专利名称：塔架攀爬和维护装置的制作方法
技术领域：
本文所公开的主题涉及塔架维护装置领域，并且更具体地涉及塔架攀爬和维护装置。
背景技术：
对攀登塔架和维护保障构件的需求已经存在了一些时间。例如，风力发电机必须 得到维护，以便保持正确操作。在风力发电机中，空气流使安装在塔架顶部处的机舱中的大 型转子叶片或螺旋桨旋转。叶片使转子相对于定子自旋以产生电场。旋转速率通过改变叶 片桨距和通过使用各种制动系统来控制。在疾风状态期间，叶片桨距经调整而使风能溢出 (减小风的压力)，以便限制旋转速度。有时，采用制动系统来进一步防止叶片达到高旋转 速度。在低风状态期间，叶片桨距经调整以便获得尽可能多的风能。随着时间的推移，风力发电机需要保养。由风所携带的污物、灰尘以及其它碎屑会 粘附到发电机上。因此，发电机，尤其是叶片和机舱就需要定期清洁。目前，清洁风力发电 机需要技术人员攀登上塔架。诸如安全带、施工吊椅或脚手架的攀爬工具(gear)悬挂在机 舱或叶片轮毂上，以便在执行各种保养作业时提供对人员的支承。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种用于塔架部件的维护系统包括操作地联接到塔架部 件上的攀爬系统，该塔架部件包括经由具有外表面的中部延伸至第二端部的第一端部。该 攀爬系统包括至少一个攀爬模块，该攀爬模块有选择地操作成用以使攀爬系统沿塔架部件 从第一端部朝向第二端部移位。该维护系统还包括操作地联接到攀爬系统上的操作系统。 该操作系统包括至少一个升降马达以及保养部件。该至少一个升降马达有选择地使操作系 统相对于攀爬系统移位。塔架维护系统可包括至少一个攀爬模块，该攀爬模块包括本体部 件，该本体部件具有至少一个驱动轮以及操作地联接到该至少一个驱动轮上的至少一个驱 动马达。该至少一个驱动轮可包括多个驱动轮，以及该至少一个驱动马达可包括第一驱动 马达和第二驱动马达。第一驱动马达可连接到该多个驱动轮中选定的驱动轮上，以及第二 驱动马达可连接到该多个驱动轮中其它选定的驱动轮上。该至少一个攀爬模块可包括多个 攀爬模块。此外，它可包括使多个攀爬模块中的各个相连的连接器部件，该连接器部件构造 和设置成将多个攀爬模块中的各个攀爬模块推动到塔架部件的外表面上。连接器部件可构 造和设置成外接塔架部件。此外，该至少一个塔架维护系统可包括操作地连接在该多个攀 爬模块中的一个攀爬模块与操作系统之间的第一升降马达，以及操作地连接在该多个攀爬 模块中的另一个攀爬模块与操作系统之间的第二升降马达，第一升降马达和第二升降马达 有选择地操作成用以使操作系统朝向攀爬系统移位。操作系统可包括围绕塔架部件的外表 面延伸的至少一个轨道(rail)部件，保养部件有选择地沿该至少一个轨道部件移位。保养 部件可在大致垂直于攀爬系统行进方向的方向上沿该至少一个轨道部件有选择地移位。该 至少一个轨道部件可外接塔架部件。塔架维护系统还可包括操作地联接到该(至少一个)攀爬模块上的附接系统，该附接系统有选择地受到触发，用以将攀爬模块固定到塔架部件的外表面上。该附接系统可包括至少一个夹持部件和至少一个促动器部件，该促动器部件 有选择地受到触发，用以将夹持部件推动至与塔架部件的外表面相接触。根据本发明的另一方面，一种维护具有主体的塔架部件的方法包括将包括至少一个攀爬模块的攀爬系统安装到塔架部件的外表面上，其中，该主体包括第一端部、第二端部 以及具有外表面的中部。该方法还包括将设有保养部件的操作系统连接到攀爬系统上，有 选择地使攀爬系统从塔架部件的第一端部朝向第二端部移位，有选择地使操作系统朝向攀 爬系统移位，以及操作保养部件来执行对塔架部件的保养操作。维护塔架部件的方法还可 包括沿塔架部件使攀爬系统停止，以及将攀爬模块夹持在塔架部件的外表面上。此外，该方 法可包括使保养部件沿外接塔架部件的至少一个轨道移位。使保养部件移位可包括使保养 部件在大致垂直于攀爬系统行进方向的方向上移动。根据本发明的又一方面，一种维护系统包括构造和设置成操作地联接到塔架部件 上的攀爬系统。该攀爬系统包括至少一个攀爬模块，该攀爬模块有选择地操作成用以使攀 爬系统在轴向上沿塔架部件移位。该维护系统还包括操作地联接到攀爬系统上的操作系 统。该操作系统包括至少一个升降马达以及保养部件，该至少一个升降马达有选择地使操 作系统相对于攀爬系统移位，从而容许保养部件有选择地执行对塔架部件的保养。该至少 一个攀爬模块可包括围绕外表面间隔开的多个攀爬模块。该塔架维护系统还可具有操作系 统，该操作系统包括围绕塔架部件外表面延伸的至少一个轨道部件，其中，保养部件沿该至 少一个轨道部件有选择地移位。通过结合附图的如下描述，这些及其它优点和特征将变得更为明显。
