专利名称：一种用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种爬升装置，特别是用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置。
背景技术：
风力发电是一种极具发展前景的绿色能源，在能源日益紧张的当今，风力发电技术得到越来越普遍的应用。2010年我国风电总装机容量4182.7万千瓦，其中3100万千瓦装机实现并网发电，按平均每台风力发电机容量IMW计算，我国总共装有41827台风力发电机，并网发电的约30000台。预计到2020年这一数字将到达100000台，到2050年将至少再翻一番。如此庞大数目的风力发电机运行，伴随而来的就是风力发电机塔筒和叶片的日常维护保养，如果只靠人工操作，将耗费巨大的人力和物力，维修时间也将成为影响风力发电机正常运转的严重问题。目前大型风电塔筒的高度从几十米到上百米，对塔筒表面的维护作业包括对风电机组塔筒的防腐维护、对风力机叶片的维护等，基本上是利用大型起重机提升吊笼来操作完成的，这种作业方式成本高，效率低，操作不方便，而且起重机对工作场地的要求严格。现有技术中，有一种爬升机是采用在塔筒外套上上下两层环形支架，设有监视器和吊装作业部件，然后再装上沿塔筒轴向和径向布置的液压油缸，依靠液压油缸提供的推拉力和夹紧力来实现两环支架逐步地在塔筒外面上下升降以达到上升。这种设备体积巨大，笨重，实施起来成本高、操作繁琐。还有一种自动爬升机，其工作时所要爬升的机构表面为工作面，两个电磁铁抓紧机构依靠磁力与工作面自由切换为吸附与松开的状态实现爬升。这个装置利用了塔筒的铁质特性进行吸附固定与爬升，但是对于非铁质工作面则无法使用。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种结构简单、重量轻、体积小、适用范围宽泛的用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置。本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的:一种用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，特别之处是，它包括一组沿塔筒建筑外周均匀分布的爬升小车和收紧钢丝绳，各爬升小车下部设有由爬升电机驱动的摩擦爬升轮，各爬升小车上部设有收紧钢丝绳导轮架，收紧钢丝绳导轮架上设有导轮，所述收紧钢丝绳触压在各爬升小车的导轮上；一组爬升小车中两个位置相互对应的收紧小车上分别设有收紧结构，所述收紧结构包括收紧电机和收紧轮，收紧轮由收紧电机驱动，收紧钢丝绳缠绕在收紧轮上。上述用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，所述各爬升小车下部设置两个爬升轮，每个爬升轮分别与一个爬升电机传动连接，各爬升电机由一个总爬升控制开关控制动作；所述两收紧电机由一个收紧控制开关控制动作。上述用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，所述收紧结构还设有拉力传感器和单片机，所述拉力传感器与收紧钢丝绳触接，所述拉力传感器与单片机电连接，所述单片机与两收紧电机电连接。上述用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，所述各爬升小车下部还设有两个支撑轮，支撑轮和摩擦爬升轮外包覆橡胶层。上述用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，所述构成一组爬升小车的数目N为偶数，N彡4。上述用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，所述收紧轮由收紧轮主体和收紧轮盖板构成组合结构，收紧轮主体上与收紧轮盖板接触面处设有收紧钢丝绳卡槽，收紧轮主体和收紧轮盖板经螺钉紧固连接。本实用新型针对解决塔筒式建筑维护作业时的爬升问题而设计了一种动力爬升装置。