CN108397356A - 智能可更换锚栓的风机基础及智能取杆机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能可更换锚栓的风机基础，包括由混凝土搭建的基础承台，基础承台的上下两侧对称设有顶法兰与底法兰，基础承台内设有固定连接顶法兰与底法兰的若干锚杆，锚杆进行锚头后张拉处理，基础承台的底部设有暴露底部螺母的横向空腔，横向空腔的高度高于智能取杆机器人的高度，基础承台上设有连通所述横向空腔的智能取杆机器人通道，智能取杆机器人通道供智能取杆机器人通过。本发明通过在基础内形成自上通下的小型升降道，升降道的宽度不超过1米，而底部空腔的高度不高于1m，通过智能取杆机器人从升降道进入，进行底部螺母拆卸、基础底部维护等工作，基础整体受力好、强度高，不会出现坍塌及缺氧的问题。

Description

智能可更换锚栓的风机基础及智能取杆机器人

技术领域

本发明涉及土建基础领域，具体涉及一种智能可更换锚栓的风机基础及智能取杆机器人。

背景技术

在桥梁结构、大型结构基础、风力发电塔等需要应用预应力螺栓紧固的钢筋混凝土基础中采用锚笼环连接塔筒与基础，基础钢筋可在锚栓之间很方便的穿插，锚栓与结合的整体性好，刚度均匀，锚栓施加预应力可提高连接区域混凝土的抗疲劳性能。

目前的钢筋混凝土基础，锚栓如果断裂或锈蚀严重，锚栓不能更换，留下较大的安全隐患，只能重新拆卸后搭建基础。而且，钢筋混凝土的设计寿命为50年，而风机和锚笼环疲劳寿命为20年，风机和锚笼环达到疲劳寿命后，如果能更换锚栓，就能重复利用原有钢筋混凝土基础。

申请号为“201510482278.1，一种空心地锚笼基础”中公开了在基础受力较小的部分填充空心砌块，当钢筋混凝土基础的钢筋断裂、锈蚀或达到疲劳寿命而需要更换时，可凿开基础主体中心表层的混凝土，取出内部的空心砌块形成中空腔，从而形成更换锚栓的空间，且中空腔的形状及位置可根据实际需要设置，人工进入到基础的底部进行地锚的底部螺母拆卸工作。然而中空腔空间过大，造成基础底部与中部的强度弱，对基础整体受力造成影响，而且对基础周围的岩层硬度要求较高，基础不能过大或过高，人进入基础内部会出现缺氧、坍塌等危险。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能可更换锚栓的风机基础及智能取杆机器人，能够远程操控自动拆装锚栓螺母的智能取杆机器人，以及小孔道实现自动拆装锚栓的小通道智能更换锚杆基础。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种智能可更换锚栓的风机基础，包括由混凝土搭建的基础承台，所述基础承台的上下两侧对称设有顶法兰与底法兰，所述基础承台内设有固定连接顶法兰与底法兰的若干锚杆，所述锚杆进行锚头后张拉处理，所述基础承台的底部设有暴露底部螺母的横向空腔，所述横向空腔的高度高于智能取杆机器人的高度，所述基础承台上设有连通所述横向空腔的智能取杆机器人通道，所述智能取杆机器人通道供智能取杆机器人通过。

在优选的实施方案中，所述智能取杆机器人通道为横向通道或竖向通道，所述横向通道水平设置在基础承台的底部一侧，所述竖向通道内设有供智能取杆机器人升降的升降装置。

在优选的实施方案中，所述升降装置包括安装在竖向通道的进口四周的第一卷扬机与换向轮，所述第一卷扬机的钢丝绳穿过换向轮竖直向下进入竖向通道，所述钢丝绳的升降端设有吊装智能取杆机器人的抓钩或者支撑智能取杆机器人的平台。

在优选的实施方案中，所述平台上设有连接移动智能取杆机器人的第二卷扬机。

一种用于智能可更换锚栓的风机基础的智能取杆机器人，包括移动装置，所述移动装置的顶部设有螺套升降装置、图像采集装置、信号传输装置及控制器，所述移动装置、螺套升降装置、图像采集装置、信号传输装置均电性连接控制器。

在优选的实施方案中，所述螺套升降装置包括底架，所述底架上垂直设有升降电机，所述升降电机的升降端设有螺柱，所述螺柱的外侧配合连接升降螺套，所述升降螺套的顶部设有用于禁锢螺母的拆装螺套，所述升降螺套的四周设有限制升降螺套沿升降方向移动的导向装置，所述升降电机电性连接控制器。

