KR101379724B1 - Assembly robot for windmill blade - Google Patents

Abstract

풍력발전기용 블레이드의 조립로봇이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇은, 상단부에 허브(hub)가 결합되는 타워(tower)를 그립핑(gripping)하는 타워 그립퍼; 허브에 조립되는 블레이드(blade)를 그립핑하는 블레이드 그립퍼; 및 타워에 대한 블레이드의 이격거리 조절을 위해 타워 그립퍼와 블레이드 그립퍼 사이에서 접철 가능하게 연결되는 접철식 연결유닛을 포함한다.Disclosed is an assembly robot for a wind turbine blade. An assembly robot of a wind turbine blade according to an embodiment of the present invention includes a tower gripper for gripping a tower to which a hub is coupled to an upper end thereof; A blade gripper for gripping a blade assembled to the hub; And a foldable connection unit foldably connected between the tower gripper and the blade gripper for adjusting the separation distance of the blade with respect to the tower.

Description

풍력발전기용 블레이드의 조립로봇{Assembly robot for windmill blade}Assembly robot for windmill blade

본 발명은, 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 타워와 블레이드들의 이송 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 블레이드의 조립 작업을 용이하게 진행할 수 있는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에 관한 것이다.The present invention relates to an assembly robot for a wind turbine blade, and more particularly, an assembly robot for a wind turbine blade that can improve the transfer efficiency of the tower and the blades and can easily proceed with the assembly of the blade. It is about.

풍력발전기(혹은 풍력터빈)는 바람에 의한 회전에너지로부터 전기에너지를 생산하는 장치로서, 화석연료의 고갈과 환경문제로 인해 점차 그 비중이 커지고 있다.Wind turbines (or wind turbines) are devices that produce electrical energy from wind-induced rotational energy, and their weight is increasing due to the exhaustion of fossil fuels and environmental problems.

이러한 풍력발전기는 바람에 의해 회전되는 다수의 블레이드(blade)가 허브(hub)에 연결되어 마련되는 로터(rotor)와, 로터와 연결되는 나셀(nacelle)을 지지하면서 보호하는 나셀 커버(nacelle cover)와, 나셀 커버를 지지하는 타워(tower)를 포함한다.The wind turbine includes a rotor having a plurality of blades rotated by the wind connected to a hub and a nacelle cover for supporting and protecting a nacelle connected to the rotor. And a tower for supporting the nacelle cover.

블레이드는 공기 역학적으로 설계된 형상을 이용하여 바람의 에너지에서 유용한 공력 토크(torque)를 발생시키고 이 공력 토크를 이용하여 발전기를 회전시켜 전기를 발생시킨다.The blade uses aerodynamically designed geometry to generate a useful aerodynamic torque in the wind's energy and generates electricity by rotating the generator using this aerodynamic torque.

전기 발생량을 증가시키기 위해서는 블레이드의 공기 역학적 형상이 중요하다. 뿐만 아니라 구조적으로 그 형상으로부터 유발되는 하중을 적절히 지지할 수 있어야 한다.The aerodynamic shape of the blade is important to increase the amount of electricity generated. In addition, it must be able to adequately support the loads structurally derived from its shape.

하중은 공기역학적 형상에 지배적이지만 구조적인 최적 설계를 통해 동일한 하중을 지지하면서도 최대한 가벼운 블레이드를 설계 하는 것이 또 하나의 중요한 설계 기술이다.The load is dominated by the aerodynamic shape, but it is another important design technique to design the blade as light as possible while supporting the same load through a structurally optimal design.

한편, 대형 풍력발전기에서 블레이드는 타워와 마찬가지로 대단히 큰 거대 구조물, 예컨대 그 길이가 100 미터(m) 내외에 이르는 대단히 큰 거대 구조물이다. 때문에 타워와 블레이드들을 설치 장소로 이송시킨 후에 타워의 상단부에 결합된 허브에 다수의 블레이드를 조립(설치)하여 풍력발전기를 축조하는 작업이 그리 쉬운 것은 아니다.Blades, on the other hand, in large wind turbines, like towers, are very large structures, for example, very large structures of about 100 meters (m) in length. Therefore, it is not easy to construct a wind turbine by assembling (installing) a plurality of blades in a hub coupled to the top of the tower after transferring the tower and the blades to the installation site.

특히, 필요에 따라 많은 덤프트럭과 크레인을 동원할 수도 있는 육상과 달리 해상처럼 작업 환경이 열악한 장소의 경우에는 거대 구조물인 타워와 블레이드를 해상으로 이송시키기는 작업 자체가 용이하지 않다.In particular, unlike a land where a large number of dump trucks and cranes can be mobilized as needed, in the case of a poor working environment such as the sea, it is not easy to transport the towers and blades, which are large structures, to the sea.

뿐만 아니라 육상과 달리 해상의 경우, 강풍이나 파고 등의 외기 조건이 상당히 나쁠 뿐만 아니라 해상에서의 크레인 작업이 제한적일 수 있기 때문에, 타워의 허브에 블레이드를 조립하는 작업 역시 용이하지 않다.In addition, unlike the land, the offshore conditions such as strong winds and digging in the sea, as well as the crane work in the sea may be limited, assembling the blade to the hub of the tower is also not easy.

이에 대해 좀 더 부연 설명한다. 해상에서 거대 구조물인 타워와 블레이드들을 이송시키려 하는 경우, 타워와 블레이드들을 단순히 한데 묶어 공간의 줄이면서 이송시킬 수 있고 아니면 개별적으로 이송시킬 수 있다. 그렇지만 전자의 경우에는 타워와 블레이드들 간의 접촉 충돌로 인해 손상이 가해질 수 있고, 후자의 경우에는 이송 효율이 현저히 떨어진다.I will explain more about this. In the case of transporting towers and blades, which are large structures at sea, the towers and blades can be simply bundled together and transported with reduced space, or individually. In the former case, however, damage can be caused by contact collisions between the tower and the blades, and in the latter case the transfer efficiency is significantly lower.

물론, 이러한 점을 모두 감안하고 설사 타워와 블레이드들을 원하는 위치로 이송시켰다 하더라도 해상에서 타워의 상단부 허브에 블레이드를 조립하기 위해서는 타워를 잡아 작업하는 크레인과 블레이드를 잡아 작업하는 크레인 등 적어도 2대 이상의 크레인이 필요한데, 앞서 기술한 것처럼 육상과 달리 해상의 경우에는 크레인의 사용 대수 및 그 작업이 제한적일 수밖에 없기 때문에 그 여간 어려운 것이 아니다.Of course, even with all this in mind, even if the tower and the blades are moved to the desired position, at least two cranes, such as a crane for grabbing the tower and a crane for grabbing the blade, in order to assemble the blade in the hub of the tower at sea Unlike the land, as described above, this is not difficult because of the limited number of cranes used in the sea and its operation.

이러한 상황을 감안하여 허브에 블레이드를 조립 또는 설치하기 위한 방안들이 일본특허 JP2004342346호 등과 같이 지속적으로 제안되고 있다.In view of such a situation, methods for assembling or installing a blade in a hub have been continuously proposed, such as Japanese Patent JP2004342346.

하지만, 현재까지 알려지고 있는 기술 정도로는 타워와 블레이드를 효율적으로 연결시켜 이송시키기 어려울 뿐만 아니라 블레이드를 조립하기도 어렵기 때문에 이와 관련한 새롭고 진보적인 방안이 필요하다.However, the technology known to date is not only difficult to connect and transport towers and blades efficiently, but also difficult to assemble blades, and thus new and progressive measures are needed.

선행기술 ; 일본특허 JP2004342346호Prior Art; Japanese Patent JP2004342346

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 타워와 블레이드들을 효율적으로 연결시킬 수 있어 타워와 블레이드들의 이송 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 블레이드의 조립 작업을 용이하게 진행할 수 있는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention, can efficiently connect the tower and the blade to improve the transport efficiency of the tower and the blade as well as the assembly of the blade for the wind turbine blade to facilitate the assembly work of the blade To provide.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상단부에 허브(hub)가 결합되는 타워(tower)를 그립핑(gripping)하는 타워 그립퍼; 상기 허브에 조립되는 블레이드(blade)를 그립핑하는 블레이드 그립퍼; 및 상기 타워에 대한 상기 블레이드의 이격거리 조절을 위해 상기 타워 그립퍼와 상기 블레이드 그립퍼 사이에서 접철 가능하게 연결되는 접철식 연결유닛을 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a tower gripper for gripping a tower (hub) coupled to the upper end (hub); A blade gripper for gripping a blade assembled to the hub; And a foldable connection unit foldably connected between the tower gripper and the blade gripper to adjust the separation distance of the blade with respect to the tower.

