CN110382803B - 风力涡轮机塔架附接 - Google Patents

Abstract

装置、系统和方法涉及至少部分地基于力分布而将辅助部件安装到塔架，其中，法向力大于由辅助部件施加在塔架的壳体上的剪切力，使得辅助部件可相对于塔架保持就位，而不穿透塔架的壳体。因此，与要求穿透塔架的壳体的安装技术相比，沿着塔架的壳体的此力分布可有助于将辅助部件安装到塔架，而对于塔架的成本和/或结构要求几乎没有影响。进一步地或相反地，与其它安装技术相比，至少部分地基于此力分布而安装辅助部件可减少或消除对于专业工具的需要，因此有助于辅助部件的现场安装。

Description

风力涡轮机塔架附接

相关申请的交叉引用

本申请要求对于2017年1月10日提交的美国临时专利申请第62/444,458号的优先权，所述申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

风力涡轮机塔架将风力涡轮机提升到适当的高度。风力涡轮机塔架还提供对于风力涡轮机的维护通道，并且支撑用于维护和操作风力涡轮机的辅助部件。某些辅助部件被放置在塔架内，这可用于保护辅助部件和辅助部件的使用者免受天气的不利影响。这些内部放置的部件的示例（通常被称为“内部部件”）包括梯子、平台、电缆、电缆引导器以及将这些部件连接到塔架的硬件。诸如灯、天线和测量装置的其它辅助部件外部附接到塔架。

无论是内部或外部附接到塔架，辅助部件通常经由焊接到塔架的固定件（例如，支架、凸台和支柱）而附接到塔架。然而，焊接到塔架结构可产生具有所允许的低疲劳应力（低疲劳细节类别）的区域，这可要求塔架具有更厚的壁。即，对于相同的载荷，如果材料中允许的应力减小，则必须增加材料厚度，使得载荷力可作用在更大的区域上。因此，通过要求更厚的材料，经由焊接到塔架的固定件而将辅助部件附接到塔架增加了对于塔架的重量和成本两者。因此，对于用于将辅助部件附接到塔架的改进技术仍保留有需要。

发明内容

装置、系统和方法涉及至少部分地基于力分布而将辅助部件安装到塔架，其中，法向力大于由辅助部件施加在塔架的壳体上的剪切力，使得辅助部件可相对于塔架保持就位，而不损害塔架的壳体。因此，与要求穿透塔架的壳体的安装技术相比，沿着塔架的壳体的此力分布可有助于将辅助部件安装到塔架，而对于塔架的成本和/或结构要求几乎没有影响。进一步地或相反地，与其它安装技术相比，至少部分地基于此力分布而安装辅助部件可减少或消除对于专业工具的需要，因此有助于辅助部件的现场安装。

根据一个方面，塔架可包括：包括壳体的部段，所述壳体具有限定容积的内表面；以及辅助部件，至少部分地被设置在容积中，辅助部件可包括第一联接器和第二联接器，并且第一联接器和第二联接器将辅助部件附接到所述部段。由辅助部件经由第一联接器施加在所述部段上的第一力可基本上垂直于由辅助部件经由第二联接器施加在壳体的内表面上的第二力的法向分量，并且在第二联接器处，辅助部件可优选地在垂直于第二力的法向分量的方向上是柔性的。

在某些实施方式中，第二力的法向分量可大于由辅助部件施加在壳体的内表面上的第二力的剪切分量。

在一些实施方式中，第一联接器和第二联接器可共同限制辅助部件相对于壳体的内表面在三个维度上的移动。

在某些实施方式中，壳体可为管，由辅助部件经由第一联接器施加在所述部段上的第一力可被引导成基本上平行于壳体的内表面。例如，管可为圆柱形管。附加地或可选地，管可沿着由管限定的中心轴线渐缩。

在一些实施方式中，所述部段还可包括联接到壳体的凸缘。凸缘可支撑由辅助部件施加在所述部段上的第一力，并且凸缘可附接到一个或多个附加部件，以形成塔架。进一步地或相反地，第一联接器可附接到所述部段的凸缘。

在某些实施方式中，第二联接器可附接到壳体的内表面。附加地或可选地，在第二联接器附接到壳体的内表面的情况下，壳体的内表面可不由第二联接器穿透。作为示例，第二联接器可包括与壳体的内表面接触的粘合剂。作为进一步的或可选的示例，壳体的内表面的至少一个部分可由铁磁材料形成，并且第二联接器可包括与铁磁材料接触的磁铁（例如，永磁体）。

在一些实施方式中，在第一联接器处，辅助部件可优选地在垂直于由辅助部件经由第一联接器施加在所述部段上的第一力的方向上是柔性的。

在某些实施方式中，辅助部件还可包括主体和连杆臂。连杆臂可具有第一端部部分以及与第一端部部分相对的第二端部部分。例如，连杆臂的第一端部部分可机械联接到主体。附加地或可选地，连杆臂的第二端部部分可机械地联接到第二联接器。在某些实施方式中，第一端部部分可包括第一转动接合件，并且第二端部部分可包括第二转动接合件。进一步地或相反地，第一联接器可包括第三转动接合件，并且第一转动接合件、第二转动接合件和第三转动接合件可相对于彼此定向，使得每个相应转动接合件的相应旋转轴线平行于其它转动接合件中的每个的相应旋转轴线。更进一步地或相反地，第一联接器和第二联接器可在远离壳体的内表面的固定距离处共同支撑主体，其中，主体基本上平行于壳体的内表面。