在优选的实施方案中，所述导向装置为贯穿升降螺套的牵引柱或套装在升降螺套外侧的牵引套，其中牵引套与升降螺套之间设有防止升降螺套轴向旋转的限位面。

在优选的实施方案中，所述升降螺套与拆装螺套之间设有旋转电机，所述拆装螺套安装在旋转电机的输出端，所述旋转电机电连接控制器。

在优选的实施方案中，所述拆装螺套内设有导引射灯，所述导引射灯的照射方向与螺母凹腔的朝向方向同向，所述导引射灯电性连接控制装置。

在优选的实施方案中，所述螺套升降装置的底部设有横移直线滑轨，所述横移直线滑轨的一端设有横移电机，所述横移电机的输出端设有横移驱动螺柱，所述横移驱动螺柱上配合连接横移驱动螺套，所述横移驱动螺套固定连接底架或升降装置，所述横移电机电性连接控制装置。

在优选的实施方案中，所述移动装置上设有热感探测器，所述热感探测器电性连接控制装置。

本发明的有益效果为：

本发明通过在基础内形成自上通下的小型升降道，升降道的宽度不超过1米，而底部空腔的高度不高于1m，通过智能取杆机器人从升降道进入，进行底部螺母拆卸、基础底部维护等工作，基础整体受力好、强度高，不会出现坍塌的问题，并且不用考虑缺氧的问题。

本发明智能取杆机器人具有图像采集功能，能够采集基础底部的图像，供操作者观看及了解基础底部情况，智能取杆机器人具有升降旋转臂，可实现螺母的拆卸及安装，智能取杆机器人具有定位瞄准功能，实现升降旋转臂准确定位于锚杆下方，实现精确定位。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述带有横向通道的智能可更换锚栓的风机基础的整体结构图

图2是本发明实施例所述带有竖向通道的智能可更换锚栓的风机基础的整体结构图；

图3是图2中A向放大图

图4是本发明实施例所述的智能取杆机器人的俯视结构图；

图5是图4中升降装置、旋转扳手装置及横移装置的连接结构图；

图6是图5中升降装置的俯视结构图；

图7是本发明实施例所述的智能取杆机器人的控制系统结构图。

图中：

1、移动装置；2、图像采集装置；3、信号传输装置；4、控制器；5、底架；6、升降电机；7、螺柱；8、升降螺套；9、导向装置；10、限位面；11、旋转电机；12、旋转螺套；13、导引射灯；14、导引线；15、横移直线滑轨；16、横移电机；17、横移驱动螺柱；18、横移驱动螺套；19、热感装置；

20、基础承台；21、顶法兰；22、底法兰；23、锚杆；24、竖向通道；25、平台；26、横向空腔；27、混凝土垫层；28、第一卷扬机；29、换向轮；30、第二卷扬机；31、横向通道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-2所示，一种智能可更换锚栓的风机基础，包括由混凝土搭建的基础承台20，所述基础承台20的上下两侧对称设有顶法兰21与底法兰22，所述基础承台20内设有固定连接顶法兰21与底法兰22的若干锚栓，所述锚栓的上端通过顶螺母固定连接顶法兰21，所述锚栓的底部通过底螺母固定连接底法兰22，锚栓进行锚头后张拉处理，所述基础承台20内设有暴露底部螺母的横向空腔26，所述横向空腔26的高度高于智能取杆机器人的高度，所述基础承台20上设有连通所述横向空腔的智能取杆机器人通道，所述智能取杆机器人通道供智能取杆机器人通过。当锚栓出现断裂、锈蚀或达到疲劳寿命而需要更换时，智能取杆机器人通过智能取杆机器人通道从外部进入到横向空腔26内，智能取杆机器人上的摄像装置(可为半球形摄像机，或者可360°横向旋转的摄像头)采集横向空腔26内的图像，经有线传输或无线传输上传信号给地面控制中心，操作人员根据接收的图像发出操作信号，智能取杆机器人接收控制信号后移动到待更换锚栓的底部，对锚栓的底部螺母进行拆卸与安装，旧锚栓从上部取出并安装新锚栓，安装完毕后智能取杆机器人通过智能取杆机器人通道回到地面上，所述横向空腔26的底部设有混凝土垫层27，使横向空腔26的底部平整，便于智能取杆机器人移动。

如图1所示，所述智能取杆机器人通道为横向通道31或竖向通道24两种，若为前者，所述横向通道31水平设置在基础承台20的底部一侧，横向通道31的外侧设有阻挡外部填土进入的通道门，或者通道内设置插入通道的金属块，使用时只需要抽出即可，横向通道31的通道底面与横向空腔26的底面齐平，二者之间没有高度差，可防止智能取杆机器人从横向通道31过度到横向空腔时由于高度差的存在而放倒，若二者之间存在高度差，则二者的交界处设有倾斜的斜坡，以环节二者的高度差。需要更换锚栓时，将基础承台20外侧的填土挖出，露出横向通道的通道口，打开通道门或抽出横向通道内的支撑物，供智能取杆机器人进入，待智能取杆机器人工作完成后从横向通道退出。

