CN117642541A - 用于保养结构件的装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种旁路模块，该旁路模块用于沿着细长结构件在第一驱动和/或保养模块与第二驱动和/或保养模块之间可移除串联连接，每个驱动和/或保养模块可以选择性地围绕结构件闭合或打开以使得能够从结构件移除，其中，旁路模块可致动以在朝向或远离结构件的方向上使第一模块和第二模块相对于彼此移动，使得这些模块中的一个模块远离结构件移动，而这些模块中的另一模块围绕结构件闭合。

Description

用于保养结构件的装置

技术领域

本发明涉及用于保养结构件诸如支撑结构件的装置，支撑结构件包括但不限于海洋支撑结构件(诸如立管、导管(conductor)、沉箱桩、或用于海洋平台、防波堤(jettie)或码头的支腿、或管道)，以及陆基结构件或海上结构件(诸如风力涡轮机塔)。

背景技术

海洋支撑结构件通常遭受老化和劣化，特别是在“飞溅区(splash zone)”中，其是例如由于潮差、波浪作用和/或飞溅而周期性地被水覆盖和未覆盖的结构件的一部分。老化可以包括由波浪作用和冲击引起的腐蚀和物理损伤。劣化可以包括海洋生长物例如杂草、藤壶等的积聚。

因此，例如需要通过清洁、检查和涂覆或涂漆对其海洋支撑结构件进行保养，以确保持续性能并延长其使用寿命。通常，保养由潜水员进行，但这可能是非常困难和危险的，尤其是在飞溅区，并且通常不是完全有效的。

WO-A-2020/096529公开了一种用于保养结构件的装置，该装置包括：笼(cage)或框架，其承载驱动轮或驱动辊以沿着该结构件驱动框架；和/或用于保养该结构件的工具。框架包括通过铰接件而连接在一起的至少两个部件，使得框架可以打开以围绕待保养的结构件装配，并且可以闭合以围绕该结构件固定框架或笼。多个这样的框架或笼可以围绕该结构件串联连接在一起。

结构件可能包括阻碍保养装置沿该结构件通过的障碍物。例如，海洋支撑结构件可能具有附接至其上的夹具，以用于装配结构部件(诸如，横撑)。

针对这个问题已经提出了各种解决方案。例如，WO-A-2019/144227公开了一种开环形式的装置，其围绕结构件旋转，使得障碍物穿过环中的开口。GB-A-2531893公开了一种类似的方法；此外，该装置具有驱动辊，该驱动辊可以被举起远离结构件，以便“跨过(stepover)”小障碍物。“开环”解决方案需要整个装置围绕结构件旋转，这可能会导致连接至装置的液压软管或电缆的缠结。

在另一实例中，EP-A-2600051公开了一种包括若干轴环段的装置，该轴环段能够被分离以便越过管道上的凸缘。这种布置不适合越过诸如远离管道延伸的横撑之类的障碍物。

当保养不仅包括海洋结构件和海上结构件，而且包括陆基结构件(诸如，风力涡轮机塔)的结构件时，需要更简单且更有效的方法来越过大型障碍物。

发明内容

本发明的各方面由所附权利要求限定。

根据一种实施方式，提供了一种旁路模块，该旁路模块用于在第一驱动和/或保养模块和第二驱动和/或保养模块之间串联连接，每个驱动和/或保养模块可以选择性地围绕待保养的细长结构件闭合或打开以远离待保养的结构件移动，其中，旁路模块可致动以在垂直于细长结构件的方向上使第一模块和第二模块相对于彼此移动，使得这些模块中的一个模块远离结构件移动，而这些模块中的另一模块围绕结构件闭合。以此方式，通过将驱动和保养模块的队列(train)与其间的旁路模块布置在一起，该队列可以通过以下方式绕过结构件上的障碍物：使一个或多个模块依次移动远离该结构件、驱动一个或多个模块越过该结构件、然后使一个或多个模块朝向该结构件移动回来并且围绕该结构件闭合该一个或多个模块。

驱动和/或保养模块或每个驱动和/或保养模块可以通过安装在驱动/保养模块的结构上的驱动件(诸如，液压柱塞(hydraulic ram)或电动机)选择性地打开和闭合。以这种方式，用于将驱动/保养模块附接至结构件的驱动件可以被致动，以允许驱动/保养模块越过结构件上的障碍物，并且在旁路模块中不需要额外的驱动件来打开和闭合。旁路模块可以包括可移动的或可枢转的安装部件，以允许第一驱动/保养模块和/或第二驱动/保养模块打开和闭合。

驱动模块或每个驱动模块被配置为沿着结构件驱动，例如借助于与结构件接触的驱动轮或辊。保养模块或每个保养模块可以包括用于保养结构件的一个或多个工具。组合的驱动和保养模块可以将驱动模块的功能和保养模块的功能进行组合。

