自推进台车的制作方法
【专利摘要】本发明描述了一种用于搬运风力涡轮机叶片(2)的自推进台车(1)，该台车(1)包括：驱动装置(3，30)，用于在位置之间推进台车(1)；以及提升装置(4，40，41)，该提升装置(4，40，41)被设置为升高和降低风力涡轮机叶片(2)。本发明还描述了一种搬运风力涡轮机叶片(2)的方法，该方法包括步骤：将根据前述权利要求中任一项的自推进台车(1)定位在风力涡轮机叶片(2)下方的点；致动自推进台车(1)的提升装置(4，40，41)以升高或降低风力涡轮机叶片(2)；以及控制自推进台车(1)的驱动装置(3，30)以在位置之间推进台车(1)。
【专利说明】自推进台车
【技术领域】
[0001]本发明描述了一种用于搬运风力涡轮机叶片的自推进台车以及一种用于搬运风力涡轮机叶片的方法。
【背景技术】
[0002]风力涡轮机的转子叶片的长度可以为几十米。叶片的一端，也即叶片根部，通常具有圆形横截面，用于连接到变桨轴承。叶片根部延伸到过渡区，并且超过过渡区，叶片具有带有弯曲表面的翼面形状，变得逐渐更窄和更扁平，并在叶片的另一末端渐缩为尖端。这种叶片一般是由刚性和相对轻的材料制成，如模制玻璃纤维。长度约为95m的叶片可重达约32000kg，并且可以具有直径为几米的根端。因为其大尺寸和笨重的形状，在运输叶片从制造地点到本地存放地点，从该存放地点到运输装置，从运输装置到风力涡轮机地点等时，涉及很多的搬运工作。由于它的长度，叶片一般是水平存放的，例如存放在可能处于室内机库中的堆叠架之一上。为了将叶片传送到运输装置(例如船或有轨车)上，一般使用起重机。对于起重机操纵叶片而言，它可能需要首先从叶片的搁架获取叶片并将叶片放置在临时位置(例如平台)，以允许起重机进行操纵。为此，通常使用叉车或类似的负载运输车辆。例如，可使用两个叉车来保持和提升叶片，每端一个叉车。显然，叉车的驾驶员必须例如借助于视线或者通过无线电连接口头地精确同步他们的移动，以避免损坏叶片。替代地，第三个人可以通过观察并发出指令来协助叉车的驾驶员。在另一种方法中，可以部署一个叉车以首先将叶片的一端传送到临时位置，然后“获取”叶片的另一端。可能需要将叶片的第一端牢固地固定在临时位置，以确保当叶片另一端被移动就位时其并不移动。一旦叶片已经转移到临时位置，可以例如通过起重机将其提升到运输装置(例如卡车或滚装船)上。在任何情况下，这些已知的过程是非常耗时的，涉及大量的人员和搬运工作，并且还存在损坏叶片的风险。使用一个或多个自动导引车来获取叶片并且沿着由导向车道限定的路径携带该叶片的自动化方法要求该叶片总是存放在由导向车道限定的位置，并且任何目的地渡船或轮船也必须配备这样的导向车道。显然，这样的解决方案是非常复杂的，因此是昂贵和不切实际的。
【发明内容】
[0003]因此，本发明的一个目的是提供更安全和更简单直接的方法来搬运风力涡轮机叶片。
[0004]通过根据权利要求1的自推进台车并且通过权利要求13的搬运风力涡轮机叶片的方法达到这个目的。
[0005]根据本发明，用于搬运风力涡轮机叶片的自推进台车包括:一个或多个驱动装置，用于在位置之间推进台车；和至少一个提升装置，该提升装置被设置为升高和降低风力涡轮机叶片。
[0006]这里，术语“自推进”应被理解为是指该台车不需要人类驾驶员来控制它，因此它没有配备驾驶舱、座位、方向盘等。相反，无人驾驶台车可以响应于从远程源接收到的命令或先前存储在台车的控制单元中的命令而进行移动，如下面将要说明的。
[0007]根据本发明的自推进台车的一个优点是，在搬运过程中可以更经济地使用资源，从而建造风力涡轮机或风电场的总成本得以降低。例如，通过使用根据本发明的自推进台车，不需要使用叉车将叶片从存放点传输到临时位置，然后通过起重机将该叶片从临时位置提升到另一个运输装置。相反，自推进台车可被用来直接将叶片从存放装置传送到运输装置，如将在下文的描述中变得清楚。
[0008]根据本发明，搬运风力涡轮机叶片的方法包括如下步骤:将根据本发明的自推进台车定位在风力涡轮机叶片下方的位置；致动自推进台车的提升装置以提升或降低风力涡轮机叶片；以及控制自推进台车的驱动装置以在位置之间推进该台车。
[0009]如以下描述所揭示的，本发明的特别有利的实施例和特征由从属权利要求给出。不同权利要求类别的特征可以适当地组合，以给出未在本文中描述的其他实施例。
