CN113830716B - 塔筒翻转系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种塔筒翻转系统。所述塔筒翻转系统包括：旋转支撑组件，支撑塔筒的第一端并允许塔筒的第二端围绕塔筒的第一端旋转；第一动力支撑单元，被构造为能够依次支撑在塔筒的长度方向的多个位置处，并支撑塔筒的下侧表面，并用于向所述塔筒提供第一作用力，以使塔筒的第二端围绕第一端旋转。本发明的塔筒翻转系统仅通过自身的结构即可推动塔筒翻转，无需外部吊具配合，具有效率高、安全、成本低等优点。

Description

塔筒翻转系统

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体地，涉及一种塔筒翻转系统。

背景技术

目前，塔筒从运输船到吊装船的就位工作通常采用两台吊车协同工作，主吊车和辅吊车分别吊装塔筒的两端，通过二者的相互配合完成塔筒的起吊、翻转、就位等工作，工作效率低且占用吊车资源，一定程度上增加了施工成本，对安装船舶资源要求高。

另外，由于塔架降本，法兰减薄，传统吊耳的方式吊装存在变形风险，所安装的防变形工装，也会进一步增加机位安装和拆卸的时间，以及高空作业风险，且存在运输变形问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种塔筒翻转系统，用于在不使用外部吊具(例如，吊机，吊车)的情况下，将塔筒从水平状态翻转到竖直状态。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种塔筒翻转系统。塔筒翻转系统包括：旋转支撑组件，支撑塔筒的第一端并允许塔筒的第二端围绕塔筒的第一端旋转；第一动力支撑单元，被构造为支撑塔筒的近地表面，并能够依次支撑在塔筒的长度方向的多个位置处，用于向塔筒提供第一作用力，以使塔筒的第二端围绕第一端旋转。

可选地，第一动力支撑单元可以包括：一个或两个以上第一动力支撑组件，用于提供第一作用力，一个或两个以上第一动力支撑组件的下端由外部支撑平台支撑，一个或两个以上第一动力支撑组件的上端沿塔筒的长度方向可移动设置，从而依次支撑在塔筒的长度方向的多个位置处。

可选地，第一动力支撑单元还可以包括第一导向组件，第一动力支撑组件通过第一导向组件沿塔筒的长度方向相对移动。

可选地，第一导向组件可以包括：第一齿形轨道，用于安装在塔筒上并且沿塔筒的长度方向延伸；第一齿形滚轮，与第一动力支撑组件的上端连接并且第一齿形滚轮与第一齿形轨道啮合；以及第一驱动构件，第一驱动构件驱动第一齿形滚轮沿着第一齿形轨道运动。

可选地，第一动力支撑组件的下端沿水平方向可移动设置或者连接到外部支撑平台的固定位置处。

可选地，第一动力支撑单元还可以包括第二导向组件，第一动力支撑组件的下端通过第二导向组件沿水平方向相对移动。

可选地，第二导向组件可以包括：第二齿形轨道，设置在外部支撑平台上并沿水平方向延伸；第二齿形滚轮，与第一动力支撑组件的下端连接并且第二齿形滚轮与第二齿形轨道啮合；以及第二驱动构件，第二驱动构件驱动第二齿形滚轮沿着第二齿形轨道运动。

可选地，一个或两个以上第一动力支撑组件中的每个可以包括：第一液压缸；第一支座，铰接到第一液压缸的上端，用于支撑塔筒；以及第二支座，铰接到第一液压缸的下端，用于支撑到外部支撑平台上。

可选地，第一动力支撑单元还可以包括角度调节组件，角度调节组件的上端连接到第一动力支撑组件并向第一动力支撑组件提供第二作用力，以调节第一动力支撑组件相对于水平方向的倾斜角度，第二作用力为推力或拉力，角度调节组件的下端支撑在外部支撑平台上。

可选地，角度调节组件的下端沿水平方向可移动设置或者铰接到外部支撑平台的固定位置处。

可选地，第一动力支撑单元还可以包括第三导向组件，角度调节组件的下端通过第三导向组件沿水平方向移动。

可选地，第三导向组件可以包括：第三齿形轨道，设置在外部支撑平台上并沿水平方向延伸；第三齿形滚轮，与角度调节组件的下端连接并且第三齿形滚轮与第三齿形轨道啮合；以及第三驱动构件，第三驱动构件驱动第三齿形滚轮沿着第三齿形轨道运动。

可选地，角度调节组件可以包括：第二液压缸；第三支座，铰接到第一液压缸的上端；以及第四支座，铰接到第一液压缸的下端，第三齿形滚轮可转动地安装在第四支座上。

可选地，第一动力支撑单元可以包括：两个以上第一动力支撑组件，用于提供第一作用力，多个第一动力支撑组件的下端分别连接到外部支撑平台的多个固定位置，多个第一动力支撑组件的上端分别固定地支撑在塔筒的长度方向的多个位置处。

可选地，塔筒翻转系统还可以包括：塔筒底托，具有沿着塔筒的长度方向延伸的弧形支撑面，用于支撑在塔筒的近地表面上，第一动力支撑单元通过塔筒底托支撑塔筒，第一齿形轨道安装在塔筒底托上。

