图7是图6中的销轴的剖面结构示意图；

图8是图5中的销轴总成的销轴托架的结构示意图；

图9是图1中的B部分的局部结构放大示意图；

图10是图3的支腿的第二端部另一个轴测方向的局部结构放大示意图；

图11是图9中的支脚的整体结构示意图；

图12是图11中的支脚的剖面结构示意图；

图13是叶轮组装的受力图；

图14是图1的叶轮组装装置的俯视结构示意图；

图15是使用本发明实施例的叶轮组装装置对叶轮进行组装时的受力分析图；

图16是第一阶段的叶轮组装状态示意图；

图17是第二阶段的叶轮组装状态示意图。

其中：

1-叶轮组装装置；10-支承底座；11-连接端面；12-固定端面；13-壁部；131-操作入口；14-吊耳；15-连接部；151-凸耳部；152-止动轴；151a-连接孔；151b-加强板；

20-支腿；21-第一端部；22-第二端部；23-连接部；231-凸耳部；231a-连接孔；232-止动槽；24-顶板；25-底板；251-加强板；252-安装孔；253-辅助连接板；26-吊耳；27-矩形孔；

30-支腿；

40-销轴总成；41-销轴；411-本体部；412-引导部；413-限位部；413a-拉环；414-固定部；42-销轴托架；421-连接部；421a-导入口；421b-连接孔；421c-螺栓；422-引导滑道；

50-支脚；51-球头座；52-球头销；521-球形部件；522-销体部；53-盖体；531-螺栓；54-转动杆；

61-螺栓；62-螺栓；

70-垫板；

2-叶轮；201-轮毂；202-第一叶片；203-第二叶片；

301-塔架；302-机位平台。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的叶轮组装装置的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的叶轮组装装置能够应用于风力发电技术领域中，对风力发电机的叶轮进行组装，相比较现有的叶轮组装装置能够减小组装叶轮的过程中所需要的占地面积，因而在具有较少平地面积的山地区域，能够节省风力发电机施工现场所占面积，具有较好的场地适应性。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至17根据本发明实施例的叶轮组装装置进行详细描述。

请参见图1示出的本发明一个实施例的叶轮组装装置1的整体结构图，如图1所示，根据本发明的一个实施例，叶轮组装装置1包括支承底座10和多个支腿(即：支腿20和支腿30)。支承底座10设置有能够支承叶轮2的轮毂201(如图16所示)的连接端面11，和与连接端面11平行并能够支撑于外部支撑平台上的固定端面12，连接端面11和固定端面12之间延伸形成壁部13。多个支腿中的每一个支腿包括第一端部和第二端部，第一端部与支承底座10的壁部13连接，第二端部朝向远离支承底座10的方向延伸并支撑于外部支撑平台上，并且多个支腿中相邻的两个支腿以预设角度彼此隔开。

由此，本发明实施例的叶轮组装装置1通过在用于支撑轮毂201的支承底座10的壁部13连接多个支腿，并使多个支腿中的相邻支腿之间按照预设角度地彼此隔开设置。使得叶轮组装装置1的多个支腿不需要沿支承底座10周向均匀布置，因此，能够减少支腿向外伸出时的占地面积，从而减少叶轮组装装置1整体的占地面积。当风电现场位于山地、森林等作业面积较小的场地时，具有较好的场地适应性，便于合理安排吊装机构的站位，从而提高风力发电机的组装效率。

以下实施例以通过叶轮组装装置1对如图16和图17所示的叶轮2进行组装为例进行说明，图16所示的处于组装状态的叶轮2为具有三只叶片的叶轮，但是本发明实施例中的叶轮组装装置1的应用并不限于此。在其他的实施例中，还可以应用叶轮组装装置1对具有两只叶片的叶轮或者具有多于三只叶片的叶轮进行组装。并且在以下的实施例中以叶轮组装装置1所放置的外部支撑平台为风力发电机的机位平台302为例进行说明，在其他的实施例中，还可以将叶轮组装装置1放置于其他的支撑平台处对叶轮2进行组装。请一并参见图2A和图2B，其中，图2A是根据本发明实施例的支承底座10的一个轴测方向的整体结构示意图；图2B是根据本发明实施例的支承底座10的另一个轴测方向的整体结构示意图。如图2A和图2B所示，根据本发明的一个实施例，支承底座10大体为具有中空结构的圆柱形的筒体，包括：位于筒体顶部的连接端面11、位于筒体底部的固定端面12以及延伸形成于连接端面11和固定端面12之间的壁部13。

