CN112523970A - 一种风电机舱与叶片间的设备转运机构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机舱与叶片间的设备转运机构，设于风电机组上，包括第一支架、第二支架、滑轨和滑座，第一支架可拆卸地安装在风电机组的机舱上，第二支架可拆卸地安装在风电机组的叶片根部上，滑轨架设在第一支架和第二支架之间，滑座滑动连接在滑轨上。本发明还公开了该风电机舱与叶片间的设备转运机构的使用方法。本发明构件少，体积小，重量轻，易搬运，易拆装，可以根据作业需要临时搭建，用完即拆，操作便利，可大大减少机舱顶部与叶片根部之间的设备转运机构的搭建、拆除时间，提高机舱顶部与叶片根部之间的设备转运作业效率，且制造及使用成本都极为低廉。

Description

一种风电机舱与叶片间的设备转运机构及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种风电机组检修设备及相关使用方法，更具体地说，它涉及一种风电机舱与叶片间的设备转运机构及其使用方法。

背景技术

随着全球新能源行业革命的加速推进、风电装机量的持续增长、存量风机规模的不断扩大，风电场运维越来越受到重视。叶片是风电机组中的重要组成部分，是风能转换为机械能的主要部件，其采购成本占比超过20%，并且运维阶段叶片故障发生率、处理难度及处理成本相比其他部件较高。目前，采用智能检测机器人携带检测仪器对叶片内外结构进行探伤是技术发展的趋势。但是，如何将检测机器人从机舱顶部转运到叶片根部，是一个普遍面临的难题。由于机舱顶部与叶片根部之间存在较大落差，且检测机器人具有一定重量，在高空中跨越落差人力搬运检测机器人存在极大的风险，因此必须使用能使检测机器人转移一定距离的转运设备才能安全方便地完成检测机器人转运。但目前还没有一种专门为风电机组舱顶转运设备至叶根的装置。普通吊机虽能完成一定跨度的物体转运，但普通吊机重量较大且需通过紧固件连接到支承面上，而风电机舱外壳通常为玻璃钢材质，完全无法承受普通吊机的安装。另外使用地面汽车吊也可以实施物料高空转运作业，但是汽车吊使用成本非常高昂，从叶片检测产业健康发展的角度来看，汽车吊转运方式明显经济性太差。因此，目前面对风电机组叶片检测机器人转运需求，极有必要解决技术、经济等关键问题，从工程应用角度设计一款具有产业化潜力的新型转运机构。公开号为CN108408622A的发明专利于2018年8月17日公开了一种用于风电机组组机舱的转运装置，包括机座、立柱、横梁、收线机、吊绳、定滑轮、导向轮、导向轮支架、螺杆、手把、压板、第一万向轮和吊具，所述立柱垂直焊接在机座上，横梁通过轴承转动连接在立柱上，收线机和定滑轮均设于横梁上，吊绳置于定滑轮一侧，且吊绳的一端与收线机的转轴固定连接，另一端与吊具固定连接，导向轮支架固定连接在横梁的下端面上，导向轮转动连接在导向轮支架上，且导向轮抵触在立柱上；螺杆螺纹连接在机座上，手把和压板分别固定连接在螺杆的上下两端，第一万向轮转动连接在机座的下端面上。本发明中的既可以对机舱进行吊装，又可以作为搬运车使用，使用效果好，灵活性好。但是该发明只是用来在搭建风电设备时吊装机舱构件，而不能在机舱上使用转运其它设备。

发明内容

现有技术中缺少专门用于风电机组，安全、经济地完成舱顶向叶根转运设备的装置，为克服这一缺陷，本发明提供了一种搬运、搭建方便，使用成本低廉的风电机舱与叶片间的设备转运机构。

本发明的技术方案是：一种风电机舱与叶片间的设备转运机构，设于风电机组上，包括第一支架、第二支架、滑轨和滑座，第一支架可拆卸地安装在风电机组的机舱上，第二支架可拆卸地安装在风电机组的叶片根部上，滑轨架设在第一支架和第二支架之间，滑座滑动连接在滑轨上。基于上述构件，可以快速方便地搭建成跨越机舱顶部与叶片根部之间落差的设备转运机构，使用时可将检测机器人用滑座携带，在滑轨上滑动，完成机舱顶部与叶片根部之间的穿梭转运。相对于普通吊机，本发明构件少，重量轻，易拆装，可以根据作业需要临时搭建，用完即拆，且安装时无需破坏机舱外壳结构，因此使用本发明不会给机舱增加长期负荷，也可避免机舱外壳损坏，切实具备可行性。而相对于汽车吊，本发明更是结构简单，体积小，操作便利，具有压倒性的成本优势。