所述装置由一组爬升小车组合而成，各爬升小车设有摩擦爬升轮，由收紧电机收紧钢丝绳产生的收紧力将爬升小车压紧在塔筒上，摩擦爬升轮和塔筒之间产生摩擦力可以使爬升小车达到静态自锁；在爬升过程中由爬升电机为摩擦爬升轮提供动力，将摩擦爬升轮与塔筒之间的静摩擦转化为滚动摩擦，带动爬升小车向上或向下运动。本实用新型巧妙的运用收紧钢丝绳将爬升小车连接为一体，组成一个向上爬升的整体装置，具有结构简单、易于实现、装置整体重量轻、便于拆装、作业成本低、工作效率高、对作业场地及爬升工作面无特殊要求、适用范围宽泛等特点，可用于风力发电机塔筒及其它塔筒式建筑维护作业时输送仪器、物料的载体。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型示意图；图2是图1俯视图；图3是设置收紧结构的爬升小车主视图；图4是图3的俯视图；图5是图3的左视图；图6是收紧钢丝绳导轮架示意图；图7是收紧轮示意图；图8是图7的俯视图；图9为爬升小车底部和收紧钢丝绳与塔筒式建筑表面产生接触状态的示意图。图中各标号清单为:1、塔筒式建筑，2、爬升小车，3、收紧钢丝绳，4、摩擦爬升轮，
5、爬升电机，6、收紧电机，7、收紧轮，7-1、收紧轮盖板，7-2、收紧轮主体，7-3、收紧钢丝绳凹槽，8、收紧钢丝绳导轮架，8-1、导轮，9、支撑轮，10、拉力传感器。
具体实施方式
参看图1、图2，本实用新型包括一组数个沿塔筒式建筑I外周均匀分布的爬升小车2和环形的收紧钢丝绳3，各爬升小车下部设有由爬升电机驱动的摩擦爬升轮。本实用新型的工作原理为:收紧钢丝绳在收紧电机的作用下将爬升小车压紧在塔筒式建筑外周，使摩擦爬升轮和塔筒式建筑之间产生的摩擦力足以保证爬升小车达到静态自锁，爬升小车的爬升过程中由动力电机为摩擦爬升轮提供动力，将摩擦爬升轮与塔筒之间的静摩擦转化为滚动摩擦，带动爬升小车向上或向下运动。参看图3、图4和图5，爬升小车采用框架结构，为保证爬升小车强度且减小爬升小车自重，爬升小车主体采用铝合金型材制作。每个爬升小车2下部设有两个摩擦爬升轮4，每个摩擦爬升轮分别与一个爬升电机5传动连接，为保证一组数个爬升小车同步运动，所有的爬升电机由一个总爬升控制开关控制同步动作。在各爬升小车上部设有收紧钢丝绳导轮架8，收紧钢丝绳导轮架上设有导轮8-1，收紧钢丝绳3触压在各导轮上，收紧钢丝绳收紧后通过导轮对爬升小车施加压力。一组爬升小车中两个位置相互对应(即位于塔筒式建筑一条直径两端)的收紧小车上分别设有收紧结构，所述收紧结构包括收紧电机6和收紧轮7，收紧电机固定在爬升小车上部，收紧轮与收紧电机传动连接，收紧钢丝绳缠绕在收紧轮上。两收紧电机6由一个收紧控制开关控制同步动作。参看图4、图5，为提高爬升小车运动的稳定性，各爬升小车2下部还设有两个支撑轮9。为提高摩擦力，所述支撑轮9和摩擦爬升轮4外包覆橡胶层。参看图7、图8，所述收紧轮7由收紧轮主体7-2和收紧轮盖板7-1构成组合结构，为固定收紧钢丝绳，在收紧轮主体是与收紧轮盖板连接面处设有收紧钢丝绳凹槽7-3，收紧钢丝绳嵌装在收紧钢丝绳凹槽内，再将收紧轮主体和收紧轮盖板经螺钉紧固连接，收紧轮旋转时，收紧钢丝绳即被缠绕在收紧轮上。参看图4，为控制收紧钢丝绳的收紧力，使其既能保证爬升小车具有足够的摩擦力，又不会因收紧力过大而使收紧钢丝绳断裂，收紧结构还设有拉力传感器10和单片机(附图中未显示)，拉力传感器与收紧钢丝绳触接，拉力传感器与单片机电连接，单片机与两收紧电机电连接。拉力传感器将收紧钢丝绳的收紧力传递到单片机，单片机根据测算的所需收紧力控制两收紧电机启闭和转向，以保证装置正常工作。本实用新型构成一组爬升 小车的数目N为偶数，N彡4，图1、图2所示装置由四个爬升小车构成。爬升小车底部高度尺寸、整体高度尺寸和一组爬升小车所选用的数目应根据塔筒式建筑的直径尺寸确定，以避免装置工作时，如图9所示，爬升小车底部或收紧钢丝绳与塔筒式建筑表面接触摩擦，划伤塔筒式建筑表面。本实用新型装置的使用过程如下:1、清理塔筒式建筑下面的场地，检查现场电源，为设备实施做基本准备工作。2、将装置搬运到现场，测量塔筒式建筑周长，确定各爬升小车的位置，并在塔筒式建筑上标出爬升小车中心点位置和高度位置，以保证各爬升小车所处的初始高度相同、并沿塔筒式建筑圆周均布。