可选地，塔筒底托可以包括：至少两个弧形片体；厚度调节板，形成在塔筒底托的至少两个片体中的相邻片体之间，以调节弧形支撑面的直径；以及连接件，用于将厚度调节板与塔筒底托可拆卸地连接在一起。

可选地，塔筒翻转系统可以包括沿塔筒的周向对称布置的多个第一动力支撑单元。

可选地，塔筒翻转系统还可以包括第二动力支撑单元，第二动力支撑单元与塔筒的一端连接以向塔筒的一端提供第三作用力，第三作用力与第一作用力相互配合以控制塔筒的翻转角度不超过90度，塔筒的翻转角度是塔筒沿顺时针方向与水平方向之间的夹角，第三作用力为推力或拉力。

可选地，第二动力支撑单元可以包括一个或两个以上第二动力支撑组件，多个第二动力支撑组件相对于塔筒的轴向对称布置，一个或两个以上第二动力支撑组件中的每个可以包括：第三液压缸；第五支座，铰接到第三液压缸的第一端；以及第六支座，铰接到第三液压缸的第二端。

可选地，塔筒翻转系统还可以包括控制单元，控制单元被设置为：在塔筒运输过程中，根据运输工具的加速度来控制第一作用力的大小，以使塔筒与运输工具之间保持同时上下浮动；和/或，在塔筒翻转过程中，根据翻转信号控制第一动力支撑单元的启停。

与现有技术相比，本发明的塔筒翻转系统仅通过自身的结构(旋转支撑组件和第一动力支撑单元的相互配合)即可推动塔筒翻转，无需外部吊具配合，节省了吊具的安装空间，节省了外部吊具与塔筒的连接时间，降低了安装外部吊具的风险等。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是根据示例性实施例的塔筒翻转系统用于运输塔筒的示意图。

图2是示出图1中旋转支撑组件的示意图。

图3示出了根据示例性实施例的塔筒翻转系统将塔筒翻转至45°的示意图。

图4是图3中塔筒翻转系统的分解示意图。

图5是图4中第一动力支撑单元的示意图。

图6是图4中第二动力支撑组件的示意图。

图7示出了旋转支撑组件和塔筒底托连接在一起的示意图。

图8是图7的侧视图。

图9示出了根据示例性实施例的塔筒翻转系统将塔筒翻转至竖直状态的示意图。

图10示出了根据另一示例性实施例的塔筒翻转系统用于运输塔筒的示意图。

1-塔筒，2-外部支撑平台，100-旋转支撑组件，110-旋转座，120-支撑底座，130-旋转轴，140-定位机构，200-第一动力支撑单元，210-第一动力支撑组件，211-第一支座，212-第二支座，213-第一液压缸，220-第一导向组件，221-第一齿形轨道，222-第一齿形滚轮，230-第二导向组件，231-第二齿形轨道，232-第二齿形滚轮，240-角度调节组件，241-第三支座，242-第四支座，243-第二液压缸，250-第三导向组件，251-第三齿形轨道，252-第三齿形滚轮，300-第二动力支撑单元，310-第二动力支撑组件，311-第五支座，312-第六支座，313-第三液压缸，400-塔筒底托，410、420-片体，430-厚度调节板，440-连接件，450-开孔。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例的塔筒翻转系统。

将理解的是，术语第一、第二等的使用可以不指示顺序或者重要性，而是可以使用术语第一、第二等来将一个部件与另一个部件区分开。

另外，为叙述方便，下文中所称的“左”、“右”、“上”、“下”与附图本身的左、右、上、下方向一致，但并不对本发明的组件的结构起限定作用。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是根据示例性实施例的塔筒翻转系统用于运输塔筒的示意图。图2是示出图1中旋转支撑组件的示意图。图3示出了根据示例性实施例的塔筒翻转系统将塔筒翻转至45°的示意图。图4是图3中塔筒翻转系统的分解示意图。图5是图4中第一动力支撑单元的示意图。图6是图4中第二动力支撑组件的示意图。图7示出了旋转支撑组件和塔筒底托连接在一起的示意图。

图8是图7的侧视图。图9示出了根据示例性实施例的塔筒翻转系统将塔筒翻转至竖直状态的示意图。图10示出了根据另一示例性实施例的塔筒翻转系统用于运输塔筒的示意图。

参照图1至图4，根据本发明示例性实施例的塔筒翻转系统包括：旋转支撑组件100，支撑塔筒1的第一端并与塔筒1的第一端可旋转地连接；第一动力支撑单元200，被构造为支撑塔筒1的近地表面，并能够依次支撑在塔筒1的长度方向的多个位置处，并用于向塔筒1提供第一作用力，以使塔筒1的第二端围绕塔筒1的第一端旋转。其中，第一作用力可以为推力。塔筒1的近地表面是指塔筒1位于水平放置状态时靠近地面的一侧表面，也即是塔筒1的下侧表面。

与现有的塔筒翻转装置相比，本发明不需要吊具进行翻转，通过第一动力支撑单元200以接力推动的方式来推动塔筒1的第二端围绕塔筒1的第一端旋转，实现塔架从水平状态到竖直状态的翻转过程。

