CN112537716A - 适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统及吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统，包括吊梁、吊点移动单元、夹持单元和控制单元；所述吊梁沿吊物的延伸方向设置；所述吊点移动单元有多个，沿吊梁延伸方向安装于吊梁上，并能够沿吊梁移动，该多个吊点移动单元分别向下延伸，且每个吊点移动单元的延伸端均连接有夹持单元，由多个夹持单元夹持在下方待吊装的吊物上；所述控制单元分别与多个吊点移动单元和多个夹持单元通讯连接。本发明具有多功能、智能化、易操作、效率高、性能可靠等优点,能够根据吊物的结构来定量化制定吊装状态，适用性广，且有效避免腹板或梁帽吊装过程中腹板、梁帽或叶片壳体的损坏。

Description

适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统及吊装方法

技术领域

本发明涉及风电叶片生产的技术领域，尤其是指一种适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统及吊装方法。

背景技术

传统风力发电机组叶片梁帽的吊装方法是采用多个吊带捆绑在梁帽上，然后通过吊梁提升各个吊带来实现梁帽的吊装与转移。腹板的吊装方法与梁帽类似，同样通过吊梁提升捆绑在腹板上的吊带实现其吊装与转移。这种传统的吊装及转移方式存在以下风险：1、当梁帽或腹板放置在壳体内部后，因梁帽和腹板均会压住吊带，造成吊带抽出困难，且吊带容易破坏、污染已刮涂在壳体SS面的结构胶；2、吊带直接勒在腹板的翻边处，翻边位置受到的压强比较大，容易造成玻璃钢复合材料局部分层损伤；3、随着梁帽、腹板大型化生产，捆绑、调整吊带的操作时间较长，操作繁琐；4、随着叶片设计理论、材料体系、工艺方案的不断优化升级与快速发展，新型梁帽(如梁帽、副梁帽)和组合腹板(双腹板、单腹板)已成为发展趋势，传统的吊装工具及方法已无法适应于叶片大型化的发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统及吊装方法，具有多功能、智能化、易操作、效率高、性能可靠、适用性广等优点，能够根据吊物的结构来定量化制定吊装状态，且有效避免腹板或梁帽吊装过程中腹板、梁帽或叶片壳体的损坏。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统，包括吊梁、吊点移动单元、夹持单元和控制单元；所述吊梁沿吊物的延伸方向设置；所述吊点移动单元有多个，沿吊梁延伸方向安装于吊梁上，并能够沿吊梁移动，该多个吊点移动单元分别向下延伸，且每个吊点移动单元的延伸端均连接有夹持单元，由多个夹持单元夹持在下方待吊装的吊物上；所述控制单元分别与多个吊点移动单元和多个夹持单元通讯连接，该控制单元的计算模块能够根据吊物的产品参数密度函数、外形尺寸、预设的相邻吊点间最大重量和预设的相邻吊点间最大距离计算出吊物上各吊点的位置信息，通过驱动多个吊点移动单元根据计算出的吊点位置分别在吊梁上移动至相应的水平位置，进而驱动多个吊点移动单元的钢索分别调整到合适长度，以使多个夹持单元分别夹持在吊物相应的吊点位置处，实现吊物的智能起吊。

进一步，所述吊梁的横截面为工字形结构，该工字形结构底边的两侧均形成有轨道。

进一步，所述吊点移动单元包括带有制动功能的滑轮组、装有编码轮的驱动电机、卷扬机、钢索、挂钩和传感器；所述带有制动功能的滑轮组的两个滑轮分别安装在吊梁的两个轨道上，并由装有编码轮的驱动电机驱动两个滑轮在轨道上移动；所述驱动电机的控制模块与控制单元通讯连接，由控制单元根据吊点位置信息及编码轮的转动角度控制滑轮组在轨道上移动至相应位置并锁定；所述卷扬机固定安装在滑轮组的下部，并与控制单元通讯连接，所述钢索的一端与卷扬机相连接，其另一端向下延伸并连接有挂钩；所述挂钩用于连接夹持单元；所述传感器装于挂钩上，并与控制单元通讯连接，用于监测吊装过程中钢索的张力；由控制单元根据吊点位置信息控制滑轮组移动至相应位置，进而控制卷扬机根据实际情况调整钢索的长度。

