CN110980541B 自爬式风电维护起重机（上海锡华机械工程有限公司）

(19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN110980541B(65)同一申请的已公布的文献号(73)专利权人上海锡华机械工程有限公司地址200120上海市浦东新区万祥镇宏祥北路83弄39号355室(72)发明人丁建国卢光辉王文彬马伟卜高峰陈玉超陈华兵(74)专利代理机构上海申新律师事务所31272专利代理师沈栋栋B66C23/62(2006.01)审查员雷文杰自爬式风电维护起重机本发明公开一种自爬式风电维护起重机，属于起重设备的技术领域，包括：自爬装置和起重爬升机构和起重机本体，爬升机构设于自爬装置的下方，起重机本体设于爬升机构的侧壁上，自爬装置用于沿塔柱攀爬到达预定工作位置，并稳固附着在塔柱上，液压绞车用于牵引爬升机构沿塔柱升降，同时带动起重机本体沿塔柱升降，爬升机构用于在起重机本体被牵引爬升过程中沿塔柱进行攀爬，并在起重机本体到达作业位置时稳固附着在塔柱上。本发明攀爬平稳高效，可靠性好，设备体型较小，受天气影响小，装拆方便，21.一种自爬式风电维护起重机，其特征在于，包括：自爬装置和起重装置，所述自爬装置上设置液压绞车，所述起重装置包括：爬升机构和起重机本体，所述爬升机构设于所述自爬装置的下方，所述起重机本体设于所述爬升机构的侧壁上，所述自爬装置用于沿塔柱攀爬到达预定工作位置，并稳固附着在所述塔柱上，所述液压绞车用于牵引所述爬升机构沿所述塔柱升降，同时带动所述起重机本体沿所述塔柱升降，所述爬升机构用于在所述起重机本体被牵引爬升过程中沿所述塔柱进行攀爬，并在所述起重机本体到达作业位置时稳固附着在所述塔柱上；所述自爬装置包括：一第一抱臂组件，所述第一抱臂组件设于所述塔柱的外壁上，所述第一抱臂组件用于适应所述塔柱的直径的范围变化；若干主动车轮组件，若干所述主动车轮组件均设于所述第一抱臂组件上，若干所述主动车轮组件用于带动所述自爬装置沿所述塔柱的外壁爬升，且所述第一抱臂组件用于为所述主动车轮组件提供能产生攀爬运动所需摩擦力的压紧力；若干夹持组件，若干所述夹持组件均设于所述第一抱臂组件上，若干所述夹持组件用于所述自爬装置在所述预定工作位置时夹紧所述塔柱的外壁；所述第一抱臂组件还包括：若干导向滚轮、两液压卷轮和至少两绳索，若干所述导向滚轮均设于所述第一抱臂组件的外壁，若干所述导向滚轮沿所述第一抱臂组件的外周呈等间距设置，两所述液压卷轮均设于所述第一抱臂组件的外壁，两所述液压卷轮均位于任意两相邻所述导向滚轮之间，每一所述绳索分别与若干所述导向滚轮、两所述液压卷轮传动连用所述液压卷轮收紧绕在所述第一抱臂组件的外周的若干所述导向滚轮上的所述绳索实现收缩动作。2.根据权利要求1所述自爬式风电维护起重机，其特征在于，所述爬升机构包括：两第二抱臂组件，两所述第二抱臂组件均设于所述塔柱的外壁上，两所述第二抱臂组件均用于适应所述塔柱的直径的范围变化；至少两连接梁，两所述连接梁的上下两端分别固定连接两所述第二抱臂组件的两侧；若干伸缩车轮组件，若干所述伸缩车轮组件分别设于两所述第二抱臂组件上，若干所述伸缩车轮组件用于在所述起重装置被牵引爬升过程中与所述塔柱的外壁滚动配合；若干抱爪，若干所述抱爪分别设于两所述第二抱臂组件上，若干抱爪用于在所述起重装置到达作业位置时通过两所述第二抱臂组件的收缩，抱紧所述塔柱的外壁。3.根据权利要求2所述自爬式风电维护起重机，其特征在于，所述第一抱臂组件和每一所述第二抱臂组件均包括：若干伸缩臂和若干角箱，若干所述伸缩臂和若干所述角箱间隔4.