CN108747938A - 用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手 - Google Patents
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Abstract
用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，属于风力发电机组检修领域，解决了现有风力发电塔连接螺栓的人工检修方式存在检修效率低，无法对连接螺栓的松动程度进行准确判断和自动记录以及易出现检修不全面的问题。液压扳手：射频标签读写单元读取待检修螺栓的序号、尺寸和力矩值。主控单元根据螺栓尺寸确定套筒序号，根据螺栓力矩值调节液压扳手专用泵工作压力，语音单元播报套筒序号。角度传感单元测量棘轮旋转角度。主控单元在重复接收同一螺栓序号时经语音单元提示重复检修，螺栓检修结束时，判断其转存至储存单元的螺栓序号与储存单元预存螺栓序号是否匹配，判断结果为是即通过语音单元提示检修完成，否则通过语音单元提示漏检并播放漏检螺栓序号。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压扳手,属于风力发电机组检修领域。
背景技术
风力发电塔，也叫风电塔筒，是风力发电的塔杆，其在风力发电机组中主要起支撑和吸震的作用。现有的风力发电塔均为分体式结构，风力发电塔的各节通过高强螺栓相连接。因此，风力发电塔连接螺栓的紧固程度直接关系到风力发电机组的安全生产，定期对风力发电塔连接螺栓进行检修是十分有必要的。
目前，风力发电塔连接螺栓的检修工作通常由检修工人手持液压扳手来完成。然而，这种风力发电塔连接螺栓的人工检修方式主要存在以下问题：
一、需要采用液压扳手进行紧固的连接螺栓的尺寸不止一种。因此，在对新一塔节的连接螺栓进行紧固之前，往往需要更换液压扳手的套筒。然而，在螺栓检修过程中，检修工人容易忘记确认现使用套筒是否与待检修螺栓相匹配，只有当连接螺栓紧固失败时，才会发现套筒的型号错误。这无疑会降低螺栓检修的效率。
二、不同尺寸的连接螺栓的力矩值也不同。在对新一尺寸的连接螺栓进行紧固之前，需要根据该连接螺栓的力矩值确定液压扳手专用泵的理论工作压力，并将液压扳手专用泵的实际工作压力值调节到理论工作压力值。然而，现有液压扳手专用泵的工作压力均为手动调节，这种手动调节的方式步骤繁多，耗时较长，进而导致螺栓检修效率较低。
三、在螺栓检修过程中，容易出现重复检修或漏检的情况，进而导致螺栓检修效率低或螺栓检修不全面。
四、这种风力发电塔连接螺栓的人工检修方式无法对连接螺栓的松动程度进行准确判断和自动记录。
发明内容
本发明为解决现有风力发电塔连接螺栓的人工检修方式存在检修效率低，无法对连接螺栓的松动程度进行准确判断和自动记录以及易出现检修不全面的问题，提出了一种用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手。
本发明所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手包括液压扳手本体、液压扳手专用泵、高压油管和套筒组套，套筒组套包括多个不同尺寸的套筒，每个套筒均对应有预定序号，在每个套筒上均设置有其序号的物理标识；
所述液压扳手还包括射频标签读写单元、液压传感单元、角度传感单元、主控单元、语音单元和储存单元；
在风力发电塔的每个待检修螺栓的空置区内均设置有射频标签和该螺栓的序号的物理标识；
射频标签读写单元设置在液压扳手本体上，用于在检修每个螺栓之前，读取该螺栓的射频标签内存储的螺栓序号、螺栓尺寸和螺栓力矩值，并将读取到的螺栓序号、螺栓尺寸和螺栓力矩值发送至主控单元；
主控单元用于根据接收到的螺栓尺寸确定套筒序号，并通过语音单元播报套筒序号，根据接收到的螺栓力矩值计算液压扳手专用泵的理论工作压力值，并将液压扳手专用泵的实际工作压力值调整为理论工作压力值；
主控单元与液压传感单元构成液压扳手专用泵的工作压力闭环控制系统；
角度传感单元用于在采用所述液压扳手检修每个螺栓的过程中，实时测量液压扳手本体内棘轮的旋转角度，并将测量到的棘轮旋转角度值发送至主控单元；
储存单元内预存有全部待检修螺栓的序号；