3、将爬升电机和收紧电机的供电导线连接好，试验爬升电机和收紧电机的正反转，保证同一组爬升电机转向一致，并确认线路接头无误；同样确定收紧电机上的正负极接头，保证两个收紧电机在收紧和放松时同一方向转动，并确认线路连接线路、控制线路接头无误。4、将各爬升小车置放到塔筒式建筑的标志位置，使各爬升小车的摩擦爬升轮和支撑轮都接触到塔筒；将收紧钢丝绳套装到各爬升小车的导轮上和收紧轮上，环形收紧钢丝绳的接头处位于相邻两个爬升小车的中间，将收紧轮盖板与收紧轮主体由螺钉紧固连接。[0036]5、启动收紧电机，使收紧钢丝绳触压各爬升小车的导轮，直到爬升小车压紧在塔筒式建筑上达到静态自锁。6、启动动力电机的上升开关，四个小车便可以同步爬升，爬升过程中收紧钢丝绳的收紧力可由拉力传感器、单片机控制，自动调整两收紧电机转向与启闭。7、当小车爬升作业完成后，将动力电机的上升开关调整到断开状态，然后再将动力电机的下降开关打开，爬升小车下降。8、当爬升小车下降到安装位时，关闭爬升电机，将爬升小车支撑住，将收紧钢丝绳卸下，爬升小车即可分别卸下。9、将各爬升小车的爬升电机和收紧电机的电源接线拆下来，将现场整理好。
权利要求1.一种用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，其特征在于，它包括一组沿塔筒式建筑外周均匀分布的爬升小车(2)和收紧钢丝绳(3)，各爬升小车下部设有由爬升电机(5)驱动的摩擦爬升轮(4)，各爬升小车上部设有收紧钢丝绳导轮架(8)，收紧钢丝绳导轮架上设有导轮(8-1)，所述收紧钢丝绳(3)触压在各爬升小车的导轮上；一组爬升小车中两个位置相互对应的收紧小车上分别设有收紧结构，所述收紧结构包括收紧电机(6)和收紧轮(7)，收紧轮由收紧电机驱动，收紧钢丝绳缠绕在收紧轮上。
2.根据权利要求1所述的用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，其特征在于，所述各爬升小车(2)下部设置两个爬升轮，每个爬升轮分别与一个爬升电机(5)传动连接，各爬升电机由一个总爬升控制开关控制动作；所述两收紧电机(6)由一个收紧控制开关控制动作。
3.根据权利要求2所述的用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，其特征在于，所述收紧结构还设有拉力传感器(10)和单片机，所述拉力传感器与收紧钢丝绳触接，所述拉力传感器与单片机电连接，所述单片机与两收紧电机电连接。
4.根据权利要求3所述的用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，其特征在于，所述各爬升小车(2)下部还设有两个支撑轮(9)，支撑轮和摩擦爬升轮(4)外包覆橡胶层。
5.根据权利要求 4所述的用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，其特征在于，所述构成一组爬升小车的数目N为偶数，N彡4。
6.根据权利要求5所述的用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，其特征在于，所述收紧轮(7)由收紧轮主体(7-2)和收紧轮盖板(7-1)构成组合结构，收紧轮主体上与收紧轮盖板接触面处设有收紧钢丝绳卡槽(7-3)，收紧轮主体和收紧轮盖板经螺钉紧固连接。
专利摘要一种用于塔筒式建筑的摩擦爬升装置，用于解决塔筒式建筑利用机械装置爬升问题。其技术方案是它包括一组沿塔筒式建筑外周均匀分布的爬升小车和收紧钢丝绳，各爬升小车下部设有由爬升电机驱动的摩擦爬升轮，各爬升小车上部设有收紧钢丝绳导轮架，收紧钢丝绳导轮架上设有导轮，收紧钢丝绳触压在各爬升小车的导轮上；一组爬升小车中两个位置相互对应的收紧小车上分别设有收紧结构，收紧结构包括收紧电机和收紧轮，收紧轮由收紧电机驱动，收紧钢丝绳缠绕在收紧轮上。本实用新型具有结构简单、装置整体重量轻、便于拆装、作业成本低、工作效率高、对作业场地及爬升工作面无特殊要求等特点，适合用于风电塔筒维护作业时输送仪器、物料的载体。
文档编号B66B11/04GK203064951SQ20132004355
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者田园沐雪, 王庆五, 朱存旭 申请人:华北电力大学(保定)