连接端面11为法兰面，具有多个螺纹连接孔以及与支承底座10内部联通的开口，通过连接端面11能够与轮毂201的法兰连接面进行连接。连接端面11沿周向设置有多个吊耳14，便于对支承底座10进行吊装操作。固定端面12与连接端面11彼此平行地设置，通过固定端面12能够将支承底座10固定支撑于机位平台302上，从而稳固地对轮毂201进行支撑。壁部13为回转面结构，壁部13沿周向设置有多个吊耳14，便于对支承底座10进行吊装操作。为了便于操作人员进进入支承底座10内部进行作业，在壁部13上开设有操作入口131，当然操作入口131处可以设置门框并通过门打开和关闭。

在一个可选的实施例中，支承底座10还可以包括连接部15，而通过连接部15对多个支腿进行连接。对应图1中的叶轮组装装置1包括两个支腿的情况，支承底座10设置有两个连接部15，连接部15为由壁部13处径向向外凸出的延伸面形成的框型结构。框型结构通过其相对的两侧壁，在靠近固定端面12的位置处形成两个彼此相对的凸耳部151，在两个凸耳部151处分别对应地设置连接孔151a。为了增强凸耳部151的结构强度，在凸耳部151处还设置有加强板151b，示例性地，可以分别将加强板151b贴合设置于两个凸耳部151的相向一侧或者相背一侧。

另外连接部15还可以不是框型结构，本发明对此不进行限制，连接部15只要能够设置连接孔151a而通过销轴总成40连接支腿20和支腿30即可。例如，在其他的实施例中，连接部15还可以只具有两个沿支承底座10的径向凸出的侧面，而连接孔151a同样设置于两个侧面处。并且连接端面11和固定端面12并非具体指完整的表面，并且还可以是通过支承底座10上设置的其他结构分别形成的连接面和固定面。

请一并参见图3，图3是根据本发明实施例的支腿20的结构示意图。如图1、图3所示，根据本发明的一个实施例，叶轮组装装置1包括分别与支承底座10连接的两个支腿，即：支腿20和支腿30。为了便于拆卸和运输，而将叶轮组装装置1应用于多个风电现场对叶轮2进行组装，支腿20和支腿30中的至少一者与支承底座10可拆卸地连接。由于支腿20和支腿30的结构相同，所以以下仅针对支腿20的结构进行具体说明，支腿30可以与支腿20相同或者不同地设置。支腿20为梁板式结构件，其采用钢制材料焊接而成，包括顶板24、底板25和过渡连接于顶板24和底板25之间的两个相对的腹板，在顶板24和腹板处设置有用于吊装作业的吊耳26，并且腹板的靠近支腿20的重心位置处还设置有用于运输支腿20的矩形孔27。

支腿20具有第一端部21和第二端部22，其中，支腿20通过第一端部21与支承底座10可拆卸地连接，而支腿20的第二端部22朝向远离支承底座10的方向延伸并支撑于机位平台302上。示例性地，支腿20与支承底座10的壁部13铰接连接，并且，支腿20的第一端部21与支承底座10之间对应设置有止动部件，以限制支腿20相对于支承底座10旋转。具体地，支腿20在第一端部21对应支承底座10的连接部15设置有连接部23，连接部23为由第一端部21的端面向远离支腿20的方向凸出的延伸面形成的框型结构。框型结构通过其相对的两侧壁，在靠近底板25的位置处形成两个彼此相对的凸耳部231，在两个凸耳部231处相对地设置有连接孔231a。

请一并参见图4、图5，其中，图4是图1中的A部分的局部结构放大示意图；图5是根据本发明实施例的叶轮组装装置1的销轴总成40的整体结构示意图。如图4和图5所示，为了将支承底座10和支腿20铰接连接，叶轮组装装置1还包括销轴总成40。根据本发明的一个实施例，销轴总成40包括销轴41和销轴托架42。由此，如图4所示，即可由销轴41通过连接部15上的连接孔151a和连接部23上的连接孔231a将支腿20铰接连接于支承底座10的壁部13处。