主控单元还用于将其接收到的螺栓序号和该螺栓序号对应的棘轮旋转角度值转存至储存单元，用于在其重复接收到同一螺栓序号时向语音单元发送重复检修提示信号，用于在螺栓检修结束时，判断其转存至储存单元的螺栓序号与储存单元内预存的螺栓序号是否一一匹配，当判断结果为是时，向语音单元发送检修完成提示信号，否则，向语音单元发送漏检提示信号和漏检螺栓序号；
语音单元用于根据接收到的重复检修提示信号播放重复检修提示音，根据接收到的检修完成提示信号播放检修完成提示音，根据漏检提示信号和漏检螺栓序号播放漏检提示音，播报漏检螺栓序号。
作为优选的是，液压传感单元采用扩散硅压阻式液压传感器实现，角度传感单元采用霍尔式角度传感器实现。
作为优选的是，在主控单元上设置有数据接口。
作为优选的是，所述液压扳手还包括数据封装单元和第一无线通信单元；
在判断结果为是时，主控单元还用于向数据封装单元发送数据封装信号；
数据封装单元用于根据接收到的数据封装信号对转存至储存单元的螺栓序号和棘轮旋转角度值进行封装，得到数据包；
主控单元还用于通过第一无线通信单元将数据包发送至后台数据处理系统。
作为优选的是，后台数据处理系统包括第二无线通信单元、数据包拆解单元和螺栓松动级别报表生成单元；
第二无线通信单元用于接收第一无线通信单元发来的数据包，并将数据包发送至数据包拆解单元；
数据包拆解单元用于对接收到的数据包进行拆解，并将拆解得到的螺栓序号和棘轮旋转角度值发送至螺栓松动级别报表生成单元；
螺栓松动等级报表生成单元用于根据预存的棘轮旋转角度值与螺栓松动等级对照表，确定其接收到的棘轮旋转角度值对应的螺栓松动等级，用于根据预存的螺栓序号与螺栓所属部位对照表，确定其接收到的螺栓序号对应螺栓的所属部位，进而生成螺栓松动等级报表；
螺栓松动等级报表包含有全部螺栓序号以及每个螺栓序号对应螺栓的松动等级和所属部位。
作为优选的是，后台数据处理系统还包括风力发电塔健康状态恶化趋势曲线生成单元；
风力发电塔健康状态恶化趋势生成单元用于根据历史螺栓松动等级报表和每份螺栓松动等级报表的生成时间，获得每个螺栓的松动等级随风力发电塔运行时间的变化曲线，并将全部螺栓的松动等级随风力发电塔运行时间的变化曲线拟合为风力发电塔健康状态随风力发电塔运行时间的变化曲线，即风力发电塔健康状态恶化趋势曲线。
作为优选的是，后台数据处理系统还包括风力发电塔健康状态评估单元；
风力发电塔健康状态评估单元用于根据风力发电塔健康状态恶化趋势曲线以及输入的距上一次风力发电塔螺栓检修的时间，给出风力发电塔的实时健康状态。
作为优选的是，后台数据处理系统还包括螺栓检修计划规划单元；
螺栓检修计划规划单元用于根据风力发电塔健康状态恶化趋势曲线，规划风力发电塔的螺栓最小抽检周期，并给出每次螺栓抽检中待抽检螺栓的序号；
在每次螺栓抽检之前，更新储存单元内预存的待检修螺栓序号。
作为优选的是，后台数据处理系统还包括风力发电塔健康状态恶化趋势曲线修正单元；
风力发电塔健康状态恶化趋势曲线修正单元用于根据每次螺栓抽检后螺栓松动等级报表生成单元发来的螺栓松动等级报表以及距上份螺栓松动等级报表的时间，修正风力发电塔健康状态恶化趋势曲线。
作为优选的是，第一无线通信单元和第二无线通信单元均采用GPRS+WiFi无线模块实现。
本发明所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，射频标签读写单元读取待检修螺栓的射频标签内存储的螺栓序号、螺栓尺寸和螺栓力矩值。主控单元根据射频标签读写单元读取到的螺栓尺寸确定与待检修螺栓相匹配的套筒，并通过语音单元播报匹配套筒的序号，提示检修工人使用合适的套筒，进而提高了螺栓检修的效率。
本发明所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，主控单元根据射频标签读写单元读取到的螺栓力矩值计算液压扳手专用泵的理论工作压力值，并将液压扳手专用泵的实际工作压力值调整为理论工作压力值，进而提高了螺栓检修的效率。除此之外，主控单元与液压传感单元构成了液压扳手专用泵的工作压力闭环控制系统，能够保证液压扳手专用泵工作压力调节的准确性。
