專利名稱：塔架攀爬和維護裝置的制作方法
技術領域：
本文所公開的主題涉及塔架維護裝置領域，并且更具體地涉及塔架攀爬和維護裝置。
背景技術：
對攀登塔架和維護保障構件的需求已經存在了一些時間。例如，風力發電機必須 得到維護，以便保持正確操作。在風力發電機中，空氣流使安裝在塔架頂部處的機艙中的大 型轉子葉片或螺旋槳旋轉。葉片使轉子相對于定子自旋以產生電場。旋轉速率通過改變葉 片槳距和通過使用各種制動系統來控制。在疾風狀態期間，葉片槳距經調整而使風能溢出 (減小風的壓力)，以便限制旋轉速度。有時，采用制動系統來進一步防止葉片達到高旋轉 速度。在低風狀態期間，葉片槳距經調整以便獲得盡可能多的風能。隨著時間的推移，風力發電機需要保養。由風所攜帶的污物、灰塵以及其它碎屑會 粘附到發電機上。因此，發電機，尤其是葉片和機艙就需要定期清潔。目前，清潔風力發電 機需要技術人員攀登上塔架。諸如安全帶、施工吊椅或腳手架的攀爬工具(gear)懸掛在機 艙或葉片輪轂上，以便在執行各種保養作業時提供對人員的支承。
發明內容
根據本發明的一個方面，一種用于塔架部件的維護系統包括操作地聯接到塔架部 件上的攀爬系統，該塔架部件包括經由具有外表面的中部延伸至第二端部的第一端部。該 攀爬系統包括至少一個攀爬模塊，該攀爬模塊有選擇地操作成用以使攀爬系統沿塔架部件 從第一端部朝向第二端部移位。該維護系統還包括操作地聯接到攀爬系統上的操作系統。 該操作系統包括至少一個升降馬達以及保養部件。該至少一個升降馬達有選擇地使操作系 統相對于攀爬系統移位。塔架維護系統可包括至少一個攀爬模塊，該攀爬模塊包括本體部 件，該本體部件具有至少一個驅動輪以及操作地聯接到該至少一個驅動輪上的至少一個驅 動馬達。該至少一個驅動輪可包括多個驅動輪，以及該至少一個驅動馬達可包括第一驅動 馬達和第二驅動馬達。第一驅動馬達可連接到該多個驅動輪中選定的驅動輪上，以及第二 驅動馬達可連接到該多個驅動輪中其它選定的驅動輪上。該至少一個攀爬模塊可包括多個 攀爬模塊。此外，它可包括使多個攀爬模塊中的各個相連的連接器部件，該連接器部件構造 和設置成將多個攀爬模塊中的各個攀爬模塊推動到塔架部件的外表面上。連接器部件可構 造和設置成外接塔架部件。此外，該至少一個塔架維護系統可包括操作地連接在該多個攀 爬模塊中的一個攀爬模塊與操作系統之間的第一升降馬達，以及操作地連接在該多個攀爬 模塊中的另一個攀爬模塊與操作系統之間的第二升降馬達，第一升降馬達和第二升降馬達 有選擇地操作成用以使操作系統朝向攀爬系統移位。操作系統可包括圍繞塔架部件的外表 面延伸的至少一個軌道(rail)部件，保養部件有選擇地沿該至少一個軌道部件移位。保養 部件可在大致垂直于攀爬系統行進方向的方向上沿該至少一個軌道部件有選擇地移位。該 至少一個軌道部件可外接塔架部件。塔架維護系統還可包括操作地聯接到該(至少一個)攀爬模塊上的附接系統，該附接系統有選擇地受到觸發，用以將攀爬模塊固定到塔架部件的外表面上。該附接系統可包括至少一個夾持部件和至少一個促動器部件，該促動器部件 有選擇地受到觸發，用以將夾持部件推動至與塔架部件的外表面相接觸。根據本發明的另一方面，一種維護具有主體的塔架部件的方法包括將包括至少一個攀爬模塊的攀爬系統安裝到塔架部件的外表面上，其中，該主體包括第一端部、第二端部 以及具有外表面的中部。該方法還包括將設有保養部件的操作系統連接到攀爬系統上，有 選擇地使攀爬系統從塔架部件的第一端部朝向第二端部移位，有選擇地使操作系統朝向攀 爬系統移位，以及操作保養部件來執行對塔架部件的保養操作。