作为优选，第一支架包括脚架、第一支架转向架和第一支架吸盘，脚架包括多根支脚，支脚顶端铰接在一端块上，第一支架转向架可在与端块顶面平行的平面内转动，第一支架转向架铰接在端块顶部并可做仰俯调节，第一支架旋转盘上，第一支架吸盘连接在各支脚上并吸附在所述机舱表面，滑轨与第一支架转向架连接。多脚式的脚架可收拢可展开，具有较好的便携性。多脚式的脚架对于存在一定弧度的机舱或叶片根部表面具有更好适应性，且展开后可提供较大的支撑面积，保证支撑稳定性。本发明通过第一支架吸盘与机舱表面的软接触及吸附实现与光滑机舱表面的固定，对机舱表面不会造成破坏。第一支架旋转盘可在平行于脚架支撑面的平面内转动，这样在本转运机构组装成型后，只需先将第一支架在近端定位，然后通过转动滑轨将远端的第二支架转移到叶片根部，再远距离操作，将转运机构的远端也完成在叶片根部定位，而无需人员冒着极大风险在机舱顶部与叶片根部之间攀爬换位对本转运机构两端分别进行定位操作。转向架可实现滑轨仰俯摆动调整，以适应机舱顶部与叶片根部之间的落差。第一支架转向架配合第一支架旋转盘，可使滑轨在第一支架这一端实现多自由度全方位调整。

作为优选，所述支脚为伸缩嵌套结构。支脚的伸缩嵌套结构可实现各支脚的高度调节，更好地适应支撑面弧度以及机舱顶部与叶片根部之间的落差，更顺利地完成机舱与叶片间的设备转运作业。

作为优选，第二支架包括第二支架转向架、支撑体以及第二支架吸盘，支撑体顶部转动连接有一第二支架旋转盘，第二支架转向架铰接在第二支架旋转盘上，第二支架吸盘连接在各支脚上并吸附在所述叶片根部表面，滑轨与第二支架转向架连接。滑轨在第二支架这一端也可实现角度调整，与第一支架这一端形成良好匹配。

作为优选，滑座包括本体框架、导轮、挂载锁和锁扣，本体框架连接拖曳绳，拖曳绳跨绕导轮并与一位于所述机舱顶部的绞盘连接，导轮和挂载锁安装于本体框架上，锁扣套接在挂载锁的伸缩锁销上。挂载锁为常闭锁，用于挂载携带检测机器人等设备在滑轨上移动，完成检测机器人从机舱到叶片根部的跨越转移。通过绞盘的转动，实现滑块在滑轨上的移动。

作为优选，挂载锁为气动锁。气动锁可以在较远距离进行开关操控，从而释放滑座所携带的设备。且气动锁结构较为简单，反应也较灵敏。

作为优选，所述机舱顶部设有绞盘固定立架，所述绞盘安装于绞盘固定立架上。设置绞盘固定立架，使得绞盘安装在合适的高度上，便于作业人员能更容易用力且更不易疲劳，从而快速高效地完成检测机器人转运作业。

作为优选，第一支架、第二支架、滑轨均用铝合金制成。用铝合金制成的上述构件较为轻便，易于搬运及装配。

作为优选，所述机舱顶部设有真空泵及供电接口。机舱顶部常设必要的动力设施，方便检修施工。

一种所述的风电机舱与叶片间的设备转运机构的使用方法，包括以下步骤：

步骤一.将第一支架、第二支架、滑轨、滑座和检测机器人通过风电机组自身的吊装设施搬运到风电机组机舱顶部平台，组装成所述的转运机构；

步骤二.将组装好的转运机构两端分别吸附在机舱顶部平台及叶片根部上，滑轨倾斜，靠机舱的一端高于靠叶片根部的一端，加装安全防护缆，使转运机构与机舱顶部平台或机舱顶部平台上的护栏固定；将滑座与机舱顶部的绞盘通过所述拖曳绳连接；