请一并参见图6和图7，其中，图6是图5中的销轴总成40的销轴41的结构示意图；图7是图6中的销轴41的剖面结构示意图。如图6和图7所示，具体地，销轴41包括：本体部411、引导部412、限位部413以及固定部414。本体部411为圆柱体结构，在将支腿20铰接连接至支承底座10处时，采用本体部411贯穿凸耳部151的连接孔151a和凸耳部231的连接孔231a。引导部412为直径小于本体部411直径的圆柱体结构，并且引导部412通过螺栓61与本体部411处设置的螺纹孔，连接于本体部411轴向一侧端部。以在将本体部411穿入两个连接孔中时，能够在引导部412的导向作用下，使本体部411准确并快捷地穿入连接孔中。限位部413通过固定部414和螺栓62、以及本体部411处设置的连接孔，被连接于本体部411轴向另一侧端部，以在销轴41通过本体部411穿入凸耳部151的连接孔151a和凸耳部231的连接孔231a后，限位部413能够抵靠于凸耳部151的连接孔151a的端面处。由此，即可通过限位部413对沿两个连接孔轴向穿入的本体部411进行限位，避免销轴41穿入两个连接孔的长度过长，或者在支承底座10和支腿20铰接后，销轴41沿连接部15和连接部23的两个连接孔的轴向发生不希望的移动。并且，在限位部413背离本体部411的一侧端面上还设置有两个拉环413a，通过拉环413a能够对销轴41进行牵拉，便于对支承底座10和支腿20的连接和拆卸操作。

图8是图5的销轴总成40中的销轴托架42的结构示意图，如图8所示，销轴托架42包括彼此连接的连接部421和引导滑道422。连接部421为板状体，其对应凸耳部151的连接孔151a和凸耳部231的连接孔231a开设有导入口421a，围绕导入口421a还设置有连接孔421b。引导滑道422为与连接部421连接的角钢，角钢的弯折结构形成能够供销轴41滑动的引导滑道422。通过将连接部421贴合于连接部15的连接孔151a的外边缘，使连接孔151a从导入口421a处露出，并采用螺栓421c(如图5所示)通过连接孔421b能够将连接部421固定于连接孔151a。由此，使得引导滑道422能够朝向远离连接孔151a的方向支撑于连接孔151a的周缘(如图4所示)，以引导销轴41插入连接部15的连接孔151a和连接部23的连接孔231a，从而能够便于销轴41穿入两个连接孔中或者被从两个连接孔中拉出，从而可以简化叶轮组装装置1自身的组装过程。

当需要对叶轮组装装置1进行组装时，如图4和图5所示，首先由螺栓421c穿过连接孔421b将销轴托架42的连接部421固定于凸耳部151侧面处，并使连接孔151a露出于导入口421a，使得引导滑道422支撑于连接孔151a的端面处。然后，将支承底座10和支腿20对应地摆放好相对位置，握持销轴41的拉环413a将销轴41放置于销轴托架42的引导滑道422上，以将销轴41顺沿引导滑道422经由导入口421a同时穿入连接部15处的连接孔151a以及连接部23的连接孔231a中。最终销轴41的限位部413抵靠于销轴托架42的连接部421处(即，间接抵靠于凸耳部151的连接孔151a的端面)，将支腿20和支承底座10铰接连接。连接后的支腿20在止动部件的止动作用下与支承底座10保持稳定的抵触状态。通过采用销轴总成40将支腿20的第一端部21可拆卸地与支承底座10连接，使得叶轮组装装置1能够被快速地组装或者拆卸，从而可以将叶轮组装装置1运送至不同的风电现场进行重复使用。

根据本发明的一个实施例，支腿20的第一端部21与支承底座10之间对应设置的止动部件包括对应设置于支承底座10的连接部15处的止动轴152以及设置于支腿20的连接部23处的止动槽232。止动轴152设置于连接部15的相对两侧壁之间，止动槽232为对应止动轴152的位置在连接部23处形成的凹槽。当支腿20通过其第一端部21的连接部23与支承底座10的连接部15铰接连接后，止动轴152能够与止动槽232配合抵靠，以限制支腿20围绕销轴41形成的铰接点相对支承底座10旋转。当然上述的止动部件还可以是在连接部15处设置止动槽，而在连接部23处设置止动轴，同样能够限制支腿20相对支承底座10旋转。