維護塔架部件的方法還可 包括沿塔架部件使攀爬系統停止，以及將攀爬模塊夾持在塔架部件的外表面上。此外，該方 法可包括使保養部件沿外接塔架部件的至少一個軌道移位。使保養部件移位可包括使保養 部件在大致垂直于攀爬系統行進方向的方向上移動。根據本發明的又一方面，一種維護系統包括構造和設置成操作地聯接到塔架部件 上的攀爬系統。該攀爬系統包括至少一個攀爬模塊，該攀爬模塊有選擇地操作成用以使攀 爬系統在軸向上沿塔架部件移位。該維護系統還包括操作地聯接到攀爬系統上的操作系 統。該操作系統包括至少一個升降馬達以及保養部件，該至少一個升降馬達有選擇地使操 作系統相對于攀爬系統移位，從而容許保養部件有選擇地執行對塔架部件的保養。該至少 一個攀爬模塊可包括圍繞外表面間隔開的多個攀爬模塊。該塔架維護系統還可具有操作系 統，該操作系統包括圍繞塔架部件外表面延伸的至少一個軌道部件，其中，保養部件沿該至 少一個軌道部件有選擇地移位。通過結合附圖的如下描述，這些及其它優點和特征將變得更為明顯。
在權利要求中具體地指出且明確地主張了認作是本發明的主題。通過結合附圖的 如下詳細描述，本發明的前述及其它特征和優點將變得明顯，在附圖中圖1為根據示例性實施例的安裝到風力發電機塔架上的塔架攀爬和維護裝置的局部透視圖；圖2為圖1中的塔架攀爬和維護裝置的正視圖；圖3為圖2中的塔架攀爬和維護裝置的頂視圖；以及圖4為根據示例性實施例的包括附接系統的攀爬模塊的透視圖。本詳細說明通過舉例的方式，參照附圖闡述了本發明的實施例以及優點和特征。零件清單2風力渦輪機4塔架部件6第一端部8第二端部10 中部11夕卜表面12偏航系統14風能收集系統
16中心輪轂
20葉片部件
21葉片部件
22葉片部件
40維護系統
54攀爬系統
58操作系統
64攀爬模塊
65攀爬模塊
66攀爬模塊
67攀爬模塊
68攀爬模塊
69攀爬模塊
80本體部件
82驅動輪
83驅動輪
84驅動輪
85驅動輪
87驅動馬達
88驅動馬達
93連接器部件
94連接器部件
104升降馬達
105升降馬達
108鼓部件
109鼓部件
112線纜
113線纜
116安裝部件
117安裝部件
124保養部件
128軌道部件
129軌道部件
140附接系統
142夾持部件
144本體部分
145第一弓形表
146第二弓形表
147摩擦材料
156 第--連桿系統
157 第二二連桿系統
159 第--連桿部件(156)
160 第二二連桿部件(156)
161 第--連桿部件(157)
162 第二二連桿部件(157)
166促動器部件
167促動器部件
具體實施例方式首先參看圖1，風力渦輪機大體上以2示出。風力渦輪機2構造成用以支承在陸地 或海上。為此，風力渦輪機2包括塔架部件4，該塔架部件4具有經由具有外表面11的中部 10延伸至第二端部8的第一端部6。風力渦輪機2還包括偏航系統12，該偏航系統12具 有安裝到其上的風能收集系統14。偏航系統12圍繞由塔架部件4限定的軸線有選擇地旋 轉，以便將風能收集系統14相對于常吹風流定位。在任何情況下，風能收集系統14都包括 中心輪轂16和多個葉片部件20-22。葉片部件20-22響應于風流而圍繞由中心輪轂16所 限定的通路(access)共同地旋轉。葉片部件20_22的旋轉傳遞至轉子(未示出)，轉子在 定子(也未示出)內旋轉以產生電力。此外，各葉片部件20均可有選擇地樞轉，以便形成 優選的槳距來加強風能的收集。