[0010]这里和下文中，术语“台车”应被理解为实质上包括车轮、脚轮等上的底盘，其构造成用于运输大而重的物体，在这种情况下是风力涡轮机叶片。提升装置可布置在底盘中或底盘上，并且驱动装置可包括适于以所需的平滑度移动台车的任何装置，优选地为布置在一个或多个车轴上的若干个车轮。在下文中，在不以任何方式限制本发明的情况下，可以假定台车在车轮上被推进。
[0011]如上所述，自推进台车不是由人类驾驶员驱动的，而是相反自己主动地移动，由此清楚的是，该自推进台车将根据所定义的指令序列进行移动。因此，在本发明的一个特别优选的实施例中，自推进台车包括远程控制接口，该远程控制接口被设置为控制驱动装置。例如，远程控制接口可被设置为接收诸如“向前移动”、“向左移动”等的命令并且将这些命令转换成适当的驱动控制信号。所述信号可以是使用已有无线电控制部件发射和接收的无线电信号、通过视线光学连接发送的远程控制红外信号、无线局域网信号等等。
[0012]在本发明的一个优选实施例中，驱动装置包括马达和传动系，用于传递功率到台车的两个或更多个车轮。马达可以是任何合适类型的马达，例如柴油马达、线性马达、电动马达等，并且传动系可包括将驱动轴的旋转运动传递到台车车轮所需的常用元件或部件。
[0013]可以在其中操纵叶片的空间可能是有限的，例如，台车可能需要在存放机库中的叶片存放机架之间在各处移动。因此，在本发明的一个特别优选的实施例中，台车包括全轮驱动系统，例如四轮驱动，单独车轮驱动等，使得自推进台车能够以非常灵活的方式移动。
[0014]用于运输负载的已有设备必须能够对抗负载的重量。例如，叉车必须具有大的配重来平衡基本在叉车的前部承载在叉车上的负载。根据本发明的台车优选地被设置为不具有任何这样的配重。在本发明的一个特别优选的实施例中，因此，提升装置被设置为使得对于提升装置的任何位置，提升装置用来支撑负载的点被设置在台车本身之上。换句话说，负载被支撑在台车之上或上方，例如在由驱动装置的轴或由台车的底盘所界定的区域或框架上方。
[0015]自推进台车优选地被设计成能够访问存放在不同高度(例如在存放架的不同层处)的风力涡轮机叶片。此外，提升装置优选地是可伸展的同时还足够牢靠以承受叶片重量的大部分。因此，在本发明的一个特别优选的实施例中，提升装置包括液压提升装置，例如一个或多个液压缸，其具有能够伸展到有利长度的活塞。这样的液压提升装置可以包括竖直布置的液压缸，从而活塞能够基本竖直地伸展，并且叶片可搁置在伸展的活塞上。然而，这样的布置结构需要额外的装置，用于当叶片的重量搁置在伸展的活塞上时支撑液压缸，以便确保最小的侧向稳定性。在一个优选实施例中，液压缸可倾斜地布置在台车的底盘上，并且活塞的端部被连接到可倾斜的梁。在这种布置结构中，当活塞伸展时，梁向上倾斜，从而使梁的外端升高。这将在下面附图的帮助下变得清楚。以同样的方式，当活塞缩回到液压缸中时，该梁再次向下倾斜回来，从而使梁的外端降低。
[0016]提升装置中的需要动力的任何部件(例如马达或泵)可以被用于驱动台车车轮的马达来驱动，或者可以被额外的马达或电池来驱动。如上所述，这种电池也可以用来提供电力给通信接口。
[0017]提升装置，例如上文所述的具有液压缸和可倾斜梁的布置结构，优选地能够相对于驱动装置旋转。例如，整个提升装置可布置在平台上，该平台可相对于台车的其余部分旋转。在这样的实施例中，当叶片被搁置在提升装置上时，该平台下方的台车的其余部分(即驱动装置、底盘等)可以旋转。这对于将车轮定位于台车所要行进的方向上是有利的。
[0018]为了在台车从一个位置移动到另一个位置时牢固地保持叶片，台车优选地包括保持装置，用于在沿风力涡轮机叶片的长度的点保持风力涡轮机叶片。在本发明的一个优选实施例中，保持装置包括托架，其成形为适应风力涡轮机叶片的弯曲表面。例如，托架可以包括凹的弯曲形状。利用这种托架，叶片可以搁置在保持装置中，并且保持装置的形状可以在搬运过程中提供一定程度的稳定性。为了确保装载点(即叶片搁置在保持装置上的点)不向外伸出台车的框架，保持装置优选地连接到提升装置，使得在提升装置行进的任何点处，保持装置总是被布置在台车的上方，处于由台车的框架或底盘所界定的区域内。保持装置可衬有保护性衬里(例如低摩擦泡沫橡胶)，以避免损坏叶片表面。