根据权利要求3所述自爬式风电维护起重机，其特征在于，每一所述伸缩臂均包括：两第一臂，两所述第一臂的一端分别与两相邻所述角箱可拆卸连接；两第二臂，两所述第二臂的一端与两所述第一臂的另一端活动连接，两所述第二臂的另一端固定连接；两伸缩油缸，两所述伸缩油缸分别设于两第二臂内，两所述伸缩油缸的一端分别与两所述第二臂的另一端固定连接，两所述伸缩油缸的另一端分别伸入两所述第一臂的另一3端，且分别与两所述第一臂固定连接。5.根据权利要求2所述自爬式风电维护起重机，其特征在于，每一所述伸缩车轮组件均包括：一伸缩杆，所述伸缩杆设于所述抱爪上或所述第二抱臂组件上；一液压缸，所述液压缸设于所述伸缩杆内，所述液压缸用于驱动所述伸缩杆进行伸缩；至少一导向车轮，所述导向车轮与所述伸缩杆的端部转动连接，所述导向车轮用于与所述塔柱的外壁滚动配合。6.根据权利要求2所述自爬式风电维护起重机，其特征在于，所述起重机本体通过托架与两所述第二抱臂组件固定连接，所述托架的上下两端分别与两所述第二抱臂组件的侧壁固定连接，所述起重机本体设于所述托架上。7.根据权利要求6所述自爬式风电维护起重机，其特征在于，所述起重机本体包括：回转台，所述回转台与所述托架的上端转动连接；伸缩臂架，所述伸缩臂架的下端与所述回转台固定连接，所述伸缩臂架的上端设有吊具机构；变幅机构，所述变幅机构的下端与所述回转台固定连接，所述变幅机构的上端与所述伸缩臂架固定连接，所述变幅机构用于实现所述伸缩臂架的变幅运动；两起升机构，两所述起升机构均设于所述回转台上，两所述起升机构对称位于所述伸缩臂架的两侧，两所述起升机构均与所述吊具机构传动连接，两所述起升机构均用于实现所述吊具机构的起升运动，并实现所述吊具机构在起升运动时的平衡。8.根据权利要求1所述自爬式风电维护起重机，其特征在于，每一所述主动车轮组件均包括：一车架，所述车架与所述第一抱臂组件固定连接；两驱动机构，两所述驱动机构均设于所述车架上；两车轮，两所述车轮分别与两所述驱动机构传动连接。9.根据权利要求1所述自爬式风电维护起重机，其特征在于，每一所述夹持组件均包一支座，所述支座与所述第一抱臂组件固定连接；一平衡梁，所述平衡梁的中部与所述支座转动连接；两夹持油缸，两所述夹持油缸的一端分别与所述平衡梁的两端固定连接；两夹持块，两所述夹持块分别与两所述夹持油缸的另一端固定连接。4技术领域[0001]本发明涉及起重设备的技术领域，尤其涉及一种自爬式风电维护起重机。背景技术[0002]当前正处于风电产业高速增长期，风电设备正不断往大功率、高塔筒的方向发展，[0003]风机的质保期一般为5年，之前爆发式增长期内安装的风机基本上全部出质保期，早期的设计和制造技术水平不高，机组经过了几年的运行，故障率往往会比较高。[0004]目前风场在检修维护时，仍然普遍采用风电安装时所用的具有大起重量、高起升高度的履带起重机、全地面起重机、海上起重船或自升式作业平台等大型设备施工，存在大材小用的问题。这些大型设备购置或租赁费用高，若仅维修少量风机则成本过高，往往要等到损坏的风机达到一定数量才集中进行维修，这造成了巨大的弃风损失，同时由于风机得不到及时的维修存在安全隐患，另外这些大型设备由于体型大、塔底支撑面到塔顶的高度适应性强、成本低的风电维护吊装设备。[0005]鉴于上述情况，本领域内出现一类自爬升起重机，如CN105271010,此类起重机一般设有可抱紧塔筒的上抱臂和下抱臂，利用设置在上抱臂和下抱臂之间的油缸伸缩实现抱臂沿塔筒长度方向交替换步移动。