其中，如图1和图2中所示，旋转支撑组件100可以包括旋转座110、支撑底座120以及旋转轴130。旋转座110通过旋转轴130与支撑底座120可旋转连接。旋转轴130可以水平方向布置，旋转座110可以围绕旋转轴130相对于支撑底座120旋转。旋转座110和支撑底座120上设置有供旋转轴130穿过的孔。优选地，孔的内圆周表面上形成有齿。旋转轴130的一端的外周面上形成有齿，并与孔上的齿啮合，旋转轴130的另一端与可外接齿轮箱或其他齿形传动动力结构。通过外接驱动机构，将旋转驱动力传递给旋转轴130，旋转轴130再将旋转驱动力传递给旋转座110，从而通过旋转座110与第一动力支撑单元200相互配合，实现塔筒的旋转。通过该齿轮传动结构，可以进一步提升旋转支撑组件100对塔筒1施加的支撑力和旋转驱动力以及塔筒受力的稳定性。

在实施例中，旋转座110可以形成为半圆形，以与塔筒的端部形状相配合。在使用过程中，塔筒端部可以由旋转座110支撑。作为示例，旋转座110上可以设置有螺栓孔，从而通过螺栓与塔筒端部相连接，以将塔筒的第一端固定，防止塔筒的第一端从旋转座110上脱落，提高安全性。支撑底座120设置为两个，分别支撑旋转座110的两端。具体地，两个支撑底座120可以相面对对称布置在塔筒1的第一端的两侧，连接在旋转座110的两端的外侧。作为示例，旋转座110可以分为两个弧段，两个弧段可拆卸地拼接在一起，例如，通过焊接或者螺栓连接形式固定在一起。支撑底座120可拆卸地安装在外部支撑平台2上。例如，通过螺栓固定在外部支撑平台2上。外部支撑平台2可以为运输船甲板或者其他可满足塔架运输和翻转的支撑结构。

旋转支撑组件100还可以包括定位机构140，定位机构140用于限制旋转座110相对于支撑底座120的旋转。定位机构140可以包括定位销轴，支撑底座120和旋转座110上分别设置有供定位销轴穿过的定位销轴孔。当塔筒1从水平状态翻转到竖直状态之后，通过将定位销轴同时穿过支撑底座120和旋转座110上的定位销轴孔，使支撑底座120和旋转座110相对固定，实现塔筒1在竖直状态的限位功能。

以上是对旋转支撑组件100的介绍，进一步的，将结合图1至图5对本发明实施例的第一动力支撑单元200的实施方式做详细介绍：

第一动力支撑单元200的数量可以为一个或两个以上，在第一动力支撑单元200为一个的情况下，第一动力支撑单元200支撑在塔筒1的下部并且对准塔筒1的轴线。在塔筒1位于水平状态时，一个第一动力支撑单元200支撑在塔筒1的圆周的最低位置处。在第一动力支撑单元200为多个的情况下，多个第一动力支撑单元200相对于塔筒1的轴向对称布置，用于支撑在塔筒1的下侧圆周表面。在本实施例中，以塔筒翻转系统包括两个第一动力支撑单元200为例进行举例说明。图1示出了塔筒翻转系统包括两个第一动力支撑单元200的示意图，两个第一动力支撑单元200分别支撑在塔筒1的圆周的下半圆，并且相互对称地位于其下半圆的左右两侧，以下以其中一个第一动力支撑单元200进行描述。

如图3至图5中所示，第一动力支撑单元200可以包括第一动力支撑组件210，第一动力支撑组件210的下端由外部支撑平台2支撑，第一动力支撑组件210的上端支撑塔筒1的下侧表面上，并沿塔筒1的长度方向可移动设置，从而依次支撑在塔筒1的长度方向的多个位置处。通过第一动力支撑组件210沿塔筒1的长度方向移动地支撑并推动塔筒1，从而使塔筒1的第二端围绕塔筒1的第一端旋转。

第一动力支撑组件210的上端可以通过第一导向组件220沿塔筒1的长度方向相对移动。其中，第一导向组件220可以包括：第一齿形轨道221(如图7和图8中所示)，设置在塔筒1上并且沿塔筒1的长度方向延伸，第一齿形轨道221上形成有齿；第一齿形滚轮222，与第一动力支撑组件210的上端连接并且第一齿形滚轮222与第一齿形轨道221啮合；第一驱动构件(未示出)，第一驱动构件驱动第一齿形滚轮222旋转从而沿着第一齿形轨道221运动，第一驱动构件可以为电机。其中，第一齿形轨道221安装在塔筒1上并且沿塔筒1的长度方向延伸，例如，通过稍后将详细描述的塔筒底托400安装在塔筒1上，第一齿形轨道221上形成有齿。

但本发明不限于此，第一导向组件220还可以采用现有技术中的其它已知结构，只要能够实现第一动力支撑组件210的上端沿塔筒1的长度方向相对移动即可。例如，第一导向组件220还可以为沿塔筒1的长度方向延伸的导轨以及能够在导轨中相对滑动的滑块，第一动力支撑组件210的上端与滑块连接。进一步地，第一导向组件220还可以包括：第一锁定件，用于在第一动力支撑组件210的上端支撑在塔筒1的某个位置处的情况下，限制第一动力支撑组件210的上端沿塔筒1的长度方向相对移动，使得第一动力支撑组件210在稳定的状态下对塔筒1施加支撑力。