步骤三.将检测机器人挂载到锁扣上，在检测机器人上加装机器人拖曳绳并连接到一机器人控制绞盘上，检测机器人通电通气，激活检测机器人与控制计算机的通讯；

步骤四.转动所述绞盘，使滑座在拖曳绳控制下携带检测机器人通过重力沿着滑轨平缓往下移动，当移动到叶片根部上方时停止转动绞盘并锁紧；

步骤五.通过控制信号切换挂载锁工作状态，使挂载锁的锁销回缩，锁扣脱销；转动机器人控制绞盘使检测机器人在机器人拖曳绳控制下缓慢下降到叶片根部，待检测机器人到完全下落到叶片根部后，机器人控制绞盘停止转动并锁紧；

步骤六.检测机器人吸附在叶片上，开始叶片损伤检测工作；

步骤七.检测结束后，通过检测机器人的自走和机器人拖曳绳的控制回收检测机器人；

步骤八.拆除所述转运机构。

本发明的有益效果是：

结构简单，操作便利，提高作业效率。本发明构件少，体积小，重量轻，易搬运，易拆装，可以根据作业需要临时搭建，用完即拆，操作便利，可大大减少机舱顶部与叶片根部之间的设备转运机构的搭建、拆除时间，提高机舱顶部与叶片根部之间的设备转运作业效率。

提高机舱顶部与叶片根部之间的设备转运作业安全性。本发明可以快速方便地搭建成型，跨越机舱顶部与叶片根部之间落差，使用时可将检测机器人等设备用滑座携带，在滑轨上滑动，完成机舱顶部与叶片根部之间的穿梭转运，缩小人员活动范围，提高作业安全性。

成本低廉。相对于普通吊机及汽车吊，本发明结构简单，构件易得，制造及使用成本都极为低廉。

对风电机组的结构破坏小。本发明与机舱表面柔性接触，吸附固定，无需打孔固定，对风电机组的结构破坏微小。

附图说明

图1为本发明的一种使用状态示意图；

图2为本发明的一种俯视角度的使用状态示意图；

图3为本发明的一种仰视角度的使用状态示意图；

图4为本发明中第一支架的一种结构示意图；

图5为本发明中第二支架的一种结构示意图；

图6为本发明中滑座的一种结构示意图；

图7为本发明中滑座的一种侧视图。

图中，1-第一支架，2-第二支架，3-滑轨，4-滑座，5-脚架，6-第一支架转向架，7-第一支架吸盘，8-第一支架旋转盘，9-第二支架转向架，10-支撑体，11-第二支架吸盘，12-滑行导条，13-本体框架，14-导轮，15-挂载锁，16-锁扣，17-机舱，18-叶片根部，19-检测机器人。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图7所示，一种风电机舱与叶片间的设备转运机构，设于风电机组上，包括第一支架1、第二支架2、滑轨3和滑座4，第一支架1、第二支架2、滑轨3均用铝合金制成，第一支架1可拆卸地安装在风电机组的机舱17上，第二支架2可拆卸地安装在风电机组的叶片根部18上，机舱顶部设有气泵、真空泵及供电接口。滑轨3架设在第一支架1和第二支架2之间，滑座4滑动连接在滑轨3上。第一支架1包括脚架5、第一支架转向架6和第一支架吸盘7，脚架5包括三根支脚，各支脚顶端铰接在一端块上，端块顶部通过中心轴转动连接一第一支架旋转盘8，第一支架转向架6铰接在第一支架旋转盘8上，第一支架吸盘7连接在各支脚上并吸附在所述机舱表面，第一支架吸盘7与所述真空泵通过软质气管连接，滑轨3与第一支架转向架6连接。所述支脚为伸缩嵌套结构，包括内杆和外管，内杆滑动嵌置于外管内，内杆上均布有锁止孔，外管上设有可与锁止孔对位插接的弹性销，支脚伸缩调节后可通过锁止孔与弹性销的配合实现锁止。第二支架2包括第二支架转向架9、人字形的支撑体10以及第二支架吸盘11，人字形的支撑体10仅需两脚支撑，可更好地适应直径相对更小，更难获得支撑面的叶片根部。第二支架转向架9铰接在支撑体10顶部，第二支架吸盘11连接在支撑体10的两个支脚上并与所述真空泵通过软质气管连接，第二支架吸盘11吸附在所述叶片根部表面。第二支架转向架9呈矩形框状，滑轨3适配穿连在第二支架转向架9中并用螺栓紧固。滑座4包括本体框架13、导轮14、挂载锁15和锁扣16，本体框架13连接拖曳绳，拖曳绳跨绕导轮14并与一位于所述机舱顶部的绞盘连接，导轮14和挂载锁15安装于本体框架13上，锁扣16套接在挂载锁15的伸缩锁销上。本体框架13顶部固定有顶板，顶板上开有用于穿过拖曳绳及其它绳缆的通孔，顶板底面固定有滑行导条12，滑轨3顶部沿轴向开有燕尾槽，滑轨3从本体框架13的空隙中穿过，滑行导条12滑动嵌置在所述燕尾槽内。挂载锁15为气动锁，包括一气缸、锁销滑座、锁销插座和伸缩锁销，气缸、锁销滑座、锁销插座三点一线固定在本体框架13底部，伸缩锁销滑动连接在锁销座上，锁销插座位于锁销滑座外端，气缸的活塞杆与锁销固连，挂载锁15通过位于机舱顶部的气泵供气，并受一电磁阀控制，气泵、真空泵、电磁阀、挂载锁15均受一控制计算机控制。挂载锁15常闭，此时气缸的活塞杆伸出，将伸缩锁销顶出，插在锁销插座内。控制计算机控制电磁阀切换状态时，气缸的活塞杆回缩，带动伸缩锁销从锁销插座上退出。所述机舱顶部设有绞盘固定立架，所述绞盘安装于绞盘固定立架上。