[0006]这种自爬升起重机的问题在于，攀爬时自攀爬装置与起重装置同时攀爬，导致自攀爬装置负载过大而有效起重量受限，而且其采用的油缸伸缩交替换步运动属于间歇运动，为减小换步时油缸启停的冲击，油缸伸缩速度缓慢，攀爬效率较低，其自适应抱臂结构及动作均较复杂，抱臂收紧油缸仅靠液压锁锁定，若液压锁失效或液压缸内泄过大都有使发明内容[0007]针对现有的自爬升起重机存在上述问题，现旨在提供一种自爬式风电维护起重风电维护作业的成本，提高效率和收益。[0008]具体技术方案如下：压绞车，所述起重装置包括：爬升机构和起重机本体，所述爬升机构设于所述自爬装置的下方，所述起重机本体设于所述爬升机构的侧壁上，所述自爬装置用于沿塔柱攀爬到达预定工作位置，并稳固附着在所述塔柱上，所述液压绞车用于牵引所述爬升机构沿所述塔柱升降，同时带动所述起重机本体沿所述塔柱升降，所述爬升机构用于在所述起重机本体被牵引爬升过程中沿所述塔柱进行攀爬，并在所述起重机本体到达作业位置时稳固附着在所述5塔柱上。[0011]一第一抱臂组件，所述第一抱臂组件设于所述塔柱的外壁上，所述第一抱臂组件用于适应所述塔柱的直径的范围变化；[0012]若干主动车轮组件，若干所述主动车轮组件均设于所述第一抱臂组件上，若干所述主动车轮组件用于带动所述自爬装置沿所述塔柱的外壁爬升，且所述第一抱臂组件用于为所述主动车轮组件提供能产生攀爬运动所需摩擦力的压紧力；[0013]若干夹持组件，若干所述夹持组件均设于所述第一抱臂组件上，若干所述夹持组件用于所述自爬装置在所述预定工作位置时夹紧所述塔柱的外壁。[0015]两第二抱臂组件，两所述第二抱臂组件均设于所述塔柱的外壁上，两所述第二抱臂组件均用于适应所述塔柱的直径的范围变化；[0016]至少两连接梁，两所述连接梁的上下两端分别固定连接两所述第二抱臂组件的两[0017]若干伸缩车轮组件，若干所述伸缩车轮组件分别设于两所述第二抱臂组件上，若干所述伸缩车轮组件用于在所述起重装置被牵引爬升过程中与所述塔柱的外壁滚动配合；[0018]若干抱爪，若干所述抱爪分别设于两所述第二抱臂组件上，若干抱爪用于在所述起重装置到达作业位置时通过两所述第二抱臂组件的收缩，抱紧所述塔柱的外壁。[0019]上述的自爬式风电维护起重机，其中，所述第一抱臂组件和每一所述第二抱臂组件均包括：若干伸缩臂若干四角箱，若干所述伸缩臂和若干所述角箱间隔设置，且依次连接形成环形框架。[0021]两第一臂，两所述第一臂的一端分别与两相邻所述角箱可拆卸连接；[0022]两第二臂，两所述第二臂的一端分别与两所述第一臂的另一端活动连接，两所述第二臂的另一端固定连接；[0023]两伸缩油缸，两所述伸缩油缸分别设于两第二臂内，两所述伸缩油缸的一端分别与两所述第二臂的另一端固定连接，两所述伸缩油缸的另一端分别伸入两所述第一臂的另一端，且分别与两所述第一臂固定连接。[0024]上述的自爬式风电维护起重机，其中，每一所述伸缩车轮组件均包括：[0025]一伸缩杆，所述伸缩杆设于所述抱爪上或所述第二抱臂组件上；[0026]一液压缸，所述液压缸设于所述伸缩杆内，所述液压缸用于驱动所述伸缩杆进行[0027]至少一导向车轮，所述导向车轮与所述伸缩杆的端部转动连接，所述导向车轮用于与所述塔柱的外壁滚动配合。[0028]上述的自爬式风电维护起重机，其中，所述起重机本体通过托架与两所述第二抱臂组件固定连接，所述托架的上下两端分别与两所述第二抱臂组件的侧壁固定连接，所述起重机本体设于所述托架上。6[0031]伸缩臂架，所述伸缩臂架的下端与所述回转台固定连接，所述伸缩臂架的上端设有吊具机构；[0032]变幅机构，所述变幅机构的下端与所述回转台固定连接，所述变幅机构的上端与所述伸缩臂架固定连接，所述变幅机构用于实现所述伸缩臂架的变幅运动；[0033]两起升机构，两所述起升机构均设于所述回转台上，两所述起升机构对称位于所述伸缩臂架的两侧，两所述起升机构均与所述吊具机构传动连接，两所述起升机构均用于实现所述吊具机构的起升运动，并实现所述吊具机构在起升运动时的平衡。