驱动/保养模块可以均包括笼或框架，该笼或框架包括例如通过一个或多个铰接件而可移动地或可枢转地连接在一起的两个或更多个节段或区段，使得笼或框架可以围绕结构件闭合并且打开以允许从结构件移除。

笼或框架可以包括通过轴向支柱连接在一起的上支撑件和下支撑件。上支撑件和/或下支撑件可以具有连接部件，该连接部件用于连接至旁路模块上的对应连接部件。驱动和/或保养部件可以安装在上支撑件与下支撑件之间，以免突出超过上支撑件和下支撑件并且干扰旁路模块。在上支撑件与下支撑件之间可以有中间支撑件，以用于安装驱动和/或保养部件。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的具体实施方式，其中：

图1是第一实例中的装置的俯视立体图；

图2是第一实例的装置的第一侧视图；

图3是第一实例的装置的正交于第一侧视图的第二侧视图；

图4是通过图2中的平面A-A的截面，表示支撑结构件的位置；

图5是第一实例的装置的俯视图；

图6是第二实例中的装置的俯视立体图；

图7是第二实例的装置的仰视立体图；

图8是第二实例的装置的第一侧视图；

图9是第二实例的装置的正交于第一侧视图的第二侧视图；

图10是图9中的平面A-A中的截面；

图11是图9中的平面B-B中的截面；

图12是第二实例的装置的俯视图；

图13是根据第一实例或第二实例的用于组装以形成装置的成套部件的视图；

图14是实例中的装置的操作的示图；

图15是实例中的装置的液压系统的一部分的示图；

图16是示出实例中的用于操作装置的远程控制系统的示图；

图17是第三实例中的装置的第一侧视图；

图18是第三实例的装置的正交于第一侧视图的第二侧视图；

图19是第三实例的装置的俯视立体图；

图20是第三实例的装置的仰视图；

图21是第三实例的装置的俯视图；

图22是图21的平面A-A中的部分截面图；

图23是示出具有附加模块的作为牵引模块的第三实例的装置的不同配置的示图；

图24示出了图23的配置中的模块之间的连接系统的详细视图；

图25是第四实例中的装置的侧视图；

图26是本发明的第一实施方式中的装置的立体图，以用于模块之间的连接以允许模块越过障碍物；

图27是处于闭合位置的第一实施方式的平面图；

图28是处于部分打开位置的第一实施方式的平面图；

图29是相对于具有横撑的管道示出的处于完全打开位置的第一实施方式的平面图；

图30是示出了第一实施方式的操作方法的流程图；

图31至图41是在流程图的相应步骤处示出了第一实施方式的操作的立体图；

图42和图43是第二实施方式中的驱动模块的一部分的俯视立体图和仰视立体图；以及

图44和图45分别是第二实施方式中用于将旁路模块固定至驱动和/或保养模块的销或块的分解和组装立体图。

具体实施方式

在以下描述中，装置的取向将被描述为围绕竖直细长的支撑结构件30组装。‘周向’和‘切向’是指围绕假想的中心竖直轴线的圆周，并且‘径向’是指垂直于该轴线的方向。

在附图中示出了尺寸的情况下，这些尺寸以毫米为单位。尺寸不限制特定实施方式的大小，并且仅仅通过实例的方式提供。

为了清楚起见，并非特定部件的所有示例都由附图中的附图标记表示。通过将附图进行整体观察，将理解其中所指的部件。不同实施方式之间的相似部件由相同的附图标记表示。

本发明的实施方式被设计用于与如在WO 2020/096529中公开的用于保养结构件的装置一起使用，其实例在以下描述。然而，本发明不限于与这些实例一起使用。

下面参见图1至图5描述第一实例。笼或框架1包括笼或框架节段或区段1a、1b、1c，这些笼或框架节段或区段在框架连接点2a、2b、2c处例如使用可移除销可移除地连接在一起。在使用中，框架节段1a、1b、1c围绕待保养的支撑结构件30组装。框架节段1a、1b、1c包括用于附接缆线等的吊装点23，以用于将框架节段1a、1b、1c吊装到位和/或用于在使用之后收回它们。优选地，每个框架节段1a、1b、1c都足够轻以被手动举起到位。

框架1包括通过支柱5互连的上支撑件3和下支撑件4。在该实例中，上支撑件3和下支撑件4的形状是环形的，并且是同轴的。支柱5大致在上支撑件3与下支撑件4之间垂直地延伸。上支撑件3、下支撑件4和支柱5优选地是基本上刚性的并且连接在一起，使得框架1在组装时是基本上刚性的。

多对(在该情况下为3对)上臂6和下臂7在不同的周向位置处连接至上支撑件3，优选地，围绕上支撑件3均匀地周向间隔开，在该实例中，例如120°。

每个臂6、7例如通过相应的轮轴(axle)或心轴围绕切向的水平枢轴线枢转地连接至上支撑件3。在该实例中，臂6、7可围绕上支撑件3的上侧和下侧上的相应轴线枢转，但是可以替代地可围绕同一轴线枢转。上臂6和下臂7相对于彼此沿相反方向是可枢转的，使得它们能够同时朝向支撑结构件30移动或远离支撑结构件30移动。上臂6和下臂7可独立于彼此是可枢转的，使得上臂6和下臂7之间的角度可以改变。

