叶片维护装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种叶片维护装置。该叶片维护装置包括：基体；行走部，行走部设置在基体上，并可带动基体移动；负压生成部，负压生成部设置在基体上，且负压生成部的进气口朝向基体的底部；维护部，维护部设置在基体上，维护部包括叶片清洁件和/或叶片除冰件。该叶片维护装置可以快速方便地对叶片进行除冰或清洁。
【专利说明】
叶片维护装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及维护设备，尤其涉及一种叶片维护装置。
【背景技术】
[0002] 根据相关数据统计，9 2 %风机的非计划停机事件与机组覆冰有关。加拿大 Murdochvilie地区仅轻微的叶片覆冰导致年发电量损失至少1 %以上。风力发电机一旦结 冰就会导致机组受载荷大，发电量减少，大部分风机结冰严重的情况下必须停机等到温度 回暖后冰块融化了才能重新启动。这样，叶片结冰给风机使用者带来利润损失很大。对于风 机叶轮中心高度60米以上的风力发电机组的叶片而言，叶片主要结冰位置在上风向的迎风 面，越靠近叶尖处结冰越多。
[0003] 大部分风力发电机常用的除冰方式有吊篮人工除冰，这可能导致人身不安全、而 且除冰效率低。
[0004] 现有技术中有一种吹雪除冰车，其应用于飞机机翼除冰中。亦有针对城市道路、电 缆线路等的除冰设备。这些除冰设备的除冰功能基本有:喷射除冰液、吹走积雪、破碎冰面、 收集小冰块。但以上除冰设备不适用风机叶片除冰，因为风机叶片表面不能受损，如果考虑 使用普通除冰车对风机叶片除冰，由于风机多数建造在山地及隔壁等地，道路通车困难，可 能导致费用高、效率慢。
[0005] 采用微波和激振方式除冰，其结果可能会造成叶片结构胶破坏或叶片表面漆脱落 或风机异常振动，而且若使用一套固定设备对制定风机进行叶片除冰，投入成本高。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的实施例提供一种叶片维护装置，以解决风力发电机组叶片维护不易 的问题。
[0007]为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种叶片维护装置，其包括:基体;行 走部，行走部设置在基体上，并可带动基体移动；
[0008] 负压生成部，负压生成部设置在基体上，且负压生成部的进气口朝向基体的底部； 维护部，维护部设置在基体上，维护部包括叶片清洁件和/或叶片除冰件。
[0009] 进一步地，基体包括:底座，行走部与底座连接，并带动底座移动，负压生成部设置 在底座上;举升臂，举升臂设置在底座上，维护部设置在举升臂上。
[0010]进一步地，底座上设置有举升驱动件，举升驱动件与举升臂连接，并驱动举升臂绕 垂直于行走部的行走平面的第一轴线转动，和/或沿第一轴线的轴向移动，举升臂的远离第 一轴线的一端设置有安装接头，安装接头可以绕与第一轴线平行的第二轴线转动，叶片清 洁件和/或叶片除冰件安装在安装接头上。
[0011] 进一步地，负压生成部包括设置在基体的底部的吸壁风机，吸壁风机的进风口为 负压生成部的进气口，吸壁风机的出风口与维护部连接。
[0012] 进一步地，维护部还包括:气体喷管，气体喷管固定设置在举升臂上，且与吸壁风 机的出风口连接;液体喷管，液体喷管固定设置在举升臂上，且与底座内的液体箱连接。
[0013] 进一步地，叶片维护装置还包括:维护电机，维护电机设置在基体内，并与叶片清 洁件和/或叶片除冰件连接，且驱动叶片清洁件和/或叶片除冰件运动。
[0014] 进一步地，行走部包括:行走履带轮，行走履带轮与基体连接;行走电机，行走电机 设置在基体内，并驱动行走履带轮运动。
[0015] 进一步地，叶片维护装置还包括控制部，控制部包括:控制器，控制器分别与行走 部、负压生成部、举升驱动件和维护部连接;控制手柄，控制手柄与控制器进行无线数据传 输，控制手柄上设置有显示器。
[0016] 进一步地，叶片维护装置还包括摄像机，摄像机与控制部连接。
[0017]进一步地，叶片维护装置还包括安全连接件，安全连接件连接在基体上。
[0018] 本实用新型的实施例的叶片维护装置通过行走部带动叶片维护装置移动，负压生 成部使叶片维护装置可靠地吸附在叶片上，确保其行走稳固可靠，通过维护部可以对叶片 进行除冰或清洁操作。
