CN105858554A - 一种用于风电塔筒外壁维护的自升降平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，包含若干个平台模块，若干个平台模块连接成一个环形平台，在环形平台上设有若干组动力臂，动力臂包含具有伸缩功能的甲组动力臂和乙组动力臂，每个动力臂一端与施工平台通过铰接相连，另一端设有电控磁铁组件，电控磁铁组件对风电塔筒外壁吸紧或者解吸，通过动力臂的伸缩带动环形平台在风电塔筒上升降。本发明的一种用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，该装置可携带施工人员及设备，从塔基自动爬升至需要的高度，作业完毕后返回，在紧急情况下，施工平台能够自锁在塔筒上，避免平台和施工人员下坠造成危险和事故。

Description

一种用于风电塔筒外壁维护的自升降平台

技术领域

本发明涉及用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，属于风电领域。

背景技术

风电塔筒长期暴露在自然环境之中，接受风吹、日晒、雨淋，甚至盐雾、沙尘的侵袭，易导致钢铁塔筒外壁的涂装污损，油漆脱落、锈蚀。有些风力发电机运行一段时间之后，润滑油脂从机舱漏洒在塔筒上，结合灰尘等杂物黏附在塔筒外壁，形成一层污垢，这样不仅会影响风机的美观，甚至对风机的使用安全性造成影响。因此，需要及时地对风机塔筒外壁涂层进行修复和清洁，以改善风机的美观、延长塔筒使用寿命。

目前国内比较普遍的做法是，施工人员先要爬上塔顶，再通过固定在机舱上的绳索将施工人员拴住，逐渐往下放，将施工人员悬吊在塔筒附近的空中进行施工；或者利用大型起重机提升吊笼，施工人员在吊笼内操作。大型风机塔筒的高度从几十米到上百米，加之建设风机的地点往往风速较高，不仅对施工人员的身体素质、心理素质有极大的要求，而且劳动强度大、工作效率低下，并且，在起重机提升的吊笼内施工对作业场地、风速等外部环境要求严格、准备时间长、成本高昂。

近几年来，我国风电发展迅速，风电塔筒清洁维护的市场需求很大，为此，该领域的科研人员也意识到专用装备的必要性和意义，提出了一些新思路和方法，例如，专利201110322533.8提出的两层结构多功用自动爬升装置、专利201320043553.6提出的基于脚扣攀爬电杆原理的塔筒动力爬升装置、专利201320043552.1提出的基于摩擦力的塔筒式建筑爬升装置、专利201310606107.6提出的基于蠕虫前进原理爬升的多平台爬行式风轮机塔筒作业机器人、专利201220040115.X提出的分别设有上、下抓紧机构协调工作的塔筒爬升机、专利201010614855.5提出的设有上、下电磁铁抓紧机构协同动作的自动爬升机，等等，各种思路和解决方案都有其特点，但目前为止，皆尚未付诸实际应用。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，该装置可携带施工人员及设备，从塔基自动爬升至需要的高度，作业完毕后返回，在紧急情况下，施工平台能够自锁在塔筒上，避免平台和施工人员下坠造成危险和事故。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，包含若干个平台模块，若干个平台模块连接成一个环形平台，在环形平台上设有若干组动力臂，动力臂包含具有伸缩功能的甲组动力臂和乙组动力臂，每个动力臂一端与施工平台通过铰接相连，另一端设有电控磁铁组件，电控磁铁组件对风电塔筒外壁吸紧或者解吸，通过动力臂的伸缩带动环形平台在风电塔筒上升降。

作为优选，所述甲组动力臂和乙组动力臂均包含主下臂和副下臂，主下臂和副下臂通过铰轴组成“X”形，主下臂和副下臂之间连接有驱动装置，所述铰轴与拉座连接，主下臂一端与主铰球连接，主铰球位于滑槽座上的圆柱形凹槽内，滑槽座上盖有设有滑槽的滑槽盖，使得主铰球可在滑槽内有运动，主下臂另一端与主上臂铰接；所述副下臂一端与副铰球连接，副铰球位于固定座的凹坑内，并通过位于固定座上的压盖铰接在固定座上，副下臂另一端与副上臂铰接，所述主上臂和副上臂通过铰轴与吊座连接，吊座与电控磁铁组件活动连接，吊座与拉座之间安装有使得吊座下移的拉簧。