每个臂6、7承载布置成与支撑结构件30接触的相应的轮、辊或其他旋转构件8、9。轮8、9可以具有接触表面，该接触表面布置为增强对支撑结构件30的牵引力和/或减少对轮8、9的磨损。由对应的一对臂6、7承载的每对轮8、9可以是相互独立地可旋转的。

多对臂6、7中的至少一对臂是往复地可驱动的以朝向支撑结构件30和远离支撑结构件30枢转，使得对应的轮8、9分别夹紧和释放支撑结构件30。优选地，该对臂6、7由相应的液压缸10、11驱动。液压缸10、11的控制可以互相连接，使得该对臂被同步驱动。液压缸10、11可以通过由软管夹24固定的相应的液压软管(未示出)供应。

根据待保养的支撑结构件30的直径，多对臂6、7中的其他臂可以例如通过可调节长度杆或伸缩螺丝12、13可调节地保持在枢转位置中。

下臂7被布置成在支柱5之间通过，以使得对应的轮9能够接触支撑结构件30。

轮8、9中的至少一个在相反方向(例如，前后方向)中的任一方向上是往复可驱动的，以便使装置在支撑结构件30上分别进行上下移动。优选地，可驱动轮8、9设置在可往复驱动的臂6、7上。轮8、9中的其他轮可以不被驱动，但是可以优选地独立于彼此自由地旋转，以便充当用于装置沿支撑结构件30上下移动的引导件。

下支撑件4支撑导轨14，该导轨14用于围绕框架1的下部分周向地引导托架15。托架15具有驱动齿轮16，该驱动齿轮16与围绕框架1的下部分周向地且水平地布置的齿轮轨道17啮合。驱动齿轮16被驱动，使得托架15围绕导轨14周向移动。托架15可以周向可驱动约360°，但是优选地，托架15的移动由邻近导轨14设置的托架止动件18限制为一次完整旋转，如图4所示。

托架15优选地不接触支撑结构件30，因为支撑结构件30上的累积物可能阻碍托架15的前进。相反，托架15由与导轨14的内侧接触的一对内辊19和与导轨14的外侧接触的一对外辊20支撑。内辊19安装在水平延伸到托架15的任一侧的相应托架臂21上，以提高稳定性。

在替代实例中，导轨14和齿轮轨道17的功能可以组合。例如，可以省略齿轮轨道17和驱动齿轮16，并且可以驱动内辊19或外辊20中的一个或多个，以便围绕导轨14驱动托架15。替代地，可以省略导轨14并且改变齿轮轨道17以便提供引导功能。代替齿轮/齿轮轨道或齿条(rack)和小齿轮装置(pinion arrangement)，可以使用替代的线性驱动装置，例如滚柱小齿轮(roller pinion)或摩擦驱动装置(friction drive)。

托架15布置成承载一个或多个工具22以用于保养支撑结构件30。通过使用可驱动轮8、9使框架1沿支撑结构件30上下移动，并且使托架15围绕支撑结构件30周向移动，工具22可以基本上到达支撑结构件30的外表面的任何部分(至少在飞溅区内)并且受到液压管线等引起的任何限制。

工具22可以可移动地安装在托架15上，以允许工具22相对于托架15移动。例如，工具22可以例如是在径向方向上往复地朝向支撑结构件30和远离支撑结构件30可驱动的。

可以单独或一起安装在托架15上并且可以是可互换的(多个)工具的实例包括：

高压水喷嘴，用于清洁支撑结构件30的表面；

壁厚测量探头，用于例如使用超声波测量支撑结构件30的壁厚；

摄像机27，用于检查保养地点；

间隙传感器，用于感测与支撑结构件的表面的间隙；

涂漆工具(诸如，涂漆辊或刷子)，用于对支撑结构件30的表面进行涂漆；

包装工具，用于向支撑结构件30施加保护性包装件；

切割工具，用于例如使用高压砂轮切割(abrasive cutting)来切割支撑结构件30的一部分。

在第二实例中，除了清洁工具22之外，托架15还承载相机27(诸如，摄像机)。

装置可以包括一个或多个距离传感器，以确定沿着支撑结构件30行进的距离。距离传感器可以例如通过使用一个或多个光学或磁性角位置传感器来确定轮8、9的转数。

托架15可以包括一个或多个旋转位置传感器(例如，光学或磁传感器)，其能够例如通过检测导轨14或齿轮轨道17上的参考位置标记(mark)来检测托架15相对于框架1的绝对或相对圆周位置。

距离传感器和/或旋转位置传感器可以用于确定工具22、托架15或装置的另一部分在支撑结构件30上的位置。这可以允许装置行进到预定的绝对位置或返回到先前访问过的位置(例如，已检测到异常或偏差的位置)。

