一种风力塔架风叶检测与维护装置

1.本发明属于风力塔架风叶检测与维护的技术领域，具体为一种风力塔架风叶检测与维护装置，可以进行探伤检测、清洗、除锈、喷绘等功能。


背景技术：

2.电能是目前运用最广泛，需求最大的能源之一。随着可再生能源技术的蓬勃发展，风力发电机由于可持续发展、绿色发展、装机规模灵活等优点，成为了当下最具前景与市场的发电方式之一。
3.随着风力发电机种类与规模的扩大，人们对与风力塔架的维护以及附加功能的要求更高。目前风力塔架维护平台都是固定在原始设计高度和原始的水平位置，无法完成在无固定平台位置的任意高度和任意水平位置对塔架进行维护作业和其他作业。而蜘蛛人式的检测作业与维护作业，耗费了大量的人力不说，且作业存在着一定的难度并且精度也不高，如螺栓的松动、细微的裂纹等都是肉眼很难检测到的，这将埋下很大的安全隐患。
4.因此，创设一种可以替代人力、智能化操控、平稳运行、作业精确、作业距离广的风力塔架风叶检测与维护装置，是风力塔架风叶检测与维护领域亟待解决的问题之一。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术中的不足，提供一种风力塔架风叶检测与维护装置。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种风力塔架风叶检测与维护装置，其特征在于，包括：外围平台机架、作业平台跑车、设备安装平台、多功能作业台、滑台支架和平台导轨；所述外围平台机架围绕风力塔架设置，沿着外围平台机架周向安装有一圈平台导轨，所述作业平台跑车安装在平台导轨上，作业平台跑车可沿着平台导轨进行圆周运动；所述滑台支架与作业平台跑车滑动连接，滑台支架可在作业平台跑车上进行径向移动；所述设备安装平台安装在滑台支架上，所述多功能作业台安装在设备安装平台上。
8.为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
9.进一步地，所述外围平台机架上安装有圆柱齿轮，所述作业平台跑车上安装有与圆柱齿轮相啮合的直齿轮一，作业平台跑车通过齿轮传动沿着平台导轨进行圆周运动。
10.进一步地，所述滑台支架包括两条平行的导轨和位于导轨之间的滑台齿条，所述作业平台跑车上安装有与导轨相适配的四个滑块一以及与滑台齿条相啮合的直齿轮二，所述滑块一通过滑块安装座固定在作业平台跑车上，滑台支架通过滑块一沿着导轨进行径向移动。
11.进一步地，所述作业平台跑车还包括伺服驱动电机a、蜗轮蜗杆减速机一、蜗轮蜗杆减速机二、四个跑车滚轮和伺服驱动电机b；
12.所述伺服驱动电机b、蜗轮蜗杆减速机一和直齿轮一共同构成了作业平台跑车圆周运动的驱动部分，所述伺服驱动电机b传动到蜗轮蜗杆减速机一中，所述蜗轮蜗杆减速机
一对扭矩进行转换并传递给直齿轮一，通过直齿轮一与圆柱齿轮的齿轮传动驱动作业平台跑车沿着平台导轨进行圆周运动，所述跑车滚轮与平台导轨相适配；
13.所述伺服驱动电机a、蜗轮蜗杆减速机二和直齿轮二共同构成了滑台支架径向移动的驱动部分，所述伺服驱动电机a传动到蜗轮蜗杆减速机二中，所述蜗轮蜗杆减速机二对扭矩进行转换并传递给直齿轮二，通过直齿轮二与滑台齿条之间的齿轮齿条传动驱动滑台支架通过滑块一沿着导轨进行径向移动。
14.进一步地，每个跑车滚轮由两个斜形轮和一个圆形轮组成，所述斜形轮分布在圆形轮的两侧，所述圆形轮在平台导轨上滚动，其两侧的斜形轮将平台导轨包夹在中间。
15.进一步地，所述多功能作业台包括直线导轨、滑块二、作业模块、电机c和固定件，所述直线导轨垂直地安装在设备安装平台上，直线导轨的顶端安装有固定件，所述电机c与传动履带相连，传动履带穿过固定件与滑块二相连，所述作业模块固定在滑块二上；所述电机c通过履带带动滑块二和作业模块沿着直线导轨垂直移动。