作为优选，所述甲组动力臂和乙组动力臂均包含主下臂和副下臂，主下臂和副下臂通过铰轴组成“X”形，主下臂和副下臂之间连接有使得主下臂和副下臂下移的拉簧，所述铰轴与拉座连接，主下臂一端与主铰球连接，主铰球位于滑槽座上的圆柱形凹槽内，滑槽座上盖有设有滑槽的滑槽盖，使得主铰球可在滑槽内有运动，主下臂另一端与主上臂铰接；所述副下臂一端与副铰球连接，副铰球位于固定座的凹坑内，并通过位于固定座上的压盖铰接在固定座上，副下臂另一端与副上臂铰接，所述主上臂和副上臂通过铰轴与吊座连接，吊座与电控磁铁组件活动连接，吊座与拉座之间安装有使得主下臂和副下臂上移的驱动装置。

作为优选，所述吊座与电控磁铁组件通过铰球铰接。

作为优选，所述吊座与电控磁铁组件通过转轴连接。

作为优选，所述驱动装置为液压油驱动油缸、高压空气驱动的气缸、电机驱动的电动推杆、高压水驱动的液压缸中的一种。

作为优选，所述平台模块的两端分别设有阳榫和阴榫，将平台模块的阳榫***相邻平台模块的阴榫，对齐插销孔，然后***插销，将若干个平台模块连接成一个环形平台。

作为优选，所述平台模块下方设有应急装置。

作为优选，所述应急装置包含固定套和应急爪，所述固定套底部与连接板铰接，连接板安装在旋转电机轴上，旋转电机固定在平台模块上，固定座顶端与应急爪铰接，固定套靠近应急爪一端与支撑板铰接，支撑板铰接在平台模块上；当施工平台出现紧急情况，固定套运动使得应急爪立即接触塔筒的外壁，并抓紧塔筒。

在本发明中，当所述的驱动杆伸长时，两支下臂上下方向的夹角增加，从而带动两支上臂之间的夹角也增加，导致动力臂的总高度缩短，也即，当电控磁铁组件固定在塔筒上时，可以向上提升施工平台；反之，当驱动杆缩短时，动力臂的总高度增加，当电控磁铁组件固定在塔筒上时，可以向下降低施工平台。而所述弹簧的作用在于，一方面，当施工平台上升时，弹簧可降低驱动杆的负荷；另一方面，可以避免电控磁铁组件在上升过程中偏斜方向而降低吸紧塔筒时的可靠性。

有益效果：本发明的用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，通过两组动力臂交替的伸缩和吸附塔筒，将施工平台提升到合适的高度，装置结构巧妙；当电控磁铁组件没有吸牢塔筒而导致施工平台出现下坠险情，旋转电机带动连接板旋转，从而驱动固定套运动使得应急爪立即接触塔筒的外壁，并抓紧塔筒，装置安全性高。

附图说明

图1本发明的轴测示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为本发明中平台模块结构轴测图。

图4为图2中B-B截面剖视图。

图5为图4中Ⅰ处局部放大视图。

图6为图4中E-E截面剖视图。

图7为图2中C向局部视图的一种方案。

图8为图7中的F-F截面剖视图的一种方案。

图9为图7中的F-F截面剖视图的又一种方案。

图10为图2中C向局部视图的又一种方案。

图11为图2中的D-D截面剖视图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

还需说明的是，第一，在本发明的技术方案的描述中，为了清楚地描述本发明的技术特征所使用的一些方位词，例如“上”、“下”、“内”、“外”、“侧面”等均是按照本发明的所述的风电塔筒维护自升降平台作业时相对于风电塔筒的正常方位而言的，例如，相对靠近塔顶的方位为“上”、靠近塔筒中心线一侧为“内”，垂直于上下的方向为“侧”等等；第二，本发明的风电塔筒外壁维护自升降平台主要适用于现在广泛存在的风力发电机塔筒，但并不意味着该自升降平台不能适用于其它的塔筒，其完全可以用于例如烟窗、水塔、建筑等具有圆柱形、圆锥形钢质塔筒等地方。