상기 접철식 연결유닛은, 상기 타워 그립퍼에 연결되는 타워 그립퍼 연결부; 상기 블레이드 그립퍼에 연결되는 블레이드 그립퍼 연결부; 및 상기 타워 그립퍼 연결부와 상기 블레이드 그립퍼 연결부를 링크 타입으로 연결하는 다수의 링크부재를 포함할 수 있다.The folding connection unit, the tower gripper connecting portion connected to the tower gripper; A blade gripper connection portion connected to the blade gripper; And a plurality of link members connecting the tower gripper connection portion and the blade gripper connection portion in a link type.

상기 블레이드 그립퍼 연결부는 상기 블레이드 그립퍼를 선형 이동시키는 리니어 모터를 포함할 수 있다.The blade gripper connection may include a linear motor for linearly moving the blade gripper.

상기 다수의 링크부재는, 양단부가 상기 타워 그립퍼 연결부와 상기 블레이드 그립퍼 연결부의 하부 영역에 각각 자유 회전 가능하게 연결되는 직선형 링크부재; 및 상기 타워의 길이 방향을 따라 상기 직선형 링크부재의 상부 영역에 배치되며, 양단부가 상기 타워 그립퍼 연결부와 상기 블레이드 그립퍼 연결부에 각각 자유 회전 가능하게 연결되는 절곡형 링크부재를 포함할 수 있다.The plurality of link members may include: a straight link member having both ends freely rotatably connected to lower portions of the tower gripper connection portion and the blade gripper connection portion, respectively; And a bent link member disposed in an upper region of the linear link member along a longitudinal direction of the tower, and both ends of which are freely rotatably connected to the tower gripper connection portion and the blade gripper connection portion, respectively.

상기 접철식 연결유닛은, 상기 직선형 링크부재와 상기 절곡형 링크부재를 구동시키는 액추에이터를 더 포함할 수 있되, 상기 액추에이터는, 일단부는 상기 타워 그립퍼 또는 상기 타워 그립퍼 연결부에 회전 가능하게 연결되고 타단부는 상기 블레이드 그립퍼 연결부에 회전 가능하게 연결되는 메인 실린더; 및 상기 절곡형 링크부재에 연결되는 서브 실린더를 포함할 수 있다.The foldable connection unit may further include an actuator for driving the straight link member and the bent link member, wherein the actuator has one end rotatably connected to the tower gripper or the tower gripper connection and the other end thereof. A main cylinder rotatably connected to the blade gripper connection; And a sub cylinder connected to the bent link member.

상기 블레이드 그립퍼는, 그립핑 바디; 상기 그립핑 바디에 연결되는 다수의 그립핑 아암; 및 상기 그립핑 아암들의 단부에 마련되어 상기 블레이드의 외표면에 접촉가압되는 접촉가압부를 포함할 수 있다.The blade gripper includes a gripping body; A plurality of gripping arms connected to the gripping bodies; And a contact pressing part provided at an end of the gripping arms to be contact pressed against an outer surface of the blade.

상기 접촉가압부는, 작업유체의 압력에 의해 부피 팽창되면서 상기 블레이드의 외표면에 탄성적으로 접촉가압되는 탄성 접촉가압 튜브일 수 있다.The contact pressing portion may be an elastic contact pressure tube that is elastically contacted with the outer surface of the blade while being bulged by the pressure of the working fluid.

상기 탄성 접촉가압 튜브로 상기 작업유체를 공급하는 작업유체 공급부; 상기 탄성 접촉가압 튜브 내로 공급되는 상기 작업유체의 압력을 감지하는 작업유체 압력감지부; 및 상기 작업유체 압력감지부의 정보에 기초하여 상기 작업유체 공급부의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.A working fluid supply unit for supplying the working fluid to the elastic contact pressure tube; A working fluid pressure sensing unit sensing a pressure of the working fluid supplied into the elastic contact pressure tube; And a controller for controlling the operation of the working fluid supply unit based on the information of the working fluid pressure sensing unit.

상기 블레이드에 대한 상기 블레이드 그립퍼의 그립핑 위치에 대응되는 위치에서 상기 블레이드의 내부에 배치되며, 상기 블레이드 그립퍼의 그립핑 방향에 역 방향으로 저항하면서 상기 블레이드의 변형을 저지시키는 변형저지유닛을 더 포함할 수 있다.And a deformation preventing unit disposed inside the blade at a position corresponding to a gripping position of the blade gripper with respect to the blade and blocking the deformation of the blade while opposing the gripping direction of the blade gripper in a reverse direction can do.

상기 변형저지유닛은, 작업유체의 공급 또는 취출에 의해 부피 팽창 또는 부피 수축 가능한 변형저지용 튜브일 수 있다.The deformation prevention unit may be a tube for deformation prevention that can be expanded or bulged by volume by supplying or extracting working fluid.

상기 변형저지유닛은, 상기 변형저지용 튜브의 부피 팽창 방향을 가이드하기 위해 상기 변형저지용 튜브의 적어도 어느 일측에 결합되어 해당 영역에서의 부피 팽창을 저지시키는 적어도 하나의 부피 팽창 저지벽체를 더 포함할 수 있다.The deformation prevention unit further includes at least one volume expansion barrier wall which is coupled to at least one side of the deformation prevention tube to guide the volume expansion direction of the deformation prevention tube to prevent volume expansion in the area can do.

본 실시예에 따르면, 타워와 블레이드들을 효율적으로 연결시킬 수 있어 타워와 블레이드들의 이송 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 블레이드의 조립 작업을 용이하게 진행할 수 있다.According to the present embodiment, the tower and the blades can be efficiently connected to improve the transfer efficiency of the tower and the blades, as well as to facilitate the assembly of the blades.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇이 적용될 풍력발전기의 정면도로서 하나의 블레이드가 설치되기 전 상태의 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에 의해 타워와 블레이드들이 연결된 상태의 도면이다.
도 3은 도 2의 요부 확대도이다.
도 4는 도 3의 부분 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇의 동작을 단계적으로 도시한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에서 접촉가압부 영역의 확대 구조도이다.
도 9는 도 8에 적용되는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇의 제어블록도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇의 요부 구조도이다.
도 11은 블레이드에 대한 변형 단면 구조도이다.
도 12는 도 11에 적용될 본 발명의 제4 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇의 변형저지유닛에 대한 개략적인 구성도이다.1 is a front view of a wind turbine to which an assembling robot of a wind turbine blade according to a first embodiment of the present invention is to be applied;
Figure 2 is a view of the tower and the blade is connected by the assembly robot of the blade for the wind turbine shown in FIG.
3 is an enlarged view of the main part of Fig.
Figure 4 is a partial perspective view of Figure 3;
5 to 7 are diagrams showing the operation of the assembly robot of the wind turbine blade in stages.
8 is an enlarged structural diagram of a contact pressure unit region in the assembly robot of the wind turbine blade according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a control block diagram of an assembly robot of a blade for a wind power generator applied to FIG. 8.
10 is a main structural diagram of an assembly robot of a blade for a wind turbine according to a third embodiment of the present invention.
11 is a cross sectional structural view of the blade.
12 is a schematic configuration diagram of a deformation preventing unit of an assembly robot of a blade for a wind turbine according to a fourth embodiment of the present invention to be applied to FIG. 11.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇이 적용될 풍력발전기의 정면도로서 하나의 블레이드가 설치되기 전 상태의 도면이다.1 is a front view of a wind turbine to which an assembling robot of a wind turbine blade according to a first embodiment of the present invention is to be applied;

이 도면을 참조하여 풍력발전기에 대해 간략하게 살펴보면, 풍력발전기는 나셀(nacelle, 미도시)에 연결되고 바람에 의해 회전되는 다수의 블레이드(110, blade)와, 나셀과 블레이드(110)의 축 방향 하중을 지지하는 타워(101, tower)를 포함한다.Referring to the wind turbine generator in brief with reference to this drawing, the wind turbine is connected to a nacelle (not shown) and a plurality of blades (110, rotated by the wind), the axial direction of the nacelle and blade 110 And a tower for supporting the load.

