CN114799850A - 一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力发电技术领域，公开了一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人及应用方法，包括移动机构、紧固机构和固定机构，紧固机构包括安装座、驱动扳手和套筒；套筒用于套住螺栓，驱动扳手用于向套住螺栓的套筒施加扭矩并拧紧螺栓；固定机构包括连接组件和用于套住螺栓的套环；连接组件安装于移动机构，且连接组件可相对于移动机构竖直移动和水平移动，套环安装于连接组件的两端，且套筒位于两套环之间，套筒至少与一套环之间设有移动间隙。本技术方案提出的一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，便于解决现有螺栓检测及紧固装置的结构笨重且体积庞大的技术问题。

Description

一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人及应用方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人及应用方法。

背景技术

对于重大工程及重型机械设备而言，螺栓的检测防松问题已经成为全世界范围内的重大科学瓶颈。特别是对于大中型风力发电机组而言，其所使用的螺栓数量十分巨大，且通常在位置狭小且不易检查的位置，抑或在风险较高的危险处。

以往，国内的风力发电企业通过人工攀爬来逐一检测紧固螺栓，而人员攀爬检测主要采取简单的扳手检测，检测难度大风险高，效率低。此外，由于是人工检测，其效率和精度都难以保障，且受天气的客观因素影响较大，受环境及工程技术人员水平限制，检测及紧固质量难以保证。

为了解决人工检测带来的效率和安全问题，一些风力发电企业研制出用于实现风力发电机组塔筒螺栓的快速检测及紧固装置，但现有的螺栓检测及紧固装置一般将其需要实现的行走性能和紧固性能分别赋予不同的机构中，需要技术人员分别对行走机构和紧固机构进行结构设计，增加了螺栓检测及紧固装置的设计和装配成本；另外，螺栓检测及紧固装置在作业时需要将行走机构和紧固机构结合成一个整体，以实现螺栓检测及紧固装置的行走和紧固性能，从而导致螺栓检测及紧固装置的结构设计难以得到简化，结构笨重且体积庞大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，便于解决现有螺栓检测及紧固装置的结构笨重且体积庞大的技术问题，且结构简单，体积紧凑。

本发明的另一个目的在于提出一种上述应用于风电塔筒的螺栓维护机器人的应用方法，便于提升螺栓紧固机器人的作业效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，包括移动机构、紧固机构和固定机构，且所述紧固机构和所述固定机构均安装于所述移动机构；

所述紧固机构包括安装座、驱动扳手和套筒；所述安装座竖直移动地安装于所述移动机构，所述驱动扳手转动地安装于所述安装座的底部，所述套筒套设于所述驱动扳手的驱动端，所述套筒用于套住螺栓，所述驱动扳手用于向套住螺栓的所述套筒施加扭矩并拧紧螺栓；

所述固定机构包括连接组件和用于套住螺栓的套环；所述连接组件安装于所述移动机构，且所述连接组件相对于所述移动机构竖直移动和水平移动，所述套环安装于所述连接组件的两端，且所述套筒位于两所述套环之间，所述套筒至少与一所述套环之间设有移动间隙。

优选的，所述连接组件包括连接座和推杆，所述连接座安装于所述移动机构，所述推杆伸缩地安装于所述连接座的任意一端。

优选的，所述连接组件还包括锁定件，所述锁定件安装于所述连接座和所述推杆之间，且所述锁定件用于锁定所述推杆相对于所述连接座的伸出长度。

优选的，所述固定机构还包括调节杆，所述套环通过所述调节杆安装于所述连接组件的两端；

所述调节杆靠近所述连接组件的一端开设有调节孔，所述调节孔设置有多个调节位，紧固件穿所述调节孔拆卸地安装于所述连接组件的两端。

优选的，所述移动机构包括第一竖直移动装置、第二竖直移动装置和水平移动装置，所述第一竖直移动装置和所述第二竖直移动装置并列设置，所述安装座与所述第一竖直移动装置的移动端相连，所述水平移动装置与所述第二竖直移动装置的移动端相连，且所述第一竖直移动装置的移动端和所述第二竖直移动装置的移动端相背；

所述第二竖直移动装置与所述水平移动装置相互垂直，且所述第二竖直移动装置的移动端和所述水平移动装置的移动端相背，所述固定机构与所述水平移动装置的移动端相连。

优选的，驱动扳手包括驱动器和驱动轴，所述驱动轴转动地安装于所述安装座的底部，所述驱动器套设于所述驱动轴的外部，且所述驱动器用于驱动所述驱动轴的转动；

所述驱动器为电动扳手驱动器或液压扳手驱动器中的任意一种。

优选的，所述套筒拆卸地套设于所述驱动扳手的驱动端，且所述套筒的容纳腔形状与螺栓的形状相互匹配；

所述紧固机构还包括对位复位装置，所述对位复位装置安装于所述安装座和所述驱动扳手之间，所述驱动扳手转动安装于所述对位复位装置的底部，且所述对位复位装置用于驱动所述驱动扳手的转动。