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型的实施例的叶片维护装置的结构示意图；
[0020] 图2为本实用新型的实施例的叶片维护装置的第一视角的立体结构示意图；
[0021] 图3为本实用新型的实施例的叶片维护装置的第二视角的立体结构示意图；
[0022] 图4为本实用新型的实施例的叶片维护装置的举升臂的立体结构示意图；
[0023] 图5为本实用新型的实施例的叶片维护装置的安装接头和保护套管的剖视结构示 意图；
[0024] 图6为本实用新型的实施例的叶片维护装置的控制关系图；
[0025] 图7为本实用新型的实施例的设置在叶片上的叶片维护装置处于除冰状态的示意 图；
[0026] 图8为本实用新型的实施例的设置在叶片上的叶片维护装置处于清洁状态的示意 图。
[0027] 附图标记说明：
[0028] 1、基体;11、底座；111、开口； 12、举升臂；13、安装接头；14、举升驱动件;2、行走部； 21、行走履带轮;22、行走电机;3、控制部;31、控制器;32、控制手柄;33、显示器;4、摄像机； 51、吸壁风机;61、维护电机;62、输液件;63、叶片清洁件;65、保护套管;66、气体喷管;67、液 体喷管;681、蜗杆;682、蜗轮;7、电源;8、叶片;9、模拟线；10、叶片易结冰区域。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图对本实用新型实施例的叶片维护装置进行详细描述。
[0030] 本实施例中，叶片维护装置应用至叶片上，用于对叶片进行除冰或表面清洁。在其 他实施例中，该维护装置也可以用于其他场景，例如对大楼外立面的清洁和除冰等。
[0031] 如图1和图2所示，根据本实用新型的实施例，叶片维护装置包括基体1、行走部2、 负压生成部和维护部。行走部2设置在基体1上，并可带动基体1移动。负压生成部设置在基 体1上，且负压生成部的进气口朝向基体1的底部。维护部设置在基体1上，维护部包括叶片 清洁件63和/或叶片除冰件。
[0032] 基体1用于承载其他部件。行走部2用于带动基体1及基体1上的部件移动。负压生 成部用于在基体1的底部生成负压区，使叶片维护装置可以稳固地贴在被维护的叶片表面， 实现可靠行走和维护。维护部用于对叶片进行维护，例如，通过叶片清洁件63对叶片进行清 洁，或通过叶片除冰件去除叶片上的冰。采用该叶片维护装置可以对叶片进行维护，避免人 工除冰维护造成的工作效率低，危险系数高等问题。
[0033] 如图1至图3所示，基体1包括底座11和举升臂12。底座11主要用于容纳和承载部 件。举升臂12主要用于承载维护部。
[0034] 其中，在本实施例中，底座11为矩形盒，其内容不可以用于盛放其他部件，以为其 他部件提供保护。底座11可以是金属材质、注塑材质等。当然，在其他实施例中，底座11可以 是其他形状，只要能够安装其他部件并保证可靠性即可。
[0035]为了保证负压生成部的进气口能够与底座11的底部的外面连通，在底座11上设置 有开口 111。
[0036]结合参见图4,举升臂12设置在底座11上。在底座11上设置有举升驱动件14,用于 驱动举升臂12运动。具体地，举升驱动件14与举升臂12连接，并驱动举升臂12绕垂直于叶片 维护装置的行走平面的第一轴线转动，和/或沿第一轴线的轴向移动。如图2所示，在本实施 例中，举升臂12为直杆，其通过传动组件与举升驱动件14连接。举升驱动件14为电机，这样 可以减少占用的空间使叶片维护装置更紧凑。传动组件可以是能够实现举升臂12转动（如 齿轮组)和移动(如齿轮齿条结构）的结构。例如，需要举升臂12转动时，举升驱动件14与齿 轮组连接，驱动其转动；需要举升臂12移动时，举升驱动件14与齿轮齿条结构连接，驱动其 移动。传动组件还可以是链轮和链条等结构。
[0037]例如，在底座11上设置有一竖向杆，竖向杆为中空结构，举升臂12的传动组件(传 动链)设置在竖向杆内，并带动举升臂12沿竖向杆运动。
[0038] 竖向杆位于底座11内的一端设置有齿轮，底座11内设置有驱动竖向杆转动，并带 动举升臂12转动的驱动组件。