进一步，所述夹持单元包括吊装臂、双头丝杆、丝杆螺母、可拆卸式L形夹持爪、压力传感器和夹持驱动电机；所述吊装臂为长方体结构，其顶部设有吊环，用于与吊点移动单元的挂钩相连接；所述双头丝杆装于吊装臂的内部，其两侧分别安装有丝杆螺母；所述夹持驱动电机与双头丝杆传动连接，其控制模块与控制单元通讯连接；所述可拆卸式L形夹持爪有两个，顶部均形成有与吊装臂外形相适应的移动块，该两个可拆卸式L形夹持爪分别通过两个移动块装于吊装臂的两侧，两个移动块分别与两个丝杆螺母相连接，该两个可拆卸式L形夹持爪能够根据吊物的结构选择同向或反向安装，即当同向安装时，由两个可拆卸式L形夹持爪夹持在吊物的吊点上，当反向安装时，由两个可拆卸式L形夹持爪分别勾在吊物的吊点上；每个可拆卸式L形夹持爪上设置有多个压力传感器，该多个压力传感器分别与控制单元通讯连接，用于实时监测夹持处的夹持力；由夹持驱动电机驱动丝杆转动，进而使两个丝杆螺母带动两个可拆卸式L形夹持爪沿着丝杆做相向或反向运动，通过压力传感器保证吊装过程中每个吊点均处于适当的夹持力范围内。

进一步，所述双头丝杆为梯形双头丝杆。

一种适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统的吊装方法，包括以下步骤，

1)将吊物的产品参数密度函数、外形尺寸、吊点间产品最大重量、吊点间最大尺寸输入控制单元的计算模块，经过数据处理后输出吊物上各吊点位置信息，即每个吊点与叶片叶根零点的水平距离；

2)吊梁上方与吊车相连接，并通过吊车移动至吊物正上方，由控制单元根据步骤1)计算出的吊点位置信息控制吊点移动单元的滑轮组在轨道上移动至相应位置并锁死，以防止滑移，进而由控制单元驱动多个吊点移动单元的钢索分别调整到合适长度；

3)由控制单元根据吊物的尺寸信息通过夹持单元的夹持驱动电机控制夹持单元的夹持爪与吊点进行连接，由夹持驱动电机控制夹持张力，通过夹持单元的压力传感器保证每个夹持处保持合适的夹持力，避免产品损坏或脱落；

4)吊车起吊过程中通过吊点移动单元上的传感器实时监测钢索的张力，如个别钢索张力和预期张力偏差较大，由控制单元控制卷扬机实时释放或收起钢索，防止个别夹持点受力过大，发生损伤产品的意外，且在吊装过程中通过控制单元实时记录钢索的受力情况；

5)将吊物由一端至另一端慢慢下放至设定位置时，依次退出所有夹持单元，完成吊装。

进一步，在步骤1)中，当所述吊物为梁帽时，所述计算模块的计算过程如下：

将梁帽的线密度函数f(x)输入计算模块中，结合梁帽的刚度，根据梁帽叶根部分的刚度及重量，预设第一个吊点与叶根零点的水平距离为L₁,设定两个相邻吊点之间的水平间距上限为L₀，两个相邻吊点之间的产品重量上限为m₀，

梁帽上两个相邻吊点之间的产品重量的表达公式为：

其中，m₀表示梁帽上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限,L_i表示梁帽产品上第i个吊点距离叶根零点的水平距离；L_i+1表示梁帽产品上第i+1个吊点距离叶根零点的水平距离；

将L₁作为初始值代入公式(1)中进行迭代，在迭代过程中，判断第i+1个吊点和第i个吊点水平间距大小，如果两个吊点之间的水平间距大于或等于水平距离上限L₀时，即L_i+1-L_i≥L₀时，此时强制设定两个相邻吊点之间的水平间距为L₀，即采用公式(2)确定第i+1个吊点的位置，

L_i+1＝L_i+L₀ 公式(2)