在本实施例中，第一动力支撑组件210的下端也可以沿水平方向可移动设置。第一动力支撑组件210的下端可以通过第二导向组件230沿水平方向相对移动。其中，第二导向组件230可以包括：第二齿形轨道231，设置在外部支撑平台2上并沿水平方向延伸；第二齿形滚轮232，与第一动力支撑组件210的下端连接并且第二齿形滚轮232与第二齿形轨道231啮合；第二驱动构件，第二驱动构件驱动第二齿形滚轮232沿着第二齿形轨道231运动。第二驱动构件可以为电机。

但本发明不限于此，类似于第一导向组件220，第二导向组件230也可以采用现有技术中的其它已知结构，只要能够实现第一动力支撑组件210的下端沿水平方向相对移动即可。进一步地，第二导向组件230还可以包括第二锁定件，用于在某个支撑位置将第一动力支撑组件210的下端相对于第二齿形轨道231固定，防止第一动力支撑组件210的下端沿水平方向滑动。

第一动力支撑组件210用于提供第一作用力，其具体可以包括液压缸。在本实施例中，第一动力支撑组件210可以包括：第一液压缸213；第一支座211，连接到第一液压缸213的上端，用于支撑塔筒1；第二支座212，连接到第一液压缸213的下端。第一液压缸213的上端与第一支座211铰接，第一液压缸213的下端与第二支座212铰接。参照图5，第一齿形滚轮222安装在第一支座211上，第二齿形滚轮232安装在第二支座212上。

为了保证第一动力支撑组件210受力的方向性，第一动力支撑单元200还可以包括角度调节组件240。参照图3至图5，角度调节组件240的下端支撑在外部支撑平台2上，角度调节组件240的上端连接到第一动力支撑组件210并向第一动力支撑组件210提供第二作用力，以调节第一动力支撑组件210相对于水平方向的倾斜角度不超过90度，第二作用力为推力或拉力。

在本实施例中，角度调节组件240的下端能够沿水平方向移动。具体地，角度调节组件240的下端可以通过第三导向组件250沿水平方向滑动。参照图5，第三导向组件250可以包括：第三齿形轨道251，设置在外部支撑平台2上并沿水平方向延伸，第三齿形轨道251可以与第二齿形轨道231共用；第三齿形滚轮252，与角度调节组件240的下端连接并且第三齿形滚轮252与第三齿形轨道251啮合；第三驱动构件，第三驱动构件驱动第三齿形滚轮252沿着第三齿形轨道251运动。第三驱动构件可以为电机。但本发明不限于此，类似于第一导向组件220和第二导向组件230，第三导向组件250也可以采用现有技术中的其它已知结构，只要能够引导角度调节组件240的下端沿水平方向相对移动即可。进一步地，第一动力支撑单元200还可以包括：第三锁定件，用于在某个支撑位置限制角度调节组件240的下端沿水平方向滑动，从而使得第一动力支撑组件在稳定状态下对塔筒1施加支撑力。

角度调节组件240用于提供第二作用力，其具体可以包括液压缸。在本实施例中，角度调节组件240可以包括：第三支座241，连接(例如，固定)到第一液压缸213；第四支座242，连接到第三齿形滚轮252并且设置在第一液压缸213的下端与旋转支撑组件100之间；第二液压缸243，第二液压缸243的上端与第三支座241铰接，第二液压缸243的下端与第四支座242铰接。此外，为了确保第一动力支撑组件210的倾斜角度的稳定性，角度调节组件240还可以包括连接杆，连接杆的两端分别连接到第二液压缸243和第一液压缸213，使得第二齿形滚轮232和第三齿形滚轮252之间的距离保持固定，从而形成稳定的三角形结构。此外，连接杆可以是伸缩杆，从而通过调节伸缩杆的长度来调节第一动力支撑组件210的倾斜角度。

塔筒翻转系统还可以包括：塔筒底托400，其与旋转座110连接，塔筒底托400具有沿着塔筒1的长度方向延伸的弧形支撑面，用于支撑在塔筒1的外侧壁上，第一动力支撑单元200支撑在塔筒底托400上。具体地，第一齿形轨道221可以布置在塔筒底托400上。在实施例中，两个第一齿形轨道221对称地布置在塔筒底托400上，两个第一动力支撑组件210分别通过两个第一齿形滚轮222在两个第一齿形轨道221中移动。通过将第一齿形轨道221安装在塔筒底托400上，可以不破坏塔筒1，另外，在运输塔筒1时，由于运输过程塔筒壁与塔筒底托400通过面接触，所以可避免塔筒运输过程中采用单支点支撑方式所容易导致的塔筒变形。

在一些优选的实施例中，参照图7和图8，塔筒底托400可以包括：弧形支撑板，具有弧形支撑面，用于支撑塔筒1的下表面，弧形支撑板可分为至少两个弧形片体410和420；厚度调节板430，形成在塔筒底托400的至少两个弧形片体410和420中的相邻片体之间，以调节弧形支撑面的直径；以及连接件440，用于将厚度调节板430与塔筒底托400可拆卸地(例如，通过螺栓)连接在一起。弧形支撑板可以形成为圆筒形的一部分，例如，圆周角度为90度～180度，优选为，120～170度。此外，弧形支撑板的圆周角度也可以大于180度，此时，可以通过将弧形支撑板分为多个弧形片体，以方便将塔筒1放置到弧形支撑板上。此外，通过多个弧形片体拼接以及厚度调整板的调节，可实现左右片体圆度的调节，从而实现满足不同塔架直径的运输。