[0039] 结合参见图5,在本实施例中，举升臂12的远离第一轴线的一端设置有安装接头 13,其用于安装叶片清洁件63和/或叶片除冰件。安装接头13可以绕与第一轴线平行的第二 轴线转动，并带动叶片清洁件63和/或叶片除冰件，以实现清洁或除冰。
[0040] 具体地，安装接头13的转动通过维护电机61驱动。维护电机61设置在底座11内，并 通过传动结构(举升臂12也为中空结构，以便传动结构能够通过竖向杆和举升臂12)与安装 接头13连接。这里的传动结构可以是传动带、传动链或其他结构，只要能够传动即可。维护 电机61通过与安装接头13连接实现与叶片清洁件63和/或叶片除冰件的连接，进而实现驱 动叶片清洁件63和/或叶片除冰件运动的目的。在本实施例中，行走部2包括行走履带轮21 和行走电机22。
[0041] 行走履带轮21与基体1(具体连接在底座11上)连接。行走电机22设置在底座11内， 并驱动行走履带轮21运动。当行走电机22驱动行走履带轮21运动时，其可以带动基体移动， 实现叶片维护装置的移动。
[0042] 采用行走履带轮21可以使得在叶片上行走时防止打滑，便于叶片维护装置在结冰 的叶片上移动，提高可靠性。当然，在其他实施例中，可以采用防滑轮胎替代行走履带轮21。
[0043] 在本实施例中，负压生成部包括设置在基体1 (具体为底座11)的底部的吸壁风机 51。其用于在叶片维护装置的底部形成负压区，以通过大气压力使叶片维护装置稳固地固 定在叶片上，确保其移动的可靠性，进而保证清洁或除冰效果。
[0044] 吸壁风机51的进风口为负压生成部的进气口，通过吸壁风机51的抽气将底座11底 部的气体抽走，使其形成负压区。
[0045]在本实施例中，维护部除叶片清洁件63和/或叶片除冰件之外，还包括气体喷管66 和液体喷管67，用于辅助除冰或清洁。
[0046]具体地，气体喷管66固定设置在举升臂12上，且与吸壁风机51的出风口连接，这样 吸壁风机51吸入的气体可以通过气体喷管66喷出，这样既解决的吸壁风机51的气体排放的 问题，又利用了吸壁风机51排出的气体，节省了能源。气体喷管66的出口朝向叶片维护装置 的行走表面，也即被清洁或除冰的表面。
[0047]液体喷管67固定设置在举升臂12上，气体喷管66与液体喷管67并排设置在举升臂 12上。液体喷管67用于根据不同的工作情况喷洒不同的液体(除冰液或清洁液等）。液体喷 管67的出口朝向叶片维护装置的行走表面，也即被清洁或除冰的表面。
[0048] 具体如图5所示，举升臂12上设置安装接头13,安装接头13上连接有中空的保护套 管65,气体喷管66和液体喷管67穿过举升臂12和保护套管65从保护套管65内伸出。举升臂 12内还设置有实现垂直轴传动的蜗杆681和蜗轮682。蜗轮682上连接有连接杆，连接杆伸出 保护套管65的一端设置有叶片清洁件63或叶片除冰件。
[0049] 在本实施例中，底座11内设置有液体箱，用于盛放清洁液或除冰液，液体喷管67与 液体箱连接，并从液体箱中吸取液体。
[0050] 底座11内还设置有输液件62，输液件62用于将液体输送至液体喷管67。输液件62 可以为输液栗，其通过电机驱动。
[0051] 优选地，为了便于工作人员控制叶片维护装置，实现自动工作或智能控制工作，叶 片维护装置还包括控制部3。控制部3包括控制器31和控制手柄32。其中，控制器31设置在基 体1上，用于控制叶片维护装置的其他部分，以实现自动清洁(如在控制器31中预先设置控 制程序，使叶片维护装置根据预制程序进行清洁或除冰)或工作人员通过控制手柄32控制。 [0052]在本实施例中，控制器31为PLC控制器。其分别与行走部2、负压生成部、举升驱动 件14和维护部连接。
[0053]控制手柄32与控制器31进行无线数据传输，已通过控制手柄32控制叶片维护装 置。为了便于工作人员操作，在控制手柄32上设置有显示器33,用于显示画面和/或参数。
[0054] 优选地，为了便于工作人员准确控制叶片维护装置，叶片维护装置还包括摄像机 4,摄像机4设置在底座11上并与控制部3连接，摄像机4可以采集叶片维护装置周围的画面。 摄像机4设置在叶片维护装置的底座11上，不使用时随叶片维护装置一起回收存储，防止了 摄像机4长时间暴露在空气中造成的损坏，提高使用寿命，减少成本投入。
[0055] 优选地，为了防止叶片维护装置脱落，叶片维护装置还包括安全连接件，安全连接 件连接在基体1上。底座11上携带足够长的安全绳，可以防止特殊情况下叶片维护装置无法 接受控制或坠落。