在权利要求中具体地指出且明确地主张了认作是本发明的主题。通过结合附图的 如下详细描述，本发明的前述及其它特征和优点将变得明显，在附图中图1为根据示例性实施例的安装到风力发电机塔架上的塔架攀爬和维护装置的局部透视图；图2为图1中的塔架攀爬和维护装置的正视图；图3为图2中的塔架攀爬和维护装置的顶视图；以及图4为根据示例性实施例的包括附接系统的攀爬模块的透视图。本详细说明通过举例的方式，参照附图阐述了本发明的实施例以及优点和特征。零件清单2风力涡轮机4塔架部件6第一端部8第二端部10 中部11夕卜表面12偏航系统14风能收集系统
16中心轮毂
20叶片部件
21叶片部件
22叶片部件
40维护系统
54攀爬系统
58操作系统
64攀爬模块
65攀爬模块
66攀爬模块
67攀爬模块
68攀爬模块
69攀爬模块
80本体部件
82驱动轮
83驱动轮
84驱动轮
85驱动轮
87驱动马达
88驱动马达
93连接器部件
94连接器部件
104升降马达
105升降马达
108鼓部件
109鼓部件
112线缆
113线缆
116安装部件
117安装部件
124保养部件
128轨道部件
129轨道部件
140附接系统
142夹持部件
144本体部分
145第一弓形表
146第二弓形表
147摩擦材料
156 第--连杆系统
157 第二二连杆系统
159 第--连杆部件(156)
160 第二二连杆部件(156)
161 第--连杆部件(157)
162 第二二连杆部件(157)
166促动器部件
167促动器部件
具体实施例方式首先参看图1，风力涡轮机大体上以2示出。风力涡轮机2构造成用以支承在陆地 或海上。为此，风力涡轮机2包括塔架部件4，该塔架部件4具有经由具有外表面11的中部 10延伸至第二端部8的第一端部6。风力涡轮机2还包括偏航系统12，该偏航系统12具 有安装到其上的风能收集系统14。偏航系统12围绕由塔架部件4限定的轴线有选择地旋 转，以便将风能收集系统14相对于常吹风流定位。在任何情况下，风能收集系统14都包括 中心轮毂16和多个叶片部件20-22。叶片部件20-22响应于风流而围绕由中心轮毂16所 限定的通路(access)共同地旋转。叶片部件20_22的旋转传递至转子(未示出)，转子在 定子(也未示出)内旋转以产生电力。此外，各叶片部件20均可有选择地枢转，以便形成 优选的桨距来加强风能的收集。随着时间的推移，需要对塔架部件4进行保养。由气流、诸 如鸟的动物接触等所带来的污物应当周期性地从风力涡轮机2上除去。为此，风力涡轮机 2设有有选择地安装到塔架部件4上的维护系统40。如图2和图3中最佳示出的那样，维护系统40包括攀爬系统54和操作系统58。 攀爬系统54包括围绕塔架部件4的外表面11排列的多个攀爬模块64-69。由于各攀爬模 块64-69均相似地构成，故详细说明将遵循对攀爬模块64的参照，且理解到剩余的攀爬模 块(即，攀爬模块65-69)相似地形成。如图所示，攀爬模块64包括本体部件80，该本体部 件80具有第一对驱动轮82和83，以及其中的一个以85示出的第二对驱动轮。第一对驱动 轮82和83操作地连接到布置在本体部件80内的第一驱动马达87上，而第二对驱动轮操作 地连接到也设置在本体部件80内的第二驱动马达88上。根据示例性实施例，驱动轮82-85 由具有高摩擦系数的材料形成，从而使攀爬模块64能够从第一端部6朝第二端部8攀登上 塔架部件4。为了进一步确保攀爬模块64-69与塔架部件4之间的摩擦接触，攀爬系统54 包括第一连接器部件93和第二连接器部件94。连接器部件93和94外接塔架部件4，且将 压力施加到攀爬模块64-69上。更具体而言，连接器部件93和94由弹性类型的材料形成， 该弹性类型的材料将攀爬模块64-69推动到塔架部件4的外表面11上。应当理解的是，外 接是指连接器部件93和94围绕塔架部件4的外周界延伸。连接器部件93和94可与塔架 部件4接触，但并非必须与塔架部件4接触。如图2中进一步示出的那样，操作系统58包括第一升降马达104和第二升降马达 105。各升降马达104，105均包括对应的鼓部件108和109。