在本实施例中，塔筒底托400包括两个弧形片体410和420，两个弧形片体410和420的第一端分别与旋转座110连接在一起，例如可以焊接或者通过螺栓连接固定在一起，但本发明不限于此，还可以将片体410和420与两个旋转座110形成一体结构。当塔筒1放置在塔筒底托400上时，可以通过塔筒底托400以及旋转座110同时支撑塔筒1的底部和下端部。

在一些优选的实施例中，塔筒底托400上可以设置有开孔450，用于塔架水平运输过程中下雨的积水排泄，同时也减轻塔筒底托400结构的重量。

如图7和图8所示，两个第一齿形轨道221形成在塔筒底托400的外表面上，即，塔筒底托400的与弧形支撑面相对的下表面上。为了防止第一齿形滚轮222与第一齿形轨道221啮合的过程脱离，可以在塔筒底托400上形成轨道槽，并在轨道槽中形成第一齿形轨道221，从而更加稳定地引导第一齿形滚轮222的运动路线。

图1至图9中示出了第一动力支撑组件210和角度调节组件240的数量为一个的实施例，但本发明不限于此，第一动力支撑组件210和角度调节组件240可以成对设置，并且数量可以为多个，多个第一动力支撑组件210沿水平方向布置，每个第一动力支撑组件210对应设置一个角度调节组件240。

在上述实施例中，第一动力支撑组件210的上端能够沿塔筒1的长度方向移动，且第一动力支撑组件210的下端能够沿水平方向移动。即，第一动力支撑组件210具有上端和下端均可移动的结构，通过第一动力支撑组件210整体沿水平方向移动来实现依次支撑在塔筒1的长度方向的多个位置处，从而推动塔筒1的第二端绕塔筒1的第一端翻转，实现塔筒1的翻身。并且，在推动塔筒1翻转的过程中，角度调节组件240、第一动力支撑组件210和外部支撑平台之间动态地形成三角形稳定结构。

但本发明不限于此，在一种可选的实施方式中，第一动力支撑组件210具有下端不能移动而上端可移动的结构，通过将第一动力支撑组件210的下端固定在支撑平台上，而使第一动力支撑组件210的上端移动来依次支撑在塔筒1的长度方向的多个位置处，从而推动塔筒1翻转。

在实施例中，第一动力支撑组件210的上端沿塔筒1的长度方向可移动设置，而第一动力支撑组件210的下端连接(例如，铰接)到外部支撑平台2的固定位置处。第一动力支撑组件210的数量可以为一个，例如，第一动力支撑组件210支撑在塔筒1的中间段，并仅通过一个第一动力支撑组件210的上端的移动来依次支撑在塔筒1的长度方向的多个位置处，此方式对第一液压缸213的要求较高，例如，伸缩长度长以及需要提供的推力大。因此，在一些优选的实施例中，第一动力支撑组件210的数量可以为多个。多个第一动力支撑组件210沿水平方向布置并分别滑动地支撑在塔筒1的一部分。其中，相邻两个第一动力支撑组件210中的一者被构造为至少在另一者提供的第一作用力到达最大值之前开始提供第一作用力，从而以接力的方式推动塔筒1翻转。例如，图10中示出了第一动力支撑组件210为四个的实施例。

优选地，也可以设置角度调节组件240，角度调节组件240的下端可以沿水平方向移动，也可以铰接到外部支撑平台2的固定位置处，只要其能够随着第一动力支撑组件210的运动而保持上述三角形稳定结构，调节第一动力支撑组件210相对于水平方向倾斜角度不超过90度即可。

在另一种可选的实施方式中，第一动力支撑组件210的上端和下端均不移动，而通过在塔筒1的长度方向的多个位置处对应地设置多个第一动力支撑组件210，通过多个第一动力支撑组件210接力推动的方式来推动塔筒1翻转。

在实施例中，第一动力支撑单元200包括多个第一动力支撑组件210，多个第一动力支撑组件的下端分别连接到外部支撑平台2的多个固定位置，多个第一动力支撑组件210的上端分别固定地支撑在塔筒1的长度方向的多个位置处，其中，相邻两个第一动力支撑组件210中的一者被构造为至少在另一者提供的第一作用力到达最大值之前开始提供第一作用力，从而依次支撑在塔筒1的长度方向的多个位置处，推动塔筒1翻转。

以图10示出的第一动力支撑单元200为例，在塔筒1的下侧设置两列第一动力支撑组件210，每列第一动力支撑组件210的数量为4个。具体地，位于塔筒1的两侧的第一动力支撑组件210相对于塔筒1的轴线对称设置。为了确保塔筒1在翻转过程中的受力稳定性，相对称两个第一动力支撑组件210将同步操作。当右侧的第一动力支撑组件210的液压缸213伸出到最大位置之前，相邻的左侧第一动力支撑组件210的液压缸213开始伸出。依次类推，直到将塔筒1翻转到竖直位置。