如图2所示，所述智能取杆机器人通道为竖向通道24，所述竖向通道24内设有供智能取杆机器人升降的升降装置。所述升降装置包括安装在竖向通道24的进口四周的第一卷扬机28与换向轮29，所述第一卷扬机28的钢丝绳穿过换向轮竖直向下进入竖向通道24，所述钢丝绳的升降端设有吊装智能取杆机器人的抓钩或者支撑智能取杆机器人的平台25。需要更换锚栓时，将智能取杆机器人放置在平台25上，启动第一卷扬机28，第一卷扬机28的钢丝绳通过换向轮29竖直向下进入到竖向通道24内，带动平台25向下移动，待平台25到达穿过竖向通道到达横向空腔26的底部后，工作人员控制智能取杆机器人移动到待更换螺杆的下方，更换工作完毕后，再控制智能取杆机器人回到平台25，控制第一卷扬机28将平台25拉回地面。

如图3所示，所述平台25上设有连接智能取杆机器人的第二卷扬机30。若智能取杆机器人在工作中出现故障损坏或停止移动，则启动第二卷扬机30，将智能取杆机器人拉回到平台25，便于智能取杆机器人的回收。

如图4-7所示，本发明实施例的一种智能取杆机器人，包括移动装置1，所述移动装置1的顶部设有螺套升降装置、图像采集装置2、信号传输装置3及控制器4，所述移动装置1、螺套升降装置、图像采集装置2、信号传输装置3均电性连接控制器4。移动装置1可为履带底架5、四轮驱动底架5、触手底架5等现有智能取杆机器人的移动装置1。图像采集装置2为设置在智能取杆机器人顶部的半球形摄像头及补光灯，用于采集智能取杆机器人操作时的图像信息。信号传输装置3为有线传输接口或无线传输模块，用于发送有线信号与无线信号。

所述螺套升降装置包括底架5，所述底架5上垂直设有升降电机6，所述升降电机6的升降端设有螺柱7，所述螺柱7的外侧配合连接升降螺套8，所述升降螺套8的顶部设有用于禁锢锚栓底部螺母的拆装螺套，所述升降螺套8的四周设有限制升降螺套8沿升降方向移动的导向装置9，所述升降电机6电性连接控制器4。升降螺套8被导向装置9限制其旋转，只能沿导向装置9上下移动，使螺柱7与升降螺套8螺纹配合，本结构通过升降电机6旋转，带动升降螺套8与螺柱7之间的丝杠效应，控制升降螺套8的升降移动，升降螺套8上升，将拆线螺套套装在锚栓底螺母上，拆装螺套的顶部设有螺母嵌槽，该螺母嵌槽适用于现有螺母的全部外部形状，通过旋转锚栓，实现锚栓与底部螺母分离。

所述导向装置9为贯穿升降螺套8的牵引柱或套装在升降螺套8外侧的牵引套，其中如图3所示，牵引套与升降螺套8之间设有防止升降螺套8轴向旋转的限位面10，升降螺套8与牵引柱或牵引套之间设有润滑油层，起润滑作用，其中升降螺套8的外部截面形状可为多边形，或者外表面设有波纹等现有技术中用于限制轴向旋转的结构，该结构的接触面均为限位面10，牵引套内设有与限位面10相对应的接触面，使牵引套与升降螺套8完美契合，以限制升降螺套8随着螺柱7的旋转而轴向旋转。

所述升降螺套8与拆装螺套之间设有旋转电机11，所述拆装螺套安装在旋转电机11的输出端，所述旋转电机11电连接控制器4。待拆装螺套套装在锚栓底螺母上后，控制器4控制旋转电机11启动，拆装螺套随旋转电机11旋转，待底螺母卸下后升降螺套8下移，若安装底部螺母，则反之，实现自动拆装螺母。

所述拆装螺套内设有导引射灯13，所述导引射灯13的照射方向与升降方向同向，所述导引射灯13电性连接控制装置。本实施例中所述导引射灯13的照射方向竖直向上，所述导引射灯13照射出的十字光线垂直向上照射到横向空腔26的顶部，若锚栓底螺母位于十字光线的四条射线内，则说明旋转螺套12对准了锚栓底螺母，可进行拆装工艺；若底螺母位于其中任意两条或一条射线内，则说明旋转螺套12未对准锚栓底螺母，此时上升旋转锚栓，拆装螺套不会套在锚栓底螺母上，会出现拆装螺套抵住锚栓而损坏升降装置的情况，此时需要控制移动装置1调整拆装螺套的位置，向未照射到底螺母上另外两条或三条光线的方向移动，待十字光线的四条射线均覆盖在底螺母上，进行后续工作，十字光线的导引线14最少为3条，且均匀分布。