如果两个吊点之间水平间距小于L₀时，则继续迭代，直到吊点位置超出梁帽产品末端即停止计算，此时得出梁帽上全部吊点位置信息。

进一步，在步骤1)中，当所述吊物为由“[-]”型腹板和“工”型腹板通过手糊玻璃钢连接的组合腹板时，所述计算模块的计算过程如下：

将“[-]”型腹板的线密度函数f₁(x)和“工”型腹板线密度函数f₂(x)分别输入计算模块中，确定组合腹板上手糊玻璃钢连接范围l_a～l_b，其中，l_a表示组合腹板上粘接起点距离叶根零点的水平距离，l_b表示组合腹板上粘接终点距离叶根零点的水平距离，l_a～l_b之间为连接区域，不需要设置吊点，组合腹板上粘接起点与“[-]”型腹板起点之间的区域为“[-]”型腹板上的吊点设定区域，组合腹板上粘接终点与“工”型腹板终点之间的区域为“工”型腹板上的吊点设定区域；结合腹板的刚度，设定整个组合腹板上两个相邻吊点之间的水平距离上限为l₀，“[-]”型腹板上两个相邻吊点之间的产品重量上限为m₁，“工”型腹板上两个相邻吊点之间的产品重量上限为m₂；

根据“[-]”型腹板上吊点总数量N的计算公式(3)得出“[-]”型腹板上的吊点总数，

其中，m₁表示“[-]”型腹板上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限,l_a表示组合腹板上粘接起点距离叶根零点的水平距离，该位置处与“[-]”型腹板起点之间的区域即为“[-]”型腹板上的吊点设定区域；

“[-]”型腹板上两个相邻吊点之间重量的表达公式为：

其中，m₁表示“[-]”型腹板上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限,l_i表示“[-]”型腹板产品上第i个吊点距离叶根零点的水平距离；l_i+1表示“[-]”型腹板产品上第i+1个吊点距离叶根零点的水平距离；

取i＝0代入公式(4)，即“[-]”型腹板的起点位置处，求出“[-]”型腹板上第一个吊点与叶根零点的水平距离l₁；将求出的l₁再代入到公式(4)中进行迭代，依次求出“[-]”型腹板上剩余N-1个吊点与叶根零点的水平距离，此时计算出“[-]”型腹板上的所有吊点与叶根零点的水平距离，即得出“[-]”型腹板上全部吊点位置信息；

然后设定“工”型腹板上的第1个吊点，即组合腹板上的第N+1个吊点位置正处于组合腹板连接区域的终点位置，即组合腹板上的第N+1个吊点与叶根零点的水平距离l_N+1等于l_b，

“工”型腹板上任意两个相邻吊点之间重量的表达公式为：

其中，m₂表示“工”型腹板上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限；l_i表示“工”型腹板上第i个吊点，即组合腹板上的N+i个吊点位置距离叶根零点的水平距离；l_i+1表示“工”型腹板上第i+1个吊点，即组合腹板上的N+i+1个吊点位置距离叶根零点的水平距离；

将l_N+1作为初始值代入公式(6)中进行迭代，在迭代过程中，判断“工”型腹板上的第i+1个吊点和“工”型腹板上的第i个吊点水平间距大小，如果两个吊点之间的水平间距大于或等于水平距离上限l₀时，即l_i+1-l_i≥l₀时，此时强制设定两个相邻吊点之间的水平间距为l₀，即采用公式(7)确定“工”型腹板上的第i+1个吊点的位置，

l_i+1＝l_i+l₀ 公式(7)

如果两个吊点之间水平间距小于l₀时，则继续迭代，直到吊点位置超出“工”型腹板产品末端即停止计算，此时得出组合腹板上全部吊点位置信息。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本发明的智能起吊系统及吊装方法具有多功能、智能化等优点，能够根据吊物的结构来定量化制定吊装状态，不仅适用于现有的叶片常规梁帽、腹板，还适应于未来所设计、生产的大型化、非常规化的梁帽、腹板吊装，适用性广。

2、本发明的智能起吊系统及吊装方法具有效率高、易操作等优点，通过控制单元驱动吊点移动单元和夹持单元，智能快速的分配各个吊点；通过控制单元控制夹持单元的夹持力，防止个别夹持点受力过大，发生损伤产品的意外，有效避免腹板或梁帽吊装过程中腹板、梁帽的损坏，性能可靠；同时在吊装过程中通过控制单元对各个吊点的钢索张力进行实时监测，防止发生意外，还可以实时记录吊装过程中钢索的受力情况，通过对这些数据进行分析、整理形成标准数据库，为下一次吊装提供强有力支撑。