在一些实施方式中，辅助部件可为包括多个横档的梯子，并且由多个横档中的每个横档限定的纵向轴线在垂直于第一力和第二力的法向分量中的每个的方向上延伸。

在某些实施方式中，辅助部件可包括限定纵向轴线的电缆，所述纵向轴线基本上平行于由辅助部件施加在壳体上的第一力。

在一些实施方式中，第一力和第二力的法向分量中的至少一个可为由辅助部件施加在壳体上的拉力。

根据另一方面，组装塔架的方法可包括：将辅助部件的第一联接器紧固到塔架的部段，塔架的部段包括具有内表面的壳体，所述内表面基本上平行于由紧固到塔架的部段的辅助部件施加的第一力；以及将辅助部件的第二联接器附接到壳体的内表面，而不穿透壳体的内表面，其中，第二联接器在以下定向上附接到壳体的内表面，在所述定向上，由辅助部件经由第二联接器在基本上垂直于第一力的方向上在壳体上施加第二力的法向分量，并且在所述定向上，第二联接器优选地在垂直于第二力的法向分量的方向上是柔性的。

在某些实施方式中，塔架的部段可包括联接到壳体的凸缘，并且将辅助部件的第一联接器紧固到塔架的部段可包括将第一联接器紧固到凸缘。

在一些实施方式中，将辅助部件的第二联接器附接到壳体的内表面可包括在以下定向上附接第二联接器，在所述定向上，第二力的法向分量大于由辅助部件经由第二联接器施加在壳体上的第二力的剪切分量。

在某些实施方式中，将辅助部件的第二联接器附接到壳体的内表面可包括将第二联接器的粘合剂部分放置为与壳体的内表面接触。

其它方面、特征和优点将从说明书和附图中以及从权利要求中变得显而易见。

附图说明

图1A是风力涡轮机组件的示意图。

图1B是图1A的风力涡轮机组件的塔架的透视分解示意图。

图2是沿着图1B中的线A-A截取的风力涡轮机组件的塔架的部段的截面示意图，并且显示了联接到塔架的部段的辅助部件。

图3A是图2的辅助部件在未安装状态下的前视图的示意图。

图3B是图2的辅助部件在未安装状态下的侧视图的示意图。

图4是图2的辅助部件的第二联接器的透视图。

图5是组装塔架的示例性方法的流程图。

图6是辅助部件的第二联接器的透视图，第二联接器包括柔性部段。

在各个附图中，相同的附图标记指示相同的元件。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述实施例。然而，前述内容可以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文阐述的所示出的实施例。

本文提到的所有文献通过引用其全部内容而并入本文。除非另有明确说明或从上下文中清楚，否则对于单数项的参考应被理解为包括复数项，并且反之亦然。除非另有说明或从上下文中清楚，否则语法连接词旨在表达联合从句、语句、单词和类似的任何和所有反意连接和连接组合。因此，术语“或”总体上应被理解为意味着“和/或”，并且类似地，术语“和”总体上应被理解为意味着“和/或”。

除非本文另有指示，否则本文中对于值的范围的详述不旨在限制，而是单独地指代落入所述范围内的任何和所有值，并且此类范围内的每个单独值并入到说明书中，如同其在本文被单独详述。当附有数值时，词语“大约”、“近似”、“基本上”或类似应被解释为包括如本领域普通技术人员将理解的任何偏差，以为了预期目的而满意地操作。值和/或数值的范围在本文仅作为示例提供，并且不构成对于所描述的实施例的范围的限制。使用本文提供的任何和所有示例或示例性语言（“例如”、“诸如”或类似）仅旨在更好地阐明实施例，并且不对于实施例或权利要求的范围提出限制。说明书中的语句不应被解释为指示任何未要求保护的元件对于实践所公开的实施例是必不可少的。

在以下描述中，应理解的是，除非具体说明，否则诸如“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“上方”和“下方”和类似的术语是方便性词语，并且不应被解释为限制性术语。

本公开的装置、系统和方法相对于风塔的辅助部件而被描述。然而，这是通过示例的方式，并且不应被理解为以任何方式限制本公开。因此，例如，本公开的装置、系统和方法可进一步地或相反地与受益于安装辅助部件的各种有用结构中的任何一个结合使用，而对于结构的结构性能几乎没有影响。此类其它有用结构的示例包括但不限于桩、用于土木工程师的其它结构件（例如，柱）、管道、螺旋管道和类似物。

参考图1A、1B和2，风力涡轮机组件10可包括由塔架14支撑的风力涡轮机12。塔架14可包括一个或多个部段，包括部段16，其中，一个或多个部段的数量根据特定应用的需要或期望而被选择。在以下的描述中，相对于部段16而描述塔架14的一个或多个部段。然而，除非另有指定或从上下文中清楚，否则应理解的是，塔架14的任何一个或多个部段可包括部段16的特征。

部段16可包括壳体17和联接（例如，焊接）到壳体17的凸缘18。壳体17可具有管状形状，并且凸缘18可相对于壳体17在径向方向上（例如，径向向内）延伸。凸缘18可附接到一个或多个附加部件，使得部段16可经由凸缘18联接到另一部段或到风力涡轮机12（或其它类似支撑的机械），以形成塔架14，并且最终形成风力涡轮机组件10。总体上，部段16的壳体17的管状形状是保护免受天气影响的管道，并且因此，塔架14的一个或多个部段可共同形成连续管道，用于维护和操作风力涡轮机组件10。例如，如下文更详细地描述的，壳体17可支撑一个或多个辅助部件，诸如，辅助部件20，所述辅助部件可用作维护和/或操作风力涡轮机的一部分。如下文更详细地描述的，辅助部件20可由部段16利用力分布支撑，所述力分布减少或消除了结构性地（例如，通过焊接或其它类似技术）损害壳体17的需要，用于安装辅助部件20的目的。此类减少或消除损害壳体17的需要转而减少或消除了使用更厚材料以抵消壳体17的结构损害的需要。因此，与使用可损害壳体17的焊接或其它类似技术而安装辅助部件相比，根据本文描述的任何一种或多种方法安装辅助部件20可降低塔架14的材料成本和重量。