블레이드(110)는 바람에 의해 회전되면서 회전운동을 발생시키는 일종의 날개이다. 허브(102)를 기준으로 방사상으로 배치되는 블레이드(110)는 바람에 의해 쉽게 회전될 수 있도록 유선형의 날개 형상을 가질 수 있으며, 2개 이상이 적용될 수 있다. 본 실시예의 풍력발전기에는 3개의 블레이드(110)가 적용되고 있지만 이의 개수에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.The blade 110 is a kind of wing that rotates by wind to generate a rotational motion. The blades 110 disposed radially with respect to the hub 102 may have a streamlined wing shape to be easily rotated by wind, and two or more blades 110 may be applied. Three blades 110 are applied to the wind power generator of this embodiment, but the scope of the present invention is not limited by the number thereof.

허브(102)는 다수의 블레이드(110)가 연결되는 장소이다. 허브(102)와 다수의 블레이드(110)를 통틀어 로터(rotor)라 부르기도 한다. 허브(102)는 정면에서 바라볼 때 대략 원형의 형상을 가지며, 측면에서 바라볼 때는 돔(dome) 형상을 가질 수 있다.The hub 102 is where the plurality of blades 110 are connected. The hub 102 and the plurality of blades 110 may also be referred to as a rotor. The hub 102 may have a substantially circular shape when viewed from the front, and may have a dome shape when viewed from the side.

허브(102)에는 블레이드(110)의 회전운동을 전달받아 동력을 발생시켜 전기에너지를 생산하는 나셀(nacelle, 미도시)이 연결되며, 나셀은 나셀 커버(105, nacelle cover)에 의해 보호된다.The hub 102 is connected to a nacelle (not shown) that generates electric power by receiving rotational motion of the blade 110 and generates electric energy, and the nacelle is protected by a nacelle cover 105.

앞서도 잠시 언급한 바와 같이, 나셀은, 블레이드(110)의 회전운동을 전달받아 동력을 발생시켜 전기에너지를 생산하는 등 풍력발전기를 구동시키는데 있어 중요한 역할을 담당하는 기계부품들, 예컨대 메인 샤프트(main shaft, 미도시), 기어 박스(gear box, 미도시), 제너레이터(generator, 미도시)와 같은 기계부품들이 구조적으로 결합되어 있는 구조체를 통틀어 부르는 이름이다.As mentioned earlier, the nacelle is a mechanical component that plays an important role in driving a wind power generator, such as a main shaft (main) It is a collective name for a structure in which mechanical parts such as shafts (not shown), gear boxes (not shown) and generators (not shown) are structurally combined.

나셀 커버(105)는 나셀의 외부에 결합되어 나셀을 보호하는 역할을 한다. 나셀 커버(105)는 외기에 그대로 노출되어 눈, 비 혹은 햇볕 등에 상시 노출되기 때문에 어느 정도의 강성이 보장되어야 한다. 따라서 나셀 커버(105)는 내구성이 우수한 비금속 혹은 금속 복합 재질로 제작될 수 있다.The nacelle cover 105 is coupled to the outside of the nacelle serves to protect the nacelle. Since the nacelle cover 105 is exposed to the outside air as it is, it is constantly exposed to snow, rain, or the sun, so that some degree of rigidity must be ensured. Therefore, the nacelle cover 105 may be made of a nonmetal or a metal composite material having excellent durability.

타워(101)는 상하로 길게 배치되는 축으로서, 다수의 블레이드(110), 허브(102), 나셀 및 나셀 커버(105) 등의 구조물에 대한 축 방향 하중을 지지한다.The tower 101 is an axis that is vertically disposed up and down, and supports axial loads on structures such as the plurality of blades 110, the hub 102, the nacelle and the nacelle cover 105.

타워(101) 역시, 블레이드(110)와 마찬가지로 내부가 빈 파이프(pipe) 형의 구조물이며, 타워(101)의 내부 빈 공간을 통해 케이블(cable) 등이 통과된다. 케이블은 송전용 파워 케이블(power cable), 통신용 케이블(cable) 등을 포함한 다양한 종류의 케이블일 수 있다.Like the blade 110, the tower 101 is a hollow pipe-like structure, and a cable or the like is passed through the empty space of the tower 101. The cable may be various kinds of cables including power cables for power transmission, cables for communication, and the like.

타워(101)에는 타워(101)의 외벽에서 반경 방향 외측으로 돌출되고 타워(101)의 길이 방향을 따라 이격되게 다수의 링 플랜지(108, ring flange, 도 5 내지 도 7 참조)가 마련된다. 링 플랜지(108)는 길이가 긴 타워(101)를 한번에 제작하기 어려울 때, 단위길이로 만들어 이들을 연결시키는 연결 부위를 가리킨다.The tower 101 is provided with a plurality of ring flanges 108 (see FIGS. 5 to 7) to protrude radially outward from the outer wall of the tower 101 and to be spaced along the longitudinal direction of the tower 101. When the ring flange 108 is difficult to manufacture a long tower 101 at a time, it refers to the connecting portion to make the unit length to connect them.

한편, 사이즈 혹은 크기가 작은 풍력발전기의 경우에는 설치에 별 어려움이 없지만 예컨대 타워(101)의 길이가 대략 100 미터(m) 내외이고 블레이드(110)의 길이 역시 타워(101)에 준하는 길이를 갖는 대형 풍력발전기의 경우, 도 1처럼 허브(102)에 블레이드(110)를 설치하는 설치 작업이 그리 용이한 것은 아니다.On the other hand, in the case of a small size or small wind power generator, there is no difficulty in installation, but, for example, the length of the tower 101 is about 100 meters (m) and the length of the blade 110 also has a length corresponding to the tower 101. In the case of a large wind turbine, the installation work for installing the blade 110 on the hub 102 is not as easy as FIG.

특히, 필요에 따라 많은 덤프트럭과 크레인을 동원할 수도 있는 육상과 달리 해상처럼 작업 환경이 열악한 장소의 경우에는 거대 구조물인 타워(101)와 블레이드(110)를 해상으로 이송하는 이송 작업이 일단 만만치 않다.In particular, unlike in the land where many dump trucks and cranes can be mobilized as needed, in the case of a poor working environment such as the sea, a transfer operation for transferring the towers 101 and the blades 110, which are huge structures, to the sea can be completed. not.

뿐만 아니라 타워(101)와 블레이드(110)를 해상으로 이송한 후에, 허브(102)에 블레이드(110)를 조립하는 조립 작업도 만만치 않다. 이는 앞서 기술한 것처럼 육상과 달리 해상의 경우, 강풍이나 파고 등의 외기 조건이 상당히 나쁠 뿐만 아니라 해상에서의 크레인 작업, 즉 사용할 수 있는 크레인 대수 내지는 크레인 사용 시간 등이 제한적일 수 있기 때문이다.In addition, after the tower 101 and the blade 110 are transported to the sea, the assembling operation of assembling the blade 110 to the hub 102 is also difficult. This is because, as described above, in the case of the sea, unlike the land, the outdoor conditions such as strong wind or digging are not only bad, but also the crane work at sea, that is, the number of cranes available or the use time of the crane may be limited.

따라서 타워(101)와 블레이드(110)들을 효율적으로 연결시키면서도 블레이드(110)의 조립 작업에 사용될 수 있는 장치가 요구되는데, 이는 본 실시예의 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(120)이 담당한다.Therefore, a device that can be used for assembling the blade 110 while efficiently connecting the tower 101 and the blade 110 is required, which is in charge of the assembly robot 120 of the wind turbine blade of the present embodiment.

이하에서 자세히 설명하겠지만 본 실시예의 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(120)을 사용하게 되면 타워(101)와 블레이드(110)들을 효율적으로 연결시킬 수 있어 해상일지라도 타워(101)와 블레이드(110)들의 이송 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 블레이드(110)의 조립 작업을 용이하게 진행할 수 있을 것이다.As will be described in detail below, if the assembly robot 120 of the wind turbine blade of the present embodiment is used, the tower 101 and the blades 110 can be efficiently connected to each other. In addition to improving the transfer efficiency, the assembling work of the blade 110 may be easily performed.