鼓部件108储存第一长度的线 缆112，而第二鼓部件109储存第二长度的线缆113。线缆112和113从鼓部件108和109 中相应的一个延伸至例如提供在攀爬模块64和69上的对应安装部件116和117上。尽管显示为具有两个升降马达连接在操作系统58与攀爬系统57之间，但应当理解的是，升降马 达和线缆的数目可根据示例性实施例而变化。进一步根据示例性实施例，操作系统58包括支承在第一轨道部件128和第二轨道 部件129上的保养部件124。更具体而言，轨道部件128和129外接塔架部件4的外表面 11，而保养部件124可有选择地围绕塔架部件4的外表面11移位。应当理解的是，外接是 指轨道部件128和129围绕塔架部件4的外周界延伸。轨道部件128和129可与塔架部件 4接触，但并非必须与塔架部件4接触。保养部件124构造和设置成用以执行保养作业，如 清洁、重新上漆(涂抹)以及塔架壳体检测。当然，还应当理解的是，尽管仅示出了单个保 养部件124，但操作系统58可包括布置在攀爬模块64-69中的相邻攀爬模块之间的多个保 养部件。还应当理解的是，保养部件124可容易地改动而容许在单次保养操作中执行多种 作业，以及可采用分别执行单独的保养作业的多个保养部件。如图4中最佳示出的那样，维护系统40还包括与攀爬模块64-69中的至少一个操 作地(在操作上)相关的附接系统140。在所示的示例性实施例中，附接系统140提供在 攀爬模块67上，但附接系统140的数目和位置可以变化。附接系统140包括具有本体部分 144的夹持部件142，该本体部分144包括第一弓形表面145和相对的第二弓形表面146。 第二弓形表面146设有摩擦材料(未示出)，当抵靠塔架部件4的外表面11受到推动时，该 第二弓形表面146支承攀爬系统54。为此，附接系统140包括第一连杆系统156和第二连 杆系统157。第一连杆系统156包括操作地连接到第二连杆部件160上的第一连杆部件159。第 一连杆部件159连接到攀爬模块67上，而第二连杆部件160连接到夹持部件142的第一弓 形表面145上。类似的是，第二连杆系统157包括第一连杆部件161和第二连杆部件162。 第一连杆部件161联接到攀爬模块67上，而第二连杆部件162联接到夹持部件142的第一 弓形表面145上。附接系统140还包括第一促动器部件166和第二促动器部件167。第一 促动器部件166操作地连接到第一连杆系统156上，而第二促动器部件167操作地连接到 第二连杆系统157上。促动器部件166和167对第一连杆系统156和第二连杆系统157进 行操作，以便抵靠塔架部件4的外表面11推动夹持部件142。攀爬系统54附接到塔架部件4的外表面11上，以便执行保养操作。一旦附接，则 攀爬模块64-69便有选择地从第一端部6朝第二端部8横越塔架部件4。一旦处于选定位 置，则附接系统140便受到激发而将攀爬系统54夹持在塔架部件4上。附接系统140容 许显著轻型的攀爬系统横越塔架部件4，而一旦攀爬系统处于适当位置，则重量较大的(保 养)构件则通过线缆升降。这里，升降马达104和105有选择地受到触发，以便升高和定位 操作系统58。一旦就位，则保养部件124受到触发，且在塔架部件4上执行保养操作。如 上文所述，保养部件124有选择地在轨道部件128和129上移位，以便有助于保养功能。例 如，保养部件124可包括对塔架部件4外表面11提供擦洗作用的清洁系统，保养部件124 可为有助于将涂料涂层施加到塔架部件4的其它表面上的上漆系统，等等。示例性实施例 使塔架保养功能能够从地面执行，从而减少了执行保养操作所需的塔架保养人员的数目， 且还消除了保养人员攀登塔架部件以便执行保养操作的需要。尽管本发明仅结合了有限数量的实施例来详细描述，但应当容易理解，本发明并 不限于此类公开的实施例。确切而言，本发明可进行修改，以结合任意数目的此前并未描述但与本发明的精神和范围相匹配的变型、备选方案、替换方案或等效布置。此外，尽管已经 描述了本发明的多种实施例，但应当理解，本发明的方面可仅包括所述实施例中的一些。因 此，本发明不应看作是由以上说明限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。
权利要求