现在参考图2、3A、3B和4，部段16的壳体17可具有内表面21以及与内表面21基本上相对的外表面22。总体上，壳体17可由基底材料（例如，钢）的一个或多个平面片形成（例如，螺旋形成），使得内表面21和外表面22沿着壳体17基本上平行于彼此。更具体地，在风力涡轮机组件10的安装状态下，可保护内表面21免受塔架14外的环境影响，而外表面22可暴露于塔架14外的环境。

内表面21可限定容积23的至少一部分。例如，内表面21可限定容积23的周界。继续此示例，在某些实施方式中，壳体17可为管，使得容积23在风力涡轮机组件10的安装状态下沿着壳体17的顶部部分和底部部分至少部分地打开。部件和/或人员可通过移动通过容积23而纵向穿过壳体17（例如，到相邻壳体或到图1A中的风力涡轮机12）。在某些实施方式中，壳体17可为关于由管限定的中心轴线“C”基本上对称的管，并且在安装状态下，壳体17的中心轴线“C”可与由塔架14（图1A）的其它部段的一个或多个其它壳体限定的中心轴线对准。因此，例如，壳体17可沿着中心轴线“C”渐缩。附加地或可选地，壳体17可沿着中心轴线“C”基本上是圆柱形的。

内表面21可包括壳体17的基底材料的表面以及任何一个或多个涂层，所述涂层作为薄层施加到壳体17的基底材料的表面的全部或一部分，而不结构性地损害壳体17的基底材料的表面。因此，内表面21可包括涂料涂层，所述涂料涂层沿着壳体17的基底材料被设置，并且暴露于容积23。进一步地或相反地，在其中壳体17的基底材料是金属的情况下，内表面21可包括本领域中已知的各种不同的抗腐蚀涂层中的任何一个或多个。更进一步地或相反地，内表面21应被理解为包括沿着壳体17存在的任何一个或多个接缝（例如，焊接接缝）或其它类似的不连续部，以形成壳体17的形状。

辅助部件20可至少部分地被设置在由内表面21限定的容积23中。总体上，应理解的是，辅助部件20的此类定位可用于在风力涡轮机组件10（图1A）的安装状态下保护辅助部件20免受由壳体17的外表面22经历的环境状况影响。因此，在此类位置中，辅助部件20可不太可能经历由暴露于环境而导致的劣化。进一步地或相反地，在辅助部件20至少部分地被设置在容积23中的情况下，辅助部件20可在由现场的风力涡轮机组件10（图1A）经历的各种环境状况下由人员使用和/或维修。

辅助部件20可包括第一联接器24和第二联接器25。第一联接器24和第二联接器25可在提供有用的力分布（诸如，下文更详细地描述的力分布）的定向上将辅助部件20附接到部段16。例如，第一联接器24可远离壳体17的内表面21（诸如，例如，沿着凸缘18）附接到部段16。进一步地或相反地，第二联接器25可沿着壳体17的内表面附接到部段16。为了在以下的描述中清楚和有效地描述，辅助部件20被描述为包括第一联接器24和第二联接器25。然而，除非另有指定或从上下文中变得清楚，否则总体上应理解的是，第一联接器24可被实施为共同支撑载荷的多个联接器，如本文相对于第一联接器24描述的，并且第二联接器25可被实施为共同支撑载荷的多个联接器，如本文相对于第二联接器25描述的。

辅助部件20在静态定向上附接到部段16。即，第一联接器24和第二联接器25相对于壳体17的内表面21在三个维度上共同限制辅助部件20的移动。例如，通过由第一联接器24和第二联接器25提供的附接，人员可攀爬辅助部件20或从辅助部件20下降，而不经历辅助部件20的实质移动，并且类似地，不损坏辅助部件20附近的其它部件，和/或不损坏部段16本身。即，随着辅助部件20经历静态载荷和/或动态载荷，第一联接器24和第二联接器25可在静态定向上支撑辅助部件20。进一步地，如下文更详细地描述的，第一联接器24和第二联接器25可通过改变载荷状况而保持辅助部件20的静态定向，同时还保持力分布，所述力分布减少或消除了焊接或以其它方式损害部段16的壳体17的需要。

总体上，辅助部件20可经由第一联接器24和第二联接器25附接到部段16，使得与辅助部件20相关联的载荷“L”由第一力“F1”以及由第二力“F2”支撑，所述第一力“F1”由部段16施加在第一联接器24上，所述第二力“F2”由壳体17施加在第二联接器25上。在辅助部件20上没有单独载荷（诸如，人员的重量）的情况下，载荷“L”应被理解为对应于辅助部件20的重量。进一步地，除非指定另一含义或从上下文中清楚，否则如本文使用的，术语“力”应被理解为指代具有大小和方向的向量。因此，在静态定向上支撑辅助部件20的情况下，应理解的是，载荷“L”、第一力“F1”和第二力“F2”的向量和是零。

特别地，第一联接器24和第二联接器25可附接到部段16，使得第一力“F1”和第二力“F2”相对于彼此具有特别有用的定向。即，由辅助部件20经由第一联接器24施加在部段16上的第一力“F1”可基本上垂直于由辅助部件20经由第二联接器25施加在壳体17的内表面21上的第二力“F2”的法向分量。如本文使用的，力“F1”对于第二力“F2”的法向分量基本上垂直的定向应被理解为允许从几何垂直定向的某些小偏差。例如，此类小偏差可来自与现场安装相关联的尺寸变化。因此，在此上下文中，基本上垂直应被理解为包括从垂直的变化小于大约± 10度，或在一些情况下小于大约± 5度。