优选的，所述套筒上下移动地套装于所述驱动轴的下部，所述紧固机构还包括套准辅助装置，所述套准辅助装置套设于所述驱动轴的外部，且所述套准辅助装置位于所述驱动器和所述套筒之间。

优选的，还包括智能控制箱，所述智能控制箱分别电联接于所述移动机构、所述紧固机构和所述固定机构。

一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人的应用方法，使用上述的应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，包括以下步骤：

A、将套筒套住风机电塔筒上的任意一所需紧固的螺栓，将套环分别套住位于所需紧固的螺栓的两侧的用于固定的螺栓，并使套筒在驱动扳手的驱动下拧紧所需紧固的螺栓；

B、紧固机构保持固定，固定机构在移动机构的带动下相对于紧固机构向上移动，令套环与用于固定的螺栓解套，然后，固定机构再在移动机构的带动下相对于紧固机构向前移动至下一用于固定的螺栓附近；驱动扳手和套筒保持固定，安装座、移动机构和固定机构相对于套筒转动，套环转动至下一用于固定的螺栓的上方；紧固机构保持固定，固定机构在移动机构的带动下相对于紧固机构向下移动，令套环套装于下一用于固定的螺栓；

C、固定机构保持固定，紧固机构在移动机构的带动下相对于固定机构向上移动，令套筒与紧固后的螺栓解套，然后，安装座、移动机构和固定机构保持不动，驱动扳手和套筒复位，令套筒转动至下一所需紧固的螺栓的上方；固定机构保持固定，紧固机构在移动机构的带动下相对于固定机构向下移动，令套筒套装于下一所需紧固的螺栓，并使套筒在驱动扳手的驱动下拧紧下一所需紧固的螺栓，重复步骤B。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

1、移动机构、紧固机构和固定机构相互配合，完成螺栓紧固机器人的行走和紧固功能，在实现螺栓紧固机器人行走和紧固功能的前提下，结构简单，体积紧凑，动作简单流畅，有利于便于提升螺栓紧固机器人的作业效率，满足风力发电的快速检测维护需求。

2、推杆的伸长或缩短可用于调节套环和套筒之间的间隔距离，用于确保套筒和套环之间存在移动间隙，便于实现螺栓紧固机器人的向前行走；锁定件用于锁定推杆相对于连接座的伸出长度，便于根据实际作业的风机电塔筒调节和锁定推杆的伸出长度，有助于提升连接组件的通用性。

附图说明

图1是本发明一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人的结构示意图。

图2是本发明一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人的剖视图。

图3是本发明一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人的一个视角的工作示意图。

图4是图3中A处的放大图。

图5是本发明一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人的另一个视角的工作示意图。

图6是图5中B处的放大图。

图7是本发明一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人中液压供给装置的结构示意图。

其中：移动机构1、第一竖直移动装置11、第二竖直移动装置12、水平移动装置13；

紧固机构2、安装座21、驱动扳手22、驱动器221、驱动轴222、同轴识别装置24、套筒23、对位复位装置25、套准辅助装置26、轴承座27、液压供给装置28、液压泵281、液压油箱282、溢流阀283、压力检测器284、万向轮285；

固定机构3、连接组件31、连接座311、推杆312、锁定件313、套环32、调节杆33、调节孔331、紧固件34；

螺栓4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本技术方案提供了一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，包括移动机构1、紧固机构2和固定机构3，且所述紧固机构2和所述固定机构3均安装于所述移动机构1；

所述紧固机构2包括安装座21、驱动扳手22和套筒23；所述安装座21可竖直移动地安装于所述移动机构1，所述驱动扳手22可转动地安装于所述安装座21的底部，所述套筒23套设于所述驱动扳手22的驱动端，所述套筒23用于套住螺栓4，所述驱动扳手22用于向套住螺栓4的所述套筒23施加扭矩并拧紧螺栓4；

所述固定机构3包括连接组件31和用于套住螺栓4的套环32；所述连接组件31安装于所述移动机构1，且所述连接组件31可相对于所述移动机构1竖直移动和水平移动，所述套环32安装于所述连接组件31的两端，且所述套筒23位于两所述套环32之间，所述套筒23至少与一所述套环32之间设有移动间隙。