装置可以与支撑结构件30上的一个或多个参考标记对准，以允许装置返回到相对于参考标记的先前访问过的位置。在一个实例中，在支撑结构件30上制作水平和/或竖直可见的标记，该标记对应于装置的一个或多个部件的初始位置，诸如上支撑件3的竖直位置和支柱5中的预先确定的支柱的周向位置，其例如通过标志(marking)诸如区别性涂料标志而被识别出。距离传感器设置为零。托架15处于其最大周向位置(顺时针或逆时针)，并且旋转位置传感器设置为零。当装置沿着支撑结构件30移动时，距离传感器和旋转位置传感器测量在与初始位置相关的在轴向和周向上行进的距离。这使得支撑结构件上的任何异常或偏差的位置能够被映射并在需要时返回。

第一实例被设计成保养具有在22英寸-36英寸(0.56米-0.91米)范围内的直径的支撑结构件30。可以提供不同大小和/或数量的框架节段1a、1b、1c的替代性实例来保养其他直径的支撑结构件。例如，图6至图12示出了第二实例，该第二实例在构造上与第一实例类似，但具有较小直径的框架1，该框架被设计成保养具有在9⁵/₈英寸-22英寸(0.24米-0.56米)范围内的直径的支撑结构件30。框架1包括两个框架节段1a、1b，这两个框架节段是半圆柱形的并且组装在一起以形成圆柱形框架1。

第二实例具有三对上臂6和下臂7，如在第一实例中一样，围绕上支撑件3均匀地间隔开。在其他实例中，特别是设计用于保养较大直径的支撑结构件的那些实例中，可以有多于三对臂6、7。

臂6、7与轮8、9、液压缸10、11以及可调节长度杆12、13一起可以可移除地附接至框架节段1a、1b、1c。然后，这些组件可以与第一实例的框架节段1a、1b、1c和第二实例的框架节段1a、1b互换地使用。由于不同的曲率半径，第一实例和第二实例可能需要不同的托架15。替代地，单个可调节的托架15可以在第一实例与第二实例之间互换地使用，例如与可调节托架臂21一起使用。

图17至图22示出了第三实例中的装置，该装置与第一实例和第二实例的不同之处在于，笼或框架1包括中间支撑件33，承载相应轮8、9的两对上臂6和下臂7连接至该中间支撑件。因此，笼1包括通过竖直延伸的支柱5连接在一起的三个环形水平件(下支撑件3、中间支撑件33和上支撑件4)，以形成大致圆柱形结构。因此，第三实例可以被认为是第一实例和第二实例的发展，其中，中间支撑件33执行与第一实例和第二实例的上支撑件4类似的功能，并且第三实例的上支撑件4是延伸超过上臂6的附加结构部件。

笼1包括两个半圆柱形区段1a、1b，这两个半圆柱形区段在连接点2a、2b处铰接地连接在一起并且可锁定在一起，类似于第二实例。在这个实例中，笼可以被设计为较大型式以围绕直径在22英寸与36英寸(0.56m-0.91m)之间的结构件30装配，或者被设计为较小型式以用于具有在8英寸与22英寸(0.20m-0.56m)之间的直径的结构件30。

一对臂6、7具有一对对应的致动缸10、11，而另一对臂具有一对对应的可调节长度杆12、13。至少一对臂6、7的轮8、9是可往复驱动的，以便使装置沿结构件30上下移动。

在该实例中，该装置没有用于承载工具22的导轨14或托架15。因此，重心(centreof gravity，COG)接近笼1的几何中心，如图17和图18所示。如图23和图24所示，该装置被配置作为牵引模块，以用于沿着结构件30并围绕结构件30串联连接到一个或多个保养模块34，诸如，清洁模块、无损检测(non-destructive testing，NDT)模块和/或切割模块。每个附加模块包括与牵引模块的构造类似的笼或框架，并且可以包括两对或更多对臂6、7，其相应的轮8、9与牵引模块的类似，除了附加模块的轮8和9中没有一个是可驱动的；相反，保养模块34由牵引模块沿着结构件30驱动。替代地，一个或多个保养模块可以通过一些其他方式(诸如，附接至结构件30或平台的一个或更多个绞盘)沿着结构件30移动。

沿着结构30行进的距离可以通过测量轮43来测量，该测量轮43由框架1支撑，例如由中间支撑件33支撑，并且可枢转成与结构30接触。测量轮可以是编码轮，从该编码轮可以光学地和/或电子地检测行进的距离。

如图24所示，相邻的第一模块和第二模块可以通过第一模块上的一个或多个第一对接部连接在一起，该第一模块与第二模块的对应的一个或多个第二对接部对接；例如，第一对接部可以包括一个或多个凸对接探针35，并且第二对接部可以包括一个或多个插座36，对应的凸对接探针35装配到该插座中。连接可以通过锁定系统(诸如，快速释放螺栓37)固定，该锁定系统穿过凸对接探针和插座中的孔。可以使用替代的对接机构和/或固定机构。