[0019]优选地，当被保持装置支撑时，叶片应具有一定的自由度。因此，优选的是，叶片能够相对于台车或至少相对于提升装置移动，以便防止损坏提升装置。因此，在本发明的一个特别优选的实施例中，保持装置通过万向接头(例如万向节)被连接到提升装置。在这种连接的情况下，叶片能够相对于提升装置自由地移动，同时仍然在该点被保持装置和提升装置支撑。这种万向接头的运动自由性也在一定程度上补偿了运输路径上的不平整性，例如凹陷或表面损坏。
[0020]在被运输到新的目的地之前，风力涡轮机叶片可以存放在货架上或地面上。为了确保根据本发明的台车可以在存放于低高度处(例如地面上)的叶片下方操作，根据本发明的台车的从地面测量的最大高度优选地不超过台车的推进装置的高度。例如，如果台车包括车轮，台车在其缩回状态时的最大高度优选地不超过车轮的高度。能够与现成轮胎配合的车轮可能是优选的选择。这种轮胎可以是用于运输车辆的类型，例如轻运货车、卡车等。因此，在本发明的一个特别优选的实施例中，当提升装置处于非伸展(即折叠或缩回)位置时，台车的最大高度优选地包括至多1.5m，更优选至多1.25m，最优选至多lm。这样，即使根端被搁置在地面上，台车也能够容易地放在叶片的翼面端部下方。在其伸展状态中，台车可具有约5米或更多的从地面测量的总体高度，这取决于提升装置的情况。
[0021]由于风力涡轮机叶片的翼面形状，叶片的横截面面积将会沿其长度变化。此外，根据本发明的台车优选地被设计成能够运输各种长度的叶片。不同长度的叶片也将具有不同的主体形状或横截面面积。因此，在本发明的一个优选实施例中，托架可拆卸地连接到保持装置，从而不同尺寸或形状的托架可以根据需要附接到保持装置。
[0022]在本发明的另一个优选实施例中，保持装置被设置为容纳固定元件，该固定元件用于将风力涡轮机叶片固定到保持装置。例如，这样的固定元件可以包括网绳(weblashing)或一些其它合适类型的带或皮带，其可以当叶片被搁置在保持装置中时收紧在叶片主体周围。这种带可以穿过保持装置中的适当缝隙，从而它们能够有效地防止滑脱。为了保护叶片的顶部，固定装置可以包括保护性衬里或帽，例如衬有较软材料(如毡或毯)的铝边缘保护帽，其位于叶片的顶部上并且被网绳保持就位。
[0023]如上所述，根据本发明的台车优选地包括用于从远程源(例如，从观察和控制台车移动的控制器)接收命令的远程控制接口。在本发明的另一个优选实施方案中，为了额外的安全性，台车包括至少一个传感器，用于感测台车的位置。例如，光学传感器或超声传感器可以布置在沿着台车的一侧或多侧的某个点，以检测台车是否过于靠近另一个物体。在这种方式中，台车可避免叶片端部和可能被控制器忽视的其他物体之间的碰撞。
[0024]由于可能使用各种类型的托架以及各种不同类型或长度的绳子，可能优选的是这些都是现成的，以便在固定过程期间节省时间。因此，在本发明的另一个优选实施例中，台车包括存放容器，用于存放一个或多个实用元件，例如不同尺寸的托架、不同长度的绳子、保持元件的替换零件等等。这样的存放容器可以被布置在台车上的任何方便的位置，并且可以是可密封的以保护内容物。
[0025]在叶片传送步骤中，可以用根据本发明的台车保持叶片的一端，而可以用叉车移动另一端。在这种方法中，叉车驾驶员可引导传送步骤，而自推进台车基本上“跟随”叉车的运动。为此，叉车的驾驶员可以向台车发出适当的命令，或着位于一定距离处的控制器可以观察叉车和台车并且适当地发出指令。叉车和台车可一起将叶片移动到其下一个位置，例如运输装置(如滚装船、有轨车等)。替代地，可以使用台车将第一端移动到下一个位置，然后台车“停放”叶片的该端部，并返回以获取叶片的另一端。在本发明的另一个优选实施例中，根据本发明的搬运风力涡轮机叶片的方法包括如下步骤:部署第一自推进台车以将风力涡轮机叶片的尖端移动到目的地，而同时部署第二自推进台车以将风力涡轮机叶片的根端移动到对应的目的地。这样，两个这样的自推进台车可以被同步地控制，以将它们自己布置在叶片下方，同时地升高叶片，将叶片移动到其新的位置，再降低叶片，并且最终一旦叶片“停放”在其目的地则将它们自己从叶片下方移开。