本技术方案提出了一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，如图1-7所示，紧固机构2可相对于移动机构1上下移动，用于实现螺栓4的拧紧，固定机构3可相对于移动机构1上下移动和水平移动，用于实现螺栓4的套装和解套，并为紧固机构2的移动提供支撑力。

进一步地，套环32安装于连接组件31的两端，套筒23位于两套环32之间，套筒23至少与一套环32之间设有移动间隙，使套筒23固定时，套环32可相对于套筒23向前移动。

本方案中移动机构1、紧固机构2和固定机构3相互配合，完成螺栓紧固机器人的行走和紧固功能。具体地，在本技术方案的一个实施例中，环绕风机电塔筒依次设置的螺栓4分别有螺栓一、螺栓二、螺栓三、螺栓四和螺栓五，螺栓紧固机器人的作业过程可包括如下步骤：

首先，技术人员先将套筒23套住螺栓三，并使位于套筒23两侧的套环32分别套住螺栓一和螺栓四；作业开始后，套筒23在驱动扳手22的驱动下拧紧螺栓三；螺栓三被拧紧后，紧固机构2保持固定，固定机构3在移动机构1的带动下相对于紧固机构2向上移动，令两套环32分别与螺栓一和螺栓四解套，然后再相对于紧固机构2向前移动（x距离），令两套环32分别移动至螺栓二和螺栓五附近；驱动扳手22和套筒23保持固定，令安装座21、移动机构1和固定机构3相对于套筒23转动（y角度），使两套环32分别转动至螺栓二和螺栓五的上方，紧固机构2保持固定，固定机构3在移动机构1的带动下相对于紧固机构2向下移动，令两套环32分别套装于螺栓二和螺栓五。固定机构3保持固定，紧固机构2在移动机构1的带动下相对于固定机构3向上移动，令套筒23与螺栓三解套，然后安装座21、移动机构1和固定机构3保持不动，驱动扳手22和套筒23复位（y角度），令套筒23转动至螺栓四上方；固定机构3保持固定，紧固机构2在移动机构1的带动下相对于固定机构3向下移动，令套筒23套装于螺栓四，并使套筒23在驱动扳手22的驱动下拧紧螺栓四……以此类推，当应用于风电塔筒的螺栓维护机器人环绕风机电塔筒行走1圈后，风机电塔筒上的全部螺栓即可被拧紧。

需要说明的是，在上述实施例中，套住螺栓三的套筒23与套住螺栓一的套环32之间设有螺栓二，令该设置的套筒23和套环32之间存在移动间隙，因此，在套筒23保持不动的前提下，套环32可相对于套筒23向前移动。

由于螺栓4一般均匀地环绕风机电塔筒的紧固平台分布，在本技术方案的一个优选实施例中，技术人员可以首先根据风机电塔筒的直径大小、螺栓分度圆直径、螺栓大小和螺栓数量等参数计算出x距离和y角度，令螺栓紧固机器人的相关机构在作业过程中移动固定的x距离和转动固定的y角度，即可完成风机电塔筒中一层紧固平台的螺栓的快速拧紧，便于进一步提升螺栓紧固机器人的作业效率。

在本技术方案的另一个优选实施例中，紧固机构2还可在套筒23和套环32中设置用于检测套筒23和螺栓4、以及套环32和螺栓4是否同轴的检测器（图中未显示），并使检测器分别电联接于移动机构1和紧固机构2，用于控制移动机构和紧固机构2的相关移动。需要说明的是，本方案中的检测器可以为图像拍摄器或视频拍摄器，通过其工作端对套筒23（或套环32）的容纳腔入口所拍摄的实现图片或实时视频进行识别，并判断套筒23（或套环32）与螺栓4是否同轴，从而实现套筒23（或套环32）与螺栓4的精确对位。本方案中的检测器及其相关的识别判断方法可通过现有检测装置和分析算法获得，在此不作限定和赘述。

具体地，所述紧固机构2还包括同轴识别装置24，所述同轴识别装置24安装于所述驱动扳手22的内部，且所述同轴识别装置24的工作端位于所述驱动扳手22的驱动端的底部；所述同轴识别装置24电联接于所述移动装置21，所述同轴识别装置24用于驱动所述移动装置21并令所述套筒23和螺栓同轴。本方案还在紧固机构中特别设置了用于识别套筒23和螺栓4是否同轴的同轴识别装置24。具体地，同轴识别装置24电联接于移动机构1，当同轴识别装置24检测到套筒23和螺栓4同轴时，移动机构1接收同轴识别装置24的同轴信号后停止套筒23在水平方向上的对准移动，然后向下移动套筒23并使套筒23套入螺栓。