도 2는 도 1에 도시된 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에 의해 타워와 블레이드들이 연결된 상태의 도면, 도 3은 도 2의 요부 확대도, 도 4는 도 3의 부분 사시도, 그리고 도 5 내지 도 7은 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇의 동작을 단계적으로 도시한 도면들이다.Figure 2 is a view of the tower and the blade connected by the assembly robot of the blade for the wind turbine shown in Figure 1, Figure 3 is an enlarged view of the main portion of Figure 2, Figure 4 is a partial perspective view of Figure 3, and Figures 5 to 7 is a diagram illustrating the operation of the assembly robot of the blade for the wind turbine in stages.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(120)은, 타워 그립퍼(130), 블레이드 그립퍼(140), 그리고 접철식 연결유닛(150)을 포함한다.Referring to these drawings, the assembly robot 120 of the blade for the wind turbine of the present embodiment, the tower gripper 130, the blade gripper 140, and the foldable connection unit 150.

도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 본 실시예의 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(120)은 하나의 타워(101)에 총 3개의 블레이드(110)를 연결하여 하나의 묶음 형태로 만들 수 있다. 물론, 이는 블레이드(110)가 3개 적용되기 때문인데, 만약 블레이드(110)가 4개 이상 적용되는 경우라면 그에 대응되게 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(120)의 구조가 변경되면 된다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the assembly robot 120 of the blade for the wind power generator of the present embodiment may be connected to a total of three blades 110 in one tower 101 to form a bundle. Of course, this is because three blades 110 are applied. If four or more blades 110 are applied, the structure of the assembly robot 120 of the blade for the wind turbine may be changed accordingly.

타워 그립퍼(130)는 타워(101)를 그립핑(gripping)하는 부분이다. 타워(101)가 길기 때문에 타워 그립퍼(130)가 타워(101)의 어떠한 위치를 그립핑해도 무방하다.The tower gripper 130 is a part for gripping the tower 101. Since the tower 101 is long, the tower gripper 130 may grip any position of the tower 101.

하지만, 본 실시예의 경우, 타워 그립퍼(130)가 다수의 링 플랜지(108)에 결합되도록 하고 있다. 결합 방식은 후크식 걸이 방식일 수도 있고, 볼팅 방식일 수도 있으며, 경우에 따라서는 용접 방식일 수도 있다.However, in the present embodiment, the tower gripper 130 is coupled to the plurality of ring flanges 108. The coupling method may be a hook type hook method, a bolting method, or in some cases a welding method.

블레이드 그립퍼(140)는 타워(101)의 상단부에 배치되는 허브(102)에 조립되는 블레이드(110)를 그립핑하는 역할을 한다.The blade gripper 140 grips the blade 110 assembled to the hub 102 disposed at the upper end of the tower 101.

이러한 블레이드 그립퍼(140)는, 그립핑 바디(141)와, 그립핑 바디(141)에 연결되는 다수의 그립핑 아암(142)과, 그립핑 아암(142)들의 단부에 마련되어 블레이드(110)의 외표면에 접촉가압되는 접촉가압부(143)를 포함한다.The blade gripper 140 may include a gripping body 141, a plurality of gripping arms 142 connected to the gripping body 141, and end portions of the gripping arms 142. And a contact pressurizing unit 143 which is pressed by contact with the outer surface.

본 실시예의 경우, 그립핑 바디(141)에 총 4개의 그립핑 아암(142)들이 연결되어 블레이드(110)를 그립핑하고 있는데, 이러한 사항은 하나의 실시예에 불과하다. 따라서 도면의 형상에 본 실시예의 권리범위가 제한되지 않는다. 그립핑 아암(142)들은 실린더(144)에 의해 상호 좁아지거나 벌어지는 동작을 수행할 수 있다.In the present embodiment, a total of four gripping arms 142 are connected to the gripping body 141 to grip the blade 110, which is merely one embodiment. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the shape of the drawings. The gripping arms 142 may perform a narrowing or spreading operation by the cylinder 144.

접촉가압부(143)는 실질적으로 블레이드(110)의 외표면에 접촉된 후에 가압되면서 블레이드(110)를 그립핑하는 부분으로서, 블레이드(110)의 외표면에 손상을 주지 않는 재질, 예컨대 고무, 실리콘, 우레탄 등의 재질로 제작될 수 있다.The contact pressurizing portion 143 is a portion which grips the blade 110 while being pressed after being substantially in contact with the outer surface of the blade 110, and does not damage the outer surface of the blade 110, such as rubber, It may be made of a material such as silicone, urethane, and the like.

또한 접촉가압부(143)는 블레이드(110)의 외표면 형상에 대응되는 곡률을 가질 수 있는데, 이러한 경우 좀 더 넓은 표면적으로 블레이드(110)의 외표면을 가압할 수 있기 때문에 블레이드(110)가 찌그러지는 등 블레이드(110)에 변형이 발생되는 것을 저지시킬 수 있다. 따라서 블레이드(110)가 변형되는 것을 저지하면서도 블레이드(110)를 안정적으로 그립핑할 수 있다.In addition, the contact pressing unit 143 may have a curvature corresponding to the outer surface shape of the blade 110, in this case, because the blade 110 is able to press the outer surface of the blade 110 to a wider surface Deformation may be prevented from occurring in the blade 110 such as crushing. Accordingly, the blade 110 may be stably gripped while preventing the blade 110 from being deformed.

한편, 접철식 연결유닛(150)은 도 5 및 도 6처럼 타워(101)에 대한 블레이드(110)의 이격거리 조절을 위해 타워 그립퍼(130)와 블레이드 그립퍼(140) 사이에서 접철 가능하게 연결되는 부분이다.On the other hand, the foldable connection unit 150 is a part that is foldably connected between the tower gripper 130 and the blade gripper 140 for adjusting the separation distance of the blade 110 with respect to the tower 101 as shown in FIGS. to be.

타워(101)와 블레이드(110)들을 이동시킬 때에는 도 5처럼 타워(101)에 대해 블레이드(110)들이 인접되도록 접철식 연결유닛(150)을 접으면 되고, 블레이드(110)들을 조립할 때에는 도 6처럼 타워(101)에 대해 블레이드(110)들이 벌어지도록 접철식 연결유닛(150)을 펼치면 된다.When the tower 101 and the blades 110 are moved, the folding connection unit 150 is folded so that the blades 110 are adjacent to the tower 101 as shown in FIG. 5, and when the blades 110 are assembled, as shown in FIG. 6. The foldable connection unit 150 may be extended to spread the blades 110 with respect to the tower 101.

이처럼 타워 그립퍼(130)가 타워(101)에, 그리고 블레이드 그립퍼(140)가 블레이드(110)에 그립핑된 상태에서 접철식 연결유닛(150)이 타워 그립퍼(130)와 블레이드 그립퍼(140)를 연결시킴으로써, 타워(101)와 3개의 블레이드(110)는 도 2처럼 마치 하나의 몸체처럼 묶인 구조가 된다. 따라서 크레인 한 대만으로도 핸들링이 가능할 뿐만 아니라 이송 효율이 향상된다. 즉 타워(101)에 대해 블레이드(110)들을 접어 이송시키면 되기 때문에 많은 공간이 필요치 않을 뿐만 아니라 이송 효율이 향상된다. 특히, 구조상 타워(101)와 3개의 블레이드(110)가 서로 충돌되지 않기 때문에 효율적이다.As such, the folding gripper unit 150 connects the tower gripper 130 and the blade gripper 140 while the tower gripper 130 is gripped to the tower 101 and the blade gripper 140 is gripped to the blade 110. By doing so, the tower 101 and the three blades 110 are structured as if the body as shown in FIG. As a result, not only a single crane can handle it, but also the transfer efficiency is improved. That is, since the blades 110 are folded and transported with respect to the tower 101, not only a lot of space is required but also the transfer efficiency is improved. In particular, the tower 101 and the three blades 110 are efficient because they do not collide with each other.

또한 접철식 연결유닛(150)의 동작에 의해 블레이드(110)가 타워(101)에 대해 비스듬히 이격 배치된 후(도 6참조), 허브(102)를 향해 선형 이동될 수 있어(도 7 참조) 블레이드(110)의 조립 작업이 보다 용이해질 수 있게 된다.In addition, after the blade 110 is disposed obliquely spaced with respect to the tower 101 (see FIG. 6) by the operation of the foldable connection unit 150, the blade 110 may be linearly moved toward the hub 102 (see FIG. 7). The assembling work of 110 can be made easier.