总体上，第二力“F2”的法向分量可为第二力“F2”的主分力。然而，应理解的是，考虑到可在安装设备期间发生的变化，相对于内表面21实现第二力“F2”的此类对准可为不切实际的。因此，在某些情况下，第二力“F2”可具有剪切分量（例如，在平行于内表面21的方向上延伸的分力）。然而，第二力“F2”的剪切分量应被理解为具有小于第二力“F2”的法向分量的大小的大小。例如，第二力“F2”的剪切分量可具有比第二力“F2”的法向分量的大小小得多的大小，使得剪切分量对于“F1”和“F2”的相对定向不具有有意义的影响。作为更具体的示例，第二力“F2”的剪切分量可具有比本文描述的任何一种或多种粘合剂的剪切强度更小的大小。进一步地或相反地，第二力“F2”的剪切分量的大小可比第二力“F2”的法向分量的大小小大约10%或更小。因此，为了图2中的图示，第二力“F2”被表示为对于壳体17的内表面21的法向分量。

在第一力“F1”基本上垂直于第二力“F2”的法向分量的情况下，以及在第二力“F2”主要由法向分力形成的情况下，第一力“F1”可沿着内表面21的纵向在基本上平行于内表面21的方向上延伸。在此类定向上，第一力“F1”可支撑大部分的载荷“L”，所述大部分的载荷“L”以其它方式将影响第二力“F2”的剪切分量的大小。因此，第一力“F1”与内表面21在平行定向上的轻微偏差可导致第二力“F2”的剪切分量的增加。第一力“F1”和/或第二力“F2”的法向分量可处于拉伸或压缩，取决于载荷“L”的方向和大小（这可随着时间变化）以及第一力“F1”和第二力“F2”的相对定向和大小等。然而，总体上，第一力“F1”和第二力“F2”的法向分量中的至少一个可为由辅助部件20施加在壳体17上的拉力。因此，在其它参数中，可根据拉伸强度而选择用于定位第一联接器24和第二联接器25的紧固技术。

第一力“F1”和第二力“F2”可通过使用紧固技术（其特征主要在于高拉伸强度）而有助于使第二联接器25相对于内表面21保持就位。即，通过其中将载荷“L”分布横跨第一力“F1”和第二力“F2”而使得用于使第二联接器25保持就位的此类紧固技术的剪切强度和/或剥离强度更不重要。如下文更详细地描述的，紧固技术的类别（其特征在于高拉伸强度和低剪切强度和/或剥离强度）包括几种技术，所述技术特别是有利于使第二联接器25保持就位，而不损害壳体17，并且因此，对于相对于内表面21将第二联接器25焊接就位是特别有用的可选例。例如，与使用焊接相比，第二联接器25可通过使用不要求使用热量的紧固技术而相对于内表面21保持就位，所述热量以其它方式可对于壳体17的基底材料产生应力。进一步地或相反地，与使用焊接相比，第二联接器25可通过使用使内表面21不由第二联接器25穿透（例如，内表面21的涂层可保持完整）的紧固技术而相对于内表面21保持就位，这可用于保持壳体17的基底材料的结构完整性。

作为示例，第二联接器25可包括与内表面21接触的粘合剂30，以相对于内表面21使第二联接器25保持就位。粘合剂30可包括单一粘合剂或多组分粘合剂，并且更总体地，可包括本领域中已知的任何一种或多种粘合剂，并且所述粘合剂具有的剪切强度大于第二力“F2”的法向分量的拉伸强度，并且大于第二力“F2”的剪切分量（如果存在有任何的话）。进一步地或相反地，粘合剂30可为各种不同形式中的任何一种或多种。例如，粘合剂30可包括涂层和/或高粘合带。作为附加或可选的示例，粘合剂30可包括粘合带（例如，单面或双面），并且可选地可包括载体或背衬（backing）材料。作为更具体的示例，粘合带可包括作为载体的泡沫（例如，丙烯酸泡沫）以及粘合到基底材料和/或内表面21的涂层的粘合层。

与使用焊接以实现相同放置相比，使用粘合剂30以相对于内表面21使第二联接器25保持就位可具有多个优点中的任何一个或多个。例如，与焊接相比，可快速实现通过使用粘合剂30将第二联接器25施加到内表面21，因此减少了组装部段16以及最终组装塔架14（图1A）所要求的时间。附加地或可选地，可施加粘合剂30，而不使用焊接所要求的技术工和/或专业工具，使得辅助部件20的安装更少地取决于人员和/或设备的可用性。相对于与风力涡轮机组件10的远程安装相关联的物流，这可为特别有利的。在某些情况下，粘合剂30可具有低剥离强度，并且因此，可以比对于移除焊接部件可要求的更少时间和/或成本而被移除。

作为紧固技术（其特征在于高拉伸强度和相对低的剪切强度）的附加或可选的示例，第二联接器25可包括磁铁（例如，可至少部分地由磁性材料形成，诸如，永磁体材料）。例如，壳体17的内表面21或壳体17的与内表面21相邻的基底材料可由包括一个或多个铁磁部件的材料（例如，钢）形成，并且第二联接器25可包括磁铁，所述磁铁具有的强度适合于相对于壳体17的内表面21将第二联接器25保持在固定位置中。总体上，应理解的是，以此方式使用磁铁可具有上文相对于使用粘合剂讨论的多个相同优点。因此，与焊接相比，使用磁铁以相对于内表面21使第二联接器25保持就位不太可能损害壳体17，并且进一步地或相反地，相对于安装成本、时间和物流中的任何一个或多个可具有显著优点。

总体上，辅助部件20施加在部段16上的载荷“L”可随着时间变化。即，随着塔架14（图1A）在使用中，响应于可现场变化的多种状况中的任何一种或多种，载荷“L”可为动态的。此变化可包括但不限于塔架14响应于风况的摇动、塔架14对于风力涡轮机12移动的力响应以及人员在辅助部件20上的移动。为了解决载荷“L”的此类潜在的动态变化，辅助部件20可以一定程度的灵活性被安装到部段16，这用于基本上保持第一力“F1”和第二力“F2”的分布，如图2中表示的以及上文描述的，使得辅助部件20可响应于载荷“L”中的动态变化而保持在静态定向上。进一步地或相反地，辅助部件20可以一定程度的灵活性被安装到部段16，这用于初始安装，以实现目标力分布。