牵引模块可以具有附接到下支撑件4的多个支脚42。优选地，支脚42可移除以允许附加模块在牵引模块下方的连接。

牵引模块包括主控制器38，该主控制器可通过引线40可移除地连接至一个或多个附加模块上的一个或多个对应的从控制器39。主控制器38由远程控制单元25从地面控制，并且将通信信号和/或电力传输至从控制器39。

任何实例的组件都可以作为一套部件设置。例如，图13示出了一套部件，该套部件可以设置以允许组装第一实例或第二实例的装置，至少包括第一实例的框架节段1a、1b、1c、第二实例的框架节段1a、1b、臂6、7、还有轮8、9、液压缸10、11、以及可调长度杆12、13(在本文示出为附接至第二实例的框架节段1a、1b)、用于第一实例和第二实例的托架15、一组液压软管29，以及液压电源28。在这个实例中，一套部件设置在包括工作台31的可运输容器32中，以便在围绕支撑结构件30组装之前方便该装置的部分组装。

在设计用于仅具有一个直径或小范围直径的支撑结构件30的实例中，非驱动的成对臂6、7以及轮8、9中的一些可以由其他类型的引导件(诸如，有固定径向位置的辊或轮)替代。

图14示出了装置的可驱动功能的实例(诸如，上述实例)：

i.通过驱动可驱动枢转的上臂6和下臂7以分别径向向外/向内枢转来打开/闭合夹具；

ii.通过分别在正向/反向方向上驱动与支撑结构件30的表面接触的可驱动的轮8、9来向上/向下移动；

iii.通过分别在正向/反向方向上驱动驱动齿轮16来顺时针/逆时针旋转托架；

iv.通过相对于托架15分别径向地正向/反向驱动工具22来正向/反向调整工具。

可驱动功能可以各自通过液压动力或电力(例如通过连接到装置的液压软管和/或电缆)而被供电和/或控制。液压动力对于至少一些应用是优选的，例如以便减小装置的重量和/或避免在海洋环境中使用电力。液压动力单元可以安装在平台上并且通过柔性液压软管连接至装置。

用于装置的液压驱动系统的实例如图15所示，其中，由连接至液压动力单元(未示出)的单独的液压管线对以下进行驱动：多对臂6、7中的一对的枢转；对应的轮8、9的旋转；以及在第一实例和第二实例的情况下，驱动齿轮16的旋转以及工具22的往复驱动。

例如如图16所示，装置优选地由远程控制单元25控制，该远程控制单元允许优选地借助于对应的用户可执行控制装置来控制上述功能中的一些或全部。远程控制单元25可以通过有线连接或无线连接来连接至上述功能的控制器26。在控制器26的控制下，可以由电源28提供用于驱动功能的电力。

优选地，轮8、9和驱动齿轮16的驱动速度是可独立控制的，以针对所需的保养进行调节。替代地或附加地，远程控制单元25或控制器26可以是可编程的或被编程的以通过不同功能(任选地，响应于如由距离传感器检测到的行进距离和/或如周向位置传感器检测到的托架15的周向位置)的协调控制来执行特定的保养。这可以使得能够保养支撑结构件30的预定区段。

臂6、7的枢转角度可以在使用过程中变化，例如，以允许装置在倾斜或弯曲的支撑构件上被向上驱动或向下驱动。

被供以动力的轮8、9的数量可以根据待由装置承载的负载或装置的操作条件来改变。取决于所需的可调节性或夹紧力，可以为多对臂6、7中的一个以上的臂的枢转提供动力。

随着装置在支撑结构件上上下移动，实例可以通过改变臂6、7的枢转程度以调节不同的直径来用于对锥形支撑结构件进行保养。

在替代实例中，臂6、7可以安装在下支撑件4上，并且导轨14可以安装在上支撑件3上。

优选地，框架节段1a、1b、1c由铝管构成，以便重量轻。例如，装置的质量(不包括液压管线或电气管线)可以在200-300kg的范围内。

对于更大的实例，通过可移除的销进行闭合的方法可以由液压闭合方法来替换，在该液压闭合方法中，笼或框架节段1a、1b、1c中的两个或更多个通过例如由液压柱塞或汽缸41致动的铰接连接件而连接在一起，例如如图17中所示。节段1a、1b、1c可以在例如由支脚42支撑的合适的表面(诸如，浮动浮筒或驳船)上连接在一起。铰接连接件可以打开，使得笼或框架1围绕待保养的支撑结构件30装配，然后闭合，以便使框架1围绕结构件30固定。节段1a、1b、1c可以通过一个或多个锁定机构(诸如，可以液压致动的锁定缸44)固定在一起。