附图说明

图1为本发明的智能起吊系统的整体结构示意图。

图2为采用本发明的智能起吊系统起吊组合腹板的示意图。

图3为本发明的吊点移动单元的结构示意图。

图4为采用本发明的夹持单元对梁帽吊装的示意图。

图5为采用本发明的夹持单元对“工”型腹板吊装的示意图。

图6为采用本发明的夹持单元对“[-]”型腹板吊装的示意图。

图7为本发明的智能起吊系统的起吊流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图2所示，本实施例所述的适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统，所述的梁帽包括常规梁帽或非常规梁帽，所述的腹板包括“[-]”型腹板、“工”型腹板或该两者组合的组合腹板；所述的智能起吊系统包括吊梁1、吊点移动单元2、夹持单元3和控制单元(图中未示出)；所述吊梁1的横截面为工字形结构，该工字形结构底边的两侧均形成有轨道，用于与吊点移动单元2的两个滑轮相配合，该吊梁1沿吊物的延伸方向设置；所述吊点移动单元2有多个，沿吊梁1延伸方向安装于吊梁1上，并能够沿吊梁1移动，该多个吊点移动单元2分别向下延伸，且每个吊点移动单元2的延伸端均连接有夹持单元3，由多个夹持单元3夹持在下方待吊装的吊物上；所述控制单元分别与多个吊点移动单元2和多个夹持单元3通讯连接，该控制单元的计算模块能够根据吊物的产品参数密度函数、外形尺寸、预设的相邻吊点间最大重量和预设的相邻吊点间最大距离计算出吊物上各吊点的位置信息，通过驱动多个吊点移动单元2根据计算出的吊点位置分别在吊梁1上移动至相应的水平位置，进而驱动多个吊点移动单元2的钢索203分别调整到合适长度，以使多个夹持单元3分别夹持在吊物相应的吊点位置处，实现吊物的智能起吊。

如图3所示，所述吊点移动单元2包括带有制动功能的滑轮组201、装有编码轮的驱动电机(图中未示出)、卷扬机202、钢索203、挂钩(图中未示出)和传感器(图中未示出)；所述带有制动功能的滑轮组201的两个滑轮分别安装在吊梁1的两个轨道上，并由装有编码轮的驱动电机驱动两个滑轮在轨道上移动；所述驱动电机的控制模块与控制单元通讯连接，由控制单元根据吊点位置信息及编码轮的转动角度控制滑轮组201在轨道上移动至相应位置并锁定；所述卷扬机202固定安装在滑轮组201的下部，并与控制单元通讯连接，所述钢索203的一端与卷扬机202相连接，其另一端向下延伸并连接有挂钩；所述挂钩用于连接夹持单元3；所述传感器装于挂钩上，并与控制单元通讯连接，用于监测吊装过程中钢索203的张力；由控制单元根据吊点位置信息控制滑轮组201移动至相应位置，进而控制卷扬机202根据实际情况调整钢索203的长度，吊装过程中，通过传感器实时监测钢索203的张力，通过对各个吊点的钢索203张力进行实时监测，如个别钢索203张力和预期张力偏差较大，控制单元控制卷扬机202实时释放或收起钢索203，防止个别夹持点受力过大，发生损伤产品的意外，且控制单元还具有自我学习能力，在吊装过程中如果调整过钢索203后，控制单元会记录该次调整，经过和历史吊装数据分析对比后，并在后续吊装时自动优化。

所述夹持单元3包括吊装臂301、双头丝杆302、丝杆螺母303、可拆卸式L形夹持爪304、压力传感器306和夹持驱动电机307；所述吊装臂301为长方体结构，其顶部设有吊环308，用于与吊点移动单元2的挂钩相连接；所述双头丝杆302为梯形双头丝杆302，装于吊装臂301的内部，其两侧分别安装有丝杆螺母303，双头梯形丝杆两侧及两个丝杆螺母303的螺纹旋向均相反；所述夹持驱动电机307与双头丝杆302传动连接，其控制模块与控制单元通讯连接；所述可拆卸式L形夹持爪304有两个，顶部均形成有与吊装臂301外形相适应的移动块305，该两个可拆卸式L形夹持爪304分别通过两个移动块305装于吊装臂301的两侧，两个移动块305分别与两个丝杆螺母303相连接；实际应用中根据吊物的结构选择两个可拆卸式L形夹持爪304同向或反向安装，通过可拆卸式L形夹持爪304不同的组合方式可以吊装不同的产品，如当同向安装时，如图4、图5所示，可用于“工”型腹板或梁帽的吊装，由两个可拆卸式L形夹持爪304夹持在吊物的吊点上，当反向安装时，如图6所示，可用于“[-]”型腹板的吊装，由可拆卸式L形夹持爪304勾在“[-]”型腹板的吊点上；每个可拆卸式L形夹持爪304上设置有多个压力传感器306，该多个压力传感器306分别与控制单元通讯连接，用于实时监测夹持处的夹持力；由夹持驱动电机307驱动丝杆转动进而使两个丝杆螺母303带动两个可拆卸式L形夹持爪304沿着丝杆做相向或反向运动，通过压力传感器306保证吊装过程中每个吊点均处于适当的夹持力范围内。