[0034]上述的自爬式风电维护起重机，其中，每一所述主动车轮组件均包括：[0035]一车架，所述车架与所述第一抱臂组件固定连接；[0036]两驱动机构，两所述驱动机构均设于所述车架上；[0037]两车轮，两所述车轮分别与两所述驱动机构传动连接。[0038]上述的自爬式风电维护起重机，其中，每一所述夹持组件均包括：[0039]一支座，所述支座与所述第一抱臂组件固定连接；[0040]一平衡梁，所述平衡梁的中部与所述支座转动连接；[0041]两夹持油缸，两所述夹持油缸的一端分别与所述平衡梁的两端固定连接；[0042]两夹持块，两所述夹持块分别与两所述夹持油缸的另一端固定连接。[0043]上述的自爬式风电维护起重机，其中，所述第一抱臂组件还包括：[0044]若干导向滚轮，若干所述导向滚轮均设于所述第一抱臂组件的外壁，若干所述导向滚轮沿所述第一抱臂组件的外周呈等间距设置；[0045]两液压卷轮，两所述液压卷轮均设于所述第一抱臂组件的外壁，两所述液压卷轮均位于任意两相邻所述导向滚轮之间；[0046]至少两绳索，每一所述绳索分别与四所述导向滚轮、两所述液压卷轮传动连接。[0047]上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：[0048]本发明包括自爬装置和起重装置两个分开的运动部件，所述自爬装置用于沿塔柱滚动爬升至塔顶，再利用其上设置的液压绞车将起重装置升降至作业位置，所述起重装置用于被所述液压绞车提升至作业位置后，进行维护吊装作业。本发明的设备体型较小，各运动部件的自重均较轻，爬升运动平稳高效，可靠性高，且可自适应的塔筒直径变化范围大，适应性强，附着在塔顶进行吊装作业，稳定性较好，受大风等恶劣天气影响小，拆装转场方便，可有效降低陆上及海上风电设备维护成本、提高维护效率。附图说明[0049]图1为本发明一种自爬式风电维护起重机的整体结构示意图；[0050]图2为本发明一种自爬式风电维护起重机中自爬装置牵引起重装置的状态示意[0051]图3为本发明一种自爬式风电维护起重机中起重装置的结构示意图；[0052]图4为本发明一种自爬式风电维护起重机中第一抱臂组件的第一实施例和第二抱臂组件的结构示意图；[0053]图5为本发明一种自爬式风电维护起重机中主动车轮组件的结构示意图；[0054]图6为本发明一种自爬式风电维护起重机中夹持组件的结构示意图；7[0055]图7为本发明一种自爬式风电维护起重机中伸缩车轮组件的结构示意图；[0056]图8为本发明一种自爬式风电维护起重机中第一抱臂组件的第二实施例的结构示具体实施方式[0058]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。[0060]图1为本发明一种自爬式风电维护起重机的整体结构示意图，图2为本发明一种自爬式风电维护起重机中自爬装置牵引起重装置的状态示意图，图3为本发明一种自爬式风电维护起重机中起重装置的结构示意图，图4为本发明一种自爬式风电维护起重机中第一抱臂组件的第一实施例和第二抱臂组件的结构示意图，图5为本发明一种自爬式风电维护起重机中主动车轮组件的结构示意图，图6为本发明一种自爬式风电维护起重机中夹持组件的结构示意图，图7为本发明一种自爬式风电维护起重机中伸缩车轮组件的结构示意图，如图1至图7所示，示出了一种较佳实施例的自爬式风电维护起重机，包括：自爬装置1和起重装置2,自爬装置上设置液压绞车3,起重装置2包括：爬升机构4和起重机本体5,爬升机构4设于自爬装置1的下方，起重机本体5设于爬升机构4的侧壁上，自爬装置1用于沿塔柱6攀爬到达预定工作位置，并稳固附着在塔柱6上，液压绞车3用于牵引爬升机构4沿塔柱6升降，同时带动起重机本体5沿塔柱6升降，爬升机构4用于在起重机本体5被牵引爬升过程中沿塔柱6进行攀爬，并在起重机本体5到达作业位置时稳固附着在塔柱6上。