需要说明的是，本方案中的同轴识别装置24可以为图像拍摄器或视频拍摄器，通过其工作端对套筒23的容纳腔入口所拍摄的实现图片或实时视频进行识别，并判断套筒23与螺栓是否同轴，从而实现套筒23与螺栓的精确对位。

优选的，所述紧固机构2还包括轴承座27，所述轴承座27安装于所述驱动扳手22的顶部，且所述驱动扳手22通过所述轴承座27可转动地安装于所述安装座21的底部，结构简单，性能可靠，有利于确保驱动扳手22相对于安装座21的顺畅转动。

更进一步说明，所述连接组件31包括连接座311和推杆312，所述连接座311安装于所述移动机构1，所述推杆312可伸缩地安装于所述连接座311的任意一端，推杆312的伸长或缩短可用于调节套环32和套筒23之间的间隔距离，用于确保套筒23和套环32之间存在移动间隙，便于实现螺栓紧固机器人的向前行走。

更进一步说明，所述连接组件31还包括锁定件313，所述锁定件313安装于所述连接座311和所述推杆312之间，且所述锁定件313用于锁定所述推杆312相对于所述连接座313的伸出长度，便于根据实际作业的风机电塔筒调节和锁定推杆312的伸出长度，有助于提升连接组件31的通用性。

更进一步说明，所述固定机构3还包括调节杆33，所述套环32通过所述调节杆33安装于所述连接组件31的两端；

所述调节杆33靠近所述连接组件31的一端开设有调节孔331，所述调节孔331设置有多个调节位，紧固件34穿所述调节孔331可拆卸地安装于所述连接组件31的两端。

由于调节孔331设置有多个调节位（图中未标注），因此紧固件34可穿过调节孔331上的任意调节位，以调节出调节杆33的特定伸出长度和朝向角度，确保套环32能套住螺栓4，满足不同风机电塔筒的作用需求。

需要说明的是，本方案中的紧固件34可以为螺钉等。

更进一步说明，所述移动机构1包括第一竖直移动装置11、第二竖直移动装置12和水平移动装置13，所述第一竖直移动装置11和所述第二竖直移动装置12并列设置，所述安装座21与所述第一竖直移动装置11的移动端相连，所述水平移动装置13与所述第二竖直移动装置12的移动端相连，且所述第一竖直移动装置11的移动端和所述第二竖直移动装置12的移动端相背；

所述第二竖直移动装置12与所述水平移动装置13相互垂直，且所述第二竖直移动装置12的移动端和所述水平移动装置13的移动端相背，所述固定机构3与所述水平移动装置13的移动端相连，有利于避免紧固机构2和固定机构3的动作对互相产生影响，确保螺栓紧固机器人在作业过程中的动作流畅。

需要说明的是，本方案的第一竖直移动装置11、第二竖直移动装置12和水平移动装置13均为可实现相关移动功能的常规移动装置，在此不对第一竖直移动装置11、第二竖直移动装置12和水平移动装置13的具体结构进行赘述。

更进一步说明，驱动扳手22包括驱动器221和驱动轴222，所述驱动轴222可转动地安装于所述安装座21的底部，所述驱动器221套设于所述驱动轴222的外部，且所述驱动器221用于驱动所述驱动轴222的转动，便于扭矩的有效传递；

所述驱动器221为电动扳手驱动器或液压扳手驱动器中的任意一种。本方案中的驱动扳手22可由电动扳手驱动器或液压扳手驱动器提供扭矩的输出动力，便于保证螺栓4在驱动扳手22的驱动下被完全拧紧。

优选的，所述驱动器221为液压扳手驱动器，所述紧固机构2还包括液压供给装置28，所述液压供给装置28和所述驱动器221通过液压油管连接，所述液压供给装置28用于向所述驱动器221提供作业动力，保证驱动扳手22功能的正常实现。

优选的，所述液压供给装置28包括液压泵281和液压油箱282，所述驱动器221、所述液压泵281和所述液压油箱282通过液压油管相互连接，且所述驱动器221、所述液压泵281和所述液压油箱282的内部相互连通，所述液压泵281用于产生压力将所述液压油箱282的液压油输送至所述驱动器221。当驱动扳手22启动时，液压泵281产生压力将液压油箱282的液压油输送至驱动器221，令驱动器221给驱动轴222施加扭矩，从而完成螺栓4的紧固。

