CN114803966B - 一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，涉及到风力发电机维护设备技术领域，包括定位组件、爬升组件、连接组件、延伸组件和塔筒本体，所述定位组件和爬升组件分别设置在塔筒本体的两侧。本发明通过设置定位组件、爬升组件和连接组件，定位组件、爬升组件和连接组件组合形成环形结构，环形结构可以在塔筒本体外侧上下滑动，从而可以实现在塔筒本体外侧的攀爬，且定位组件和爬升组件之间的距离可以被调节，而塔筒本体设置为下粗上细的锥形结构，通过调整定位组件和爬升组件之间的距离，可以将装置固定在塔筒本体外侧的不同高度处，从而在实现了装置攀爬功能的同时保证了装置使用时的稳定性。

Description

一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置

技术领域

本发明涉及风力发电机维护设备技术领域，特别涉及一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置。

背景技术

风能是一种清洁、安全、可再生的绿色能源，利用风能对环境无污染，对生态无破坏，环保效益和生态效益良好，对于人类社会可持续发展具有重要意义。风电塔筒是风力发电机整机的支撑部件，主要为管状结构，整个风电塔筒通常分成三到四段，每两段之间通过法兰和高强度螺栓联接起来。风电塔筒需要承受各种极端载荷，塔筒属于细长结构。

为了保证风力发电机的塔筒在长期使用时不会因环境侵蚀而损坏，需要定期对风力发电机的表面进行清理维护，现有技术中通过在塔筒的顶端安装吊架，然后将工人通过吊绳吊在塔筒的外侧，对塔筒的外侧壁进行清理和刷漆保养，但是，由于风力发电机的塔筒高度较高，吊架的安装较为麻烦，而且，由于风力发电机假设在风力较大的区域，工人吊在空中时容易受到风的影响晃动，存在一定的安全隐患。因此，发明一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，包括定位组件、爬升组件、连接组件、延伸组件和塔筒本体，所述定位组件和爬升组件分别设置在塔筒本体的两侧，所述连接组件设置有两个，两个所述连接组件呈对称分布，两个所述连接组件均位于定位组件和爬升组件之间，所述定位组件和爬升组件的外侧均设置有延伸组件；

定位组件，所述定位组件包括定位框，所述定位框设置为弧形结构，所述定位框的两端中部均开设有插槽，所述定位框的内侧面两端均固定连接有两个对称分布的固定板，所述固定板的内侧通过轴承活动连接有转杆，所述转杆的外侧套接连接有两个对称分布的传动齿轮；

爬升组件，所述爬升组件包括活动框，所述活动框设置为弧形结构，所述活动框的两端均固定连接有连接座，所述连接座的中部贯穿开设有连接孔，所述活动框的内侧中部设置有起升丝杆，所述起升丝杆的两端均通过活动框的内壁活动连接，所述活动框的内部设置有活动座；

连接组件，所述连接组件包括连接框，所述连接框设置为弧形结构，所述连接框的一端与插槽插接连接，所述连接框的内侧固定连接有限位板，所述限位板设置为弧形结构，所述限位板的内侧面开设有多个呈等间距分布的定位齿槽，所述定位齿槽与传动齿轮相适配；

延伸组件，所述延伸组件包括延伸座，所述定位组件和爬升组件的外侧面两端均设置有延伸座，所述延伸座的外侧中部设置有卡槽，所述延伸座的外侧设置有延伸架，所述延伸架的内侧面中部固定连接有卡块，所述卡块与卡槽相适配。

优选的，所述定位框的两侧内壁中部均设置有传动杆，所述传动杆的一端通过轴承与定位框的内壁活动连接，两个所述传动杆相互靠近的一端通过换向齿轮组活动连接，所述传动杆的两端和转杆的一端均套接连接有连接齿轮，相邻两个所述连接齿轮之间通过齿轮带传动连接。

优选的，所述传动杆的底端固定连接有蜗轮，所述定位框的外侧底端固定连接有定位座，所述定位座设置为“U”形结构，所述定位座的内侧设置有蜗杆。

优选的，所述蜗杆的两端均通过轴承与定位座的内壁活动连接，所述蜗杆与蜗轮相啮合，所述定位座的外侧一端固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与蜗杆的一端固定连接。