本发明所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，角度传感单元在螺栓检修的过程中，实时测量液压扳手本体内棘轮的旋转角度。主控单元将射频标签读写单元读取到的螺栓序号和角度传感单元测量到的棘轮旋转角度值转存至储存单元，螺栓序号与棘轮旋转角度值一一对应，棘轮旋转角度值反映螺栓的松动程度。因此，本发明所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手能够对连接螺栓的松动程度进行准确判断和自动记录。
本发明所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，当主控单元重复接收到同一螺栓序号时，主控单元通过语音单元提示检修工人重复检测。当螺栓检修结束时，主控单元判断其转存至储存单元的螺栓序号与储存单元内预存的螺栓序号是否一一匹配，当判断结果为是时，主控单元通过语音单元提示检修工人检修完成。当判断结果为否时，主控单元通过语音单元提示检修工人存在螺栓漏检，并播报漏检螺栓的序号。因此，本发明所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手能够解决现有风力发电塔连接螺栓的人工检修方式存在检修效率低和易出现检修不全面的问题。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手进行更详细的描述，其中：
图1为实施例所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手的原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手作进一步说明。
实施例：下面结合图1详细地说明本实施例。
本实施例所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手包括液压扳手本体、液压扳手专用泵、高压油管和套筒组套，套筒组套包括多个不同尺寸的套筒，每个套筒均对应有预定序号，在每个套筒上均设置有其序号的物理标识；
所述液压扳手还包括射频标签读写单元、液压传感单元、角度传感单元、主控单元、语音单元和储存单元；
在风力发电塔的每个待检修螺栓的空置区内均设置有射频标签和该螺栓的序号的物理标识；
射频标签读写单元设置在液压扳手本体上，用于在检修每个螺栓之前，读取该螺栓的射频标签内存储的螺栓序号、螺栓尺寸和螺栓力矩值，并将读取到的螺栓序号、螺栓尺寸和螺栓力矩值发送至主控单元；
主控单元用于根据接收到的螺栓尺寸确定套筒序号，并通过语音单元播报套筒序号，根据接收到的螺栓力矩值计算液压扳手专用泵的理论工作压力值，并将液压扳手专用泵的实际工作压力值调整为理论工作压力值；
主控单元与液压传感单元构成液压扳手专用泵的工作压力闭环控制系统；
角度传感单元用于在采用所述液压扳手检修每个螺栓的过程中，实时测量液压扳手本体内棘轮的旋转角度，并将测量到的棘轮旋转角度值发送至主控单元；
储存单元内预存有全部待检修螺栓的序号；
主控单元还用于将其接收到的螺栓序号和该螺栓序号对应的棘轮旋转角度值转存至储存单元，用于在其重复接收到同一螺栓序号时向语音单元发送重复检修提示信号，用于在螺栓检修结束时，判断其转存至储存单元的螺栓序号与储存单元内预存的螺栓序号是否一一匹配，当判断结果为是时，向语音单元发送检修完成提示信号，否则，向语音单元发送漏检提示信号和漏检螺栓序号；
语音单元用于根据接收到的重复检修提示信号播放重复检修提示音，根据接收到的检修完成提示信号播放检修完成提示音，根据漏检提示信号和漏检螺栓序号播放漏检提示音，播报漏检螺栓序号。
本实施例所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手还配备有检修工人手持卡，手持卡上记载有全部待检修螺栓的序号以及每个螺栓序号对应螺栓的所在位置。
当发生螺栓漏检时，检修工人根据手持卡确定漏检螺栓的所在位置，当检修工人到达漏检螺栓时，根据螺栓空置区内的螺栓序号物理标识确定漏检螺栓。
在实施例中，液压传感单元采用扩散硅压阻式液压传感器实现，角度传感单元采用霍尔式角度传感器实现。
本实施例的主控单元上设置有数据接口。
本实施例所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手还包括数据封装单元和第一无线通信单元；