[0026]对于这样的实施方式，控制器可能必须观察两个台车并向两个台车发出命令，例如使用两个远程控制单元。这可能是复杂的且容易出错。因此，在本发明的一个优选实施例中，台车包括通信接口，用于与另一自推进台车的通信接口进行通信。利用这样的接口，对于控制器而言，控制两个自推进台车中的第一个可能是足够的，两个自推进台车中的第一个进而将其当前的运动告知第二个台车。然后，第二个台车可以“模仿”第一个台车的运动。以这种方式，可以以相对简单直接的方式来同步两个台车的运动或动作。不管台车被如何控制(或者控制其自身)，可以在“行驶中”进行路径计算和修正，从而可以以平稳的方式来传送叶片。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]从结合附图考虑的以下详细描述中，本发明的其它目的和特征将变得明显。然而应当理解，附图仅仅被设计成用于说明的目的，而不是作为对本发明的限制的定义。
[0028]图1示出根据本发明的一个实施例的自推进台车，正在搬运风力涡轮机叶片；
[0029]图2示出图1中的台车的侧视图，其处于休憩状态；
[0030]图3示出图1中的台车的侧视图，其处于伸展状态；
[0031]图4示出图1中的台车的正视图，其处于休憩状态；
[0032]图5示出图1中的台车的正视图，其处于伸展状态；
[0033]图6示出图1中的台车的侧视图，其在风力涡轮机叶片下方处于休憩状态。
[0034]图7示出图1中的台车的侧视图，其在风力涡轮机叶片下方处于伸展状态。
[0035]在遍及所有附图中，相同的数字指代相同的物体。附图中的物体不一定是按比例绘制的。
【具体实施方式】
[0036]图1示出了根据本发明一个实施例的自推进台车1，正在传送步骤中搬运风力涡轮机叶片2。台车I包括底盘10和液压提升装置4、40、41，液压提升装置4、40、41具有两个液压缸4、两个活塞40并具有提升梁41。当活塞40伸出时，梁41被升高。利用万向节42将保持装置6安装在梁41的外端，允许负载(在这种情况下，叶片2)相对于提升装置具有一定的自由度。使用框架60或网绳60将叶片2牢固地附接到保持装置6。一旦叶片2被固定，则台车I可以将它的负载移动到下一个位置。为此，马达3驱动布置在底盘10上的四个车轮30。马达3由控制单元5控制，控制单元5可以通过天线50接收信号并且在通信接口 51中解释这些信号。控制单元5还可以接收由布置在台车I上的传感器52(例如光学传感器52)发出的信号，传感器52用于检测对其它物体的接近程度。在本实施例中，马达3还可以驱动液压缸4。
[0037]图2示出图1中的台车的侧视图，其处于休憩状态，即活塞缩回在液压缸4中。在这种状态中，台车可以被带到叶片下方的位置。图3示出台车I的侧视图，其处于伸展状态，即活塞40从液压缸4伸出并且梁41被升高。在这种状态中，台车I可以支撑叶片重量的一部分，然后可以将叶片从一个位置移动到另一个位置。
[0038]图4和5示出对应于图2和3的侧视图的正视图。这里，还示出了框架60或网绳60当其就位在搁置于保持装置6上的叶片周围时的样子，并且还能够清楚地看到托架形保持装置6的凹形。这些图还示出了万向节42的功能，万向节42允许保持装置6相对自由地相对于提升装置的梁41倾斜。
[0039]图6和7示出图1的台车的侧视图，其处于风力涡轮机叶片的尖端下方，其提升装置处于休憩或折叠状态(图6)以及伸展状态(图7)。当然，台车I的车轮与地面接触，为清楚起见此处未示出。未在图中示出的叶片根端可以被叉车或另一台车等支撑在搁架上，或者可以搁置在地面上。无论哪种方式，当提升装置缩回时，台车I的最大高度Hmax是如此之低，以允许台车I在叶片2的尖部区段或翼面区段下方操作。如图所示，当台车伸展提升装置时，保持装置6依然处于叶片2下方的位置，而台车本身被驱动以在由箭头指示的方向上侧向地调整其位置。以这种方式，保持装置上的负载有效地在相反的方向上移动，从而负载总是作用在台车主体上方的点上。这些图还示出，如果固定装置60是被成形为装配在叶片尖端附近的区域上的刚性框架60，则台车I可以通过使叶片尖部穿过包围的框架60而从叶片2的尖部移动就位，并且可以侧向地移动，直到叶片2紧贴地配合到框架60中。
[0040]虽然本发明已经以优选实施例及其变型的形式被公开，但应当理解的是可以在不脱离本发明的范围的情况下作出许多额外的修改和变化。例如，自推进台车可包括彼此相对地布置的两个液压提升装置，从而梁相对于彼此以剪刀状方式移动。两个这样的液压提升装置可以有利地增加台车的承重能力。