以上实例被设计用于保养圆柱形的支撑结构件30(诸如，桩(pile))，并且因此框架1是大致圆柱形，具有稍微大于支撑结构件30的直径的内径。替代的实例可以具有替代的形状和尺寸，以匹配它们被设计用于保养的支撑结构件30的类型。例如，正方形或矩形圆柱形的框架1(优选地在四个侧面中的每一个侧面上具有一对臂5、6)可以在设计用于保养正方形或矩形圆柱形的支撑结构件30的实例中使用。

上述实例可以在海洋中或水上飞溅区中使用，或在水面以下的浅深度处(诸如，10米处)使用。例如通过使用合适的液压密封件，可以对这些实例进行修改，以便在10米深度以下进行操作。这些实例可以用于保养管道，只要它们不受管道支撑的阻碍。

替代性实例可以用于保养非海洋或岸上的支撑结构件(诸如，风力涡轮机或无线电桅杆)。对于这些应用，框架节段1a、1b、1c可以设置有用于其他输送构件的一个或多个可拆卸或永久附接的轮，从而允许框架节段沿着地面围绕支撑结构件移动到位。例如，每个框架节段1a、1b、1c可以具有在每一侧附接的一个或多个轮，以及额外可移除的轮，该额外可移除的轮位于在由框架1上的以及框架外侧上的两个轮所形成的三角形的顶点处的桁架(truss)上。然后，节段1a、1b、1c可以例如借助于可移除的销或如上所述的液压柱塞来围绕支撑结构件30进行组装和闭合。

图25示出了第四实例中的装置。该实例具有框架1，该框架具有上支撑件3和下支撑件4以及中间支撑件33，上臂6和下臂7在该中间支撑件上承载相应的轮8、9，如在第三实例中那样。上臂6和下臂7定位在相邻的支柱5之间，并且在支柱5之间通过，使得轮8、9能够接触结构件。

如在第三实例中，上臂6和下臂7在中间支撑件上的安装使上支撑件3和下支撑件4畅通。这使承载工具托架15的导轨14和齿轮轨道17(类似于第一和第二实例的导轨和齿轨)能够安装在上支撑件3和下支撑件4中的每一个上。这种布置增加了装置在单个模块上承载工具的能力。

第四实例的装置特别适合于对风力涡轮机塔进行保养。可以独立地控制上臂6和下臂7的位置以容纳锥形塔。

现在将参见图26至图40描述本发明的第一实施方式。该实施方式被设计为与上述铰接模块一起使用，其中，每个模块包括通过铰接连接件连接在一起的两个或更多个笼或框架节段1a、1b、1c，该笼或框架节段可以被打开使得笼或框架1围绕待保养的支撑结构件30装配并且可以被闭合以使框架1围绕结构件30固定，这使用驱动装置(诸如，液压缸或电动机)进行以打开和闭合笼或框架1。

第一实施方式还被设计为与上面参考图23和图24描述的实例一起使用，其中，多个模块可以沿着结构件串联连接在一起，每个模块包括驱动和/或保养模块。

图26至图29示出了用于在相邻模块1之间串联连接的旁路模块50，以便允许驱动和/或保养模块1、34越过待保养的结构件上的障碍物(包括诸如远离结构件延伸的横撑之类的障碍物)。模块50包括成对的上开槽板52和下开槽板60，其分别承载向上和向下突出的模块附接销51，以用于附接至分别在旁路模块50的上方和下方的驱动和/或保养模块的对应的附接部分(例如，插座36)。

在上开槽板52与下开槽板60之间设置有一对线性伸缩轨道61，该对线性伸缩轨道布置成使得上开槽板52可以相对于下开槽板60线性移动。该线性移动由液压柱塞55驱动，该液压柱塞连接至安装块56，该安装块56连接至相应的伸缩轨道61的一端，但是可以替代地使用诸如具有线性驱动连接件的电动机或液压马达等其他驱动装置。导轨61的端部由缓冲器62保护。

每对上开槽板52和下开槽板60借助于在移动槽53内可移动的承载块54枢转地安装在包括稳定杆58和稳定板57的结构件上。在该块54和槽53的接触表面上可以提供抗摩擦涂层。

如图27和图28中所示，每对上开槽板52和下开槽板60能够以一对钳口或钳子的方式朝向彼此和远离彼此枢转。该枢转移动跟随上板52/下板60所附接的模块1的打开和闭合运动。在示出的实例中，每对可以打开高达约53°。如图29所示，这允许旁路模块50围绕管道或立管30装配。

若干模块1可以经由旁路模块50连接在一起以形成模块1的队列。例如，队列可以串联地包括：

顶部驱动或牵引模块1a；

顶部旁路模块50a；

工具模块34；

底部旁路模块50b；

底部驱动或牵引模块1b。

图20的流程图中示出了操作队列以便越过障碍物(诸，如横撑)的方法，其中，步骤S1-S11分别对应于图31-图41。每个驱动模块1a、1b和工具模块34可以彼此独立地打开和闭合，由它们各自的驱动装置(诸如，液压柱塞或电动机)驱动。顶部旁路模块50a和底部旁路模块50b中的每一个能够通过延伸或收回由相应的液压柱塞5驱动的伸缩轨道61来使其连接的驱动模块和/或保养模块相对于彼此线性地移动。打开、闭合、驱动、延伸和缩回步骤可以例如借助于远程控制单元25和/或控制器26手动地、自动地或半自动地控制，其中模块的位置和状态通过一个或多个传感器和/或通过视觉检查来检测。