所述螺套升降装置的底部设有横移直线滑轨15，所述横移直线滑轨15的一端设有横移电机16，所述横移电机16的输出端设有横移驱动螺柱17，所述横移驱动螺柱17上配合连接横移驱动螺套18，所述横移驱动螺套18固定连接底架5或升降装置，所述横移电机16电性连接控制装置。由于现有的机器人中如履带机器人、四轮机器人等均只能前后移动，若增加横向移动功能，会大幅度增加机器人的制作成本，因此设置横移电机16控制升降装置横向移动，实现横向微调。

所述移动装置1上设有热感探测器19，所述热感探测器19电性连接控制装置。对待更换的锚栓加热，智能取杆机器人通过热感探测器19自动寻找该锚栓，在通过人工操作进行位置微调，提高整个系统的自动化，降低操作人员的难度。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种智能可更换锚栓的风机基础，包括由混凝土搭建的基础承台，所述基础承台的上下两侧对称设有顶法兰与底法兰，所述基础承台内设有固定连接顶法兰与底法兰的若干锚杆，所述锚杆进行锚头后张拉处理，其特征在于：所述基础承台的底部设有暴露底部螺母的横向空腔，所述横向空腔的高度高于智能取杆机器人的高度，所述基础承台上设有连通所述横向空腔的智能取杆机器人通道，所述智能取杆机器人通道供智能取杆机器人通过。

2.根据权利要求1所述的智能可更换锚栓的风机基础，其特征在于：所述智能取杆机器人通道为横向通道或竖向通道，所述横向通道水平设置在基础承台的底部一侧，所述竖向通道内设有供智能取杆机器人升降的升降装置。

3.根据权利要求2所述的智能可更换锚栓的风机基础，其特征在于：所述升降装置包括安装在竖向通道的进口四周的第一卷扬机与换向轮，所述第一卷扬机的钢丝绳穿过换向轮竖直向下进入竖向通道，所述钢丝绳的升降端设有吊装智能取杆机器人的抓钩或者支撑智能取杆机器人的平台。

4.根据权利要求2所述的智能可更换锚栓的风机基础，其特征在于：所述平台上设有连接移动智能取杆机器人的第二卷扬机。

5.一种用于权利要求1所述智能可更换锚栓的风机基础的智能取杆机器人，其特征在于：包括移动装置，所述移动装置的顶部设有螺套升降装置、图像采集装置、信号传输装置及控制器，所述移动装置、螺套升降装置、图像采集装置、信号传输装置均电性连接控制器。

6.根据权利要求5所述的智能取杆机器人，其特征在于：所述螺套升降装置包括底架，所述底架上垂直设有升降电机，所述升降电机的升降端设有螺柱，所述螺柱的外侧配合连接升降螺套，所述升降螺套的顶部设有用于禁锢螺母的拆装螺套，所述升降螺套的四周设有限制升降螺套沿升降方向移动的导向装置，所述升降电机电性连接控制器。

7.根据权利要求6所述的智能取杆机器人，其特征在于：所述导向装置为贯穿升降螺套的牵引柱或套装在升降螺套外侧的牵引套，其中牵引套与升降螺套之间设有防止升降螺套轴向旋转的限位面。

8.根据权利要求6所述的智能取杆机器人，其特征在于：所述升降螺套与拆装螺套之间设有旋转电机，所述拆装螺套安装在旋转电机的输出端，所述旋转电机电连接控制器。

9.根据权利要求6所述的智能取杆机器人，其特征在于：所述拆装螺套内设有导引射灯，所述导引射灯的照射方向与螺母凹腔的朝向方向同向，所述导引射灯电性连接控制装置。

10.根据权利要求6所述的智能取杆机器人，其特征在于：所述螺套升降装置的底部设有横移直线滑轨，所述横移直线滑轨的一端设有横移电机，所述横移电机的输出端设有横移驱动螺柱，所述横移驱动螺柱上配合连接横移驱动螺套，所述横移驱动螺套固定连接底架或升降装置，所述横移电机电性连接控制装置。

11.根据权利要求5所述的智能取杆机器人，其特征在于：所述移动装置上设有热感探测器，所述热感探测器电性连接控制装置。