이와 같은 역할을 담당하는 접철식 연결유닛(150)은, 타워 그립퍼(130)에 연결되는 타워 그립퍼 연결부(160)와, 블레이드 그립퍼(140)에 연결되는 블레이드 그립퍼 연결부(170)와, 타워 그립퍼 연결부(160)와 블레이드 그립퍼 연결부(170)를 링크 타입으로 연결하는 다수의 링크부재(180)와, 링크부재(180)들을 구동시키는 액추에이터(190)를 포함한다.The folding connection unit 150 having such a role includes a tower gripper connection unit 160 connected to the tower gripper 130, a blade gripper connection unit 170 connected to the blade gripper 140, and a tower gripper connection unit ( A plurality of link members 180 for connecting the 160 and the blade gripper connecting portion 170 in a link type, and an actuator 190 for driving the link members 180.

타워 그립퍼 연결부(160)는 타워 그립퍼(130) 쪽에 연결되는 부분이다. 이러한 타워 그립퍼 연결부(160)는 판상체의 플레이트 타입(plate type)일 수도 있고 아니면 바아 타입(bar type)일 수도 있다.Tower gripper connection 160 is a portion connected to the tower gripper 130 side. The tower gripper connection 160 may be a plate type or a bar type of a plate.

블레이드 그립퍼 연결부(170)는 타워 그립퍼 연결부(160)의 반대편에서 블레이드 그립퍼(140) 쪽에 연결되는 부분이다.The blade gripper connection 170 is a portion connected to the blade gripper 140 on the opposite side of the tower gripper connection 160.

타워 그립퍼 연결부(160)가 타워 그립퍼(130)에 견고하게 고정되게 연결되고 있는데 반해 블레이드 그립퍼 연결부(170)는 블레이드 그립퍼블레이드 그립퍼(140)를 선형 이동시키는 리니어 모터를 포함한다.The tower gripper connection 160 is firmly connected to the tower gripper 130, whereas the blade gripper connection 170 includes a linear motor for linearly moving the blade gripper blade gripper 140.

이에 대해 살펴보면, 도 5에서 도 6처럼 타워(101)에 대해 블레이드(110)를 이격시키면서 경사 배치하여(도 6의 진한 화살표 참조) 허브(102)에 대한 블레이드(110)의 상대위치를 조절한 다음에는 허브(102)를 향해 블레이드(110)를 이동, 즉 선형 이동시켜(도 7의 진한 화살표 참조) 허브(102)에 블레이드(110)를 결합시켜야 하는데, 이를 위해 블레이드 그립퍼 연결부(170)는 타워 그립퍼 연결부(160)와 달리 선형 이동을 위한 리니어 모터를 포함하고 있는 것이다.In this regard, as shown in FIG. 5 to FIG. 6, the blade 110 is inclined with respect to the tower 101 (see the dark arrow in FIG. 6) to adjust the relative position of the blade 110 with respect to the hub 102. Next, the blade 110 should be coupled to the hub 102 by moving or linearly moving the blade 110 toward the hub 102 (see the dark arrow in FIG. 7). Unlike the tower gripper connection 160, it includes a linear motor for linear movement.

링크부재(180)는 타워 그립퍼 연결부(160)와 블레이드 그립퍼 연결부(170)를 링크 타입으로 연결하는 부분이다.The link member 180 is a portion connecting the tower gripper connection 160 and the blade gripper connection 170 to the link type.

이러한 링크부재(180)는 양단부가 타워 그립퍼 연결부(160)와 블레이드 그립퍼 연결부(170)의 하부 영역에 각각 자유 회전 가능하게 연결되는 직선형 링크부재(181)와, 타워(101)의 길이 방향을 따라 직선형 링크부재(181)의 상부 영역에 배치되며, 양단부가 타워 그립퍼 연결부(160)와 블레이드 그립퍼 연결부(170)에 각각 자유 회전 가능하게 연결되는 절곡형 링크부재(182)를 포함한다.The link member 180 has a straight link member 181 having both ends freely rotatably connected to the lower regions of the tower gripper connecting portion 160 and the blade gripper connecting portion 170, and along the longitudinal direction of the tower 101. It is disposed in the upper region of the straight link member 181, and includes a bent link member 182, both ends of which are freely rotatably connected to the tower gripper connection 160 and the blade gripper connection 170, respectively.

직선형 링크부재(181)가 하나의 막대 형상을 갖는데 반해 절곡형 링크부재(182)는 상호간 접철되는 한 쌍의 단위링크(182a,182b)를 포함한다.While the straight link member 181 has a rod shape, the bent link member 182 includes a pair of unit links 182a and 182b which are folded to each other.

직선형 링크부재(181)와 절곡형 링크부재(182)는 각각 다수 개씩 배치될 수 있다. 직선형 링크부재(181)와 절곡형 링크부재(182)의 동작에 기인하여 도 5처럼 타워(101)와 블레이드(110)가 서로 인접되게 접근되거나 도 6처럼 이격 배치될 수 있다.A plurality of straight link members 181 and a bent link member 182 may be arranged. Due to the operation of the straight link member 181 and the bent link member 182, the tower 101 and the blade 110 may be adjacent to each other as shown in FIG. 5 or spaced apart as shown in FIG.

액추에이터(190)는 도 5 및 도 6처럼 링크부재(180)가 동작되도록, 다시 말해 직선형 링크부재(181)와 절곡형 링크부재(182)를 구동시키는 역할을 한다.The actuator 190 serves to drive the linear link member 181 and the bent link member 182 to operate the link member 180 as shown in FIGS. 5 and 6.

본 실시예에서 액추에이터(190)는, 일단부는 타워 그립퍼(130)에 회전 가능하게 연결되고 타단부는 블레이드 그립퍼 연결부(170)에 회전 가능하게 연결되는 메인 실린더(191)와, 양단부가 절곡형 링크부재(182)의 단위링크(182a,182b)들에 각각 회전 가능하게 연결되는 서브 실린더(192)를 포함한다.In the present embodiment, the actuator 190 has a main cylinder 191, one end of which is rotatably connected to the tower gripper 130 and the other end of which is rotatably connected to the blade gripper connecting portion 170, and both ends of the actuator link. The sub cylinder 192 is rotatably connected to the unit links 182a and 182b of the member 182, respectively.

메인 실린더(191)와 서브 실린더(192)는 모두가 유압 실린더이다. 하지만, 공압 실린더나 유공압 복합실린더가 적용될 수도 있다.The main cylinder 191 and the sub cylinder 192 are both hydraulic cylinders. However, pneumatic cylinders or hydraulic pneumatic cylinders may be applied.

본 실시예의 경우, 메인 실린더(191)의 일단부가 타워 그립퍼(130)에 회전 가능하게 연결되고 있으나 메인 실린더(191)의 일단부는 타워 그립퍼 연결부(160)에 회전 가능하게 연결될 수도 있다.In this embodiment, one end of the main cylinder 191 is rotatably connected to the tower gripper 130, but one end of the main cylinder 191 may be rotatably connected to the tower gripper connection 160.

이러한 구성을 갖는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(120)의 작용에 대해 설명한다.An operation of the assembly robot 120 of the wind turbine blade having such a configuration will be described.

도 5와 같이 접철식 연결유닛(150)이 접혀있는 상태에서 메인 실린더(191)와 서브 실린더(192)를 동작시킨다. 그러면 접혀져 있던 직선형 링크부재(181)와 절곡형 링크부재(182)가 도 6처럼 펼쳐진다.As shown in FIG. 5, the main cylinder 191 and the sub cylinder 192 are operated in a state in which the foldable connection unit 150 is folded. Then, the folded straight link member 181 and the bent link member 182 are unfolded as shown in FIG. 6.

이때, 직선형 링크부재(181)보다 절곡형 링크부재(182)의 펼쳐지는 정도가 작게 형성됨으로써 도 6처럼 타워(101)에 대해 블레이드(110)가 이격되면서 경사 배치될 수 있다.At this time, since the unfolding degree of the bent link member 182 is formed smaller than the straight link member 181, the blade 110 may be inclined with respect to the tower 101 as shown in FIG. 6.