在步骤S1，队列位于立管30上，该立管刚好位于夹具70上方，横撑71附接到该夹具上。在这种状态下，驱动模块1a、1b和工具模块34两者都围绕管道30闭合。在步骤S2中，底部牵引模块1b和工具模块34打开。在步骤S3，顶部旁路模块50延伸，使得工具模块34和底部驱动模块1b远离立管30和夹具70线性地移动。

在步骤S4，顶部驱动模块1a沿管道30向下驱动队列，使得底部驱动模块1b经过夹具70。在步骤S5，底部旁路模块50b延伸，使得底部驱动模块1b围绕立管30定位。在步骤S6，底部驱动模块1b围绕立管30闭合。

在步骤S7，顶部驱动模块1a打开。在步骤S8，顶部旁路模块50a缩回，使得顶部驱动模块1a远离立管30移动。在步骤S9，底部驱动模块1b沿立管30向下驱动队列，使得顶部旁路模块50a和工具模块34移动经过夹具70。在步骤S10，底部旁路模块50b缩回，以便将顶部驱动模块1a和工具模块34移回到立管30上。最后，在步骤S11，顶部驱动模块1a和工具模块34闭合到立管30上。然后，队列可以沿立管30进一步向下被驱动。

因此，通过增加顶部旁路模块50a和底部旁路模块5b，驱动模块1a、1b和工具模块34能够绕过障碍物(诸如，夹具70)。

可以采用类似的操作方法，使用替代的队列配置。例如，可以添加一个或多个附加的工具模块或驱动模块，并且可以使用组合的工具和驱动模块。可以在队列的一端或两端添加一个或多个推车轮(dolly wheel)模块，其中非驱动轮布置成与支撑件30接触；这对旁路模块50施加的力矩提供了更大的稳定性。

在一些实施方式中，例如，在旁路模块50沿着结构件具有比障碍物更大的长度的情况下，队列可以包括通过单个旁路模块50串联连接在一起的第一驱动模块1a和第二驱动模块1b，第一驱动模块和第二驱动模块中的至少一个也被配置为工具模块。在这种情况下，第一驱动模块1a打开，通过旁路模块50远离结构件移动，并且由第二驱动模块1b驱动越过障碍物。然后，第一驱动模块1b通过旁路模块50朝向结构件移动并且围绕结构件闭合。然后，第二驱动模块1b打开，通过旁路模块50远离结构件移动，并且由第一驱动模块1b驱动越过障碍物。然后，第二驱动模块1b通过旁路模块50朝向结构件移动并且围绕结构件闭合。

第一实施方式提供了用于与现有(诸如在以上实例中)的驱动和/或保养模块1、34一起使用的旁路模块50。然而，在替代实施方式中，旁路模块50的一些组件或功能可以集成到驱动和/或保养模块1、34中。例如，图42和图43示出了第二实施方式中的驱动模块1的上半部分的截面，其中开槽板52、60中的至少一个形成上支撑件3和/或下支撑件4。由于不需要提供分离的开槽板52、60和上支撑件3/下支撑件4或销51，因此减小了队列的重量。此外，可以使模块之间的连接更牢固。

在第二实施方式中，旁路模块50仅由伸缩轨道61、液压柱塞55和稳定板57和杆58、以及销或块54组成，销或块54装配在位于上方或下方的驱动和/或保养模块1、34的开槽板52、60内的槽53内并且通过可移除的盖固定在槽53内，例如，如图44和图45所示，其中销或块54包括螺母和螺栓型固定件以及尼龙衬套，以减少与相应槽53的摩擦。

销或块54的零件在图44中标记如下：

54a M30半螺母(x2)

54b M30窄垫圈

54c紧固顶部尼龙衬套的紧固件(x2)

54d 顶部负载吊具

54e 顶部尼龙衬套

54f 槽尼龙衬套

54g 底部尼龙衬套

54h底部负载吊具M30销

54i紧固底部尼龙衬套的紧固件(x2)

根据第一实施方式和第二实施方式的模块1、34的组合可以在同一队列中一起使用，这通过使用旁路模块50进行，该旁路模块具有在其一侧上的开槽板52、60和销51，用于连接至驱动和/或保养模块1、34的上支撑件3/下支撑件4；以及在其另一侧上的伸缩轨道61，直接连接至或直接可连接至驱动和/或保养模块1、34，其中该驱动和/或保养模块在该侧上具有集成的开槽板52、60。因此，可以提供具有如在第一实施方式中的一侧和根据第二实施方式的另一侧的混合旁路模块50。