本发明的一种用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，如图1及图2所示，当进行风电塔筒需要检修、清洁、维护等施工时，直接在塔筒5的周围进行拼装，将多个平台模块2拼装成的环形施工平台1，所述的环形施工平台1与塔筒5同轴。在所述的施工平台1外侧上方设有护栏4，在靠近塔筒的内则上方设有4支以上的动力臂，将所有动力臂分成两组，一组称为甲组动力臂6，另一组称为乙组动力臂7，每一组动力臂同步动作。每个动力臂一端与施工平台通过铰接相连，另一端设有电控磁铁组件14，所述的电控磁铁组件14可按照控制***3或者施工人员的要求，对风电塔筒5外壁吸紧或者解吸。

所述的平台模块2的结构如图3所示，其外侧一端设有外销座10，另一端设有内销座11，其内侧一端设有带插销孔的阳榫8，另一端设有与阳榫8配合、且带插销孔的阴榫13，其靠近内侧的上端面设有固定座27和滑槽座25，所述的固定座27上设有与铰球配合的球形凹坑，所述的滑槽座25上设有与铰球配合的圆柱形的凹槽。

所述的平台模块2拼装方式在图2的基础上，结合图3、图4、图5、图6，将平台模块2的阳榫8***相邻平台模块的阴榫13，对齐插销孔，然后***插销12；同时，将平台模块2上的外销座10与相邻平台模块上的内销座11对齐后，***连接销9。每相邻两个平台模块2之间的连接至少通过两处连接销9与两处插销12，或者至少4处连接销9，或者至少4处插销12。这种拼装方式，使得对塔筒5的维护作业的准备时间很短，可提高工作效率。

所述的动力臂第一种结构如图7所示，包括一支主下臂22和一支副下臂20，二者通过铰轴29组成“X”形，在连接部位设有可绕铰轴29转动的拉座21，所述的主下臂22下端设有主铰球23，上端通过销轴19与主上臂15相连，所述的副下臂20下端设有副铰球26，上端也通过另一销轴19与副上臂17相连，所述的主上臂15与副上臂17同时通过一根铰销16与吊座32连接。在所述的主下臂22和副下臂20组成的“X”下方象限内设置连接二者的驱动杆30，在所述的吊座32与所述的拉座21之间设有拉簧18。此结构中，当驱动杆30伸长时，推动主下臂22与副下臂20向上方向的夹角增加，并带动主上臂15与副上臂17向下方向的夹角增加，拉簧18收缩，从而在驱动杆30及拉簧18的共同作用下，使得整个动力臂的高度减少a长度，意味着，在动力臂顶端位置不变的情况下，其最下端的高度会升高a长度。反之，当驱动杆30缩短时，推动主下臂22与副下臂20向上方向的夹角减小，并带动主上臂15与副上臂17向下方向的夹角减小，拉座21与吊座32之间的距离会增加，拉簧18伸长，从而在驱动杆30的作用下，整个动力臂的高度增加a长度，同时驱动杆30对拉簧18间接做功，并存贮一部分能量在拉簧18中，也意味着，在动力臂顶端位置不变的情况下，其最下端的高度会降低a长度。