[0061]优选地，液压绞车3通过绳索与爬升机构4固定连接，液压绞车3与爬升机构4传动连接。轮组件12和若干夹持组件13,第一抱臂组件11设于塔柱6的外壁上，第一抱臂组件11用于适应塔柱6的直径的范围变化，若干主动车轮组件12均设于第一抱臂组件11的内壁上，若干主动车轮组件12用于带动自爬装置1沿塔柱6的外壁爬升，且第一抱臂组件11用于为主动车轮组件12提供能产生攀爬运动所需摩擦力的压紧力，若干夹持组件13均设于第一抱臂组件11的内壁上，若干夹持组件13用于自爬装置1在预定工作位置时夹紧塔柱6的外壁。[0063]优选地，第一抱臂组件11在伸缩油缸313的协同伸缩作用下，适应塔柱6的直径范围的变化。[0064]优选地，第一抱臂组件11上设有压力传感器、位移传感器和倾角传感器。梁42、若干伸缩车轮组件43和若干抱爪44,两第二抱臂组件41均设于塔柱6的外壁上，两第二抱臂组件41均用于适应塔柱6的直径的范围变化，两连接梁42的上下两端分别固定连接8两第二抱臂组件41的两侧，若干伸缩车轮组件43分别设于两第二抱臂组件41的内壁上，若干伸缩车轮组件43用于在起重装置2被牵引爬升过程中与塔柱6的外壁滚动配合，若干抱爪44分别设于两第二抱臂组件41的内壁上，若干抱爪44用于在起重装置2到达作业位置时通过两第二抱臂组件41的收缩，抱紧塔柱6的外壁。[0066]优选地，抱爪44用于在伸缩车轮组件43收回后，抱紧塔柱6,减小接触[0067]优选地，一连接梁42的上下两端分别固定连接一第二抱臂组件41的一侧与另一第二抱臂组件41的一侧，另一连接梁42的上下两端分别固定连接该一第二抱臂组件41的另一侧与另一第二抱臂组件41的另一侧。[0068]以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。[0069]本发明在上述基础上还具有如下实施方式：[0070]本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图7所示，第一抱臂组件11和每一第二抱臂组件41均包括：若干伸缩臂31和若干角箱32,若干伸缩臂31和若干角箱32间隔设置，且依次连接形成环形框架。[0071]优选地，第一抱臂组件11与第二抱臂组件41的结构和原理均相同。[0072]优选地，第一抱臂组件11和每一第二抱臂组件41均包括：四伸缩臂31和四角箱32,四伸缩臂31和四角箱32间隔设置，且依次连接形成方形框架。[0073]本发明的进一步实施例中，每一伸缩臂31均包括：两第一臂311、两第二臂312和两伸缩油缸313,两第一臂311的一端分别与两相邻角箱32可拆卸连接，两第二臂312的一端分别与两第一臂311的另一端活动连接，两第二臂312的另一端固定连接，两伸缩油缸313分别设于两第二臂312内，两伸缩油缸313的一端分别与两第二臂312的另一端固定连接，两伸缩油缸313的另一端分别伸入两第一臂311的另一端，且分别与两第一臂311固定连接。[0074]优选地，两第二臂312的一端分别与两第一臂311的另一端滑动连接或滚动连接。[0075]优选地，每一伸缩臂还包括：两机械锁紧装置，机械锁紧装置可采用内置在液压缸内部的机械锁紧装置，也可采用作用于第一臂和第二臂之间的楔形块机构或齿轮齿条等锁紧机构。