[0056] 叶片维护装置还包括电源7,用于给用电部件供电。电源7可以是蓄电池。
[0057] 在本实施例中，叶片维护装置的功能主要有除冰、清洁叶片、叶片表面检查及记 录。
[0058]结合参见图6和图7,叶片维护装置在叶片8上行走时，通过电源7给控制器31和其 他用电部件供电，控制器31操控行走电机22带动行走履带轮21运动，以使叶片维护装置前 进、后退或转弯，同时控制器31控制打开吸壁风机51，使叶片维护装置紧贴叶片8行动。使用 履带式轮子转向方便，设置在底座中间的大功率(具体功率可以根据需要确定，如车重、摩 擦力等）的吸壁风机51向上抽风形成真空负压使叶片维护装置吸附在叶片8上，能够提高其 爬坡能力。
[0059]在进行除冰时，通过控制器31控制举升驱动件14将举升臂12(包括举升臂12上的 气体喷管66、液体喷管67以及叶片除冰件）输送至叶片前缘的叶片易结冰区域（需除冰位 置）1〇。再通过维护电机61进行除冰工作，通过输液件62进行除冰液喷洒。吸壁风机51连接 气体喷管66，通过气体喷管66喷气。底座11内的液体箱既可以携带除冰液(进行清洁时可以 携带清洁液）。举升臂12上携带的沿第二轴线的延伸方向可伸缩的滚动式(绕第二轴线)便 携安装接头13,能够安装除冰时用的硬毛刷或清洁时用的清洁毛刷(也可以安装微波除冰 和电磁波除冰探头）。当叶片维护装置从叶根向叶尖行走时，举升臂12将除冰用毛刷伸出并 垂直于叶片，如图7所示。其可以一边行走一边对结冰的叶片前缘进行除冰工作。同样地，其 也可以通过举升臂12将清洁毛刷伸出在前方来回摆动进行叶片清洁工作，如图8所示。
[0060] 在叶片维护装置行驶时，通过控制手柄32与其上自带的显示器33和远程控制记录 软件能够实现远程控制和记录功能。例如，通过摄像机4进行图像记录和传输。能拍摄高清 画面的摄像机4亦可以用于行车监控以及叶片表面检查。操作人员可在机舱天窗位置使用 无线的控制手柄32对叶片维护装置进行控制。控制手柄32带有的显示器33,能看到叶片维 护装置前后方景象。显示器模拟软件可以模拟从叶根到叶尖的叶片宽度中心线路，即模拟 线9,从而在显示器33显示叶片维护装置偏离原定路线的偏离量。在行驶过程中，如发现叶 片表面有损伤，同时能够控制摄像机4进行局部拍照并记录位置。
[0061] 该叶片维护装置使用时，可以由风机自带的提升机运送至机舱，并由操作人员带 出机舱天窗。使其行走履带轮21朝向叶尖方向放置在顺桨状态的叶片上（叶片迎风面或背 风面朝天），启动叶片维护装置，使举升臂12与行走履带轮21方向垂直，使滚动式毛刷(叶片 除冰件)贴着叶片前缘位置，使叶片维护装置沿着模拟线9(软件模拟线路)一边前进一边进 行叶片除冰工作。同时，举升臂12的气体喷管66和液体喷管67,可对叶片前缘结冰处进行喷 洒，加快除冰速度。
[0062] 在安装接头13上安装弧形清洁组件，将叶片维护装置平稳安放在塔筒上，保持举 升臂12与行走履带轮21的行走方向一致且朝向塔筒轴线，保持弧形清洁组件与塔筒面接 触，通过控制手柄32遥控其前进，就可一边前进一边进行塔筒表面清洁。
[0063] 该叶片维护装置具备叶片安全行走、防坠落保护、叶片除冰、清洁叶片、检查叶片 损伤并记录、清洁塔筒外表面等功能。通过使用旋转的除冰毛刷和强吹风办法消除叶片结 冰，提升风机在冬季的发电量。例如:冬天结冰时间3个月，按照风机一年有效运行时间2500 小时，那么冬天有600小时浪费了，如果使用叶片维护装置进行叶片除冰，假设可以提高300 小时发电量，那么一个5万kW项目一年能多发电_
[0064] 其次其可以改善叶片表面清洁和表面检查都缺乏有效的工具及设备，向来都是依 靠专业人员进行工作，费用高昂的问题。使用旋转的清洁毛刷能够清洁叶片污染，同时使用 高清摄像机能够观察并记录叶片表面损坏情况，提高现场人员对叶片维护的能力并减少叶 片维护的费用。
[0065] 本实用新型的叶片维护装置具有如下效果：
[0066] 其可以解决叶片除冰、叶片表面清洁和叶片表面检查的问题。
[0067] 采用履带式轮，在底座中间设置吸壁风机形成真空负压使其吸附在叶片朝上一 面，用以提高行动能力，使其能够在不同角度的叶片上来回行走。
[0068] 在举升臂上安装可伸缩和滚动的安装接头，进而能够安装清洁用的清洁毛刷或除 冰用的硬毛刷，用于清洁表面清洁或表面结冰。