优选的，所述定位框的内侧两端均固定连接有两个对称分布的定位板，所述定位板的内侧面设置有定位轮，所述定位轮与塔筒本体的外侧壁相贴合。

优选的，所述活动座的中部镶嵌有丝杆套，所述起升丝杆与丝杆套贯穿连接，所述活动座的内侧固定连接有活动板，所述活动板的外侧面固定连接有两个对称分布的电动推杆。

优选的，所述电动推杆的一端固定连接有真空吸盘，所述真空吸盘与塔筒本体的外侧壁相贴合，所述活动板的两端均贯穿开设有滑槽，所述活动框的内侧两端均固定连接有固定块，所述固定块的内侧固定连接有滑杆，所述滑杆与滑槽贯穿连接。

优选的，所述活动框的内侧两端均固定连接有延伸块，所述延伸块的内侧设置有贴合轮，所述贴合轮与塔筒本体的外侧壁相贴合，所述活动框的下表面中部固定连接有起升电机，所述起升电机的输出轴与起升丝杆的底端固定连接。

优选的，所述连接框的内侧面两端均固定连接有两个对称分布的固定座，所述固定座的内侧设置有多个活动轮，所述活动轮与塔筒本体的外侧壁相贴合，所述连接框的另一端贯穿开设有通槽，所述通槽与连接孔相对应。

优选的，所述延伸架的内侧通过螺栓与延伸座的外侧面固定连接，所述延伸架的外侧面贯穿开设有多个呈等间距分布的条形槽。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设置定位组件、爬升组件和连接组件，定位组件、爬升组件和连接组件组合形成环形结构，环形结构可以在塔筒本体外侧上下滑动，从而可以实现在塔筒本体外侧的攀爬，且定位组件和爬升组件之间的位置关系可以被调节，而塔筒本体设置为下粗上细的锥形结构，通过调整定位组件和爬升组件之间的位置关系，使得定位组件、爬升组件和连接组件组成的环形结构内径被调整，可以将装置固定在塔筒本体外侧的不同高度处，从而在实现了装置攀爬功能的同时保证了装置使用时的稳定性；

2、本发明通过设置定位组件，定位组件内部设置有传动齿轮，传动齿轮与连接组件内部的定位齿槽配合，可以实现对连接组件位置的调整，进而可以对定位组件与爬升组件围合的环形结构直径进行调整，使得装置可以被固定在塔筒本体外侧的任意位置，方便了工作人员对塔筒本体外侧进行维护保养；

3、本发明通过设置爬升组件，爬升组件内部设置有活动座，活动座可以在爬升组件内上下滑动，而活动座的两侧均设置有真空吸盘，真空吸盘可吸附在塔筒本体的外侧，而此时爬升组件可以带动装置向上运动，从而可以完成爬升工作，且真空吸盘吸附在塔筒本体上时，可以将装置固定在塔筒本体外侧，从而避免了大风对装置产生影响；

4、本发明通过设置延伸组件，延伸组件可以固定在定位组件和爬升组件的外侧，从而方便了工作人员对塔筒本体的外侧壁进行保养维护，相较于使用吊绳辅助工作人员，本装置可以提供安全、高效的工作环境。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构组装状态示意图。

图3为本发明的定位组件结构示意图。

图4为本发明的定位组件结构侧面示意图。

图5为本发明的爬升组件结构示意图。

图6为本发明的活动座结构示意图。

图7为本发明的连接组件结构示意图。

图8为本发明的延伸组件结构示意图。

图中：1、定位组件；2、爬升组件；3、连接组件；4、延伸组件；5、塔筒本体；101、定位框；102、插槽；103、固定板；104、转杆；105、传动齿轮；106、传动杆；107、换向齿轮组；108、连接齿轮；109、蜗轮；110、定位座；111、蜗杆；112、伺服电机；113、定位板；114、定位轮；201、活动框；202、连接座；203、连接孔；204、起升丝杆；205、活动座；206、丝杆套；207、活动板；208、电动推杆；209、真空吸盘；210、滑槽；211、固定块；212、滑杆；213、延伸块；214、贴合轮；215、起升电机；301、连接框；302、限位板；303、定位齿槽；304、固定座；305、活动轮；306、通槽；401、延伸座；402、卡槽；403、延伸架；404、卡块；405、条形槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1至图8所示的一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，包括定位组件1、爬升组件2、连接组件3、延伸组件4和塔筒本体5，定位组件1和爬升组件2分别设置在塔筒本体5的两侧，连接组件3设置有两个，两个连接组件3呈对称分布，两个连接组件3均位于定位组件1和爬升组件2之间，定位组件1和爬升组件2的外侧均设置有延伸组件4；