所述的动力臂第二种结构如图10所示，其与第一种结构不同之处在于，将安装驱动杆30设于拉座21与吊座32之间，同时，将拉簧18设于主下臂22与副下臂20所组成的“X”形的某一侧边象限，或者左右两个侧边象限各设置一个拉簧18。当驱动杆30缩短时，推动主下臂22与副下臂20向上方向的夹角增加，并带动主上臂15与副上臂17向下方向的夹角增加，拉簧18收缩，从而在驱动杆30及拉簧18的共同作用下，使得整个动力臂的高度减少a长度，意味着，在动力臂顶端位置不变的情况下，其最下端的高度会升高a长度。反之，当驱动杆30伸长时，拉座21与吊座32之间的距离增加，推动主下臂22与副下臂20向上方向的夹角减小，并带动主上臂15与副上臂17向下方向的夹角减小，同时拉簧18伸长，从而在驱动杆30的作用下，整个动力臂的高度增加a长度，同时驱动杆30对拉簧18间接做功，并存贮一部分能量在拉簧18中，也意味着，在动力臂顶端位置不变的情况下，其最下端的高度会降低a长度。

由于在所述的动力臂上设置了拉簧18，在提升施工平台1及其载重的上升过程中更，所述的驱动杆30所需的负荷减少，有利于降低驱动杆30的重量、提高可靠性。

所述的驱动杆30可以是液压油驱动油缸、高压空气驱动的气缸、电机驱动的电动推杆，或者是高压水驱动的液压缸，等等，通过控制***3决定其伸长或者缩短动作。

所述的动力臂与施工平台1之间的铰接方式参见图7或者图10，所述的副铰球26与固定座27上的凹坑配合，并在压盖28作用下，铰接在固定座27上，同时，所述的主铰球23与滑槽座25上的圆柱形凹槽配合，并在滑槽盖24的作用下，使得主铰球23可在滑槽内有运动。

所述的吊座32与电控磁铁组件14相连接的第一种方式如图8所示，所述的吊座32上设有铰球31，通过所述的铰球31与电控磁铁组件14相连接。

所述的吊座32电控磁铁组件14相连接的第二种方式如图9所示，所述的吊座32上设有销座，电控磁铁组件14也设有相应的销座，通过转轴33穿过二者的销座，从而实现吊座32与电控磁铁组件14相连接。

所述的施工平台1上设有2个以上的应急装置34，如图11所示，包含固定套和应急爪35，所述固定套底部与连接板铰接，连接板安装在旋转电机轴上，旋转电机固定在平台模块2上，固定座顶端与应急爪35铰接，固定套靠近应急爪35一端与支撑板铰接，支撑板铰接在平台模块2上；当施工平台出现紧急情况，旋转电机带动连接板转动，从而驱动固定套运动使得应急爪立即接触塔筒的外壁，并抓紧塔筒，无论施工平台1上升还是下降，所述的应急爪35与塔筒5的外壁之间的距离很近且恒定不变，一旦施工平台1出现紧急情况，应急爪35立即接触塔筒5的外壁，并抓紧塔筒5，避免整个施工平台1下坠。

本发明所述的一种用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，其工作原理为：在图1的基础上结合图7或者图10，将平台模块2等零部件运至塔基进行拼装完毕后，有一组动力臂(现假设是甲组动力臂6)处于伸至最长状态，并且其上的电控磁铁组件14吸牢在塔筒5上，而乙组动力臂7上的电控磁铁组件则与塔筒5之间处于解吸状态。当施工平台1要上升时，在驱动杆30作用下，甲组动力臂6收缩，带动施工平台1上升，乙组动力臂7开始伸长，直至甲组动力臂6收缩到位、乙组动力臂伸长到位，也即施工平台1上升a高度之后，乙组动力臂7上的电控磁铁组件14吸紧塔筒5的外壁，吸牢之后，甲组动力臂6上的电控磁铁组件14解吸，然后，乙组动力臂7收缩、甲组动力臂6伸长，直至乙组动力臂7收缩到位、甲组动力臂6伸长到位，施工平台再次上升a高度，甲组动力臂6上的电控磁铁组件14再次吸附在塔筒5上，吸附牢固之后，乙组动力臂7上的电控磁铁组件14解吸，以此类推，实现施工平台1沿塔筒5从下到上的爬升。如果实现上述反过程，即可实现施工平台1沿塔筒5从上到下的降落。