도 6의 진한 화살표 방향으로 타워(101)에 대해 블레이드(110)를 이격시키면서 경사 배치하여 허브(102)에 대한 블레이드(110)의 상대위치를 조절한 다음에는 도 7처럼 리니어 모터를 포함하는 블레이드 그립퍼 연결부(170)를 동작시킨다. 그러면 도 7의 진한 화살표 방향으로 블레이드(110)가 선형 이동될 수 있고, 이러한 동작으로 인해 허브(102)에 블레이드(110)를 용이하게 조립할 수 있다.After adjusting the relative position of the blade 110 relative to the hub 102 by tilting the blade 110 with respect to the tower 101 in the direction of the dark arrow of FIG. 6, the blade including the linear motor as shown in FIG. 7. The gripper connection unit 170 is operated. Then, the blade 110 may be linearly moved in the direction of the dark arrow of FIG. 7, and thus, the blade 110 may be easily assembled to the hub 102.

이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따르면 타워(101)와 블레이드(110)들을 효율적으로 연결시킬 수 있어 타워(101)와 블레이드(110)들의 이송 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 블레이드(110)의 조립 작업을 용이하게 진행할 수 있게 된다.According to the present exemplary embodiment having the structure as described above, the tower 101 and the blades 110 may be efficiently connected, and thus, the transfer efficiency of the tower 101 and the blades 110 may be improved. The assembling work can be easily proceeded.

특히, 본 실시예의 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(120)을 적용하게 되면 종래기술 대비 크레인 사용량을 현격히 줄이면서도 풍력발전기를 용이하게 설치할 수 있어 설사 해상 작업이라도 큰 로스(loss) 없이 효율적으로 풍력발전기를 설치할 수 있을 것이라 기대된다.In particular, when applying the assembly robot 120 of the wind turbine blade of the present embodiment can significantly install the wind power generator while significantly reducing the use of the crane compared to the prior art, even if offshore work efficiently wind turbines without significant loss (loss) It is expected to be able to install.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에서 접촉가압부 영역의 확대 구조도이고, 도 9는 도 8에 적용되는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇의 제어블록도이다.FIG. 8 is an enlarged structural diagram of a contact pressure region in the assembling robot of the wind turbine blade according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a control block diagram of the assembling robot of the blade for a wind turbine applied to FIG. 8.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 경우, 블레이드 그립퍼(240)의 그립핑 아암(242)들의 단부에 마련되는 접촉가압부(243)는 작업유체의 압력에 의해 부피 팽창되면서 블레이드(110)의 외표면에 탄성적으로 접촉가압되는 탄성 접촉가압 튜브(243)로 적용된다.Referring to these drawings, in the present embodiment, the contact pressing portion 243 provided at the ends of the gripping arms 242 of the blade gripper 240 is expanded by the pressure of the working fluid while the outside of the blade 110. It is applied to the elastic contact pressure tube 243 elastically contact pressure on the surface.

도 8처럼 탄성 접촉가압 튜브(243) 내로 작업유체가 공급되면 탄성 접촉가압 튜브(243)가 부피 팽창되는데, 이때, 탄성 접촉가압 튜브(243)의 후방에서는 그립핑 아암(242)이 탄성 접촉가압 튜브(243)를 지지하고 있기 때문에 부피 팽창되는 탄성 접촉가압 튜브(243)는 블레이드(110)의 외표면 쪽으로 넓게 펴지면서 넓은 표면적으로 블레이드(110)를 지지할 수 있게 된다.When the working fluid is supplied into the elastic contact pressure tube 243 as shown in FIG. 8, the elastic contact pressure tube 243 is expanded in volume. At this time, the gripping arm 242 is provided at the rear of the elastic contact pressure tube 243. Since the elastic contact pressure tube 243 which is expanded in volume because it supports the tube 243 is widened toward the outer surface of the blade 110, the wide surface is able to support the blade 110.

이처럼 탄성 접촉가압 튜브(243)가 블레이드(110)의 외표면 쪽으로 넓게 펴지면서 넓은 표면적으로 블레이드(110)를 지지하게 되면 블레이드(110)의 그립핑을 위한 힘이 분산되는 효과를 제공하기 때문에 블레이드(110)가 변형되는 것을 저지하면서도 블레이드(110)를 안정적으로 그립핑할 수 있게 되는 것이다.As such, when the elastic contact pressure tube 243 widens toward the outer surface of the blade 110 and supports the blade 110 with a large surface, the blade 110 provides a dispersing force for the gripping of the blade 110. While preventing the 110 from being deformed, the blade 110 can be gripped stably.

한편, 도 8과 같이 탄성 접촉가압 튜브(243)가 동작되기 위해 탄성 접촉가압 튜브(243)로 유압과 같은 작업유체를 공급하게 되는데, 이를 위해 도 9처럼 작업유체 공급부(281), 작업유체 압력감지부(282) 및 컨트롤러(283)가 마련된다.Meanwhile, in order to operate the elastic contact pressure tube 243 as shown in FIG. 8, a working fluid such as hydraulic pressure is supplied to the elastic contact pressure tube 243. For this purpose, the working fluid supply part 281 and the working fluid pressure are provided. The sensing unit 282 and the controller 283 are provided.

작업유체 공급부(281)는 탄성 접촉가압 튜브(243)로 작업유체를 공급하는 일종의 유압 탱크이며, 작업유체 압력감지부(282)는 탄성 접촉가압 튜브(243) 내로 공급되는 작업유체의 압력을 감지하는 역할을 한다.The working fluid supply part 281 is a kind of hydraulic tank for supplying working fluid to the elastic contact pressure tube 243, and the working fluid pressure sensing part 282 detects the pressure of the working fluid supplied into the elastic contact pressure tube 243. It plays a role.

그리고 컨트롤러(283)는 작업유체 압력감지부(282)의 정보에 기초하여 작업유체 공급부(281)의 동작을 컨트롤한다.The controller 283 controls the operation of the working fluid supplying unit 281 based on the information of the working fluid pressure detecting unit 282.

이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(283)는, 중앙처리장치(283a, CPU), 메모리(283b, MEMORY), 서포트 회로(283c, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.The controller 283 performing this role may include a central processing unit 283a (CPU), a memory 283b (MEMORY), and a support circuit 283c (SUPPORT CIRCUIT).

중앙처리장치(283a)는 본 실시예에서 작업유체 압력감지부(282)의 정보에 기초하여 작업유체 공급부(281)의 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다. 메모리(283b, MEMORY)는 중앙처리장치(283a)와 연결된다. 메모리(283b)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리이다. 서포트 회로(283c, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(283a)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(283c)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.The central processing unit 283a may be one of various computer processors that may be industrially applied to control the operation of the working fluid supply unit 281 based on the information of the working fluid pressure sensing unit 282 in the present embodiment. . The memories 283b and MEMORY are connected to the central processing unit 283a. The memory 283b is a computer readable recording medium which can be installed locally or remotely, and is readily available, such as, for example, random access memory (RAM), ROM, floppy disk, hard disk or any digital storage form. At least one or more memories. The support circuit 283c (SUPPORT CIRCUIT) is combined with the central processing unit 283a to support typical operation of the processor. Such support circuit 283c may include a cache, a power supply, a clock circuit, an input / output circuit, a subsystem, and the like.

본 실시예에서 작업유체 압력감지부(282)의 정보에 기초하여 작업유체 공급부(281)의 동작을 컨트롤하는 일련의 프로세스 등은 메모리(283b)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(283b)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.In the present embodiment, a series of processes for controlling the operation of the working fluid supplying unit 281 based on the information of the working fluid pressure detecting unit 282 may be stored in the memory 283b. Typically software routines may be stored in memory 283b. The software routines may also be stored or executed by other central processing units (not shown).

본 실시예에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.Although the process according to the present embodiment has been described as being executed by a software routine, it is also possible that at least some of the processes of the present invention are performed by hardware. As such, the processes of the present invention may be implemented in software executed on a computer system, or in hardware such as an integrated circuit, or in combination of software and hardware.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇의 요부 구조도이다.10 is a main structural diagram of an assembly robot of a blade for a wind turbine according to a third embodiment of the present invention.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(320)의 경우, 전술한 제1 실시예의 구성에 더하여 변형저지유닛(370)을 더 포함하고 있다.As shown in this figure, in the case of the assembly robot 320 of the wind turbine blade of the present embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment described above further includes a deformation preventing unit 370.