本实施例所述的适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统的吊装方法，其流程图如图7所示，包括以下步骤，

1)将吊物的产品参数密度函数、外形尺寸、吊点间产品最大重量、吊点间最大尺寸输入控制单元的计算模块，经过数据处理后输出吊物上各吊点位置信息，即每个吊点与叶片叶根零点的水平距离；

其中，当吊物为梁帽时，计算模块的计算过程如下：

将梁帽的线密度函数f(x)输入计算模块中，梁帽产品的刚度是由中间向两端逐渐减小的，根据梁帽叶根部分的刚度及重量，预设第一个吊点与叶根零点的水平距离为L₁，设定两个相邻吊点之间的水平间距上限为L₀，两个相邻吊点之间的产品重量上限为m₀；

梁帽上两个相邻吊点之间的产品重量的表达公式为：

其中，m₀表示梁帽上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限,L_i表示梁帽产品上第i个吊点距离叶根零点的水平距离；L_i+1表示梁帽产品上第i+1个吊点距离叶根零点的水平距离；

将L₁作为初始值代入公式(1)中进行迭代，在迭代过程中，判断第i+1个吊点和第i个吊点水平间距大小，如果两个吊点之间的水平间距大于或等于水平距离上限L₀时，即L_i+1-L_i≥L₀时，此时强制设定两个相邻吊点之间的水平间距为L₀，即采用公式(2)确定第i+1个吊点的位置，

L_i+1＝L_i+L₀ 公式(2)

如果两个吊点之间水平间距小于L₀时，则继续迭代，直到吊点位置超出梁帽产品末端即停止计算，此时得出梁帽上全部吊点位置信息。

当所述吊物为由“[-]”型腹板和“工”型腹板通过手糊玻璃钢连接的组合腹板时，所述计算模块的计算过程如下：

将“[-]”型腹板的线密度函数f₁(x)和“工”型腹板线密度函数f₂(x)分别输入计算模块中，确定组合腹板上手糊玻璃钢连接范围l_a～l_b，其中，l_a表示组合腹板上粘接起点距离叶根零点的水平距离，l_b表示组合腹板上粘接终点距离叶根零点的水平距离，l_a～l_b之间为连接区域，不可以设置吊点，组合腹板上粘接起点与“[-]”型腹板起点之间的区域为“[-]”型腹板上的吊点设定区域，组合腹板上粘接终点与“工”型腹板终点之间的区域为“工”型腹板上的吊点设定区域；结合腹板的刚度，设定整个组合腹板上两个相邻吊点之间的水平距离上限为l₀，“[-]”型腹板上两个相邻吊点之间的产品重量上限为m₁，“工”型腹板上两个相邻吊点之间的产品重量上限为m₂，由于“[-]”型腹板的线密度大于“工”型腹板的线密度，因此m₁>m₂，且由于“[-]”型腹板的线密度和刚度均大于“工”型腹板的相应值，因此“[-]”型腹板上两个相邻吊点之间的水平距离总是小于l₀；

根据“[-]”型腹板上吊点总数量N的计算公式(3)得出“[-]”型腹板上的吊点总数，

其中，m₁表示“[-]”型腹板上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限,l_a表示组合腹板上粘接起点距离叶根零点的水平距离，该位置处与“[-]”型腹板起点之间的区域即为“[-]”型腹板上的吊点设定区域；

“[-]”型腹板上两个相邻吊点之间重量的表达公式为：

其中，m₁表示“[-]”型腹板上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限,l_i表示“[-]”型腹板产品上第i个吊点距离叶根零点的水平距离；l_i+1表示“[-]”型腹板产品上第i+1个吊点距离叶根零点的水平距离；