隨著時間的推移，需要對塔架部件4進行保養。由氣流、諸 如鳥的動物接觸等所帶來的污物應當周期性地從風力渦輪機2上除去。為此，風力渦輪機 2設有有選擇地安裝到塔架部件4上的維護系統40。如圖2和圖3中最佳示出的那樣，維護系統40包括攀爬系統54和操作系統58。 攀爬系統54包括圍繞塔架部件4的外表面11排列的多個攀爬模塊64-69。由于各攀爬模 塊64-69均相似地構成，故詳細說明將遵循對攀爬模塊64的參照，且理解到剩余的攀爬模 塊(即，攀爬模塊65-69)相似地形成。如圖所示，攀爬模塊64包括本體部件80，該本體部 件80具有第一對驅動輪82和83，以及其中的一個以85示出的第二對驅動輪。第一對驅動 輪82和83操作地連接到布置在本體部件80內的第一驅動馬達87上，而第二對驅動輪操作 地連接到也設置在本體部件80內的第二驅動馬達88上。根據示例性實施例，驅動輪82-85 由具有高摩擦系數的材料形成，從而使攀爬模塊64能夠從第一端部6朝第二端部8攀登上 塔架部件4。為了進一步確保攀爬模塊64-69與塔架部件4之間的摩擦接觸，攀爬系統54 包括第一連接器部件93和第二連接器部件94。連接器部件93和94外接塔架部件4，且將 壓力施加到攀爬模塊64-69上。更具體而言，連接器部件93和94由彈性類型的材料形成， 該彈性類型的材料將攀爬模塊64-69推動到塔架部件4的外表面11上。應當理解的是，外 接是指連接器部件93和94圍繞塔架部件4的外周界延伸。連接器部件93和94可與塔架 部件4接觸，但并非必須與塔架部件4接觸。如圖2中進一步示出的那樣，操作系統58包括第一升降馬達104和第二升降馬達 105。各升降馬達104，105均包括對應的鼓部件108和109。鼓部件108儲存第一長度的線 纜112，而第二鼓部件109儲存第二長度的線纜113。線纜112和113從鼓部件108和109 中相應的一個延伸至例如提供在攀爬模塊64和69上的對應安裝部件116和117上。盡管顯示為具有兩個升降馬達連接在操作系統58與攀爬系統57之間，但應當理解的是，升降馬 達和線纜的數目可根據示例性實施例而變化。進一步根據示例性實施例，操作系統58包括支承在第一軌道部件128和第二軌道 部件129上的保養部件124。更具體而言，軌道部件128和129外接塔架部件4的外表面 11，而保養部件124可有選擇地圍繞塔架部件4的外表面11移位。應當理解的是，外接是 指軌道部件128和129圍繞塔架部件4的外周界延伸。軌道部件128和129可與塔架部件 4接觸，但并非必須與塔架部件4接觸。保養部件124構造和設置成用以執行保養作業，如 清潔、重新上漆(涂抹)以及塔架殼體檢測。當然，還應當理解的是，盡管僅示出了單個保 養部件124，但操作系統58可包括布置在攀爬模塊64-69中的相鄰攀爬模塊之間的多個保 養部件。還應當理解的是，保養部件124可容易地改動而容許在單次保養操作中執行多種 作業，以及可采用分別執行單獨的保養作業的多個保養部件。如圖4中最佳示出的那樣，維護系統40還包括與攀爬模塊64-69中的至少一個操 作地(在操作上)相關的附接系統140。在所示的示例性實施例中，附接系統140提供在 攀爬模塊67上，但附接系統140的數目和位置可以變化。附接系統140包括具有本體部分 144的夾持部件142，該本體部分144包括第一弓形表面145和相對的第二弓形表面146。 第二弓形表面146設有摩擦材料(未示出)，當抵靠塔架部件4的外表面11受到推動時，該 第二弓形表面146支承攀爬系統54。