当然，支腿30可以按照支腿20的方式与支承底座10可拆卸地连接，或者与支承底座10固定地连接。为了使叶轮组装装置1的安装、拆卸以及运输更方便，优选为将支腿20和支腿30同时与支承底座10可拆卸地连接。并且进一步地，将支腿20和支腿30铰接连接于支承底座10的壁部13处。

请一并参见图9、图10、图11以及图12，其中，图9是图1中的B部分的局部结构放大示意图；图10是图3中支腿20的第二端部22另一个轴测方向的局部结构放大示意图；图11是图9中的支脚50的整体结构示意图；图12是图11中的支脚50的剖面结构示意图。根据本发明的一个实施例，叶轮组装装置1还包括支脚50，支脚50连接于支腿20的第二端部22处，以使支腿20的第二端部22能够通过支脚50间接支撑于机位平台302上。

支脚50包括：球头座51、球头销52、盖体53和转动杆54，其中，球头座51支撑于机位平台302上。球头座51的底板上设置有凸台，在凸台的端面朝向底板设置有半球形凹槽，球头销52包括彼此连接的球形端部521和销体部522，球形端部521的外部轮廓与半球形凹槽的轮廓相适应，并且球形端部521的直径大于销体部522的直径。盖体53大体为碗状，其一端形成类似碗口状的开口，另一端形成类似碗底状的端面，并且在该端面上设置有通孔，该通孔的直径大于销体部522的直径并小于球形端部521的直径，以在盖体53的开口和销体部522之间形成一定的间隙。因此，使得在将球头销52的球形端部521置入球头座51的半球形凹槽中后，盖体53可以将其开口朝向球头销52，并将球头销52的销体部522穿过该开口，最终使盖体53扣合于球头座51的凸台外周，采用螺栓531进一步将盖体53与球头座51的凸台固定连接。

由于盖体53的开口和销体部522之间形成一定的间隙，使得盖体53在将球头销52与球头座51连接的同时，还能使球头销52与球头座51之间具有一定的相对转动范围，从而能够调节支脚50的支撑角度，即，进行相对转动后的球头座51与球头销52之间形成的角度。上述转动范围使得球头销52与球头座51之间形成预定的角度调整范围，示例性地，角度调整范围例如可以是0°至5°。转动杆54为直杆状，其通过在销体部522的远离球形端部521一端设置的安装孔以及卡簧与销体部522固定连接。通过操作转动杆54能够在球形端部521与半球形凹槽的配合作用下控制球头销52沿自身轴线旋转。

在一个可选的实施例中，支脚50可移动地连接到支腿20的第二端部22上，以调节支腿20的支撑高度，该支撑高度是指支腿20的底板25相对于支脚50的底面的高度。在本实施例中，销体部522的外壁上设置有螺纹结构，此时销体部522即作为设置于支脚50处的丝杠结构，对应地，在支腿20的第二端部22处设置有与销体部522配合连接的螺纹连接孔，此时螺纹连接孔与第二端部22配合构成与丝杠对应的螺母。如图9和图10所示，在支腿20的第二端部22的底板25处依次叠置有加强板251和辅助连接板253，其中，同时贯穿底板25以及加强板251开设有安装孔252，辅助连接板253上对应安装孔252的位置设置有螺纹连接孔，从而可在不增加底板25的厚度的同时，使底板25具备螺纹连接功能。

由此，通过辅助连接板253上设置的螺纹连接孔能够与销体部522外部的螺纹结构配合连接，使得支脚50能够可移动地连接到支腿20的第二端部22上。因此，可以通过转动杆54控制球头销52旋转，并在球头销52的销体部522与辅助连接板253处的螺纹孔相互配合作用下，使支脚50朝向靠近机位平台302的方向运动，即调整支腿20的支撑高度，使支腿20能够很好地与机位平台302接触，保证支承底座10的连接端面11处于水平，并且使整个叶轮组装装置1发挥最佳的支撑作用。因此在使用本发明实施例的叶轮组装装置1对叶轮2进行组装时，能够根据风电现场的风力发电机的机位平台302的场地情况进行适当地调整，进而使机位平台302提供的支反力能够有效的通过支腿20和支腿30传递到支承底座10上，防止叶片安装过程中倾覆。