在对塔筒的维护施工过程中，施工人员可随时通过控制***3，使得施工平台1悬停在某一高度作业，悬停时，施工人员可将所有的电控磁铁组件14同时吸牢在塔筒5的壁面上，也可通过手动或者控制***3使应急爪35抓牢在塔筒上，提高安全系数。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，其特征在于：包含若干个平台模块，若干个平台模块连接成一个环形平台，在环形平台上设有若干组动力臂，动力臂包含具有伸缩功能的甲组动力臂和乙组动力臂，每个动力臂一端与施工平台通过铰接相连，另一端设有电控磁铁组件，电控磁铁组件对风电塔筒外壁吸紧或者解吸，通过动力臂的伸缩带动环形平台在风电塔筒上升降。

2.根据权利要求1所述的用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，其特征在于：所述甲组动力臂和乙组动力臂均包含主下臂和副下臂，主下臂和副下臂通过铰轴组成“X”形，主下臂和副下臂之间连接有驱动装置，所述铰轴与拉座连接，主下臂一端与主铰球连接，主铰球位于滑槽座上的圆柱形凹槽内，滑槽座上盖有设有滑槽的滑槽盖，使得主铰球可在滑槽内有运动，主下臂另一端与主上臂铰接；所述副下臂一端与副铰球连接，副铰球位于固定座的凹坑内，并通过位于固定座上的压盖铰接在固定座上，副下臂另一端与副上臂铰接，所述主上臂和副上臂通过铰轴与吊座连接，吊座与电控磁铁组件活动连接，吊座与拉座之间安装有使得吊座下移的拉簧。

3.根据权利要求2所述的用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，其特征在于：所述甲组动力臂和乙组动力臂均包含主下臂和副下臂，主下臂和副下臂通过铰轴组成“X”形，主下臂和副下臂之间连接有使得主下臂和副下臂下移的拉簧，所述铰轴与拉座连接，主下臂一端与主铰球连接，主铰球位于滑槽座上的圆柱形凹槽内，滑槽座上盖有设有滑槽的滑槽盖，使得主铰球可在滑槽内有运动，主下臂另一端与主上臂铰接；所述副下臂一端与副铰球连接，副铰球位于固定座的凹坑内，并通过位于固定座上的压盖铰接在固定座上，副下臂另一端与副上臂铰接，所述主上臂和副上臂通过铰轴与吊座连接，吊座与电控磁铁组件活动连接，吊座与拉座之间安装有使得主下臂和副下臂上移的驱动装置。

4.根据权利要求2或3所述的用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，其特征在于：所述吊座与电控磁铁组件通过铰球铰接。

5.根据权利要求2或3所述的用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，其特征在于：所述吊座与电控磁铁组件通过转轴连接。

6.根据权利要求2或3所述的用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，其特征在于：所述驱动装置为液压油驱动油缸、高压空气驱动的气缸、电机驱动的电动推杆、高压水驱动的液压缸中的一种。

7.根据权利要求1所述的用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，其特征在于：所述平台模块的两端分别设有阳榫和阴榫，将平台模块的阳榫***相邻平台模块的阴榫，对齐插销孔，然后***插销，将若干个平台模块连接成一个环形平台。

8.根据权利要求1所述的用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，其特征在于：所述平台模块下方设有应急装置。

9.根据权利要求8所述的用于风电塔筒外壁维护的自升降平台，其特征在于：所述应急装置包含固定套和应急爪，所述固定套底部与连接板铰接，连接板安装在旋转电机轴上，旋转电机固定在平台模块上，固定座顶端与应急爪铰接，固定套靠近应急爪一端与支撑板铰接，支撑板铰接在平台模块上；当施工平台出现紧急情况，固定套运动使得应急爪立即接触塔筒的外壁，并抓紧塔筒。