[0041]为清楚起见，应当理解的是遍及本申请使用的“一”或“一个”不排除多个，并且“包括”不排除其他步骤或元件。所提到的单元或模块不排除使用多于一个的单元或模块。
【权利要求】
1.一种用于搬运风力涡轮机叶片(2)的自推进台车(I)，所述台车(I)包括 -驱动装置(3，30)，用于在位置之间推进所述台车(I);和 -提升装置(4，40，41)，其中，提升装置(4，40，41)被设置为升高和降低所述风力涡轮机叶片⑵。
2.根据权利要求1所述的自推进台车，包括远程控制接口(5)，所述远程控制接口(5)被设置为控制所述驱动装置(3，30)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的自推进台车，其中，所述驱动装置(3，30)包括马达(3)和传动系，用于传递功率到所述台车(I)的两个或更多个车轮(30)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的自推进台车，其中，所述提升装置(4，40，41)被设置为使得对于所述提升装置(4，40，41)的任何位置，所述提升装置(4，40，41)用来支撑负载(2)的点被设置在所述台车(I)之上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的自推进台车，其中，所述提升装置(4，40，41)包括液压提升装置(4，40)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的自推进台车，其中，所述提升装置(4，40，41)能够相对于所述驱动装置(3，30)旋转。
7.根据前述权利要求中任一项所述的自推进台车，包括保持装置(6)，用于在沿所述风力涡轮机叶片(2)的长度的点保持所述风力涡轮机叶片(2)。
8.根据权利要7所述的自推进台车，其中，所述保持装置(6)包括托架(6)，所述托架(6)被成形为适应所述风力涡轮机叶片(2)的弯曲表面。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的自推进台车，其中，所述保持装置(6)被设置为容纳固定元件(60)，所述固定元件(60)用于将所述风力涡轮机叶片(2)固定到所述保持装置(6)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的自推进台车，其中，所述保持装置(6)被万向接头(42)连接到所述提升装置(4，40，41)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的自推进台车，其中，当提升装置(4，40，41)处于非伸展(折叠，缩回)位置时，所述台车(I)的最大高度(Hmax)包括至多1.5米，更优选至多1.25米,最优选至多1.0米(请输入适当的值)。
12.根据前述权利要求中任何一项所述的自推进台车，包括通信接口(51)，用于与另一运输装置的通信接口(51)进行通信。
13.根据前述权利要求中任何一项所述的自推进台车，包括至少一个传感器(52)，用于感测所述台车(I)的相对位置。
14.一种搬运风力涡轮机叶片(2)的方法，所述方法包括以下步骤: -将根据前述权利要求中任一项所述的自推进台车(I)定位在所述风力涡轮机叶片(2)下方的点； -致动所述自推进台车(I)的提升装置(4，40，41)以升高或降低所述风力涡轮机叶片(2);以及 -控制所述自推进台车(I)的驱动装置(3，30)以在位置之间推进所述台车(I)。
15.根据权利要求13的方法，包括以下步骤: -部署自推进台车(I)以将所述风力涡轮机叶片(2)的尖端传送至目的地；和-部署 自推进台车(I)以将所述风力涡轮机叶片(2)的根端移动至对应的目的地。
【文档编号】B66F9/065GK103717522SQ201280029429
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年6月12日 优先权日:2011年6月15日
【发明者】S·梅斯曼, J·E·韦斯特加尔德 申请人:西门子公司