在阅读以上描述之后对本领域技术人员显而易见的本发明的替代实施方式可以落入由所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种用于保养细长结构件的装置，所述装置包括旁路模块，所述旁路模块用于沿着所述结构件在第一驱动和/或保养模块与第二驱动和/或保养模块之间可移除串联连接，每个驱动和/或保养模块能够选择性地围绕所述结构件闭合或打开以使得能够从所述结构件移除，其中，所述旁路模块能够致动以在朝向或远离所述结构件的方向上使第一模块和第二模块相对于彼此移动，使得所述模块中的一个模块远离所述结构件移动，而所述模块中的另一模块围绕所述结构件闭合。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述旁路模块包括第一安装件和/或第二安装件，所述第一安装件和/或第二安装件用于分别可移除地连接至所述第一驱动和/或保养模块和所述第二驱动和/或保养模块。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一安装件和/或所述第二安装件是可移动的以允许所述第一驱动和/或保养模块和/或所述第二驱动和/或模块打开和闭合。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的装置，其中，所述第一安装件和/或所述第二安装件是线性可移动的以在朝向和远离所述结构件的方向上使所述第一模块和所述第二模块相对于彼此移动。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一驱动和/或保养模块和所述第二驱动和/或保养模块中的至少一个在其端部具有开槽板，并且所述旁路模块通过一个或多个块或销可移除地连接至所述开槽板以允许所述驱动和/或保养模块打开和闭合，所述一个或多个块或销可滑动地安装在所述开槽板中的对应槽内。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述旁路模块包括一个或多个伸缩轨道，所述伸缩轨道用于在朝向和远离所述结构件的方向上使所述第一模块和所述第二模块相对于彼此移动。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，所述装置包括所述第一驱动和/或保养模块和第二驱动和/或保养模块，每个驱动和/或保养模块包括用于致动相应驱动和/或保养模块的打开和/或闭合的部件。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第一驱动和/或保养模块和所述第二驱动和/或保养模块均包括笼或框架，所述笼或框架包括可移动地或可枢转地连接在一起的两个或更多个节段或区段。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述驱动模块或每个所述驱动模块包括一个或多个旋转构件，所述旋转构件被布置为接触所述细长结构件并且是可驱动的以沿着所述结构件驱动所述驱动模块。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述保养模块或每个所述保养模块包括用于保养所述结构件的一个或多个工具。

11.一种操作前述权利要求中任一项所述的装置的方法，其中，所述第一驱动和/或保养模块和所述第二驱动和/或保养模块经由第一旁路模块沿着所述结构件串联连接在一起，并且第三驱动和/或保养模块经由第二旁路模块沿着所述结构件串联连接至所述第二驱动和/或保养模块，其中，所述第一模块与所述细长结构件上的障碍物相邻，所述第一模块和所述第三模块均包括至少一个驱动模块，并且所述第二模块包括至少一个工具模块，所述方法包括：

a)打开(S2)所述第一驱动和/或保养模块和所述第二驱动和/或保养模块；

b)致动(S3)所述第二旁路模块，以使所述第一驱动和/或保养模块和所述第二驱动和/或保养模块远离所述结构件移动；

c)通过驱动所述第三模块来驱动(S4)所述第一驱动和/或保养模块和所述第二驱动和/或保养模块越过所述障碍物；

d)致动(S5)所述第一旁路模块以使所述第一驱动和/或保养模块朝向所述结构件移动；

e)围绕所述结构件闭合(S6)所述第一驱动和/或保养模块；

f)打开(S7)所述第三驱动和/或保养模块；

g)致动(S8)所述旁路模块以使所述第三驱动和/或保养模块远离所述结构件移动；

h)驱动(S9)所述第三驱动和/或保养模块越过所述障碍物；

i)致动(S10)所述第一旁路模块以使所述第二驱动和/或保养模块和所述第三驱动和/或保养模块朝向所述结构件移动；以及

j)围绕所述结构件闭合(S11)所述第二驱动和/或保养模块和所述第三驱动和/或保养模块。

12.一种操作权利要求1至10中任一项所述的装置的方法，其中，所述第一驱动和/或保养模块和所述第二驱动和/或保养模块经由所述旁路模块沿着所述结构件串联连接在一起，所述第一模块与所述细长结构件上的障碍物相邻，并且所述第一模块和所述第二模块均包括驱动模块，所述方法包括：

a)打开所述第一模块；

b)致动所述旁路模块以使所述第一模块远离所述结构件移动；

c)通过驱动所述第二模块来驱动所述第一模块越过所述障碍物；

d)致动所述旁路模块以使所述第一模块朝向所述结构件移动；

e)围绕所述结构件闭合所述第一模块；

f)打开所述第二模块；

g)致动所述旁路模块以使所述第二模块远离所述结构件移动；

h)通过驱动所述第一模块来驱动所述第二模块越过所述障碍物；

i)致动所述旁路模块以使所述第二模块朝向所述结构件移动；以及

j)围绕所述结构件闭合所述第二模块。