优选的，所述液压供给装置28还包括换向阀、溢流阀283和压力检测器284，所述换向阀、所述溢流阀283和所述压力检测器284安装于所述驱动器221和所述液压泵281之间，且所述换向阀用于切换液压油的流向，所述溢流阀283用于调节所述液压泵281的输出压力，所述压力检测器284用于检测液压油的油压。当紧固机构2不需要液压油时，换向阀切换液压油的流向，可使液压油回流至液压油箱282；压力检测器284用于检测液压油的油压，溢流阀283用于调节液压泵281的输出压力，技术人员可根据实际需要调节液压泵281的输出压力，便于提升紧固机构2的可控性。

优选的，所述液压供给装置28还包括万向轮285，所述万向轮285安装于所述液压油箱282的底部，便于液压供给装置28的移动。

更进一步说明，所述套筒23可拆卸地套设于所述驱动扳手22的驱动端，且所述套筒23的容纳腔形状与螺栓4的形状相互匹配；

所述紧固机构2还包括对位复位装置25，所述对位复位装置25安装于所述安装座21和所述驱动扳手22之间，所述驱动扳手22可转动安装于所述对位复位装置25的底部，且所述对位复位装置25用于驱动所述驱动扳手22的转动。

为了提升套筒23的适用性，现有的螺栓紧固装置一般会在套筒23中设置用于适应不同螺栓4大小的限位板，通过对套筒23内限位板伸出长度的调节，实现对不同大小螺栓4的夹紧，便于夹紧螺栓4后对其进行紧固。由于现有套筒结构内一般需要包括限位板及驱动限位板夹紧螺栓的夹紧装置，因而导致紧固装置的结构十分复杂且笨重。

因此，为了在实现螺栓4夹紧的前提下，解决现有紧固装置的结构复杂且笨重的技术问题，本方案的套筒23可拆卸地套设于驱动扳手22的驱动端，且套筒23的容纳腔形状与螺栓4的形状相互匹配，从而实现套筒23的通用性；由于风机电塔筒中每一层螺栓4的大小一致，因而，当螺栓4紧固机器人对其中一层的螺栓4完成作业时，通过更换不同容纳腔大小的套筒23即可对下一层的螺栓4进行继续作业，在方便使用、更换快捷的前提下，令螺栓紧固机器人的结构得以简化。

进一步地，由于本方案套筒23的容纳腔具有特定形状，因此套筒23的容纳腔形状必须与螺栓4的形状完全匹配（即容纳腔的角与螺栓4的角相对应，容纳腔的边与螺栓4的边相对应）时，套筒23才能紧紧套住螺栓4，实现扭矩的传递。为此，本方案还在紧固机构2增设对位复位装置25，对位复位装置25安装于安装座21和驱动扳手22之间，对位复位装置25的设置，一方面可以满足螺栓紧固机器人在行走上的需求，另一方面，当套筒23移动至螺栓4的正上方后，再通过对位复位装置25转动至套筒23的容纳腔形状与所需紧固的螺栓4形状对应，便于确保螺栓4能被套筒23完全套入。

更进一步地，由于驱动扳手22的驱动器221本身具有一定的体积大小，为避免驱动器221最后输出的扭矩位置（即螺栓4被拧紧后，驱动器221所在的位置）妨碍螺栓紧固机器人的后续移动，当螺栓4被拧紧、套筒23向上移动与螺栓4解套后，本方案还可通过对位复位装置25对驱动器221进行复位，将其转动到一个合适的角度，使其不会影响到螺栓紧固机器人的正常移动。

作为本技术方案的一个优选，所述驱动轴222的底部可拆卸地安装有安装挡板（图中未显示），所述套筒23通过所述安装挡板可拆卸地连接于所述驱动轴222。当需要对套筒23进行更换时，本方案可通过对安装挡板进行拆卸，即可完成套筒23的更换。

需要说明的是，在本技术方案的一个实施例中，对位复位装置25可以为电机。

更进一步说明，所述套筒23可上下移动地套装于所述驱动轴222的下部，所述紧固机构2还包括套准辅助装置26，所述套准辅助装置26套设于所述驱动轴222的外部，且所述套准辅助装置26位于所述驱动器221和所述套筒23之间。

若套筒23的容纳腔形状与所需紧固的螺栓4形状未完全对应时，套筒23就在沿第一竖直移动装置11向下移动的话，有可能造成螺栓4及紧固机构2的损坏，因此，为了避免上述情况的出现，本方案还在紧固机构2中增设用于实现套筒23相对于驱动轴222向下移动的套准辅助装置26。