在判断结果为是时，主控单元还用于向数据封装单元发送数据封装信号；
数据封装单元用于根据接收到的数据封装信号对转存至储存单元的螺栓序号和棘轮旋转角度值进行封装，得到数据包；
主控单元还用于通过第一无线通信单元将数据包发送至后台数据处理系统。
本实施例的后台数据处理系统包括第二无线通信单元、数据包拆解单元和螺栓松动级别报表生成单元；
第二无线通信单元用于接收第一无线通信单元发来的数据包，并将数据包发送至数据包拆解单元；
数据包拆解单元用于对接收到的数据包进行拆解，并将拆解得到的螺栓序号和棘轮旋转角度值发送至螺栓松动级别报表生成单元；
螺栓松动等级报表生成单元用于根据预存的棘轮旋转角度值与螺栓松动等级对照表，确定其接收到的棘轮旋转角度值对应的螺栓松动等级，用于根据预存的螺栓序号与螺栓所属部位对照表，确定其接收到的螺栓序号对应螺栓的所属部位，进而生成螺栓松动等级报表；
螺栓松动等级报表包含有全部螺栓序号以及每个螺栓序号对应螺栓的松动等级和所属部位。
本实施例的后台数据处理系统还包括风力发电塔健康状态恶化趋势曲线生成单元；
风力发电塔健康状态恶化趋势生成单元用于根据历史螺栓松动等级报表和每份螺栓松动等级报表的生成时间，获得每个螺栓的松动等级随风力发电塔运行时间的变化曲线，并将全部螺栓的松动等级随风力发电塔运行时间的变化曲线拟合为风力发电塔健康状态随风力发电塔运行时间的变化曲线，即风力发电塔健康状态恶化趋势曲线。
本实施例的后台数据处理系统还包括风力发电塔健康状态评估单元；
风力发电塔健康状态评估单元用于根据风力发电塔健康状态恶化趋势曲线以及输入的距上一次风力发电塔螺栓检修的时间，给出风力发电塔的实时健康状态。
本实施例的后台数据处理系统还包括螺栓检修计划规划单元；
螺栓检修计划规划单元用于根据风力发电塔健康状态恶化趋势曲线，规划风力发电塔的螺栓最小抽检周期，并给出每次螺栓抽检中待抽检螺栓的序号；
在每次螺栓抽检之前，更新储存单元内预存的待检修螺栓序号。
本实施例的后台数据处理系统还包括风力发电塔健康状态恶化趋势曲线修正单元；
风力发电塔健康状态恶化趋势曲线修正单元用于根据每次螺栓抽检后螺栓松动等级报表生成单元发来的螺栓松动等级报表以及距上份螺栓松动等级报表的时间，修正风力发电塔健康状态恶化趋势曲线。
本实施例的第一无线通信单元和第二无线通信单元均采用GPRS+WiFi无线模块实现。
虽然在本文中参照了特定的实施方法来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方法来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。
Claims (10)
1.用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，所述液压扳手包括液压扳手本体、液压扳手专用泵、高压油管和套筒组套，套筒组套包括多个不同尺寸的套筒，每个套筒均对应有预定序号，在每个套筒上均设置有其序号的物理标识；
其特征在于，所述液压扳手还包括射频标签读写单元、液压传感单元、角度传感单元、主控单元、语音单元和储存单元；
在风力发电塔的每个待检修螺栓的空置区内均设置有射频标签和该螺栓的序号的物理标识；
射频标签读写单元设置在液压扳手本体上，用于在检修每个螺栓之前，读取该螺栓的射频标签内存储的螺栓序号、螺栓尺寸和螺栓力矩值，并将读取到的螺栓序号、螺栓尺寸和螺栓力矩值发送至主控单元；
主控单元用于根据接收到的螺栓尺寸确定套筒序号，并通过语音单元播报套筒序号，根据接收到的螺栓力矩值计算液压扳手专用泵的理论工作压力值，并将液压扳手专用泵的实际工作压力值调整为理论工作压力值；
主控单元与液压传感单元构成液压扳手专用泵的工作压力闭环控制系统；
角度传感单元用于在采用所述液压扳手检修每个螺栓的过程中，实时测量液压扳手本体内棘轮的旋转角度，并将测量到的棘轮旋转角度值发送至主控单元；
储存单元内预存有全部待检修螺栓的序号；
主控单元还用于将其接收到的螺栓序号和该螺栓序号对应的棘轮旋转角度值转存至储存单元，用于在其重复接收到同一螺栓序号时向语音单元发送重复检修提示信号，用于在螺栓检修结束时，判断其转存至储存单元的螺栓序号与储存单元内预存的螺栓序号是否一一匹配，当判断结果为是时，向语音单元发送检修完成提示信号，否则，向语音单元发送漏检提示信号和漏检螺栓序号；