以上，详细描述了利用第一动力支撑单元200推动塔筒1翻转的结构。为了使塔筒1的翻转更容易和更稳定可控，在一些优选的实施例中，塔筒翻转系统还可以包括第二动力支撑单元300，第二动力支撑单元300与塔筒1的第一端连接以向塔筒1的第一端提供第三作用力，第三作用力与第一作用力相互配合以控制塔筒1的翻转角度不超过90度，塔筒1的翻转角度是塔筒1与水平方向之间的夹角，第三作用力为推力或拉力。在塔筒1从水平方向翻转到竖直方向的过程中，第三作用力为拉力。在塔筒1从竖直方向翻转到水平状态时，第三作用力开始为推力以使塔筒1开始翻转，接着为拉力以避免塔筒1的翻转过快。

参照图6，第二动力支撑单元300可以包括一个或两个以上第二动力支撑组件310，多个第二动力支撑组件310沿塔筒1的周向对称布置，每个第二动力支撑组件310可以包括：第三液压缸313；第五支座311，连接到第三液压缸313的第一端，用于连接到塔筒1的底部，可选地，可以连接到旋转座110上；第六支座312，连接到第三液压缸313的第二端，用于安装到外部支撑平台2上。第三液压缸313的上端与第五支座311铰接，第三液压缸313的第二端与第六支座312铰接。其中，第六支座312可以通过焊接或者螺栓连接形式固定在外部支撑平台2上，满足塔筒翻转系统的可移植性。

塔筒翻转系统还可以包括控制单元，控制单元可以被配置为：在塔筒1翻转过程中，根据翻转信号控制第一动力支撑单元200和第二动力支撑单元300的启停。

进一步地，控制单元还可以被配置为：在塔筒运输过程中，根据检测到的运输工具的加速度来控制第一作用力的大小，以使塔筒1与运输工具之间保持同时上下浮动，从而缓解海运的加速度影响，降低塔架运输变形的风险。优选地，液压缸可以为伺服油缸。

下面将结合图1、图3、图9和图10来描述根据本发明示例性实施例的塔筒翻转系统的使用过程。

实施例1

参照图1，在运输过程中，塔筒1处于水平状态，旋转支撑组件100支撑在塔筒1的第一端，第一动力支撑组件210支撑在第一位置处，第一位置可以为靠近塔筒1的第二端的位置。

当需要将塔筒1从水平状态翻转至竖直状态时，第一动力支撑组件210沿从第一位置向靠近塔筒1的第一端的方向(例如，图1中，从右向左)移动，并向塔筒1提供第一作用力，使得塔筒1的第二端围绕塔筒1的第一端旋转并缓缓抬高。其中，第一动力支撑组件210的上端通过第一导向组件220沿塔筒1的长度方向相对移动，第一动力支撑组件210的下端通过第二导向组件230沿水平方向相对移动。具体地，第一齿形滚轮222在第一齿形轨道221中从右向左滚动，第二齿形滚轮232在第二齿形滚轮232中从右向左滚动。在此翻转过程中，可以将第一位置看作第一动力支撑组件210的起始行程。

当第一动力支撑组件210向左移动到第二位置时，第一动力支撑组件210不再移动。这里，第二位置可以为靠近塔筒1的第一端的位置，并且，在塔筒1从水平状态翻转到竖直状态的过程中，可以将第二位置看作第一动力支撑组件210的最大移动行程(终止行程)所在的位置。图3示出了塔筒1翻转到45°的示意图，在实施例中，第一动力支撑组件210向左移动到第二位置时，塔筒1翻转到45°。

作为示例，第一动力支撑组件210的上端和下端的移动可以交替进行，也可以同步进行，在此过程中，可以保持第一动力支撑组件210相对于水平方向的倾角小于90°，优选地，保持在30°～85°之间。例如，在第一动力支撑组件210的上端不动的情况下，第一动力支撑组件210的下端向左移动，推动塔筒1的第二端向上翻转，当第一动力支撑组件210相对于水平方向的倾角为最大倾角(例如，85°)时，下端停止运动，上端开始向左移动，直到第一动力支撑组件210相对于水平方向的倾角为最小倾角(例如，30°)位置。然后，上端保持不动，下端再次向左移动，如此交替，直到第一动力支撑组件210的下端移动到左侧最大行程位置处，此时，第一动力支撑组件210的下端不能再继续向左移动，并且第一动力支撑组件210相对于水平方向的倾角为最大倾角位置，此时，可以通过第二锁定件将第一支撑组件210的下端相对于第二齿形轨道231锁定。然后，通过第一液压缸213的伸出继续向塔筒1提供第一作用力，以推动塔筒1继续翻转至竖直状态。如果在第一液压缸213的最大伸出位置，塔筒1仍然没有翻转到，则可以使第一动力支撑组件210的上端沿着向着塔筒1的第一端继续移动，使得第一动力支撑组件210相对于水平方向的倾角变小，来继续推动塔筒1翻转到竖直状态。图9示出了塔筒1翻转到90°(即，竖直状态)的示意图。

在上述将塔筒1从水平状态翻转提升到竖直状态的过程中，可以通过角度调节组件240调节第一动力支撑组件210相对于水平方向的倾斜角度，以使第一动力支撑组件210提供的第一作用力可以更有效地推动塔筒1翻转。

另外，在塔筒1的翻转过程中，第一动力支撑组件210向塔筒1提供推力，同时，第二动力支撑组件310向塔筒1的第一端提供拉力。在塔筒1翻转到竖直状态之后，第二动力支撑组件310向塔筒1的第一端提供推力，以避免塔筒1翻转超过90°而向左倾斜。