具体地，套筒23可上下移动地套装于驱动轴222的下部，并由套准辅助装置26实现套筒23相对于驱动轴222的向下移动。当套筒23移动至螺栓4的正上方，并在对位复位装置25的驱动下与螺栓4相对应时，套筒23首先通过套准辅助装置26在重力的作用下相对于驱动轴222向下移动并套住螺栓4，当螺栓4被套筒23套住后，即可说明套筒23的容纳腔形状与所需紧固的螺栓4形状完全对应，此时套筒23再沿第一竖直移动装置11向下移动完全套住螺栓4（即此时套筒23相对于驱动轴222向上移动），以此避免螺栓4及紧固机构2的损坏，从而有效延伸螺栓4和应用于风电塔筒的螺栓维护机器人的使用寿命。

优选的，所述套准辅助装置26为弹性件，所述紧固机构2还包括第三到位检测器；所述弹性件套设于所述驱动轴222的外部，且所述弹性件的一端与所述驱动器221相连，所述弹性件的另一端与所述套筒23相连；所述第三到位检测器位于所述弹性件的内部并靠近所述驱动器221设置，且所述第三到位检测器电联接于所述第一竖直移动装置11。

具体地，如图2所示，在本技术方案的一个实施例中，当套筒23移动至所需紧固的螺栓4正上方时，套筒23先在第一竖直移动装置11的带动下向下移动，当套筒23克服弹性件的弹力并相对于驱动轴222向上移动，令顶部与第三到位检测器（图中未显示）相抵时（此时套筒23的底部与螺栓4的上端面相抵），第一竖直移动装置11接收到第三到位检测器的到位信号并停止驱动套筒23的向下移动；然后套筒23在对位复位装置25的驱动下转动，当套筒23的容纳腔形状与所需紧固的螺栓4形状对应时，套筒23在重力的作用下相对于驱动轴222向下移动并套住螺栓4，第三到位检测器触发并使第一竖直移动装置11再次驱动套筒23下降，当套筒23的顶部与第三到位检测器再次相抵时，第一竖直移动装置11接收到第三到位检测器的到位信号并停止驱动套筒23的向下移动，此时套筒23已完全套住螺栓4。

需要说明的是，本方案的弹性件可以为弹簧，更优选地可以为压簧。当弹性件为压簧时，套筒23通过弹性件可在重力和压簧的弹力作用下相对于驱动轴222向下移动并套住螺栓4，更有利于套筒23对螺栓4的有效套入。本方案的第三到位检测器可以为微动开关。

优选的，所述套准辅助装置26为电磁铁，所述紧固机构2还包括第四到位检测器；所述电磁铁套设于所述驱动轴222的外部，且所述电磁铁用于通电时产生磁性吸附所述套筒23；所述第四到位检测器安装于套筒23的下端面，且所述第四到位检测器电联接于所述第一竖直移动装置11。

具体地，在本技术方案的另一个实施例中，电磁铁（图中未显示）通电后吸附套筒23，当套筒23移动至所需紧固的螺栓4正上方时，套筒23先在第一竖直移动装置11的带动下向下移动，当套筒23的顶部与第四到位检测器相抵时（此时套筒23的下端面与螺栓4的上端面相抵），第一竖直移动装置11接收到第四到位检测器（图中未显示）的到位信号并停止驱动套筒23向下移动；然后套筒23在对位复位装置25的驱动下转动，当套筒23的容纳腔形状与所需紧固的螺栓4形状对应时，电磁铁断电，套筒23在重力的作用下相对于驱动轴222向下移动并套住螺栓4，第四到位检测器触发并使第一竖直移动装置11再次驱动套筒23下降，当套筒23的上端面与紧固平台的上表面相抵时，第一竖直移动装置11接收到第四到位检测器的到位信号并停止驱动套筒23向下移动，此时套筒23已完全套住螺栓4。

需要说明的是，本方案的第四到位检测器可以为微动开关。

更进一步说明，还包括智能控制箱，所述智能控制箱分别电联接于所述移动机构1、所述紧固机构2和所述固定机构3。

本方案一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人还包括分别电联接于移动机构1、紧固机构2和固定机构3的智能控制箱（图中未显示），令技术人员通过智能控制箱即可对移动机构1、紧固机构2和固定机构3的相关参数进行调整，有利于更进一步地提升螺栓紧固机器人的可控性。

一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人的应用方法，使用上述的应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，包括以下步骤：

A、将套筒23套住风机电塔筒上的任意一所需紧固的螺栓4，将套环32分别套住位于所需紧固的螺栓4的两侧的用于固定的螺栓4，并使套筒23在驱动扳手22的驱动下拧紧所需紧固的螺栓4；