定位组件1，定位组件1包括定位框101，定位框101设置为弧形结构，定位框101的两端中部均开设有插槽102，定位框101的内侧面两端均固定连接有两个对称分布的固定板103，固定板103的内侧通过轴承活动连接有转杆104，转杆104套接连接有两个对称分布的传动齿轮105，定位框101的两侧内壁中部均设置有传动杆106，传动杆106的一端通过轴承与定位框101的内壁活动连接，两个传动杆106相互靠近的一端通过换向齿轮组107活动连接，换向齿轮组107的设置使得两个传动杆106的转动反向相反，从而可以保证两个活动框201同步运动；

具体的，传动杆106的两端和转杆104一端均套接连接有连接齿轮108，相邻两个连接齿轮107之间通过齿轮带传动连接，传动杆106底端固定连接有蜗轮109，定位框101的外侧底端固定连接有定位座110，定位座110设置为“U”形结构，定位座110的内设置有蜗杆111，蜗杆111的两端均通过轴承与定位座110的内壁活动连接，蜗杆111与蜗轮109相啮合，定位座110的外侧一端固定连接有伺服电机112，伺服电机112的输出轴与蜗杆111的一端固定连接；

更为具体的，伺服电机112带动蜗杆111转动，蜗杆111带动蜗轮109转动，蜗轮109带动传动杆106转动，传动杆106通过连接齿轮108和齿轮带带动转杆104转动，进而带动传动齿轮105转动，传动齿轮105与连接组件3之间通过齿槽结构啮合，传动齿轮105转动可以带动连接组件3移动，从而调整连接组件3与定位组件1之间的位置关系，进而使得定位组件1、爬升组件2和连接组件3围合的环形结构的直径变化，由于蜗轮109和蜗杆111之间存在自锁效应，因此传动齿轮105的位置被固定，从而使得定位组件1与爬升组件2之间的相对位置被固定，装置可以被固定在塔筒本体5的外侧，定位框101的内侧两端均固定连接有两个对称分布的定位板113，定位板113的内侧面设置有定位轮114，定位轮114与塔筒本体5的外侧壁相贴合；

爬升组件2，爬升组件2包括活动框201，活动框201设置为弧形结构，活动框201的两端均固定连接有连接座202，连接座202的中部贯穿开设有连接孔203，活动框201的内侧中部设置有起升丝杆204，起升丝杆204的两端均通过活动框201的内壁活动连接，活动框201的内部设置有活动座205，活动座205的中部镶嵌有丝杆套206，起升丝杆204与丝杆套206贯穿连接；

具体的，活动座205的内侧固定连接有活动板207，活动板207的外侧面固定连接有两个对称分布的电动推杆208，电动推杆208的一端固定连接有真空吸盘209，真空吸盘209与塔筒本体5的外侧壁相贴合，真空吸盘209可以吸附在塔筒本体5的外侧壁，从而可以将活动座205固定在塔筒本体5的外侧壁；

更为具体的，活动板207的两端均贯穿开设有滑槽210，活动框201的内侧两端均固定连接有固定块211，固定块211的内侧固定连接有滑杆212，滑杆212与滑槽210贯穿连接，活动框201的内侧两端均固定连接有延伸块213，延伸块213的内侧设置有贴合轮214，贴合轮214与塔筒本体5的外侧壁相贴合，活动框201的下表面中部固定连接有起升电机215，起升电机215的输出轴与起升丝杆204的底端固定连接；

连接组件3，连接组件3包括连接框301，连接框301设置为弧形结构，连接框301的一端与插槽102插接连接，连接框301的内侧固定连接有限位板302，限位板302设置为弧形结构，限位板302的内侧面开设有多个呈等间距分布的定位齿槽303，定位齿槽303与传动齿轮105相适配，传动齿轮105与定位齿槽303配合，可以实现对连接组件3与定位组件1之间位置的调整，进而可以实现对定位组件1与爬升组件2之间位置的调整，连接框301的内侧面两端均固定连接有两个对称分布的固定座304，固定座304的内侧设置有多个活动轮305，活动轮305与塔筒本体5的外侧壁相贴合，连接框301的另一端贯穿开设有通槽306，通槽306与连接孔203相对应，通过将螺栓贯穿通槽306和连接孔203，可以实现连接组件3与爬升组件2之间的连接；