取i＝0代入公式(4)，即“[-]”型腹板的起点位置处，求出“[-]”型腹板上第一个吊点与叶根零点的水平距离l₁；将求出的l₁代入到公式(4)中进行迭代，依次求出“[-]”型腹板上剩余N-1个吊点与叶根零点的水平距离，此时计算出“[-]”型腹板上的所有吊点与叶根零点的水平距离，即得出“[-]”型腹板上全部吊点位置信息；

然后设定“工”型腹板上的第1个吊点，即组合腹板上的第N+1个吊点位置正处于组合腹板连接区域的终点位置，即组合腹板上的第N+1个吊点与叶根零点的水平距离l_N+1等于l_b，

“工”型腹板上任意两个相邻吊点之间重量的表达公式为：

其中，m₂表示“工”型腹板上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限；l_i表示“工”型腹板上第i个吊点，即组合腹板上的N+i个吊点位置距离叶根零点的水平距离；l_i+1表示“工”型腹板上第i+1个吊点，即组合腹板上的N+i+1个吊点位置距离叶根零点的水平距离；

将l_N+1作为初始值代入公式(6)中进行迭代，在迭代过程中，判断“工”型腹板上的第i+1个吊点和“工”型腹板上的第i个吊点水平间距大小，如果两个吊点之间的水平间距大于或等于水平距离上限l₀时，即l_i+1-l_i≥l₀时，此时强制设定两个相邻吊点之间的水平间距为l₀，即采用公式(2)确定“工”型腹板上的第i+1个吊点的位置，

l_i+1＝l_i+l₀ 公式(2)

如果两个吊点之间水平间距小于l₀时，则继续迭代，直到吊点位置超出“工”型腹板产品末端，即停止计算，此时得出组合腹板上全部吊点位置信息。

2)吊梁上方与吊车相连接，并通过吊车移动至吊物正上方，由控制单元根据步骤1)计算出的吊点位置信息控制吊点移动单元的滑轮组在轨道上移动至相应位置并锁死，以防止滑移，进而由控制单元驱动多个吊点移动单元的钢索分别调整到合适长度。

3)由控制单元根据吊物的尺寸信息通过夹持单元的夹持驱动电机控制夹持单元的夹持爪的宽度，并与吊点进行连接，由夹持驱动电机控制夹持张力，通过夹持单元的压力传感器保证每个夹持处保持合适的夹持力，避免产品损坏或脱落。

4)吊车起吊过程中通过吊点移动单元上的传感器实时监测钢索的张力，如个别钢索张力和预期张力偏差较大，由控制单元控制卷扬机实时释放或收起钢索，防止个别夹持点受力过大，发生损伤产品的意外，且在吊装过程中通过控制单元实时记录钢索的受力情况。

5)将吊物由一端至另一端慢慢下放至设定位置，下放过程中，当吊物从其叶根部分到其叶尖部分逐渐落下至壳体后，启动控制单元控制夹持单元慢慢松开，使夹持爪脱离吊物，控制卷扬机提升钢索，完成吊物的吊装，然后通过吊车将吊梁移至规定区域，通过对步骤4)中记录的数据进行分析、整理，并形成标准数据库，为下一次吊装提供强有力支撑。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统，其特征在于：包括吊梁、吊点移动单元、夹持单元和控制单元；所述吊梁沿吊物的延伸方向设置；所述吊点移动单元有多个，沿吊梁延伸方向安装于吊梁上，并能够沿吊梁移动，该多个吊点移动单元分别向下延伸，且每个吊点移动单元的延伸端均连接有夹持单元，由多个夹持单元夹持在下方待吊装的吊物上；所述控制单元分别与多个吊点移动单元和多个夹持单元通讯连接，该控制单元的计算模块能够根据吊物的产品参数密度函数、外形尺寸、预设的相邻吊点间最大重量和预设的相邻吊点间最大距离计算出吊物上各吊点的位置信息，通过驱动多个吊点移动单元根据计算出的吊点位置分别在吊梁上移动至相应的水平位置，进而驱动多个吊点移动单元的钢索分别调整到合适长度，以使多个夹持单元分别夹持在吊物相应的吊点位置处，实现吊物的智能起吊。

2.根据权利要求1所述的适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统，其特征在于：所述吊梁的横截面为工字形结构，该工字形结构底边的两侧均形成有轨道。