B、紧固机构2保持固定，固定机构3在移动机构1的带动下相对于紧固机构2向上移动，令套环32与用于固定的螺栓4解套，然后，固定机构3再在移动机构1的带动下相对于紧固机构2向前移动至下一用于固定的螺栓4附近；驱动扳手22和套筒23保持固定，安装座21、移动机构1和固定机构3相对于套筒23转动，套环32转动至下一用于固定的螺栓4的上方；紧固机构2保持固定，固定机构3在移动机构1的带动下相对于紧固机构2向下移动，令套环32套装于下一用于固定的螺栓4；

C、固定机构3保持固定，紧固机构2在移动机构1的带动下相对于固定机构3向上移动，令套筒23与紧固后的螺栓4解套，然后，安装座21、移动机构1和固定机构3保持不动，驱动扳手22和套筒23复位，令套筒23转动至下一所需紧固的螺栓4的上方；固定机构3保持固定，紧固机构2在移动机构1的带动下相对于固定机构3向下移动，令套筒23套装于下一所需紧固的螺栓4，并使套筒23在驱动扳手22的驱动下拧紧下一所需紧固的螺栓4，重复步骤B。

本方案还提出了一种上述应用于风电塔筒的螺栓维护机器人的应用方法，步骤简单，操作性强，便于提升螺栓紧固机器人的作业效率，满足风力发电的快速检测维护需求。

具体地，环绕风机电塔筒依次设置的螺栓4分别有螺栓一、螺栓二、螺栓三、螺栓四、螺栓五、螺栓六等。

作为本技术方案的一个优选，步骤A、B和C可具体包括以下步骤：

A、套筒23套住螺栓三，并使位于套筒23两侧的套环32分别套住螺栓一和螺栓四，作业开始后，套筒23在驱动扳手22的驱动下拧紧螺栓三；

B、紧固机构2保持固定，固定机构3在移动机构1的带动下相对于紧固机构2向上移动，令两套环32分别与螺栓一和螺栓四解套，然后再相对于紧固机构2向前移动，令两套环32分别移动至螺栓二和螺栓五附近；驱动扳手22和套筒23保持固定，令安装座21、移动机构1和固定机构3相对于套筒23转动，使两套环32分别转动至螺栓二和螺栓五的上方，紧固机构2保持固定，固定机构3在移动机构1的带动下相对于紧固机构2向下移动，令两套环32分别套装于螺栓二和螺栓五；

C、固定机构3保持固定，紧固机构2在移动机构1的带动下相对于固定机构3向上移动，令套筒23与螺栓三解套，然后安装座21、移动机构1和固定机构3保持不动，驱动扳手22和套筒23复位，令套筒23转动至螺栓四上方；固定机构3保持固定，紧固机构2在移动机构1的带动下相对于固定机构3向下移动，令套筒23套装于螺栓四，并使套筒23在驱动扳手22的驱动下拧紧螺栓四；重复步骤B，直至风机电塔筒上的螺栓4被全部拧紧。

作为本技术方案的另一个优选，如图5-6所示，步骤A、B和C可具体包括以下步骤：

A、套筒23套住螺栓三，并使位于套筒23两侧的套环32分别套住螺栓一和螺栓五，作业开始后，套筒23在驱动扳手22的驱动下拧紧螺栓三；

B、紧固机构2保持固定，固定机构3在移动机构1的带动下相对于紧固机构2向上移动，令两套环32分别与螺栓一和螺栓五解套，然后再相对于紧固机构2向前移动，令两套环32分别移动至螺栓二和螺栓六附近；驱动扳手22和套筒23保持固定，令安装座21、移动机构1和固定机构3相对于套筒23转动，使两套环32分别转动至螺栓二和螺栓六的上方，紧固机构2保持固定，固定机构3在移动机构1的带动下相对于紧固机构2向下移动，令两套环32分别套装于螺栓二和螺栓六；

C、固定机构3保持固定，紧固机构2在移动机构1的带动下相对于固定机构3向上移动，令套筒23与螺栓三解套，然后安装座21、移动机构1和固定机构3保持不动，驱动扳手22和套筒23复位，令套筒23转动至螺栓四上方；固定机构3保持固定，紧固机构2在移动机构1的带动下相对于固定机构3向下移动，令套筒23套装于螺栓四，并使套筒23在驱动扳手22的驱动下拧紧螺栓四；重复步骤B，直至风机电塔筒上的螺栓4被全部拧紧。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，其特征在于：包括移动机构、紧固机构和固定机构，且所述紧固机构和所述固定机构均安装于所述移动机构；

所述紧固机构包括安装座、驱动扳手和套筒；所述安装座竖直移动地安装于所述移动机构，所述驱动扳手转动地安装于所述安装座的底部，所述套筒套设于所述驱动扳手的驱动端，所述套筒用于套住螺栓，所述驱动扳手用于向套住螺栓的所述套筒施加扭矩并拧紧螺栓；