将塔筒1从水平状态翻转提升到竖直状态之后，可以通过定位机构140，使支撑底座120和旋转座110相对固定，防止旋转座110相对于支撑底座120旋转，实现塔筒1在竖直状态的限位功能。接着，通过吊装工具将塔筒1的第二端吊起。

上面描述了采用本发明实施例的塔筒翻转系统将塔筒1从水平状态翻转到竖直状态的过程。但本发明不限于此，本发明示例性实施例的塔筒翻转系统还可以用于将塔筒1从竖直状态翻转至水平状态，在此过程中，第一动力支撑组件210从左向右移动。

实施例2

参照图10，还可以采用根据本发明另一实施例的塔筒翻转系统完成塔筒1的翻转。具体地，在运输过程中，塔筒1处于水平状态，四个第一动力支撑组件210分别支撑在塔筒1的下部且沿水平方向间隔开，每个第一动力支撑组件210的上端位于其初始位置处。初始位置可以为靠近塔筒1的第一端的位置。

需要将塔筒1从水平状态翻转至竖直状态时，四个第一动力支撑组件210沿着从塔筒1的第二端向塔筒1的第一端的方向(即，图10中，从右到左)依次推动塔筒。具体地，距离塔筒1的第一端最远的一个第一动力支撑组件210最先向塔筒1提供第一作用力，在该第一动力支撑组件210提供第一作用力达到最大值之前，与其相邻的下一第一动力支撑组件210开始提供第一作用力，直到距离塔筒1的第一端最近的一个第一动力支撑组件210提供第一作用力。通过接力提供第一作用力来推动塔筒1，使得塔筒1的第二端抬高，实现塔筒1的翻转。

其中，每个第一动力支撑组件210提供第一作用力的过程可以为：首先，通过第一动力支撑组件210的上端向右的移动，实现第一动力支撑组件210的上端绕第一动力支撑组件210的下端沿着顺时针方向转动。当第一动力支撑组件210的上端沿着塔筒1的长度方向从初始位置向右滑动到终止位置(最大滑动行程)，第一动力支撑组件210可以通过第一液压缸213的伸出继续向塔筒1提供第一作用力，以推动塔筒1翻转。当第一动力支撑组件210滑动到终止位置并且提供的第一作用力到达最大值之后，可以断开第一动力支撑组件210与塔筒1之间的连接。每个第一动力支撑组件210的终止位置可以根据确保第一动力支撑组件210沿逆时间方向与水平方向之间的夹角不超过90度的原则来确定。

在上述将塔筒1从水平状态翻转提升到竖直状态的过程中，也可以通过角度调节组件240向第一动力支撑组件210提供第二作用力，以调节第一动力支撑组件210沿逆时间方向与水平方向之间的夹角不超过90度。另外，也可以通过第二动力支撑组件310向塔筒1的第一端提供第三作用力，以避免塔筒1翻转超过90°而向左倾斜。

根据本发明的塔筒翻转系统，在塔筒运输到机位后，通过旋转支撑组件100和第一动力支撑单元200相互配合推动塔筒翻转，无需外部吊具即可完成塔筒的翻身，解决了现有技术中塔筒翻转需要双吊具，对船舶资源要求高的问题；也解决了解决塔架运输船空间狭小，无法安装塔架吊具的问题；并且，相对于现有技术中运输到机位之后再安装吊具进行起吊翻身，本发明运输到机位后可以直接开始推动塔筒翻转，节省了翻转吊具的安装时间，效率提高至少50％以上，还可以降低安装翻转吊具的风险。另外，根据本发明的塔筒翻转系统，在塔筒的运输过程中可以支撑塔筒，实现了塔筒的运输和翻转一体化工装，并且，通过设置塔筒底托，解决了运输工装，单支点容易产生塔筒壁变形的问题。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (16)

1.一种塔筒翻转系统，其特征在于，所述塔筒翻转系统包括：

旋转支撑组件(100)，支撑塔筒(1)的第一端并允许所述塔筒(1)的第二端围绕所述塔筒(1)的第一端旋转；

第一动力支撑单元(200)，被构造为支撑所述塔筒(1)的近地表面，并能够依次支撑在所述塔筒(1)的长度方向的多个位置处，用于向所述塔筒(1)提供第一作用力，以使所述塔筒(1)的第二端围绕所述第一端旋转；

所述第一动力支撑单元(200)包括：

一个或两个以上第一动力支撑组件(210)，用于提供所述第一作用力，所述一个或两个以上第一动力支撑组件(210)的下端由外部支撑平台(2)支撑，所述一个或两个以上第一动力支撑组件(210)的上端沿所述塔筒(1)的长度方向可移动设置，从而依次支撑在所述塔筒(1)的长度方向的所述多个位置处；

所述第一动力支撑组件(210)的下端沿水平方向可移动设置或者连接到所述外部支撑平台(2)的固定位置处；

所述塔筒翻转系统还包括第二动力支撑单元(300)，所述第二动力支撑单元(300)与所述塔筒(1)的所述一端连接以向所述塔筒(1)的所述一端提供第三作用力，所述第三作用力与所述第一作用力相互配合以控制所述塔筒(1)的翻转角度不超过90度，所述塔筒(1)的翻转角度是所述塔筒(1)沿顺时针方向与水平方向之间的夹角，所述第三作用力为推力或拉力。