一种所述的风电机舱与叶片间的设备转运机构的使用方法，包括以下步骤：

步骤一.风电机组停机，且将待检测的叶片停在水平位置，并保持叶片剎死，将第一支架1、第二支架2、滑轨3、滑座4和检测机器人19通过风电机组自身的吊装设施搬运到风电机组的机舱17顶部平台，组装成所述的转运机构。

步骤二.将组装好的转运机构两端分别吸附在机舱顶部平台及叶片根部上，滑轨3倾斜，滑轨3靠机舱的一端高于靠叶片根部的一端，加装安全防护缆，使转运机构与机舱17顶部平台或机舱顶部平台上的护栏加固；将滑座4与机舱顶部的绞盘通过所述拖曳绳连接；进行此步操作时，先将各第一支架吸盘7贴合在机舱顶部平台表面，通过控制计算机控制真空泵启动抽真空，充分建立真空产生足够吸附力使得第一支架1牢靠固定在机舱17顶部平台上，此时第二支架2未固定，将滑轨3围绕第一支架旋转盘8的转轴拨转，使第二支架2转移到叶片根部上方，人工拉住拖曳绳，缓慢放绳，使第二支架2绕第一支架转向架6的铰接轴翻转，逐渐下降，直至各第二支架吸盘11与叶片根部18表面充分贴合，并通过控制计算机控制真空泵抽真空，牢固吸附。

步骤三.将检测机器人19通过吊绳挂载到锁扣16上，在检测机器人19上加装机器人拖曳绳并连接到一机器人控制绞盘上，检测机器人19通电通气，激活检测机器人与控制计算机的通讯。

步骤四.转动所述绞盘，使滑座4在拖曳绳控制下携带检测机器人通过重力沿着滑轨3平缓往下移动，当移动到叶片根部上方时停止转动绞盘并锁紧。

步骤五.通过控制计算机的控制信号切换挂载锁15工作状态，使挂载锁15的锁销回缩，锁扣16脱销；转动机器人控制绞盘使检测机器人在机器人拖曳绳控制下连带锁扣16缓慢下降到叶片根部，待检测机器人到完全下落到叶片根部后，机器人控制绞盘停止转动并锁紧。

步骤六.检测机器人吸附在叶片上，开始叶片损伤检测工作。

步骤七.检测结束后，通过检测机器人的自走和机器人拖曳绳的控制回收检测机器人。

步骤八.拆除所述转运机构。

实施例2：

脚架5包括四根支脚。第二支架2为三脚架。挂载锁15为电动锁，电动锁受所述控制计算机控制。其余同实施例1。

Claims (10)