在某些实施方式中，辅助部件20可优选地在垂直于第二力“F2”的法向分量的方向上是柔性的。以此方式，在第二联接器25处施加到辅助部件20的剪切力可基本上转移到第一联接器24。因此，例如，辅助部件20的优选弯曲可有助于将第二力“F2”的剪切分量保持在阈值（例如，预定阈值）以下，诸如，可适合于附接第二联接器25和内表面21的特定紧固技术（例如，粘合剂30）。因此，在某些情况下，辅助部件20在垂直于第二力“F2”的法向分量的方向上的优选灵活性程度可取决于用于将第二联接器25附接到壳体17的内表面21的紧固技术。

可通过适合于特定应用的各种不同技术中的任何一种或多种而向辅助部件20赋予优选灵活性（例如，基于辅助部件20的大小、形状和功能）。然而，总体上，辅助部件20可包括主体31，并且随着辅助部件20响应于塔架14（图1A）由于风力载荷的移动和/或响应于载荷“L”中的动态变化而弯曲，第一联接器24和第二联接器25可在远离壳体17的内表面21（例如，平行于壳体17的内表面21）的基本上固定距离处（例如，允许小的振动）共同支撑主体31。主体31可包括辅助部件20的有用部分（例如，辅助部件20在维护过程中由人员操纵的部分）。作为具体示例，主体31可为包括一个或多个横档33的梯子，并且由每个横档33限定的纵向轴线可在垂直于第一力“F1”和第二力“F2”的法向分量中的每个的方向上延伸。例如，支撑主体31远离壳体的内表面21可减少主体31与内表面21之间意外接触的可能性。例如，通过支撑主体31远离壳体17的内表面21，随着动态载荷“L”变化，第一联接器24和第二联接器25可减少主体31和内表面21可抵靠彼此摩擦的可能性-潜在地损坏彼此。

在某些实施方式中，辅助部件20可包括连杆臂32，用于在垂直于第二力“F2”的法向分量的方向上向辅助部件20赋予优选灵活性，同时支撑主体31远离壳体17的内表面21。即，连杆臂32可在相对于第二联接器25的一个或多个方向上基本上是刚性的，并且可优选地响应于载荷“L”中的动态变化在相对于第二联接器25的一个或多个其它方向上弯曲，使得第一力“F1”和第二力“F2”的相对分布可基本上保持不变。更具体地，通过连杆臂32的弯曲，第一力“F1”可保持基本上垂直于第二力“F2”的法向分量，并且在某些情况下，第二力“F2”的剪切分量相对于第二力“F2”的法向分量可保持成小的。

连杆臂32可具有第一端部部分41以及与第一端部部分41相对的第二端部部分42。第一端部部分41可机械地联接到主体31，并且第二端部部分42可机械地联接到第二联接器25。如在此上下文中使用的，机械联接应被理解为包括限制连杆臂32相对于主体31和第二联接器25中的一个或两个在至少一个方向上移动的任何方式和形式的机械连接。因此，例如，连杆臂32可沿着第一端部部分41与主体31之间的机械联接和/或沿着第二端部部分42与第二联接器25之间的机械联接弯曲。

作为沿着连杆臂32的机械联接弯曲的示例，连杆臂32可由基本上刚性的材料（例如，钢）形成，并且第一端部部分41可包括第一转动接合件43（例如，也被称为销接合件或铰接接合件），并且进一步地或相反地，第二端部部分42可包括第二转动接合件44。第一转动接合件43和第二转动接合件44可例如是围绕轴线旋转的各种不同类型的接合件中的任何一个或多个。因此，例如，除非另有指定或从上下文中清楚，否则第一转动接合件43和第二转动接合件44可为任何方式和形式的销接合件或铰接接合件。在使用中，连杆臂32的第一端部部分41可围绕第一转动接合件43的销旋转，并且附加地或可选地，第二端部部分42可围绕第二转动接合件44的销旋转。特别地，辅助部件20在垂直于第二力“F2”的法向分量的方向上的优选弯曲可至少包括连杆臂32的第二端部部分42围绕第二转动接合件44的销的旋转。然而，更典型地，辅助部件20在垂直于第二力“F2”的法向分量的方向上的优选弯曲可包括连杆臂32围绕第一转动接合件43和第二转动接合件44的销的旋转。

现在参考图5，显示了形成塔架的示例性方法50的流程图。应理解的是，可执行示例性方法50，以形成本文描述的塔架中的任何一个或多个。因此，例如，可执行示例性方法50的一个或多个步骤，以通过诸如部段16（图1B和2）的一个或多个部段形成塔架14（图1A）。在某些实施方式中，可现场（例如，在安装地点处）执行示例性方法50的一个或多个步骤，这在其中运输部段中的一个或多个是不切实际（例如，由于考虑到重量和/或大小）的情况下可特别是有用的。

如步骤52显示的，示例性方法50可包括将辅助部件的第一联接器紧固到塔架的部段。塔架的部段可为本文描述的部段中的任何一个或多个，并且因此，总体上可包括具有内表面的壳体。在某些实施方式中，辅助部件的第一联接器可紧固到塔架，使得壳体的内表面基本上平行于由紧固到塔架的部段的辅助部件施加的第一力。

第一联接器可沿着部段的任何一个或多个部分紧固。例如，所述部段可包括凸缘和壳体，并且第一联接器可紧固到凸缘，如上文描述的。

将辅助部件的第一联接器紧固到塔架的部段可包括各种不同的已知紧固技术中的任何一种，并且特别地，可包括用于承受显著拉力的任何一种或多种已知的紧固技术。如应理解的，用于将第一联接器紧固到塔架的部段的技术的性质可取决于将施加在第一联接器与所述部段之间的附接部上的力的大小和方向，并且进一步地或相反地，可取决于第一联接器沿着所述部段附接的位置。