[0076]优选地，每一伸缩臂还包括：两液压锁紧装置，两液压锁紧装置分别设于两伸缩油缸313的油路内，液压锁紧装置为平衡阀或液压锁。[0077]本发明的进一步实施例中，每一伸缩车轮组件43均包括：一伸缩杆431、一液压缸(图中未示出)和至少一导向车轮432,伸缩杆431的设于抱爪44上或第二抱臂组件41的内壁上，液压缸设于伸缩杆431内，液压缸用于驱动伸缩杆431进行伸缩，导向车轮432与伸缩杆431的端部转动连接，导向车轮432用于与塔柱6的外壁滚动配合。[0078]优选地，导向车轮432采用聚氨酯或橡胶，更进一步，导向车轮432与塔柱6的外壁接触的部位材料采用聚氨酯或橡胶。[0079]本发明的进一步实施例中，起重机本体5通过托架7与两第二抱臂组件41固定连接，托架7的上下两端分别与两第二抱臂组件41的侧壁固定连接，起重机本体5设于托架7[0081]本发明的进一步实施例中，起重机本体5包括：回转台51、伸缩臂架52、变幅机构53和两起升机构54,回转台51与托架7的上端转动连接，伸缩臂架52的下端与回转台51固定9连接，伸缩臂架52的上端设有吊具机构55,变幅机构53的下端与回转台51固定连接，变幅机构53的上端与伸缩臂架52固定连接，变幅机构53用于实现伸缩臂架52的变幅运动，两起升机构54均设于回转台51上，两起升机构54对称位于伸缩臂架52的两侧，两起升机构54均与吊具机构55传动连接，两起升机构54均用于实现吊具机构55的起升运动，并实现吊具机构55在起升运动时的平衡。[0084]本发明的进一步实施例中，每一主动车轮组件12均包括：一车架121、两驱动机构122和两车轮123,车架121与第一抱臂组件11的内壁固定连接，两驱动机构122均设于车架121上，两车轮123分别与两驱动机构122传动连接。[0085]优选地，车轮采用实心轮胎，驱动机构122采用带制动器及速度传感器的液压马达或减速电机。[0086]本发明的进一步实施例中，每一夹持组件13均包括：一支座131、一平衡梁132、两夹持油缸133和两夹持块134,支座131与第一抱臂组件11的内壁固定连接，平衡梁132的中部与支座131转动连接，两夹持油缸133的一端分别与平衡梁132的两端固定连接，两夹持块134分别与两夹持油缸133的另一端固定连接。[0087]优选地，若干主动车轮组件12、若干夹持组件13分别与四角箱32或四伸缩臂31固定连接。[0088]优选地，若干主动车轮组件12为四主动车轮组件12,四主动车轮组件12分别与四角箱32或四伸缩臂31固定连接。[0089]优选地，若干夹持组件13为八夹持组件13,八夹持组件13分别与四角箱32或四伸缩臂31固定连接，每两夹持组件13分别位于一主动车轮组件12的两侧。[0090]优选地，夹持油缸133的前端法兰与平衡梁132相连，夹持油缸133的活塞杆与夹持块134相连。[0091]优选地，主动车轮组件12和夹持组件13,与自爬装置1的伸缩臂31与角箱32相连，可使伸缩油缸313的拉力较小，即若每个角需要的压紧力为F,则伸缩油缸313的拉力为[0093]图8为本发明一种自爬式风电维护起重机中第一抱臂组件的第二实施例的结构示意图，如图8所示，第二实施例与第一实施例的主体结构相同，不同之处在于：第一抱臂组件11还包括：若干导向滚轮17、两液压卷轮18和至少两绳索19,若干导向滚轮17均设于第一抱臂组件11的外壁，若干导向滚轮17沿第一抱臂组件11的外周呈等间距设置，两液压卷轮18均设于第一抱臂组件11的外壁，两液压卷轮18均位于任意两相邻导向滚轮17之间，每一绳索19分别与四导向滚轮17、两液压卷轮18传动连接。优选地，液压卷轮18带有制动器。[0095]优选地，四导向滚轮17沿第一抱臂组