2.根据权利要求1所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述第一动力支撑单元(200)还包括第一导向组件(220)，所述第一动力支撑组件(210)通过所述第一导向组件(220)沿所述塔筒(1)的长度方向相对移动。

3.根据权利要求2所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述第一导向组件(220)包括：

第一齿形轨道(221)，安装在所述塔筒(1)上并且沿所述塔筒(1)的长度方向延伸；

第一齿形滚轮(222)，与所述第一动力支撑组件(210)的上端连接并且所述第一齿形滚轮(222)与所述第一齿形轨道(221)啮合；以及

第一驱动构件，所述第一驱动构件驱动所述第一齿形滚轮(222)沿着所述第一齿形轨道(221)运动。

4.根据权利要求1所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述第一动力支撑单元(200)还包括第二导向组件(230)，所述第一动力支撑组件(210)的下端通过第二导向组件(230)沿水平方向相对移动。

5.根据权利要求4所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述第二导向组件(230)包括：

第二齿形轨道(231)，设置在外部支撑平台(2)上并沿水平方向延伸；

第二齿形滚轮(232)，与所述第一动力支撑组件(210)的下端连接并且所述第二齿形滚轮(232)与所述第二齿形轨道(231)啮合；以及

第二驱动构件，所述第二驱动构件驱动所述第二齿形滚轮(232)沿着所述第二齿形轨道(231)运动。

6.根据权利要求1所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述一个或两个以上第一动力支撑组件(210)中的每个包括：

第一液压缸(213)；

第一支座(211)，铰接到所述第一液压缸(213)的上端，用于支撑所述塔筒(1)；以及

第二支座(212)，铰接到第一液压缸(213)的下端，用于支撑到外部支撑平台(2)上。

7.根据权利要求6所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述第一动力支撑单元(200)还包括角度调节组件(240)，所述角度调节组件(240)的上端连接到所述第一动力支撑组件(210)并向所述第一动力支撑组件(210)提供第二作用力，以调节所述第一动力支撑组件(210)相对于水平方向的倾斜角度，所述第二作用力为推力或拉力，所述角度调节组件(240)的下端支撑在所述外部支撑平台(2)上。

8.根据权利要求7所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述角度调节组件(240)的下端沿水平方向可移动设置或者铰接到所述外部支撑平台(2)的固定位置处。

9.根据权利要求8所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述第一动力支撑单元(200)还包括第三导向组件(250)，所述角度调节组件(240)的下端通过所述第三导向组件(250)沿水平方向移动。

10.根据权利要求9所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述第三导向组件(250)包括：

第三齿形轨道(251)，设置在外部支撑平台(2)上并沿水平方向延伸；

第三齿形滚轮(252)，与所述角度调节组件(240)的所述下端连接并且所述第三齿形滚轮(252)与所述第三齿形轨道(251)啮合；以及

第三驱动构件，所述第三驱动构件驱动所述第三齿形滚轮(252)沿着所述第三齿形轨道(251)运动。

11.根据权利要求10所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述角度调节组件(240)包括：

第二液压缸(243)；

第三支座(241)，铰接到所述第一液压缸(213)的上端；以及

第四支座(242)，铰接到所述第一液压缸(213)的下端，所述第三齿形滚轮(252)可转动地安装在所述第四支座(242)上。

12.根据权利要求3所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述塔筒翻转系统还包括：

塔筒底托(400)，具有沿着所述塔筒(1)的长度方向延伸的弧形支撑面，用于支撑在所述塔筒(1)的所述近地表面上，所述第一动力支撑单元(200)通过所述塔筒底托(400)支撑所述塔筒(1)，所述第一齿形轨道(221)安装在所述塔筒底托(400)上。

13.根据权利要求12所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述塔筒底托(400)包括：

至少两个弧形片体(410，420)；

厚度调节板(430)，形成在所述塔筒底托(400)的至少两个片体(410，420)中的相邻片体之间，以调节所述弧形支撑面的直径；以及

连接件(440)，用于将所述厚度调节板(430)与所述塔筒底托(400)可拆卸地连接在一起。

14.根据权利要求1至13中任意一项所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述塔筒翻转系统包括沿所述塔筒(1)的周向对称布置的多个所述第一动力支撑单元(200)。

15.根据权利要求1所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述第二动力支撑单元(300)包括一个或两个以上第二动力支撑组件(310)，所述多个第二动力支撑组件(310)相对于所述塔筒(1)的轴向对称布置，所述一个或两个以上第二动力支撑组件(310)中的每个包括：

第三液压缸(313)；

第五支座(311)，铰接到所述第三液压缸(313)的第一端；以及

第六支座(312)，铰接到所述第三液压缸(313)的第二端。

16.根据权利要求1所述的塔筒翻转系统，其特征在于，所述塔筒翻转系统还包括控制单元，所述控制单元被设置为：

在塔筒运输过程中，根据运输工具的加速度来控制所述第一作用力的大小，以使所述塔筒(1)与所述运输工具之间保持同时上下浮动；

和/或，在所述塔筒(1)翻转过程中，根据翻转信号控制所述第一动力支撑单元(200)的启停。

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