1.一种用于塔架部件(4)的维护系统(40)，所述塔架部件(4)具有经由具有外表面 (11)的中部(10)延伸至第二端部(8)的第一端部(6)，所述维护系统(40)包括操作地联接到所述塔架部件(4)上的攀爬系统(54)，所述攀爬系统(54)包括至少一个 攀爬模块(64-69)，所述至少一个攀爬模块(64-69)有选择地操作成使所述攀爬系统(54) 沿所述塔架部件(4)从所述第一端部(6)朝所述第二端部(8)移位；以及操作地联接到所述攀爬系统(54)上的操作系统(58)，所述操作系统(58)包括至少一 个升降马达(104)以及保养部件(124)，所述至少一个升降马达(104)有选择地使所述操作 系统(58)相对于所述攀爬系统(54)移位。
2.根据权利要求1所述的塔架维护系统(40)，其特征在于，所述至少一个攀爬模块 (64-69)包括本体部件(80)，所述本体部件(80)具有至少一个驱动轮(82)以及操作地联 接到所述至少一个驱动轮(82)上的至少一个驱动马达(87)。
3.根据权利要求2所述的塔架维护系统(40)，其特征在于，所述至少一个驱动轮(82) 包括多个驱动轮(82-85)，以及所述至少一个驱动马达(87)包括第一驱动马达(87)和第二 驱动马达(88)。
4.根据权利要求3所述的塔架维护系统(40)，其特征在于，所述第一驱动马达(87)连 接到所述多个驱动轮(82，83)中的选定驱动轮上，以及所述第二驱动马达(88)连接到所述 多个驱动轮(84，85)中的其它选定驱动轮上。
5.根据权利要求4所述的塔架维护系统(40)，其特征在于，所述塔架维护系统(40)还 包括使所述多个攀爬模块(64-69)中的各个攀爬模块相连的连接器部件(93)，所述连接 器部件(93)构造和设置成将所述多个攀爬模块(64-69)中的各个攀爬模块推动到所述塔 架部件(4)的外表面(11)上。
6.根据权利要求5所述的塔架维护系统(40)，其特征在于，所述塔架维护系统(40)还 包括操作地连接在所述多个攀爬模块(64)中的一个攀爬模块与所述操作系统(58)之间 的第一升降马达(104)，以及操作地连接在所述多个攀爬模块(68)中的另一个攀爬模块与 所述操作系统(58)之间的第二升降马达(105)，所述第一升降马达(104)和所述第二升降 马达(105)有选择地操作成用以使所述操作系统(58)朝所述攀爬系统(54)移位。
7.根据权利要求6所述的塔架维护系统(40)，其特征在于，所述操作系统(58)包括围 绕所述塔架部件(4)的外表面(11)延伸的至少一个轨道部件(128)，所述保养部件(124) 有选择地沿所述至少一个轨道部件(128)移位。
8.根据权利要求7所述的塔架维护系统(40)，其特征在于，所述保养部件(124)在大 致垂直于所述攀爬系统(54)行进方向的方向上沿所述至少一个轨道部件(128)有选择地 移位。
9.根据权利要求1所述的塔架维护系统(40)，其特征在于，所述塔架维护系统(40)还 包括操作地联接到所述至少一个攀爬模块(64)上的附接系统(140)，所述附接系统(140) 有选择地受到触发，以便将所述攀爬模块(64)固定到所述塔架部件(4)的外表面(11)上。
10.根据权利要求9所述的塔架维护系统(10)，其特征在于，所述附接系统(140)包括 至少一个夹持部件(142)和至少一个促动器部件(166)，所述促动器部件(166)有选择地受 到触发，以便推动所述夹持部件(142)以与所述塔架部件(4)的外表面(11)相接触。
全文摘要
本发明涉及塔架攀爬和维护装置。具体而言，一种用于塔架部件(4)的维护系统(40)包括操作地联接到塔架部件上的攀爬系统(54)，该塔架部件(4)包括经由具有外表面(11)的中部(10)延伸至第二端部(8)的第一端部(6)。攀爬系统(54)包括至少一个攀爬模块(64-69)，该至少一个攀爬模块(64-69)有选择地操作成使攀爬系统沿塔架部件(4)从第一端部(6)朝第二端部(8)移位。维护系统(40)还包括操作地联接到攀爬系统(54)上的操作系统(58)。操作系统(58)包括至少一个升降马达(104)以及保养部件(124)。该至少一个升降马达有选择地使操作系统(58)相对于攀爬系统(54)移位。
文档编号F03D11/00GK101993020SQ20101025457
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月4日 优先权日2009年8月4日
发明者Y·刘 申请人:通用电气公司