[0069] 高清摄像头可以用于行驶监控以及叶片表面检查。
[0070] 使用无线手柄控制，操作人员可在机舱天窗位置对小车进行控制，控制手柄带有 显示器，能看到其前后方景象。
[0071] 显示器带的软件可以模拟从叶根到叶尖的叶片宽度中心线路，显示叶片维护装置 偏离原定路线的偏离量，软件同时能够控制摄像机进行局部拍照并记录位置。
[0072] 以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限 于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化 或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权 利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种叶片维护装置，其特征在于，包括： 基体(1); 行走部(2)，所述行走部(2)设置在所述基体(1)上，并可带动所述基体(1)移动； 负压生成部，所述负压生成部设置在所述基体（1)上，且所述负压生成部的进气口朝向 所述基体(1)的底部； 维护部，所述维护部设置在所述基体（1)上，所述维护部包括叶片清洁件(63)和/或叶 片除冰件。2. 根据权利要求1所述的叶片维护装置，其特征在于，所述基体(1)包括： 底座（11)，所述行走部(2)与所述底座（11)连接，并带动所述底座（11)移动，所述负压 生成部设置在所述底座（11)上； 举升臂（12)，所述举升臂（12)设置在所述底座（11)上，所述维护部设置在所述举升臂 (12)上。3. 根据权利要求2所述的叶片维护装置，其特征在于，所述底座（11)上设置有举升驱动 件（14)，所述举升驱动件（14)与所述举升臂（12)连接，并驱动所述举升臂（12)绕垂直于所 述行走部(2)的行走平面的第一轴线转动，和/或沿所述第一轴线的轴向移动，所述举升臂 (12)的远离所述第一轴线的一端设置有安装接头（13)，所述安装接头（13)可以绕与所述第 一轴线平行的第二轴线转动，所述叶片清洁件(63)和/或所述叶片除冰件安装在所述安装 接头（13)上。4. 根据权利要求2所述的叶片维护装置，其特征在于，所述负压生成部包括设置在所述 基体(1)的底部的吸壁风机(51)，所述吸壁风机(51)的进风口为所述负压生成部的进气口， 所述吸壁风机(51)的出风口与所述维护部连接。5. 根据权利要求4所述的叶片维护装置，其特征在于，所述维护部还包括： 气体喷管(66 )，所述气体喷管(66)固定设置在所述举升臂（12)上，且与所述吸壁风机 (51)的出风口连接； 液体喷管(67)，所述液体喷管(67)固定设置在所述举升臂（12)上，且与所述底座（11) 内的液体箱连接。6. 根据权利要求1所述的叶片维护装置，其特征在于，所述叶片维护装置还包括： 维护电机(61)，所述维护电机(61)设置在所述基体（1)内，并与所述叶片清洁件(63) 和/或叶片除冰件连接，且驱动所述叶片清洁件(63)和/或叶片除冰件运动。7. 根据权利要求1所述的叶片维护装置，其特征在于，所述行走部(2)包括： 行走履带轮(21)，所述行走履带轮(21)与所述基体(1)连接； 行走电机(22)，所述行走电机(22)设置在所述基体（1)内，并驱动所述行走履带轮(21) 运动。8. 根据权利要求3所述的叶片维护装置，其特征在于，所述叶片维护装置还包括控制部 (3)，所述控制部(3)包括： 控制器(31)，所述控制器(31)分别与所述行走部(2)、所述负压生成部、所述举升驱动 件(14)和所述维护部连接； 控制手柄(32)，所述控制手柄(32)与所述控制器(31)进行无线数据传输，所述控制手 柄(32)上设置有显示器(33)。9. 根据权利要求8所述的叶片维护装置，其特征在于，所述叶片维护装置还包括摄像机 (4)，所述摄像机(4)与所述控制部(3)连接。10. 根据权利要求1所述的叶片维护装置，其特征在于，所述叶片维护装置还包括安全 连接件，所述安全连接件连接在所述基体(1)上。
【文档编号】F03D80/40GK205714601SQ201620579607
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】赵友浩
【申请人】新疆金风科技股份有限公司