為此，附接系統140包括第一連桿系統156和第二連 桿系統157。第一連桿系統156包括操作地連接到第二連桿部件160上的第一連桿部件159。第 一連桿部件159連接到攀爬模塊67上，而第二連桿部件160連接到夾持部件142的第一弓 形表面145上。類似的是，第二連桿系統157包括第一連桿部件161和第二連桿部件162。 第一連桿部件161聯接到攀爬模塊67上，而第二連桿部件162聯接到夾持部件142的第一 弓形表面145上。附接系統140還包括第一促動器部件166和第二促動器部件167。第一 促動器部件166操作地連接到第一連桿系統156上，而第二促動器部件167操作地連接到 第二連桿系統157上。促動器部件166和167對第一連桿系統156和第二連桿系統157進 行操作，以便抵靠塔架部件4的外表面11推動夾持部件142。攀爬系統54附接到塔架部件4的外表面11上，以便執行保養操作。一旦附接，則 攀爬模塊64-69便有選擇地從第一端部6朝第二端部8橫越塔架部件4。一旦處于選定位 置，則附接系統140便受到激發而將攀爬系統54夾持在塔架部件4上。附接系統140容 許顯著輕型的攀爬系統橫越塔架部件4，而一旦攀爬系統處于適當位置，則重量較大的(保 養)構件則通過線纜升降。這里，升降馬達104和105有選擇地受到觸發，以便升高和定位 操作系統58。一旦就位，則保養部件124受到觸發，且在塔架部件4上執行保養操作。如 上文所述，保養部件124有選擇地在軌道部件128和129上移位，以便有助于保養功能。例 如，保養部件124可包括對塔架部件4外表面11提供擦洗作用的清潔系統，保養部件124 可為有助于將涂料涂層施加到塔架部件4的其它表面上的上漆系統，等等。示例性實施例 使塔架保養功能能夠從地面執行，從而減少了執行保養操作所需的塔架保養人員的數目， 且還消除了保養人員攀登塔架部件以便執行保養操作的需要。盡管本發明僅結合了有限數量的實施例來詳細描述，但應當容易理解，本發明并 不限于此類公開的實施例。確切而言，本發明可進行修改，以結合任意數目的此前并未描述但與本發明的精神和范圍相匹配的變型、備選方案、替換方案或等效布置。此外，盡管已經 描述了本發明的多種實施例，但應當理解，本發明的方面可僅包括所述實施例中的一些。因 此，本發明不應看作是由以上說明限制，而是僅由所附權利要求的范圍限制。
權利要求
1.一種用于塔架部件(4)的維護系統(40)，所述塔架部件(4)具有經由具有外表面 (11)的中部(10)延伸至第二端部(8)的第一端部(6)，所述維護系統(40)包括操作地聯接到所述塔架部件(4)上的攀爬系統(54)，所述攀爬系統(54)包括至少一個 攀爬模塊(64-69)，所述至少一個攀爬模塊(64-69)有選擇地操作成使所述攀爬系統(54) 沿所述塔架部件(4)從所述第一端部(6)朝所述第二端部(8)移位；以及操作地聯接到所述攀爬系統(54)上的操作系統(58)，所述操作系統(58)包括至少一 個升降馬達(104)以及保養部件(124)，所述至少一個升降馬達(104)有選擇地使所述操作 系統(58)相對于所述攀爬系統(54)移位。
2.根據權利要求1所述的塔架維護系統(40)，其特征在于，所述至少一個攀爬模塊 (64-69)包括本體部件(80)，所述本體部件(80)具有至少一個驅動輪(82)以及操作地聯 接到所述至少一個驅動輪(82)上的至少一個驅動馬達(87)。