16.进一步地，所述作业模块包括位置传感器、探伤检测设备、除锈设备、清洗设备、喷绘设备和高清摄像头中的一项或多项。
17.本发明的有益效果是：本发明根据风力塔架的结构特点，提出了联合外围平台机架、作业平台跑车、设备安装平台、多功能作业台、滑台支架和平台导轨等多结构的风力塔架风叶检测与维护装置，采用智能化代替人力作业，能够在周向、径向、垂直向等多个方向进行位置调整，满足多功能的作业需求，作业安全性高，检测精度高；
18.跑车滚轮通过圆形轮和斜形轮相结合的设计，保证作业平台跑车不会脱离轨道，使得作业平台跑车可以绕风力塔架中心做圆周运动且平稳运行不晃动，提高了作业的稳定性和精确性。滑台支架可以在作业平台跑车上沿着小车圆形行车轨道的直径方向进行直线滑动，可以控制多功能作业台向外伸展，实现任意位置启停，解决了传统风力塔架维护平台因距离不够无法完成对风叶进行维护作业和其他作业的难题；
19.作业平台跑车上还搭载了多功能作业台，作业模块包括位置传感器、探伤检测设备、除锈设备、清洗设备、喷绘设备、高清摄像头，能够根据传感器检测的信息，及时调整作业的.
附图说明
20.图1是本发明风力塔架风叶检测与维护装置的整体结构示意图。
21.图2是本发明风力塔架风叶检测与维护装置的局部结构示意图。
22.图3为本发明作业平台跑车的内部结构示意图。
23.图4为本发明作业平台跑车的底部结构示意图。
24.图5为本发明多功能作业台的结构示意图。
25.图中标记名称：外围平台机架1；作业平台跑车2；设备安装平台3；多功能作业台4；滑台支架5；平台导轨6；圆柱齿轮7；导轨8；滑块一9；直齿轮二10；滑台齿条11；伺服驱动电机a12；蜗轮蜗杆减速机二13；蜗轮蜗杆减速机一14；滑块安装座15；伺服驱动器安装板16；跑车滚轮17；伺服驱动电机b18；直齿轮一19；斜形轮20；圆形轮21；直线导轨22；滑块二23；作业模块24；电机c 25；固定件26。
具体实施方式
26.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
27.如图1和图2所示，本发明提出的风力塔架风叶检测与维护装置主要包括外围平台机架1、作业平台跑车2、设备安装平台3、多功能作业台4、滑台支架5和平台导轨6。多功能作业台4安装在设备安装平台3上，设备安装平台3与滑台支架5固定连接。滑台支架5与作业平台跑车2相连接，作业平台跑车2安装在平台导轨6上，并与圆柱齿轮7相啮合，平台导轨6和圆柱齿轮7均安装在外围平台机架1上。作业平台跑车2通过圆柱齿轮7进行齿轮传动，进而沿着平台导轨6进行圆周运动，滑台支架5可通过滑块一9沿着导轨8进行径向移动，进而多功能作业台4在空间中可进行圆周运动与径向运动。
28.滑台支架5主要包括内侧的两条导轨8与滑台齿条11。其中，滑台支架5通过导轨8、四个滑块一9与作业平台跑车2相连，滑块一9通过滑块安装座15安装在作业平台跑车2上。滑台支架5中间部分安装一根滑台齿条11，其与作业平台跑车2上的直齿轮二10啮合。滑台支架5通过直齿轮二10与滑台齿条11的齿轮齿条传动，在滑块一9与导轨8的从动下，可进行径向移动。
29.如图3和图4所示，作业平台跑车2主要包括伺服驱动电机a12、蜗轮蜗杆减速机一14、蜗轮蜗杆减速机二13、直齿轮二10、伺服驱动器安装板16、跑车滚轮17、伺服驱动电机b18和直齿轮一19，伺服驱动器安装板16用于安装与各伺服驱动电机适配的的伺服驱动器。
30.其中，伺服驱动电机a12、蜗轮蜗杆减速机二13和直齿轮二10共同构成了滑台支架5径向移动的驱动部分，伺服驱动电机a12将小扭转传递到蜗轮蜗杆减速机二13中，然后通过蜗轮蜗杆减速机二13将小扭矩转换为大扭矩，通过直齿轮二10与滑台齿条11的齿轮齿条传动间接驱动滑台支架5径向移动。通过滑台支架5的径向移动，解决了传统风力塔架维护平台因距离不够无法完成对风叶进行维护作业和其他作业的难题。