在其中辅助部件的第一联接器紧固到凸缘的情况下，可穿透凸缘，而对于所形成的塔架的结构完整性几乎没有影响。因此，孔可被钻入到凸缘中，并且将辅助部件的第一联接器紧固到塔架的部段可包括使用螺栓或其它类似的标准硬件而将辅助部件的第一联接器固定到凸缘。有利地，通过使用标准硬件而紧固辅助部件的第一联接器可减少对于专业工具和/或专业人员的需要，这相对于远程安装可特别是有利的。

在某些情况下，将第一联接器紧固到所述部段可包括使用一种或多种粘合剂、一个或多个磁铁或其它类似的非侵入性技术。然而，应理解的是，随着辅助部件在使用中，与将施加在第一联接器上的预期拉力（包括动态变化）相比，用于第一联接器的此类非侵入性紧固技术的适用性可取决于特定紧固技术的强度（例如，拉伸强度）。

如步骤54中显示的，示例性方法50可包括将辅助部件的第二联接器附接到壳体的内表面。作为示例，第二联接器可附接到壳体的内表面，而不穿透壳体的内表面。与焊接或其它类似技术相比，将第二联接器附接到壳体的内表面不使壳体被损害成使得要求使用更大的材料厚度，以适应结构性能中与损害相关联的劣化。

在某些实施方式中，壳体的内表面可包括涂层，并且将辅助部件的第二联接器附接到壳体的内表面可包括考虑涂层。例如，在其中涂覆壳体的内表面的情况下，辅助部件的第二联接器可附接到壳体的内表面，而不破坏涂层的完整性。因此，与通常要求移除涂层以暴露基底金属的焊接相比，辅助部件的第二联接器可不太可能影响与壳体的内表面上的涂层相关联的益处（例如，抗腐蚀性）。附加地或可选地，将第二联接器附接到壳体的内表面可包括随着将涂层施加到所述部段而掩蔽塔架的部段。继续此示例，第二联接器可附接到壳体的内表面的由于掩蔽而保持未涂覆的部分，并且特别地，第二联接器可覆盖（例如，完全覆盖）裸露区域和相邻的涂覆区域，使得未涂覆的区域被密封，并且被保护免受元件的影响。进一步地或相反地，将第二联接器附接到壳体的内表面可包括移除涂层的一部分，以暴露裸露区域，并且定位第二联接器，以覆盖（例如，完全覆盖）裸露区域和相邻的涂覆区域，使得未涂覆的区域被密封，并且被保护免受元件的影响。例如，在其中附接第二联接器要求比涂层本身提供的更大拉伸强度和/或剪切强度的情况下，涂层的此类选择性移除可特别是有用的。

在某些实施方式中，第二联接器可在产生有用的力分布（诸如，本文描述的任何一种或多种力分布，例如，如上文相对于图2描述的）的具体定向上附接到壳体的内表面。特别地，第二联接器可在以下定向上附接到壳体的内表面，在所述定向上，由辅助部件经由第二联接器在基本上垂直于第一力的方向上在壳体上施加第二力的法向分量，并且在所述定向上，第二联接器优选地在垂直于第二力的法向分量的方向上是柔性的。

附加地或可选地，将辅助部件的第二联接器附接到壳体的内表面可包括在以下定向上附接第二联接器，在所述定向上，第二力的法向分量大于由辅助部件经由第二联接器施加在壳体上的第二力的剪切分量。在某些情况下，第二力的法向分量的相对大小（对于第二力的剪切分量的大小）可有助于使用某些紧固技术，以将第二联接器附接到壳体的内表面。特别地，在其中第二力的剪切分量足够小的情况下，辅助部件的第二联接器可使用任何一种或多种非侵入性紧固技术（特别是其特征在于高拉伸强度和相对低的剪切强度的技术，例如，粘合剂和/或磁铁）而附接到壳体的内表面。因此，例如，辅助部件的第二联接器可附接到壳体的内表面（例如，通过将第二联接器的粘合剂部分放置为与壳体的内表面接触），以使第二联接器保持就位，而不使用可损害壳体的结构完整性的焊接或其它类似技术。

如步骤56中显示的，示例性方法50可选地可包括将所述部段联接到一个或多个附加部段，以形成塔架。可根据本领域中已知的任何一种或多种方法而执行一个或多个部段的联接，以形成塔架。因此，例如，给定部段可通过使用焊接、螺栓或其它类似硬件而联接到相邻部段。总体上，在所述部段联接到一个或多个附加部段以形成塔架之前或之后，第一联接器可紧固到所述部段，并且第二联接器可附接到所述部段。

尽管已描述了某些实施例，但是其它实施例也附加地或可选地是可能的。

例如，再次参考图2，第一联接器24可优选地在垂直于由部段16经由第一联接器24施加在辅助部件20上的第一力“F1”的方向上是柔性的。作为具体示例，第一联接器24可包括第三转动24a，所述第三转动24a可与第一转动接合件43和第二转动接合件44中的一个或多个基本上类似。进一步地或相反地，第一转动接合件43、第二转动接合件44和第三转动接合件24a的旋转轴线可平行于彼此，这可用于有助于第一联接器24和第二联接器25的协调弯曲，以响应于载荷“L”而实现第一力“F1”和第二力“F2”的期望分布。