由此，当用于放置叶轮组装装置1的外部支撑平台的表面不平整时，可通过调整支脚50与支腿20的第二端部22相对移动，而改变支腿20的支撑高度，使支腿20通过支脚50的球头座51与外部支撑平台的表面紧密贴合。提高叶轮组装装置1的场地适应性，使叶轮组装装置1在山地、森林等不平整地域依然能够保持良好的支撑性能，从而能够在具有特殊地形的风电现场对叶轮进行组装。并且，由于球头座51和球头销52之间采用上述的球铰链结构进行连接，使得在支脚50和支腿20的第二端部22连接后，球头座51能够通过其与球头销52之间的角度调整范围，相对球头销52进行适当的转动。由此，当支脚50支撑处的外部支撑平台的表面不平整时，叶轮组装装置1可以通过球头座51的适当转动进一步适应不平整的表面，例如使支脚50相对于球头销52旋转0°至5°，从而使球头座51能够与外部支撑平台的表面紧密贴合，并使支承底座10的连接端面11能够保持水平，提高支腿20的支撑稳定性。因此在使用本发明实施例的叶轮组装装置1对叶轮2进行组装时，能够根据风电现场的风力发电机的机位平台302的场地情况进行适当地调整，进而使机位平台302的支反力能够有效的通过支腿20和支腿30传递到支承底座10上防止叶片安装过程中倾覆。

在上述实施例中，通过球头销52外壁设置的螺纹结构和支腿20的第二端部22处设置的螺纹连接孔配合使支脚50与支腿20的第二端部22之间可移动地连接，实现对支腿20的支撑高度的调整，但是本发明的实施例并不限于此。在其他的实施例中，还可以通过在支腿20的第二端部22处设置丝杠，而对应地在支脚50处设置能够与丝杠配合的螺母部件，同样可以使支脚50与支腿20的第二端部22之间可移动地连接，实现调整支腿20的支撑高度的目的。另外，支脚50和支腿20之间也可以不设置丝杠和螺母，而通过具有伸缩功能的结构件进行连接，例如液压缸。另外，本发明对支脚50可移动地连接到支腿20的第二端部22上中的支脚50的移动方向不进行限制，在其他的实施例中，还可以将支脚50设置为能够相对支腿20沿支腿20轴向(即纵长方向)做移动。因此，当叶轮组装装置1所放置的外部支撑平台的平面不平整时，可以通过支脚50相对支腿20沿轴向做移动，调节支腿20的支撑高度，使支腿20能够适应不平整地面，进而使支腿20能够提供有效的支撑，从而使连接端面11保持水平，并且增加叶轮组装装置1整体的支撑稳定性。

此外，在上述实施例中，球头销52通过球形端部521与球头座51的半球形凹槽配合，使球头座51能够相对于支腿20连接的球头销52具有预定的角度调整范围，实现对支脚50的支撑角度调整，但是本发明的实施例并不限于此，在其他的实施例中，还可以通过在支腿20的第二端部22处设置球头座51，而将球头座51的底板处替换设置球形端部521，使支脚50和支腿20的第二端部22之间通过球铰链结构连接，进而实现调整支脚50的支撑角度的目的。另外，支脚50与支腿20的第二端部22之间还可以通过关节轴承进行连接。

在一个可选的实施例中，叶轮组装装置1还包括垫板70，垫板70设置于支腿20的第二端部22与机位平台302之间和/或支承底座10与机位平台302之间，并且垫板70采用高分子弹性材料制成。由于垫板70采用高分子弹性材料制成，因此垫板70能够在支撑于其表面的支腿20和/或支承底座10的压靠作用下产生一定的形变。以在机位平台302的表面不平整时能够通过垫板70产生一定的形变，使支撑于垫板70表面的支腿20和/或支承底座10能够通过垫板70进行适应地调整，从而使支承底座10的连接端面11能够保持水平，进一步提高叶轮组装装置1的场地适应性。