31.其中，伺服驱动电机b18、蜗轮蜗杆减速机一14和直齿轮一19共同构成了平台跑车2圆周运动的驱动部分，伺服驱动电机b18将小扭转传递到蜗轮蜗杆减速机一14中，然后通过蜗轮蜗杆减速机一14将小扭矩转换为大扭矩，通过直齿轮一19与圆柱齿轮7的齿轮传动间接驱动平台跑车2进行圆周运动。
32.四个跑车滚轮17使用螺钉安装在平台跑车2上，跑车滚轮17由两个斜形轮20与一个圆形轮21组成，斜形轮20分布在两侧，圆形轮21在内部。平台导轨6位于跑车滚轮17的三个轮子中间，即作业平台跑车2在四个跑车滚轮17的辅助下在平台导轨6上进行圆周移动。跑车滚轮17中的两个斜形轮20可以更好地包裹圆形平台导轨6，并且可以将作业平台跑车2锁在平台导轨6上，使之不易脱落。跑车滚轮17中的圆形轮21旨在使作业平台跑车2在平台导轨6上移动更顺滑。四个跑车滚轮17安装角度各不相同，为了更好地适配圆形的平台导轨6。
33.如图5所示，多功能作业台4主要包括直线导轨22、滑块二23、作业模块24、电机c 25和固定件26。作业模块24与滑块二23相连，滑块二23与直线导轨22相连接。电机25与传动履带相连接，穿过固定件26与滑块二23相连。
34.多功能作业台4安装在设备安装平台3上，具有对叶片表面进行除锈、清洗、喷绘等维护和保养作业的功能。多功能作业台4结构简单，降低了工程成本；结构设计合理，承载量大，保证了作业稳定。在多功能支台4上可以设置多种作业模块24。作业模块24包括位置传
感器、探伤检测设备、除锈设备、清洗设备、喷绘设备、高清摄像头中的一项或多项。
35.多功能作业台4的工作原理是：当作业模块24在直线导轨22底部时，电机25转动并带动与之相连接的履带间接的驱动位置作业模块24向上移动。当位置传感器等模块在直线导轨22顶部时，同理驱动作业模块24向下移动。
36.如图1所示，当该装置到达预设的工作区域高度时，伺服驱动电机b18得到控制指令，驱动作业平台跑车2在平台导轨6上进行圆周运动到达工作区域。此时，伺服驱动电机a12得到控制指令，驱动滑台支架5进行径向移动，使多功能作业台4向风电叶片靠近。靠近风电叶片后，作业模块24开始进行风电叶片的探伤等任务，并且可以按照需求继续在伺服驱动电机b18、伺服驱动电机a12和电机c 25的驱动下进行小距离移动。
37.风力塔架风叶检测与维护装置中的伺服驱动电机a12、伺服驱动电机b18和电机c 25均作为ethercat的子站，运用ethercat总线控制，节点与节点之间只要网线连接，配线灵活方便，抗干扰能力强，数据传输快，刷新周期仅为30μs，数据量的传输仅用300μs，可以实现用传统现场总线所无法实现的控制效率。
38.需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
39.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种风力塔架风叶检测与维护装置，其特征在于，包括：外围平台机架(1)、作业平台跑车(2)、设备安装平台(3)、多功能作业台(4)、滑台支架(5)和平台导轨(6)；所述外围平台机架(1)围绕风力塔架设置，沿着外围平台机架(1)周向安装有一圈平台导轨(6)，所述作业平台跑车(2)安装在平台导轨(6)上，作业平台跑车(2)可沿着平台导轨(6)进行圆周运动；所述滑台支架(5)与作业平台跑车(2)滑动连接，滑台支架(5)可在作业平台跑车(2)上进行径向移动；所述设备安装平台(3)安装在滑台支架(5)上，所述多功能作业台(4)安装在设备安装平台(3)上。2.