3.根據權利要求2所述的塔架維護系統(40)，其特征在于，所述至少一個驅動輪(82) 包括多個驅動輪(82-85)，以及所述至少一個驅動馬達(87)包括第一驅動馬達(87)和第二 驅動馬達(88)。
4.根據權利要求3所述的塔架維護系統(40)，其特征在于，所述第一驅動馬達(87)連 接到所述多個驅動輪(82，83)中的選定驅動輪上，以及所述第二驅動馬達(88)連接到所述 多個驅動輪(84，85)中的其它選定驅動輪上。
5.根據權利要求4所述的塔架維護系統(40)，其特征在于，所述塔架維護系統(40)還 包括使所述多個攀爬模塊(64-69)中的各個攀爬模塊相連的連接器部件(93)，所述連接 器部件(93)構造和設置成將所述多個攀爬模塊(64-69)中的各個攀爬模塊推動到所述塔 架部件(4)的外表面(11)上。
6.根據權利要求5所述的塔架維護系統(40)，其特征在于，所述塔架維護系統(40)還 包括操作地連接在所述多個攀爬模塊(64)中的一個攀爬模塊與所述操作系統(58)之間 的第一升降馬達(104)，以及操作地連接在所述多個攀爬模塊(68)中的另一個攀爬模塊與 所述操作系統(58)之間的第二升降馬達(105)，所述第一升降馬達(104)和所述第二升降 馬達(105)有選擇地操作成用以使所述操作系統(58)朝所述攀爬系統(54)移位。
7.根據權利要求6所述的塔架維護系統(40)，其特征在于，所述操作系統(58)包括圍 繞所述塔架部件(4)的外表面(11)延伸的至少一個軌道部件(128)，所述保養部件(124) 有選擇地沿所述至少一個軌道部件(128)移位。
8.根據權利要求7所述的塔架維護系統(40)，其特征在于，所述保養部件(124)在大 致垂直于所述攀爬系統(54)行進方向的方向上沿所述至少一個軌道部件(128)有選擇地 移位。
9.根據權利要求1所述的塔架維護系統(40)，其特征在于，所述塔架維護系統(40)還 包括操作地聯接到所述至少一個攀爬模塊(64)上的附接系統(140)，所述附接系統(140) 有選擇地受到觸發，以便將所述攀爬模塊(64)固定到所述塔架部件(4)的外表面(11)上。
10.根據權利要求9所述的塔架維護系統(10)，其特征在于，所述附接系統(140)包括 至少一個夾持部件(142)和至少一個促動器部件(166)，所述促動器部件(166)有選擇地受 到觸發，以便推動所述夾持部件(142)以與所述塔架部件(4)的外表面(11)相接觸。
全文摘要
本發明涉及塔架攀爬和維護裝置。具體而言，一種用于塔架部件(4)的維護系統(40)包括操作地聯接到塔架部件上的攀爬系統(54)，該塔架部件(4)包括經由具有外表面(11)的中部(10)延伸至第二端部(8)的第一端部(6)。攀爬系統(54)包括至少一個攀爬模塊(64-69)，該至少一個攀爬模塊(64-69)有選擇地操作成使攀爬系統沿塔架部件(4)從第一端部(6)朝第二端部(8)移位。維護系統(40)還包括操作地聯接到攀爬系統(54)上的操作系統(58)。操作系統(58)包括至少一個升降馬達(104)以及保養部件(124)。該至少一個升降馬達有選擇地使操作系統(58)相對于攀爬系統(54)移位。
文檔編號F03D11/00GK101993020SQ20101025457
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月4日 優先權日2009年8月4日
發明者Y·劉 申請人:通用電氣公司