请一并参见图13、图14和图15，其中，图13是叶轮组装的受力图；图14是图1的叶轮组装装置1的俯视结构示意图，图15是使用本发明实施例的叶轮组装装置1对叶轮进行组装时的受力分析图。如图13、图14和图15所示，上述实施例中的支腿20和支腿30之间以预设角度A隔开的预设角度A的范围为90°至120°，并且优选为90°。

如图13所示，叶轮组装装置1的受力理论分析如下(以叶轮2具有三只叶片为例)。

因为：∑F＝0，所以：F_支撑+F_支反力＝G_轮毂+G_叶片；

因为：∑M₍₎＝0，所以：F_支反力×L_支腿＝G_叶片×L_叶片；

其中，∑F为支承底座10提供的总的支承力和叶轮2的总重力的合力；F_支撑为支承底座10提供的支力；F_支反力为支腿提供的支力；G_轮毂为轮毂201的重力；G_叶片为叶片的重力；∑M_(O)为所有叶片的倾覆力矩；L_支腿为支腿的支反力形成的力臂，L_叶片为叶片的重力形成的力臂。由上述公式可知，F_支反力可以有效防止叶轮组装时叶片倾覆。

如图吊耳14和图15所示，叶轮组装装置1的相邻支腿的预设角度A设置分析如下(以叶轮2具有三只叶片，叶轮组装装置1具有两个支腿为例)。

叶轮组装时分为三个时间历程，分别是一只叶片组装过程、两只叶片组装过程和三只叶片组装过程。如图15所示，叶轮2的第一叶片202组装时，第一叶片202在支腿20的正上方，有效抵消第一叶片202的倾覆力矩。第三只叶片组装时，三只叶片达到倾覆力矩的平衡，叶轮2重量全部作用在支承底座10上。因此对于叶轮组装装置1的两个支腿之间预设角度A的范围，指的是两只叶片组装时的叶轮组装装置1的作业状态。

由于叶轮组装装置1的两个支腿之间的预设角度A为90°至120°，在两个支腿之间的预设角度A为其调整范围的上限值的情况中，由于叶轮2的叶片夹角为120°，所以两个支腿之间的预设角度A为叶片夹角，即120°。如图15所示，支腿20在第一叶片202正下方，支腿30在第二叶片203正下方，因此两个支腿分别抵消两支叶片的倾覆力矩，机位平台302提供的支反力大小方向都一样，受力相同。

在两个支腿之间的预设角度A为其调整范围的下限值的情况中，两个支腿之间预设角度A为90°。在两个支腿之间的预设角度A为90°的情况下，预设角度A距离其上限值(即120°)的夹角α＝30°。如图14和图15(假设在图15中两个支腿之间的角度为90°)所示，以圆筒中心O为中心，以支腿20中心线为y轴，以垂直y轴并过圆筒中心O为x轴，建立坐标系xoy。第二叶片203的倾覆力矩可以分解为沿x轴的M_x＝G_叶片2×L_叶片2sinα和沿y轴的M_y＝G_叶片2×L_{叶片 2}cosα。M_x作用在支腿20的相对侧，因此能够有效降低机位平台302提供的支反力。而M_y作用在支腿30上，支腿30作用在机位平台302的支反力可以将M_y全部抵消，因此能够有效降低机位平台302为支腿30提供的支反力。

由此，当两个支腿之间预设角度A为90°时，能够通过叶轮组装装置1对具有三只叶片的叶轮2进行组装。因为两个支腿之间的预设角度A在角度α的范围内调整时，支腿30受力与A＝90°时的支腿30受力一样，所以两个支腿之间的预设角度A优选为90°，即，不需要围绕支承底座10周向均匀设置三个支腿。并且当两个支腿之间预设角度A为90°时，能够方便地将支承底座10的两个连接部15设置成沿壁部13外周分隔90°，从而能够简化支承底座10的加工工艺，并对两个支腿的支反力进行有效利用。而且叶轮组装装置1的两个支腿之间的夹角A为90°有效减少叶轮组装装置1的占地面积，因此能够进一步提升叶轮组装装置1的场地适应性。