3.根据权利要求1所述的适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统，其特征在于：所述吊点移动单元包括带有制动功能的滑轮组、装有编码轮的驱动电机、卷扬机、钢索、挂钩和传感器；所述带有制动功能的滑轮组的两个滑轮分别安装在吊梁的两个轨道上，并由装有编码轮的驱动电机驱动两个滑轮在轨道上移动；所述驱动电机的控制模块与控制单元通讯连接，由控制单元根据吊点位置信息及编码轮的转动角度控制滑轮组在轨道上移动至相应位置并锁定；所述卷扬机固定安装在滑轮组的下部，并与控制单元通讯连接，所述钢索的一端与卷扬机相连接，其另一端向下延伸并连接有挂钩；所述挂钩用于连接夹持单元；所述传感器装于挂钩上，并与控制单元通讯连接，用于监测吊装过程中钢索的张力；由控制单元根据吊点位置信息控制滑轮组移动至相应位置，进而控制卷扬机根据实际情况调整钢索的长度。

4.根据权利要求1所述的适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统，其特征在于：所述夹持单元包括吊装臂、双头丝杆、丝杆螺母、可拆卸式L形夹持爪、压力传感器和夹持驱动电机；所述吊装臂为长方体结构，其顶部设有吊环，用于与吊点移动单元的挂钩相连接；所述双头丝杆装于吊装臂的内部，其两侧分别安装有丝杆螺母；所述夹持驱动电机与双头丝杆传动连接，其控制模块与控制单元通讯连接；所述可拆卸式L形夹持爪有两个，顶部均形成有与吊装臂外形相适应的移动块，该两个可拆卸式L形夹持爪分别通过两个移动块装于吊装臂的两侧，两个移动块分别与两个丝杆螺母相连接，该两个可拆卸式L形夹持爪能够根据吊物的结构选择同向或反向安装，即当同向安装时，由两个可拆卸式L形夹持爪夹持在吊物的吊点上，当反向安装时，由两个可拆卸式L形夹持爪分别勾在吊物的吊点上；每个可拆卸式L形夹持爪上设置有多个压力传感器，该多个压力传感器分别与控制单元通讯连接，用于实时监测夹持处的夹持力；由夹持驱动电机驱动丝杆转动，进而使两个丝杆螺母带动两个可拆卸式L形夹持爪沿着丝杆做相向或反向运动，通过压力传感器保证吊装过程中每个吊点均处于适当的夹持力范围内。

5.根据权利要求4所述的适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统，其特征在于：所述双头丝杆为梯形双头丝杆。

6.一种如权利要求1～5中任一项所述的适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统的吊装方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)将吊物的产品参数密度函数、外形尺寸、吊点间产品最大重量、吊点间最大尺寸输入控制单元的计算模块，经过数据处理后输出吊物上各吊点位置信息，即每个吊点与叶片叶根零点的水平距离；

2)吊梁上方与吊车相连接，并通过吊车移动至吊物正上方，由控制单元根据步骤1)计算出的吊点位置信息控制吊点移动单元的滑轮组在轨道上移动至相应位置并锁死，以防止滑移，进而由控制单元驱动多个吊点移动单元的钢索分别调整到合适长度；

3)由控制单元根据吊物的尺寸信息通过夹持单元的夹持驱动电机控制夹持单元的夹持爪与吊点进行连接，由夹持驱动电机控制夹持张力，通过夹持单元的压力传感器保证每个夹持处保持合适的夹持力，避免产品损坏或脱落；

4)吊车起吊过程中通过吊点移动单元上的传感器实时监测钢索的张力，如个别钢索张力和预期张力偏差较大，由控制单元控制卷扬机实时释放或收起钢索，防止个别夹持点受力过大，发生损伤产品的意外，且在吊装过程中通过控制单元实时记录钢索的受力情况；

5)将吊物由一端至另一端慢慢下放至设定位置时，依次退出所有夹持单元，完成吊装。

7.根据权利要求6所述的适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统的吊装方法，其特征在于：在步骤1)中，当所述吊物为梁帽时，所述计算模块的计算过程如下：

将梁帽的线密度函数f(x)输入计算模块中，结合梁帽的刚度，根据梁帽叶根部分的刚度及重量，预设第一个吊点与叶根零点的水平距离为L₁,设定两个相邻吊点之间的水平间距上限为L₀，两个相邻吊点之间的产品重量上限为m₀，

梁帽上两个相邻吊点之间的产品重量的表达公式为：

其中，m₀表示梁帽上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限,L_i表示梁帽产品上第i个吊点距离叶根零点的水平距离；L_i+1表示梁帽产品上第i+1个吊点距离叶根零点的水平距离；