延伸组件4，延伸组件4包括延伸座401，定位组件1和爬升组件2的外侧面两端均设置有延伸座401，延伸座401的外侧中部设置有卡槽402，延伸座401的外侧设置有延伸架403，延伸架403的内侧面中部固定连接有卡块404，卡块404与卡槽402相适配，卡块404和卡槽402配合，使得延伸架403与延伸座401之间的连接强度可以得到提升，延伸架403的内侧通过螺栓与延伸座401的外侧面固定连接，延伸架403的外侧面贯穿开设有多个呈等间距分布的条形槽405，条形槽405的设置在保证了延伸架403结构强度的同时降低了延伸架403的自重。

本装置在使用时，将定位组件1和爬升组件2分别放置在塔筒本体5的外侧，并通过螺栓将连接组件3的一端与爬升组件2的一端连接，将延伸组件4通过螺栓固定在定位组件1和爬升组件2的外侧，即可实现装置的安装；

本装置在爬升时，首先电动电动推杆208带动真空吸盘209运动，使得真空吸盘209与塔筒本体5的外侧壁相贴合，此时抽取真空吸盘209内的空气，使得真空吸盘209吸附在塔筒本体5的外侧面，此时启动起升电机215，起升电机215带动起升丝杆204转动，起升丝杆204和丝杆套206配合，使得活动座205与活动框201之间的位置发生变化，活动框201带动装置向上移动，直至活动座205与活动框201的底端内壁贴合，此时驱动伺服电机112，伺服电机112带动蜗杆111转动，蜗杆111带动蜗轮109转动，蜗轮109带动传动杆106转动，传动杆106通过连接齿轮108和齿轮带带动转杆104转动，进而带动传动齿轮105转动，而传动齿轮105和定位齿槽303配合，使得连接框301与定位组件1之间的位置发生变化，进而使得定位组件1与爬升组件2相互靠近，调整定位组件1与爬升组件2之间的位置，直至定位轮114和贴合轮214与塔筒本体5的外侧壁贴合，由于塔筒本体5设置为下粗上细的锥形结构，此时装置可以被固定在塔筒本体5的外侧，通过电动推杆208带动真空吸盘209运动，使得真空吸盘209与塔筒本体5分离，通过起升电机215将活动座205调整至活动框201的内部顶端，然后重复上述步骤，即可实现装置在塔筒本体5外侧的攀爬。

本装置通过设置定位组件、爬升组件和连接组件，定位组件、爬升组件和连接组件组合形成环形结构，环形结构可以在塔筒本体外侧上下滑动，从而可以实现在塔筒本体外侧的攀爬，且定位组件和爬升组件之间的位置关系可以被调节，而塔筒本体设置为下粗上细的锥形结构，通过调整定位组件和爬升组件之间的位置关系，使得定位组件、爬升组件和连接组件组成的环形结构内径被调整，可以将装置固定在塔筒本体外侧的不同高度处，从而在实现了装置攀爬功能的同时保证了装置使用时的稳定性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，其特征在于，包括定位组件（1）、爬升组件（2）、连接组件（3）和延伸组件（4），所述定位组件（1）、爬升组件（2）、连接组件（3）和延伸组件（4）均位于塔筒本体（5）的外侧，所述定位组件（1）和爬升组件（2）分别设置在塔筒本体（5）的两侧，所述连接组件（3）设置有两个，两个所述连接组件（3）呈对称分布，两个所述连接组件（3）均位于定位组件（1）和爬升组件（2）之间，所述定位组件（1）和爬升组件（2）的外侧均设置有延伸组件（4）；