当然，本发明实施的叶轮组装装置1还可以包括更多个支腿，多个支腿中的相邻的支腿之间按照预设角度进行设置，例如，当叶轮组装装置1包括三个支腿时，三个支腿中至少有两个彼此相邻的支腿之间间隔90°设置，而对于其他的支腿之间间隔的角度不进行限制。这样同样可以避免现有技术中的叶轮组装装置的多个支腿中的相邻两个支腿之间均需要间隔120°的角度设置，而增加叶轮组装装置的占地面积的问题。优选的，当叶轮组装装置1包括三个支腿时，三个支腿中的第一个支腿与第二个支腿之间间隔90°设置，第二个支腿与第三个支腿之间间隔90°设置，而第三个支腿与第一个支腿之间间隔180°设置。并且多个支腿中的每个支腿与支承底座10之间的连接方式都可以参照上述支腿20与支承底座10的连接方式。

在上述实施例中，支承底座10为圆柱形的筒体，但是本发明实施例并不限于此，支承底座10只要是能够连接多个支腿，并分别形成用于连接轮毂201的连接端面11以及用于支撑于机位平台302的固定端面12即可。在其他的实施例中，示例性地，当支腿20和支腿30之间按照90°分隔地设置时，支承底座10还可以为能够满足支腿20和支腿30呈90°地设置的筒体结构，例如：方形的筒体或者三角形的筒体等。

请一并参见图16和图17，其中，图16是第一阶段的叶轮组装状态示意图；图17是第二阶段的叶轮组装状态示意图。如图16和图17所示，根据本发明的一个实施例，叶轮组装方法包括：首先，将上述的叶轮组装装置1放置于设置有塔架301的机位平台302上，并使连接端面11与水平面保持平行。接着，将叶轮2的轮毂201安置于连接端面11上，并使轮毂201上的多个变桨轴承(图中未标识出)中的一者与支腿20和支腿30中的一者对正。其次，将叶轮2的第一叶片202安装于与支腿20和支腿30中的一者对正的变桨轴承处。再次，将第二叶片203安装于靠近支腿20和支腿30中的另一者的变桨轴承处。最后，将第三叶片(图中未示出)安装至剩余的变桨轴承处，即完成叶轮的组装。

由此，在使用本发明实施例的叶轮组装装置1对叶轮2进行组装时，通过合理调整多个支腿之间的角度，只需要使用一台吊装车辆进行吊装，即：利用一台吊装车辆顺序吊装轮毂201、第一叶片202、第二叶片203以及第三叶片。原有的叶轮组装装置对叶轮2进行组装时需要3台吊装车辆，而本发明实施例的叶轮组装装置1能够减少2台吊装车辆的使用，从而能够有效降低机位平台302的占地面积。在实际使用叶轮组装装置1对叶轮2进行组装的过程中，示例性地，机位平台302的占地面积可以从30×40＝1200m2减少到22*30＝660m2，甚至还可以减少到600m2以下，进而能够大大减少风电现场安装前期的土石开凿量，缩短风电现场的建设周期。

综上，本发明实施例的叶轮组装装置1通过在用于支撑轮毂201的支承底座10的壁部13连接多个支腿，并使多个支腿中的相邻支腿之间按照预设角度彼此隔开设置。使得叶轮组装装置1的多个支腿不需要沿支承底座10周向均匀布置，因此，能够减少支腿向外伸出时的占地面积，从而减少叶轮组装装置1整体的占地面积。当风电现场位于山地、森林等作业面积较小的场地时，具有较好的场地适应性，便于合理安排吊装机构的站位，从而提高风力发电机的组装效率。

本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。并且，在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。

Claims (18)

1.一种叶轮组装装置(1)，包括支承底座(10)和两个以上支腿(20，30)，其特征在于：

所述支承底座(10)设置有能够支承所述叶轮(2)的轮毂(201)的连接端面(11)，和与所述连接端面(11)平行并能够支撑于外部支撑平台上的固定端面(12)，所述连接端面(11)和所述固定端面(12)之间延伸形成壁部(13)；

所述两个以上支腿(20，30)中的每一个支腿(20，30)包括第一端部(21)和第二端部(22)，所述第一端部(21)与所述支承底座(10)的所述壁部(13)连接，所述第二端部(22)朝向远离所述支承底座(10)的方向延伸并支撑于所述外部支撑平台上，并且所述两个以上支腿(20，30)中相邻的两个支腿(20，30)以预设角度彼此隔开，所述两个以上支腿(20，30)沿所述支承底座(10)周向不均匀布置，所述预设角度满足：F_支反力×L_支腿＝G_叶片×L_叶片，其中，F_支反力为支腿提供的支反力，L_支腿为支腿的支反力形成的力臂，G_叶片为叶片的重力，L_叶片为叶片的重力形成的力臂。