1.一种风电机舱与叶片间的设备转运机构，设于风电机组上，其特征是包括第一支架（1）、第二支架（2）、滑轨（3）和滑座（4），第一支架（1）可拆卸地安装在风电机组的机舱上，第二支架（2）可拆卸地安装在风电机组的叶片根部上，滑轨（3）架设在第一支架（1）和第二支架（2）之间，滑座（4）滑动连接在滑轨（3）上。

2.根据权利要求1所述的风电机舱与叶片间的设备转运机构，其特征是第一支架（1）包括脚架（5）、第一支架转向架（6）和第一支架吸盘（7），脚架（5）包括多根支脚，支脚顶端铰接在一端块（5）上，端块（5）顶部转动连接一第一支架旋转盘（8），第一支架转向架（6）铰接在第一支架旋转盘（8）上，第一支架吸盘（7）连接在各支脚上并吸附在所述机舱表面，滑轨（3）与第一支架转向架（6）连接。

3.根据权利要求2所述的风电机舱与叶片间的设备转运机构，其特征是所述支脚为伸缩嵌套结构。

4.根据权利要求1所述的风电机舱与叶片间的设备转运机构，其特征是第二支架（2）包括第二支架转向架（9）、支撑体（10）以及第二支架吸盘（11），支撑体（10）顶部转动连接有一第二支架旋转盘（12），第二支架转向架（9）铰接在第二支架旋转盘（12）上，第二支架吸盘（11）连接在各支脚上并吸附在所述叶片根部表面，滑轨（3）与第二支架转向架（9）连接。

5.根据权利要求1所述的风电机舱与叶片间的设备转运机构，其特征是滑座（4）包括本体框架（13）、导轮（14）、挂载锁（15）和锁扣（16），本体框架（13）连接拖曳绳，拖曳绳跨绕导轮（14）并与一位于所述机舱顶部的绞盘连接，导轮（14）和挂载锁（15）安装于本体框架（13）上，锁扣（16）套接在挂载锁（15）的伸缩锁销上。

6.根据权利要求5所述的风电机舱与叶片间的设备转运机构，其特征是挂载锁（15）为气动锁。

7.根据权利要求5所述的风电机舱与叶片间的设备转运机构，其特征是所述机舱顶部设有绞盘固定立架，所述绞盘安装于绞盘固定立架上。

8.根据权利要求1所述的风电机舱与叶片间的设备转运机构，其特征是第一支架（1）、第二支架（2）、滑轨（3）均用铝合金制成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的风电机舱与叶片间的设备转运机构，其特征是所述机舱顶部设有真空泵及供电接口。

10.一种权利要求1至9中任一项所述的风电机舱与叶片间的设备转运机构的使用方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一.将第一支架（1）、第二支架（2）、滑轨（3）、滑座（4）和检测机器人通过风电机组自身的吊装设施搬运到风电机组机舱顶部平台，组装成所述的转运机构；

步骤二.将组装好的转运机构两端分别吸附在机舱顶部平台及叶片根部上，滑轨（3）倾斜，靠机舱的一端高于靠叶片根部的一端，加装安全防护缆，使转运机构与机舱顶部平台或机舱顶部平台上的护栏固定；将滑座（4）与机舱顶部的绞盘通过所述拖曳绳连接；

步骤三.将检测机器人挂载到锁扣（16）上，在检测机器人上加装机器人拖曳绳并连接到一机器人控制绞盘上，检测机器人通电通气，激活检测机器人与控制计算机的通讯；

步骤四.转动所述绞盘，使滑座（4）在拖曳绳控制下携带检测机器人通过重力沿着滑轨（3）平缓往下移动，当移动到叶片根部上方时停止转动绞盘并锁紧；

步骤五.通过控制信号切换挂载锁（15）工作状态，使挂载锁（15）的锁销回缩，锁扣（16）脱销；转动机器人控制绞盘使检测机器人在机器人拖曳绳控制下缓慢下降到叶片根部，待检测机器人到完全下落到叶片根部后，机器人控制绞盘停止转动并锁紧；

步骤六.检测机器人吸附在叶片上，开始叶片损伤检测工作；

步骤七.检测结束后，通过检测机器人的自走和机器人拖曳绳的控制回收检测机器人；

步骤八.拆除所述转运机构。

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