定位组件（1），所述定位组件（1）包括定位框（101），所述定位框（101）设置为弧形结构，所述定位框（101）的两端中部均开设有插槽（102）；所述定位框（101）的内侧面两端均固定连接有两个对称分布的固定板（103），所述固定板（103）的内侧通过轴承活动连接有转杆（104），所述转杆（104）的外侧套接连接有两个对称分布的传动齿轮（105），所述定位框（101）的两侧内壁中部均设置有传动杆（106），所述传动杆（106）的一端通过轴承与定位框（101）的内壁活动连接，两个所述传动杆（106）相互靠近的一端通过换向齿轮组（107）活动连接，所述传动杆（106）的两端和转杆（104）的一端均套接连接有连接齿轮（108），相邻两个所述连接齿轮（108）之间通过齿轮带传动连接；

爬升组件（2），所述爬升组件（2）包括活动框（201），所述活动框（201）设置为弧形结构，所述活动框（201）的两端均固定连接有连接座（202）；所述活动框（201）的内部设置有活动座（205），所述活动座（205）的内侧固定连接有活动板（207），所述活动板（207）的外侧面固定连接有两个对称分布的电动推杆（208），所述电动推杆（208）的一端固定连接有真空吸盘（209），所述真空吸盘（209）与塔筒本体（5）的外侧壁相贴合；

连接组件（3），所述连接组件（3）包括连接框（301），所述连接框（301）设置为弧形结构，所述连接框（301）的一端与插槽（102）插接连接；所述连接框（301）的内侧固定连接有限位板（302），所述限位板（302）设置为弧形结构，所述限位板（302）的内侧面开设有多个呈等间距分布的定位齿槽（303），所述定位齿槽（303）与传动齿轮（105）相适配；

延伸组件（4），所述延伸组件（4）包括延伸座（401），所述定位组件（1）和爬升组件（2）的外侧面两端均设置有延伸座（401），所述延伸座（401）的外侧中部设置有卡槽（402），所述延伸座（401）的外侧设置有延伸架（403），所述延伸架（403）的内侧面中部固定连接有卡块（404），所述卡块（404）与卡槽（402）相适配；所述延伸架（403）的内侧通过螺栓与延伸座（401）的外侧面固定连接，所述延伸架（403）的外侧面贯穿开设有多个呈等间距分布的条形槽（405）。

2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，其特征在于：所述传动杆（106）的底端固定连接有蜗轮（109），所述定位框（101）的外侧底端固定连接有定位座（110），所述定位座（110）设置为“U”形结构，所述定位座（110）的内侧设置有蜗杆（111）。

3.根据权利要求2所述的一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，其特征在于：所述蜗杆（111）的两端均通过轴承与定位座（110）的内壁活动连接，所述蜗杆（111）与蜗轮（109）相啮合，所述定位座（110）的外侧一端固定连接有伺服电机（112），所述伺服电机（112）的输出轴与蜗杆（111）的一端固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，其特征在于：所述定位框（101）的内侧两端均固定连接有两个对称分布的定位板（113），所述定位板（113）的内侧面设置有定位轮（114），所述定位轮（114）与塔筒本体（5）的外侧壁相贴合。

5.根据权利要求4所述的一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，其特征在于：所述连接座（202）的中部贯穿开设有连接孔（203），所述活动框（201）的内侧中部设置有起升丝杆（204），所述起升丝杆（204）的两端均通过轴承与活动框（201）的内壁活动连接，所述活动座（205）的中部镶嵌有丝杆套（206），所述起升丝杆（204）与丝杆套（206）贯穿连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，其特征在于：所述活动板（207）的两端均贯穿开设有滑槽（210），所述活动框（201）的内侧两端均固定连接有固定块（211），所述固定块（211）的内侧固定连接有滑杆（212），所述滑杆（212）与滑槽（210）贯穿连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，其特征在于：所述活动框（201）的内侧两端均固定连接有延伸块（213），所述延伸块（213）的内侧设置有贴合轮（214），所述贴合轮（214）与塔筒本体（5）的外侧壁相贴合，所述活动框（201）的下表面中部固定连接有起升电机（215），所述起升电机（215）的输出轴与起升丝杆（204）的底端固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于风力发电机的塔筒攀爬装置，其特征在于：所述连接框（301）的内侧面两端均固定连接有两个对称分布的固定座（304），所述固定座（304）的内侧设置有多个活动轮（305），所述活动轮（305）与塔筒本体（5）的外侧壁相贴合，所述连接框（301）的另一端贯穿开设有通槽（306），所述通槽（306）与连接孔（203）相对应。

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