2.根据权利要求1所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述两个以上支腿(20，30)的数量为两个。

3.根据权利要求2所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述预设角度的范围为90°至120°。

4.根据权利要求3所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述预设角度为90°。

5.根据权利要求1至4任一项所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述两个以上支腿(20，30)中的至少一个支腿的所述第一端部(21)与所述支承底座(10)的所述壁部(13)可拆卸地连接。

6.根据权利要求5所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述至少一个支腿的所述第一端部(21)与所述支承底座(10)的所述壁部(13)铰接，并且所述第一端部(21)与所述支承底座(10)之间对应设置有止动部件，以限制所述至少一个支腿相对于所述支承底座(10)旋转。

7.根据权利要求6所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述支承底座(10)设置有与所述至少一个支腿的所述第一端部(21)相对应的连接部(15)，所述连接部(15)沿所述支承底座(10)的所述壁部(13)径向向外凸出，以连接所述至少一个支腿的所述第一端部(21)。

8.根据权利要求7所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，还包括销轴(41)，所述销轴(41)穿过设置在所述至少一个支腿的所述第一端部(21)和所述相对应的连接部(15)处的连接孔(151a，231a)，以使所述至少一个支腿的所述第一端部(21)与所述支承底座(10)的所述壁部(13)铰接连接。

9.根据权利要求8所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述销轴(41)的端部设置有限位部(413)，所述限位部(413)能够抵靠所述至少一个支腿的所述第一端部(21)和所述连接部(15)中位于外部的一者上的所述连接孔(151a)的端面。

10.根据权利要求8所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，还包括销轴托架(42)，所述销轴托架(42)包括彼此连接的引导滑道(422)和连接部(421)，所述连接部(421)固定连接于所述连接孔(151a)处，使所述引导滑道(422)朝向远离所述连接孔(151a)的方向支撑于所述连接孔(151a)的周缘，以引导所述销轴(41)插入所述连接孔(151a)。

11.根据权利要求1至4任一项所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，还包括支脚(50)，所述支脚(50)连接于所述两个以上支腿(20，30)中的至少一个支腿的所述第二端部(22)。

12.根据权利要求11所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述支脚(50)可移动地连接到所述至少一个支腿的所述第二端部(22)上，以调节所述至少一个支腿的支撑高度。

13.根据权利要求12所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述至少一个支腿的所述第二端部(22)和所述支脚(50)中的一者上设置有丝杠，并且该所述至少一个支腿的所述第二端部(22)和所述支脚(50)中的另一者上设置有螺母。

14.根据权利要求11所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述支脚(50)可转动地连接到所述至少一个支腿的所述第二端部(22)上，以调节所述支脚(50)的支撑角度。

15.根据权利要求14所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述支脚(50)和所述至少一个支腿的所述第二端部(22)之间通过球铰链结构连接。

16.根据权利要求15所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，所述支脚(50)和所述至少一个支腿的所述第二端部(22)中的一者上设置有球头销(52)，所述支脚(50)和该所述至少一个支腿(20，30)的所述第二端部(22)中的另一者上设置有球头座(51)。

17.根据权利要求1至4任一项所述的叶轮组装装置(1)，其特征在于，还包括垫板(70)，所述垫板(70)设置于所述两个以上支腿(20，30)中的至少一个支腿的第二端部(22)与所述外部支撑平台之间和/或所述支承底座(10)与所述外部支撑平台之间，并且所述垫板(70)采用高分子弹性材料制成。

18.一种叶轮组装方法，其特征在于，包括：

将如权利要求1至17中任一项所述的叶轮组装装置(1)放置于所述外部支撑平台上，并使所述连接端面(11)与水平面保持平行；

将所述叶轮(2)的轮毂(201)安置于所述连接端面(11)上，并使所述轮毂(201)上的多个变桨轴承中的一者与所述两个以上支腿(20，30)中的一者对正；和

将所述叶轮(2)的多只叶片对应地与所述轮毂(201)上的多个变桨轴承连接。