변형저지유닛(370)은 블레이드(310)에 대한 블레이드 그립퍼(340)의 그립핑 위치에 대응되는 위치에서 블레이드(310)의 내부에 배치되며, 블레이드 그립퍼(340)의 그립핑 방향에 역 방향으로 저항하면서 블레이드(310)의 변형을 저지시키는 역할을 한다.The deformation preventing unit 370 is disposed inside the blade 310 at a position corresponding to the gripping position of the blade gripper 340 with respect to the blade 310 and in a reverse direction to the gripping direction of the blade gripper 340. It resists deformation of the blade 310 while resisting.

즉 도 10처럼 블레이드 그립퍼(340)의 접촉가압부(343)가 블레이드(310)의 외측면에 접촉되어 블레이드(310)를 안쪽으로 가압하면서 블레이드(310)를 그립핑할 때, 변형저지유닛(370)이 블레이드(310)의 내부에 배치되어 바깥쪽으로 저항하게 되면 블레이드(310)의 그립핑 압력을 상쇄시킬 수 있기 때문에 블레이드(310)가 변형되는 것을 효과적으로 저지시킬 수 있다. 다시 말해, 블레이드 그립퍼(340)의 압력에 의해, 혹은 접촉가압부(343)의 강한 압력에 의해 블레이드(310)의 측벽이 안쪽으로 휘어지면서 변형되는 것을 효과적으로 저지시킬 수 있다.That is, when the contact pressing portion 343 of the blade gripper 340 is in contact with the outer surface of the blade 310 as shown in FIG. 10 to grip the blade 310 while pressing the blade 310 inward, the deformation preventing unit ( When the 370 is disposed inside the blade 310 and resists outward, the gripping pressure of the blade 310 may be canceled, thereby effectively preventing the blade 310 from being deformed. In other words, the side wall of the blade 310 may be effectively prevented from being deformed by the pressure of the blade gripper 340 or by the strong pressure of the contact pressing part 343.

본 실시예에서 이러한 역할을 담당하는 변형저지유닛(370)은 작업유체, 예컨대 유압의 공급 또는 취출에 의해 부피 팽창 또는 부피 수축 가능한 변형저지용 튜브로 적용된다. 이하, 편의를 위해, 변형저지유닛(370)을 변형저지용 튜브(370)로 설명하면서 참조부호를 동일하게 부여한다.In this embodiment, the deformation preventing unit 370, which plays such a role, is applied to the deformation preventing tube capable of volume expansion or volume contraction by supplying or withdrawing a working fluid, for example, hydraulic pressure. Hereinafter, for the sake of convenience, the deformation preventing unit 370 will be described with the deformation preventing tube 370 and the same reference numerals will be given.

참고로, 블레이드(310)는 금속 재질로 제작되는 타워(102)와 달리 강성이 있으면서도 가벼워야 하기 때문에 비금속 재질로 제작되는데, 이때 블레이드(310)가 변형되지 않도록 블레이드(310) 내부에는 전단 웹(shear web, 311)이 마련된다.For reference, the blade 310 is made of a non-metallic material because it has to be rigid and light, unlike the tower 102 made of a metal material, and the blade 310 inside the blade 310 so that the blade 310 is not deformed. shear web 311 is provided.

이러한 구조에서 변형저지용 튜브(370)는 전단 웹(311)에 의해 구획되는 각 스페이스 모두에 마련될 수 있다. 물론, 다수의 스페이스 중에서 선택된 곳에만 변형저지용 튜브(370)가 적용되어도 무방하다.In this structure, the deformation preventing tube 370 may be provided in all the spaces defined by the shear web 311. Of course, the deformation preventing tube 370 may be applied only to a selected place among a plurality of spaces.

변형저지용 튜브(370)를 설치할 때는 블레이드(310)의 내부에서 팽창이 되지 않은 일반적인 상태로 존재하나 블레이드(310)에 대한 그립핑 작업이 진행될 때에는 도 10처럼 부피 팽창되면서 블레이드(310)의 바깥쪽으로 저항함으로써 블레이드(310)의 그립핑 압력을 상쇄시켜 블레이드(310)의 변형을 저지시킬 수 있다.When the deformation preventing tube 370 is installed, the blade 310 exists in a general state that is not expanded inside, but when the gripping operation of the blade 310 is performed, the volume is expanded as shown in FIG. 10 and the outside of the blade 310. Resistance to the side can cancel the gripping pressure of the blade 310 to prevent deformation of the blade 310.

도 11은 블레이드에 대한 변형 단면 구조도이고, 도 12는 도 11에 적용될 본 발명의 제4 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇의 변형저지유닛에 대한 개략적인 구성도이다.FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a blade, and FIG. 12 is a schematic block diagram of a deformation preventing unit of an assembly robot of a blade for a wind turbine according to a fourth embodiment of the present invention to be applied to FIG. 11.

도 11에 도시된 바와 같이, 일부의 블레이드(410)의 경우, 그 내부에 다수의 전단 웹(411,412)이 마련될 수 있으며, 다수의 전단 웹(411,412)으로 인해 블레이드(410)의 내부가 2개 이상이 스페이스(S1~S3)로 구획될 수도 있다.As shown in FIG. 11, in the case of some blades 410, a plurality of shear webs 411 and 412 may be provided therein. More than one may be partitioned into spaces S1 to S3.

이러한 경우, 변형저지유닛(470)은 각 스페이스(S1~S3)에 하나씩 개별적으로 배치될 수도 있지만 변형저지유닛(470)이 블레이드 그립퍼(340)의 압력에 의해, 혹은 접촉가압부(343)의 압력(A)에 역 방향으로 저항하면 되기 때문에 이러한 그립핑 압력(A)이 제공되는 곳에만 배치되어도 충분하다.In this case, the deformation preventing unit 470 may be individually disposed in each of the spaces S1 to S3, but the deformation preventing unit 470 may be formed by the pressure of the blade gripper 340 or the contact pressing unit 343. Since it is only necessary to resist the pressure A in the reverse direction, it is sufficient to be disposed only where such a gripping pressure A is provided.

즉 도 11의 경우, 그립핑 압력(A)이 제공되는 제2 스페이스(S2)에만 변형저지유닛(470)이 배치되더라도 무방하다.That is, in FIG. 11, the deformation preventing unit 470 may be disposed only in the second space S2 provided with the gripping pressure A. Referring to FIG.

또한 변형저지유닛(470)이 동작될 때의 힘, 다시 말해 부피 팽창에 따른 압력은 그립핑 압력(A)에 역 방향인 도 11의 B 방향으로 작용하면 충분하며, 불필요하게 C 방향으로 압력이 가해질 필요는 없다. 실제, C 방향으로 압력이 가해질 경우, 전단 웹(411,612)들이 휘어지는 폐단이 발생될 수도 있다In addition, the force when the deformation preventing unit 470 is operated, that is, the pressure due to the volume expansion, is sufficient to act in the direction B of FIG. 11, which is inverse to the gripping pressure A. It does not have to be applied. In fact, when pressure is applied in the C direction, a closed end at which the shear webs 411 and 612 bend may be generated.

이러한 점을 감안하여 본 실시예에서는 변형저지유닛(470)을 도 12와 같이 적용하고 있다.In view of this, in the present embodiment, the deformation preventing unit 470 is applied as shown in FIG. 12.

즉 본 실시예에서 변형저지유닛(470)은, 작업유체의 공급 또는 취출에 의해 부피 팽창 또는 부피 수축 가능한 변형저지용 튜브(471)와, 변형저지용 튜브(471)의 부피 팽창 방향을 가이드하기 위해 변형저지용 튜브(471)의 적어도 어느 일측에 결합되어 해당 영역에서의 부피 팽창을 저지시키는 부피 팽창 저지벽체(472)를 포함한다.That is, in the present embodiment, the deformation preventing unit 470 guides the expansion expansion direction of the deformation preventing tube 471 and the deformation preventing tube 471 that are capable of volume expansion or volume reduction by supplying or withdrawing the working fluid. And a volume expansion blocking wall 472 coupled to at least one side of the deformation preventing tube 471 to prevent volume expansion in the region.

이때, 부피 팽창 저지벽체(472)는 변형저지용 튜브(471)의 외측면에서 한 쌍의 그립핑 아암(132)의 그립핑 방향을 제외한 나머지 영역에 배치될 수 있다.In this case, the volume expansion blocking wall 472 may be disposed in the remaining area except for the gripping direction of the pair of gripping arms 132 on the outer surface of the deformation preventing tube 471.