所述固定机构包括连接组件和用于套住螺栓的套环；所述连接组件安装于所述移动机构，且所述连接组件相对于所述移动机构竖直移动和水平移动，所述套环安装于所述连接组件的两端，且所述套筒位于两所述套环之间，所述套筒至少与一所述套环之间设有移动间隙。

2.根据权利要求1所述的一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，其特征在于：所述连接组件包括连接座和推杆，所述连接座安装于所述移动机构，所述推杆伸缩地安装于所述连接座的任意一端。

3.根据权利要求2所述的一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，其特征在于：所述连接组件还包括锁定件，所述锁定件安装于所述连接座和所述推杆之间，且所述锁定件用于锁定所述推杆相对于所述连接座的伸出长度。

4.根据权利要求1所述的一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，其特征在于：所述固定机构还包括调节杆，所述套环通过所述调节杆安装于所述连接组件的两端；

所述调节杆靠近所述连接组件的一端开设有调节孔，所述调节孔设置有多个调节位，紧固件穿所述调节孔拆卸地安装于所述连接组件的两端。

5.根据权利要求1所述的一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，其特征在于：所述移动机构包括第一竖直移动装置、第二竖直移动装置和水平移动装置，所述第一竖直移动装置和所述第二竖直移动装置并列设置，所述安装座与所述第一竖直移动装置的移动端相连，所述水平移动装置与所述第二竖直移动装置的移动端相连，且所述第一竖直移动装置的移动端和所述第二竖直移动装置的移动端相背；

所述第二竖直移动装置与所述水平移动装置相互垂直，且所述第二竖直移动装置的移动端和所述水平移动装置的移动端相背，所述固定机构与所述水平移动装置的移动端相连。

6.根据权利要求1所述的一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，其特征在于：驱动扳手包括驱动器和驱动轴，所述驱动轴转动地安装于所述安装座的底部，所述驱动器套设于所述驱动轴的外部，且所述驱动器用于驱动所述驱动轴的转动；

所述驱动器为电动扳手驱动器或液压扳手驱动器中的任意一种。

7.根据权利要求6所述的一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，其特征在于：所述套筒拆卸地套设于所述驱动扳手的驱动端，且所述套筒的容纳腔形状与螺栓的形状相互匹配；

所述紧固机构还包括对位复位装置，所述对位复位装置安装于所述安装座和所述驱动扳手之间，所述驱动扳手转动安装于所述对位复位装置的底部，且所述对位复位装置用于驱动所述驱动扳手的转动。

8.根据权利要求7所述的一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，其特征在于：所述套筒上下移动地套装于所述驱动轴的下部，所述紧固机构还包括套准辅助装置，所述套准辅助装置套设于所述驱动轴的外部，且所述套准辅助装置位于所述驱动器和所述套筒之间。

9.根据权利要求1所述的一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，其特征在于：还包括智能控制箱，所述智能控制箱分别电联接于所述移动机构、所述紧固机构和所述固定机构。

10.一种应用于风电塔筒的螺栓维护机器人的应用方法，其特征在于，使用权利要求1～9任意一项所述的应用于风电塔筒的螺栓维护机器人，包括以下步骤：

A、将套筒套住风机电塔筒上的任意一所需紧固的螺栓，将套环分别套住位于所需紧固的螺栓的两侧的用于固定的螺栓，并使套筒在驱动扳手的驱动下拧紧所需紧固的螺栓；

B、紧固机构保持固定，固定机构在移动机构的带动下相对于紧固机构向上移动，令套环与用于固定的螺栓解套，然后，固定机构再在移动机构的带动下相对于紧固机构向前移动至下一用于固定的螺栓附近；驱动扳手和套筒保持固定，安装座、移动机构和固定机构相对于套筒转动，套环转动至下一用于固定的螺栓的上方；紧固机构保持固定，固定机构在移动机构的带动下相对于紧固机构向下移动，令套环套装于下一用于固定的螺栓；

C、固定机构保持固定，紧固机构在移动机构的带动下相对于固定机构向上移动，令套筒与紧固后的螺栓解套，然后，安装座、移动机构和固定机构保持不动，驱动扳手和套筒复位，令套筒转动至下一所需紧固的螺栓的上方；固定机构保持固定，紧固机构在移动机构的带动下相对于固定机构向下移动，令套筒套装于下一所需紧固的螺栓，并使套筒在驱动扳手的驱动下拧紧下一所需紧固的螺栓，重复步骤B。

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