将L₁作为初始值代入公式(1)中进行迭代，在迭代过程中，判断第i+1个吊点和第i个吊点水平间距大小，如果两个吊点之间的水平间距大于或等于水平距离上限L₀时，即L_i+1-L_i≥L₀时，此时强制设定两个相邻吊点之间的水平间距为L₀，即采用公式(2)确定第i+1个吊点的位置，

L_i+1＝L_i+L₀ 公式(2)

如果两个吊点之间水平间距小于L₀时，则继续迭代，直到吊点位置超出梁帽产品末端即停止计算，此时得出梁帽上全部吊点位置信息。

8.根据权利要求6所述的适用于风电叶片腹板及梁帽的智能起吊系统的吊装方法，其特征在于：在步骤1)中，当所述吊物为由“[-]”型腹板和“工”型腹板通过手糊玻璃钢连接的组合腹板时，所述计算模块的计算过程如下：

将“[-]”型腹板的线密度函数f₁(x)和“工”型腹板线密度函数f₂(x)分别输入计算模块中，确定组合腹板上手糊玻璃钢连接范围l_a～l_b，其中，l_a表示组合腹板上粘接起点距离叶根零点的水平距离，l_b表示组合腹板上粘接终点距离叶根零点的水平距离，l_a～l_b之间为连接区域，不需要设置吊点，组合腹板上粘接起点与“[-]”型腹板起点之间的区域为“[-]”型腹板上的吊点设定区域，组合腹板上粘接终点与“工”型腹板终点之间的区域为“工”型腹板上的吊点设定区域；结合腹板的刚度，设定整个组合腹板上两个相邻吊点之间的水平距离上限为l₀，“[-]”型腹板上两个相邻吊点之间的产品重量上限为m₁，“工”型腹板上两个相邻吊点之间的产品重量上限为m₂；

根据“[-]”型腹板上吊点总数量N的计算公式(3)得出“[-]”型腹板上的吊点总数，

其中，m₁表示“[-]”型腹板上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限,l_a表示组合腹板上粘接起点距离叶根零点的水平距离，该位置处与“[-]”型腹板起点之间的区域即为“[-]”型腹板上的吊点设定区域；

“[-]”型腹板上两个相邻吊点之间重量的表达公式为：

其中，m₁表示“[-]”型腹板上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限,l_i表示“[-]”型腹板产品上第i个吊点距离叶根零点的水平距离；l_i+1表示“[-]”型腹板产品上第i+1个吊点距离叶根零点的水平距离；

取i＝0代入公式(4)，即“[-]”型腹板的起点位置处，求出“[-]”型腹板上第一个吊点与叶根零点的水平距离l₁；将求出的l₁再代入到公式(4)中进行迭代，依次求出“[-]”型腹板上剩余N-1个吊点与叶根零点的水平距离，此时计算出“[-]”型腹板上的所有吊点与叶根零点的水平距离，即得出“[-]”型腹板上全部吊点位置信息；

然后设定“工”型腹板上的第1个吊点，即组合腹板上的第N+1个吊点位置正处于组合腹板连接区域的终点位置，即组合腹板上的第N+1个吊点与叶根零点的水平距离l_N+1等于l_b，

“工”型腹板上任意两个相邻吊点之间重量的表达公式为：

其中，m₂表示“工”型腹板上任意两个相邻吊点之间的产品重量上限；l_i表示“工”型腹板上第i个吊点，即组合腹板上的N+i个吊点位置距离叶根零点的水平距离；l_i+1表示“工”型腹板上第i+1个吊点，即组合腹板上的N+i+1个吊点位置距离叶根零点的水平距离；

将l_N+1作为初始值代入公式(6)中进行迭代，在迭代过程中，判断“工”型腹板上的第i+1个吊点和“工”型腹板上的第i个吊点水平间距大小，如果两个吊点之间的水平间距大于或等于水平距离上限l₀时，即l_i+1-l_i≥l₀时，此时强制设定两个相邻吊点之间的水平间距为l₀，即采用公式(7)确定“工”型腹板上的第i+1个吊点的位置，

l_i+1＝l_i+l₀ 公式(7)

如果两个吊点之间水平间距小于l₀时，则继续迭代，直到吊点位置超出“工”型腹板产品末端即停止计算，此时得出组合腹板上全部吊点位置信息。

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