作为另一示例，尽管第二联接器在某些实施方式中已被描述为包括第一转动接合件和第二转动接合件，但是应理解的是，附加或可选接合件也是可能的。例如，尽管连杆臂已被描述为可围绕转动接合件旋转，但是连杆臂的其它类型的弯曲也附加地或可选地是可能的。例如，现在参考图6，连杆臂32’可包括第一端部部分41’和与第一端部部分41’相对的第二端部部分42’。为了清楚和有效地描述，图6中具有撇号（’）的元件应被理解为与本公开的其它附图中被指定有不具有撇号的元件编号的对应元件类似，并且因此，不与对应不具有撇号的元件分开描述，除了用于注意差异或用于描述参考图6更容易理解的特征之外。因此，例如，连杆臂32’应被理解为与连杆臂32（图4）类似，除了连杆臂32’优选地基于连杆臂32’的第一端部部分41’和第二端部部分42’的形状弯曲之外。因此，除非另有说明或从上下文中清楚，否则应理解的是，连杆臂32’可与连杆臂32（图4）互换使用，作为辅助部件20的一部分。

连杆臂32’可由基本上刚性的材料（例如，钢）形成，并且特别地，可形成为单一主体。与使用转动接合件相比，将连杆臂32’形成为具有优选弯曲的单一主体可有利地降低与组装连杆臂32’相关联的成本。进一步地或相反地，与由更多数量的部件形成的结构相比，作为单一主体，连杆臂32’可具有更少的潜在故障模式。

可基于第一端部部分41’和第二端部部分42’的形状而实现此类单一结构的优选弯曲。例如，第一端部部分41’和第二端部部分42’中的每个可沿着连杆臂32’的长度具有薄尺寸和厚尺寸。总体上，连杆臂32’可优选地围绕垂直于连杆臂32’的纵向轴线的轴线并且在由连杆臂32’的更宽面在沿着连杆臂32’的长度的任何点处限定的平面中是柔性的。因此，为了在第一联接器24和第二联接器25处实现优选弯曲的期望方向，可形成连杆臂32’（例如，扭转或以其它方式扭曲），以相对于优选弯曲的相应方向相对于第一联接器24和第二联接器25中的相应一个定位第一端部部分41’的厚尺寸以及第二端部部分42’的厚尺寸。因此，例如，连杆臂32’的第一端部部分41’可优选地沿着第一方向P1是柔性的，并且连杆臂32’的第二端部部分42’可优选地沿着第二方向P2是柔性的。总体上，第一方向P1可基本上等同于连杆臂32的第一端部部分41围绕第一转动接合件43（图4）的移动，并且类似地，第二方向P2可基本上等同于连杆臂32的第二端部部分42围绕第二转动接合件44（图4）的移动。

作为又一示例，尽管辅助部件已被描述为包括梯子，但是应理解的是，其它配置也附加地或可选地是可能的。即，总体上，辅助部件可为本领域中已知的任何一个或多个辅助部件，并且用于维护和/或操作风力涡轮机组件或其它塔架安装式机械。因此，例如，辅助部件可包括一个或多个电缆，其中，辅助部件沿着塔架的长度支撑一个或多个电缆。作为更具体的示例，电缆可限定纵向轴线，并且辅助部件可支撑电缆，其中，电缆的纵向轴线基本上平行于由辅助部件经由第一联接器施加在壳体上的第一力。

作为再一示例，尽管辅助部件在上下文中被描述为定位在塔架的部段内，但是辅助部件的其它位置也附加地或可选地是可能的。例如，辅助部件可被外部支撑在壳体上。

上文的系统、装置、方法、过程和类似物可被实现为适合于本文描述的控制、数据获取和数据处理的硬件、软件或其任何组合。这包括实现为一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器或其它可编程装置或处理电路系统，连同内部和/或外部存储器。这还可包括或相反地包括一个或多个专用集成电路、可编程门阵列、可编程阵列逻辑部件或可被配置为处理电子信号的任何其它装置或多个装置。将进一步理解的是，上文描述的过程或装置的实施可包括使用结构化编程语言（诸如，C）、面向对象的编程语言（诸如，C++）或任何其它高级或低级编程语言（包括汇编语言、硬件描述语言以及数据库编程语言和技术）创建的计算机可执行代码（其可被存储、编译或解释，以在上文的装置中的一个上运行）以及处理器、处理器架构或不同硬件和软件的组合的异构组合。同时，处理可分布横跨诸如上文描述的各种系统的装置，或所有功能可集成到专用的独立装置中。所有此类排列和组合旨在落入本公开的范围内。

本文公开的实施例可包括计算机程序产品，所述计算机程序产品包括当在一个或多个计算装置上执行时执行上文描述的控制系统的任何和/或所有步骤的计算机可执行代码或计算机可用代码。代码可以非暂时性方式被存储在计算机存储器中，所述计算机存储器可为程序执行的存储器（诸如，与处理器相关联的随机存取存储器）或存储装置，诸如，磁盘驱动器、闪速存储器或任何其它光学、电磁、磁性、红外或其它装置或装置的组合。在另一方面中，上文描述的任何控制系统可实施为携带计算机可执行代码和/或来自计算机可执行代码的任何输入或输出的任何合适的传输或传播介质。

将理解的是，上文描述的装置、系统和方法通过示例而非限制的方式阐述。对于本领域普通技术人员，许多变化、添加、省略和其它修改将是显而易见的。另外，除非明确要求特定顺序或以其它方式从上下文中清楚，否则上文的描述和附图中的方法步骤的顺序或呈现不旨在要求以此顺序执行所详述的步骤。

除非明确提供不同含义或以其它方式从上下文中清楚，否则本文描述的实施方式的方法步骤旨在包括导致此类方法步骤被执行的任何合适方法，其与以下权利要求的专利性一致。因此，例如，执行步骤X包括用于导致诸如远程用户、远程处理资源（例如，服务器或云计算机）或机器的另一当事方执行步骤X的任何合适方法。类似地，执行步骤X、Y和X可包括指导或控制此类其它个体或资源的任何组合执行步骤X、Y和X以获得此类步骤的益处的任何方法。因此，除非明确提供不同含义或以其它方式从上下文中清楚，否则本文描述的实施方式的方法步骤旨在包括导致一个或多个其它当事方或实体执行步骤的任何合适方法，其与以下权利要求的专利性一致。此类当事方或实体不需要受到任何其它当事方或实体的指导或控制，并且不需要位于特定的管辖范围内。