이와 같은 구조의 변형저지유닛(470)이 적용되면, 변형저지용 튜브(471) 내로 작업유체가 공급될 때, 변형저지용 튜브(471)가 도 11의 B 방향으로만 부피 팽창하면서 그립핑 압력(A)에 역 방향으로 저항하기 때문에 효율적일 수 있다.When the deformation preventing unit 470 having such a structure is applied, when the working fluid is supplied into the deformation preventing tube 471, the deformation blocking tube 471 is expanded in only the direction B of FIG. It can be efficient because it resists (A) in the reverse direction.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

101 : 타워 102 : 허브
105 : 나셀 커버 110 : 블레이드
120 : 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇 130 : 타워 그립퍼
140 : 블레이드 그립퍼 141 : 그립핑 바디
142 : 그립핑 아암 143 : 접촉가압부
150 : 접철식 연결유닛 160 : 타워 그립퍼 연결부
170 : 블레이드 그립퍼 연결부 180 : 링크부재
181 : 직선형 링크부재 182 : 절곡형 링크부재
190 : 액추에이터 191 : 메인 실린더
192 : 서브 실린더101: Tower 102: Hub
105: nacelle cover 110: blade
120: assembly robot for the wind turbine blade 130: tower gripper
140: blade gripper 141: gripping body
142: gripping arm 143: contact pressure portion
150: folding connection unit 160: tower gripper connection
170: blade gripper connection 180: link member
181: straight link member 182: bent link member
190: Actuator 191: main cylinder
192: sub cylinder

Claims (11)

상단부에 허브(hub)가 결합되는 타워(tower)를 그립핑(gripping)하는 타워 그립퍼;
상기 허브에 조립되는 블레이드(blade)를 그립핑하는 블레이드 그립퍼; 및
상기 타워에 대한 상기 블레이드의 이격거리 조절을 위해 상기 타워 그립퍼와 상기 블레이드 그립퍼 사이에서 접철 가능하게 연결되는 접철식 연결유닛을 포함하며,
상기 블레이드 그립퍼는,
그립핑 바디;
상기 그립핑 바디에 연결되는 다수의 그립핑 아암; 및
상기 그립핑 아암들의 단부에 마련되어 상기 블레이드의 외표면에 접촉가압되는 접촉가압부를 포함하며,
상기 접촉가압부는 작업유체의 압력에 의해 부피 팽창되면서 상기 블레이드의 외표면에 탄성적으로 접촉가압되는 탄성 접촉가압 튜브를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.A tower gripper for gripping a tower to which a hub is coupled to an upper end;
A blade gripper for gripping a blade assembled to the hub; And
It includes a foldable connecting unit that is foldably connected between the tower gripper and the blade gripper for adjusting the separation distance of the blade with respect to the tower,
The blade gripper
Gripping bodies;
A plurality of gripping arms connected to the gripping bodies; And
A contact pressurizing portion provided at an end of the gripping arms, the contact pressurizing portion being pressurized by an outer surface of the blade,
And the contact pressurizing unit includes an elastic contact pressurizing tube elastically contact-pressurized to the outer surface of the blade while being expanded in volume by the pressure of the working fluid. 제1항에 있어서,
상기 접철식 연결유닛은,
상기 타워 그립퍼에 연결되는 타워 그립퍼 연결부;
상기 블레이드 그립퍼에 연결되는 블레이드 그립퍼 연결부; 및
상기 타워 그립퍼 연결부와 상기 블레이드 그립퍼 연결부를 링크 타입으로 연결하는 다수의 링크부재를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method of claim 1,
The folding connection unit,
A tower gripper connection portion connected to the tower gripper;
A blade gripper connection portion connected to the blade gripper; And
The assembly robot of the wind turbine blade comprising a plurality of link members for connecting the tower gripper connection portion and the blade gripper connection portion in the link type. 제2항에 있어서,
상기 블레이드 그립퍼 연결부는 상기 블레이드 그립퍼를 선형 이동시키는 리니어 모터를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.3. The method of claim 2,
The blade gripper connection portion of the blade assembly for a wind turbine comprising a linear motor for linearly moving the blade gripper. 제2항에 있어서,
상기 다수의 링크부재는,
양단부가 상기 타워 그립퍼 연결부와 상기 블레이드 그립퍼 연결부의 하부 영역에 각각 자유 회전 가능하게 연결되는 직선형 링크부재; 및
상기 타워의 길이 방향을 따라 상기 직선형 링크부재의 상부 영역에 배치되며, 양단부가 상기 타워 그립퍼 연결부와 상기 블레이드 그립퍼 연결부에 각각 자유 회전 가능하게 연결되는 절곡형 링크부재를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.3. The method of claim 2,
The plurality of link members,
A straight link member having both ends rotatably connected to the lower portion of the tower gripper connection portion and the blade gripper connection portion, respectively; And
Assembly of the blade for the wind turbine is disposed in the upper region of the linear link member along the longitudinal direction of the tower, both ends of the blade comprises a bent link member rotatably connected to the tower gripper connection portion and the blade gripper connection, respectively. robot. 제4항에 있어서,
상기 접철식 연결유닛은,
상기 직선형 링크부재와 상기 절곡형 링크부재를 구동시키는 액추에이터를 더 포함하되,
상기 액추에이터는,
일단부는 상기 타워 그립퍼 또는 상기 타워 그립퍼 연결부에 회전 가능하게 연결되고 타단부는 상기 블레이드 그립퍼 연결부에 회전 가능하게 연결되는 메인 실린더; 및
상기 절곡형 링크부재에 연결되는 서브 실린더를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.5. The method of claim 4,
The folding connection unit,
Further comprising an actuator for driving the straight link member and the bent link member,
Wherein the actuator comprises:
A main cylinder having one end rotatably connected to the tower gripper or the tower gripper connecting portion and the other end rotatably connected to the blade gripper connecting portion; And
An assembly robot for a wind turbine blade comprising a sub-cylinder connected to the bent link member. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 탄성 접촉가압 튜브로 상기 작업유체를 공급하는 작업유체 공급부;
상기 탄성 접촉가압 튜브 내로 공급되는 상기 작업유체의 압력을 감지하는 작업유체 압력감지부; 및
상기 작업유체 압력감지부의 정보에 기초하여 상기 작업유체 공급부의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method of claim 1,
A working fluid supply unit for supplying the working fluid to the elastic contact pressure tube;
A working fluid pressure sensing unit sensing a pressure of the working fluid supplied into the elastic contact pressure tube; And
And a controller for controlling the operation of the working fluid supply unit based on the information of the working fluid pressure sensing unit. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 블레이드에 대한 상기 블레이드 그립퍼의 그립핑 위치에 대응되는 위치에서 상기 블레이드의 내부에 배치되며, 상기 블레이드 그립퍼의 그립핑 방향에 역 방향으로 저항하면서 상기 블레이드의 변형을 저지시키는 변형저지유닛을 더 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method according to any one of claims 1 to 5,
It is disposed inside the blade at a position corresponding to the gripping position of the blade gripper with respect to the blade, further comprising a deformation preventing unit for preventing the deformation of the blade while resisting in the reverse direction to the gripping direction of the blade gripper Robot of assembly for wind turbine blade. 제9항에 있어서,
상기 변형저지유닛은, 작업유체의 공급 또는 취출에 의해 부피 팽창 또는 부피 수축 가능한 변형저지용 튜브인 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.10. The method of claim 9,
The deformation preventing unit is a robot for assembling a blade for a wind turbine which is a deformation preventing tube capable of expanding or contracting in volume by supplying or withdrawing a working fluid. 제10항에 있어서,
상기 변형저지유닛은,
상기 변형저지용 튜브의 부피 팽창 방향을 가이드하기 위해 상기 변형저지용 튜브의 적어도 어느 일측에 결합되어 해당 영역에서의 부피 팽창을 저지시키는 적어도 하나의 부피 팽창 저지벽체를 더 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.11. The method of claim 10,
Wherein the deformation prevention unit comprises:
The blade of the wind turbine further comprises at least one volume expansion blocking wall coupled to at least one side of the deformation blocking tube to guide the volume expansion direction of the deformation blocking tube to prevent volume expansion in the region. Assembly robot.

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