语音单元用于根据接收到的重复检修提示信号播放重复检修提示音，根据接收到的检修完成提示信号播放检修完成提示音，根据漏检提示信号和漏检螺栓序号播放漏检提示音，播报漏检螺栓序号。
2.如权利要求1所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，其特征在于，液压传感单元采用扩散硅压阻式液压传感器实现，角度传感单元采用霍尔式角度传感器实现。
3.如权利要求2所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，其特征在于，在主控单元上设置有数据接口。
4.如权利要求3所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，其特征在于，所述液压扳手还包括数据封装单元和第一无线通信单元；
在判断结果为是时，主控单元还用于向数据封装单元发送数据封装信号；
数据封装单元用于根据接收到的数据封装信号对转存至储存单元的螺栓序号和棘轮旋转角度值进行封装，得到数据包；
主控单元还用于通过第一无线通信单元将数据包发送至后台数据处理系统。
5.如权利要求4所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，其特征在于，后台数据处理系统包括第二无线通信单元、数据包拆解单元和螺栓松动级别报表生成单元；
第二无线通信单元用于接收第一无线通信单元发来的数据包，并将数据包发送至数据包拆解单元；
数据包拆解单元用于对接收到的数据包进行拆解，并将拆解得到的螺栓序号和棘轮旋转角度值发送至螺栓松动级别报表生成单元；
螺栓松动等级报表生成单元用于根据预存的棘轮旋转角度值与螺栓松动等级对照表，确定其接收到的棘轮旋转角度值对应的螺栓松动等级，用于根据预存的螺栓序号与螺栓所属部位对照表，确定其接收到的螺栓序号对应螺栓的所属部位，进而生成螺栓松动等级报表；
螺栓松动等级报表包含有全部螺栓序号以及每个螺栓序号对应螺栓的松动等级和所属部位。
6.如权利要求5所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，其特征在于，后台数据处理系统还包括风力发电塔健康状态恶化趋势曲线生成单元；
风力发电塔健康状态恶化趋势生成单元用于根据历史螺栓松动等级报表和每份螺栓松动等级报表的生成时间，获得每个螺栓的松动等级随风力发电塔运行时间的变化曲线，并将全部螺栓的松动等级随风力发电塔运行时间的变化曲线拟合为风力发电塔健康状态随风力发电塔运行时间的变化曲线，即风力发电塔健康状态恶化趋势曲线。
7.如权利要求6所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，其特征在于，后台数据处理系统还包括风力发电塔健康状态评估单元；
风力发电塔健康状态评估单元用于根据风力发电塔健康状态恶化趋势曲线以及输入的距上一次风力发电塔螺栓检修的时间，给出风力发电塔的实时健康状态。
8.如权利要求7所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，其特征在于，后台数据处理系统还包括螺栓检修计划规划单元；
螺栓检修计划规划单元用于根据风力发电塔健康状态恶化趋势曲线，规划风力发电塔的螺栓最小抽检周期，并给出每次螺栓抽检中待抽检螺栓的序号；
在每次螺栓抽检之前，更新储存单元内预存的待检修螺栓序号。
9.如权利要求8所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，其特征在于，后台数据处理系统还包括风力发电塔健康状态恶化趋势曲线修正单元；
风力发电塔健康状态恶化趋势曲线修正单元用于根据每次螺栓抽检后螺栓松动等级报表生成单元发来的螺栓松动等级报表以及距上份螺栓松动等级报表的时间，修正风力发电塔健康状态恶化趋势曲线。
10.如权利要求9所述的用于风力发电塔螺栓检修的液压扳手，其特征在于，第一无线通信单元和第二无线通信单元均采用GPRS+WiFi无线模块实现。
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