将理解的是，上文描述的方法和系统通过示例而非限制的方式阐述。对于本领域普通技术人员，许多变化、添加、省略和其它修改将是显而易见的。另外，除非明确要求特定顺序或以其它方式从上下文中清楚，否则上文的描述和附图中的方法步骤的顺序或呈现不旨在要求以此顺序执行所详述的步骤。因此，尽管已示出和描述了特定实施例，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，其中可进行形式和细节上的各种改变和修改，而不从本公开的精神和范围脱离，并且所述改变和修改旨在形成如由以下权利要求限定的本发明的一部分，其应被解释为可由法律允许的最广泛意义。

Claims (19)

1.塔架，包括：

包括壳体的部段，所述壳体具有限定容积的内表面；以及

辅助部件，至少部分地被设置在所述容积中，所述辅助部件包括主体、连杆臂、第一联接器和附接到所述壳体的所述内表面的第二联接器，所述连杆臂具有第一端部部分以及与所述第一端部部分相对的第二端部部分，所述连杆臂的所述第一端部部分机械联接到所述主体，并且所述连杆臂的所述第二端部部分机械地联接到所述第二联接器，其中，

由所述辅助部件经由所述第一联接器施加在所述部段上的第一力基本上垂直于由所述连杆臂经由所述第二联接器施加在所述壳体的所述内表面上的第二力的法向分量，并且，

在附接到所述壳体的所述内表面的所述第二联接器处，所述连杆臂在垂直于所述内表面上的所述第二力的法向分量的方向上是柔性的，使得响应于辅助部件上的载荷的动态变化，第二力的法向分量保持大于由连杆臂经由第二联接器施加在壳体的内表面上的第二力的剪切分量。

2.根据权利要求1所述的塔架，其中，所述第一联接器和所述第二联接器共同限制所述辅助部件相对于所述壳体的所述内表面在三个维度上的移动。

3.根据权利要求1所述的塔架，其中，所述壳体是管，由所述辅助部件经由所述第一联接器施加在所述部段上的所述第一力基本上平行于所述壳体的所述内表面。

4.根据权利要求3所述的塔架，其中，所述管沿着由所述管限定的中心轴线渐缩。

5.根据权利要求1所述的塔架，其中，所述部段还包括联接到所述壳体的凸缘，所述凸缘支撑由所述辅助部件施加在所述部段上的所述第一力，并且所述凸缘可附接到一个或多个附加部件，以形成所述塔架。

6.根据权利要求5所述的塔架，其中，所述第一联接器附接到所述部段的所述凸缘。

7.根据权利要求1所述的塔架，在所述第二联接器附接到所述壳体的所述内表面的情况下，所述壳体的所述内表面不由所述第二联接器穿透。

8.根据权利要求7所述的塔架，其中，所述第二联接器包括与所述壳体的所述内表面接触的粘合剂。

9.根据权利要求7所述的塔架，其中，所述壳体的所述内表面的至少一个部分由铁磁材料形成，并且所述第二联接器包括与所述铁磁材料接触的磁铁。

10.根据权利要求1所述的塔架，其中，在所述第一联接器处，所述辅助部件在垂直于由所述辅助部件经由所述第一联接器施加在所述部段上的所述第一力的方向上是柔性的。

11.根据权利要求1所述的塔架，其中，所述第一端部部分包括第一转动接合件，所述第二端部部分包括第二转动接合件。

12.根据权利要求11所述的塔架，其中，所述第一联接器包括第三转动接合件，并且所述第一转动接合件、所述第二转动接合件和所述第三转动接合件相对于彼此定向，使得每个相应转动接合件的相应旋转轴线平行于其它转动接合件中的每个的相应旋转轴线。

13.根据权利要求1所述的塔架，其中，所述第一联接器和所述第二联接器在远离所述壳体的所述内表面的固定距离处共同支撑所述主体，其中，所述主体基本上平行于所述壳体的所述内表面。

14.根据权利要求1所述的塔架，其中，所述辅助部件是包括多个横档的梯子，并且由所述多个横档中的每个横档限定的纵向轴线在垂直于所述第一力和所述第二力的法向分量中的每个的方向上延伸。

15.根据权利要求1所述的塔架，其中，所述辅助部件包括限定纵向轴线的电缆，所述纵向轴线基本上平行于由所述辅助部件施加在所述壳体上的所述第一力。

16.根据权利要求1所述的塔架，其中，所述第一力和所述第二力的法向分量中的至少一个是由所述辅助部件施加在所述壳体上的拉力。

17.组装根据权利要求1所述的塔架的方法，包括：

将辅助部件的第一联接器紧固到所述塔架的部段，所述壳体的内表面基本上平行于由紧固到所述塔架的所述部段的所述辅助部件施加的第一力；以及

将所述辅助部件的第二联接器附接到所述壳体的所述内表面，而不穿透所述壳体的所述内表面，其中，所述第二联接器在以下定向上附接到所述壳体的所述内表面，在所述定向上，由所述辅助部件经由所述第二联接器在基本上垂直于所述第一力的方向上在所述壳体上施加第二力的法向分量，并且在所述定向上，所述第二联接器在垂直于所述第二力的法向分量的方向上是柔性的。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述塔架的所述部段包括联接到所述壳体的凸缘，并且将所述辅助部件的所述第一联接器紧固到所述塔架的所述部段包括将所述第一联接器紧固到所述凸缘。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，将所述辅助部件的所述第二联接器附接到所述壳体的所述内表面包括将所述第二联接器的粘合剂部分放置为与所述壳体的所述内表面接触。

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