如权利要求1所述的一种风力塔架风叶检测与维护装置，其特征在于：所述外围平台机架(1)上安装有圆柱齿轮(7)，所述作业平台跑车(2)上安装有与圆柱齿轮(7)相啮合的直齿轮一(19)，作业平台跑车(2)通过齿轮传动沿着平台导轨(6)进行圆周运动。3.如权利要求1所述的一种风力塔架风叶检测与维护装置，其特征在于：所述滑台支架(5)包括两条平行的导轨(8)和位于导轨(8)之间的滑台齿条(11)，所述作业平台跑车(2)上安装有与导轨(8)相适配的四个滑块一(9)以及与滑台齿条(11)相啮合的直齿轮二(10)，所述滑块一(9)通过滑块安装座(15)固定在作业平台跑车(2)上，滑台支架(5)通过滑块一(9)沿着导轨(8)进行径向移动。4.如权利要求3所述的一种风力塔架风叶检测与维护装置，其特征在于：所述作业平台跑车(2)还包括伺服驱动电机a(12)、蜗轮蜗杆减速机一(14)、蜗轮蜗杆减速机二(13)、四个跑车滚轮(17)和伺服驱动电机b(18)；所述伺服驱动电机b(18)、蜗轮蜗杆减速机一(14)和直齿轮一(19)共同构成了作业平台跑车(2)圆周运动的驱动部分，所述伺服驱动电机b(18)传动到蜗轮蜗杆减速机一(14)中，所述蜗轮蜗杆减速机一(14)对扭矩进行转换并传递给直齿轮一(19)，通过直齿轮一(19)与圆柱齿轮(7)的齿轮传动驱动作业平台跑车(2)沿着平台导轨(6)进行圆周运动，所述跑车滚轮(17)与平台导轨(6)相适配；所述伺服驱动电机a(12)、蜗轮蜗杆减速机二(13)和直齿轮二(10)共同构成了滑台支架(5)径向移动的驱动部分，所述伺服驱动电机a(12)传动到蜗轮蜗杆减速机二(13)中，所述蜗轮蜗杆减速机二(13)对扭矩进行转换并传递给直齿轮二(10)，通过直齿轮二(10)与滑台齿条(11)之间的齿轮齿条传动驱动滑台支架(5)通过滑块一(9)沿着导轨(8)进行径向移动。5.如权利要求4所述的一种风力塔架风叶检测与维护装置，其特征在于：每个跑车滚轮(17)由两个斜形轮(20)和一个圆形轮(21)组成，所述斜形轮(20)分布在圆形轮(21)的两侧，所述圆形轮(21)在平台导轨(6)上滚动，其两侧的斜形轮(20)将平台导轨(6)包夹在中间。6.如权利要求1所述的一种风力塔架风叶检测与维护装置，其特征在于：所述多功能作业台(4)包括直线导轨(22)、滑块二(23)、作业模块(24)、电机c(25)和固定件(26)，所述直线导轨(22)垂直地安装在设备安装平台(3)上，直线导轨(22)的顶端安装有固定件(26)，所述电机c(25)与传动履带相连，传动履带穿过固定件(26)与滑块二(23)相连，所述作业模块(24)固定在滑块二(23)上；所述电机c(25)通过履带带动滑块二(23)和作业模块(24)沿着直线导轨(22)垂直移动。7.如权利要求7所述的一种风力塔架风叶检测与维护装置，其特征在于：所述作业模块
(24)包括位置传感器、探伤检测设备、除锈设备、清洗设备、喷绘设备和高清摄像头中的一项或多项。

技术总结
本发明提出了一种风力塔架风叶检测与维护装置，包括：外围平台机架、作业平台跑车、设备安装平台、多功能作业台、滑台支架和平台导轨；外围平台机架围绕风力塔架设置，沿着外围平台机架周向安装有一圈平台导轨，作业平台跑车安装在平台导轨上，作业平台跑车可沿着平台导轨进行圆周运动；滑台支架与作业平台跑车滑动连接，滑台支架可在作业平台跑车上进行径向移动；设备安装平台安装在滑台支架上，多功能作业台安装在设备安装平台上。本发明解决了现有技术中风力塔架风叶检测维护作业困难的问题，采用智能化代替人力作业，作业安全性高，检测精度高。测精度高。测精度高。


技术研发人员：王保升 徐琪 侯军明 徐宏 乔贵方 郝洪艳 王洪祥
受保护的技术使用者：南京工程学院
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/6/3