[发明专利]一种海上风电机组单叶片安装机器人

说明书

本发明涉及一种海上风电机组单叶片安装机器人，包含一个可自动调整姿态的单叶片安装机械手(1)、一个带有主动补偿功能的吊架(2)、安装于吊机臂架(53)根部的两套智能缆风系统(3)，所述的单叶片安装机械手(1)通过吊架(2)连接在吊机臂架(53)上，所述的智能缆风系统(3)连接单叶片安装机械手(1)，单叶片安装机械手(1)抓取待安装风机叶片(41)，安装在风电机组上。与现有技术相比，本发明可在风电安装船站位不变且无需另加盘车装置的条件下，完成海上大型风电机组单个叶片的全自动安装。具有缩短安装时间、降低安装费用、提高安装安全性，使海上风电机组单个叶片的安装得以实现等优点。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风电机组单叶片安装机械手， 尤其涉及一种能自动对大型海上风电机组的单个叶片进行安装的机器人。

背景技术

海上风力发电作为无污染的可再生能源开发，因其具有更好的风能条件，不涉 及土地征用问题，不会造成大气污染，环保价值可观等优点，发展非常迅速。全球 海上风电产业，尤其是欧洲正朝着更大规格的风机过渡。我国到2020年我国将具 备8兆瓦及以上大型海上风机制造能力。海上风电开工建设规模达到1000万千瓦， 并网容量达500万千瓦。同时突破海上风电施工建设、并网运行关键技术，建成海 上风电场全景监视及综合控制系统。在海上风电场施工建设水平、运维检测等方面 赶超欧美先进水平。据测算，我国在2020年至2030年每年新增容量将达到200 至300万千瓦。因此海上风电的市场空间，难以估量。但是，恶劣的海上环境条件 及海上建设的复杂性，限制了海上风电发展的进度，需要在技术层面，包括机组、 施工、输电及运维等技术上进行研究和突破。

叶片是海上风电机组最基础、最关键的部件之一，其和轮毂组成的风轮是能量 捕获机构，能将风能转变为机械能。同时，叶片也是风载荷的主要承载部件。叶片 在阵风和暴风环境下运行时，易出现振动、变形等现象，甚至遭到损伤或破坏。随 着风电机组趋向于大型化，主机轮毂重心越来越高，叶片长度及重量也越来越大。 因此叶片的安装和运维成为了一个主要的问题。

传统风机叶片的安装主要采用下述三种方式：

1、单叶片式组装。用吊具将叶片分别起吊。因吊具无法在空中调整安装角度， 所以三个叶片都只能在水平位置安装。安装好一个叶片后，需要调整轮毂角度，以 保证下一个安装的叶片能在水平位置安装。在这个过程中，因叶片重量分布不均衡 (如图8)，尤其是大功率风机，叶片长、重量大，仅靠轮毂的制动器无法保证在 任意角度下使轮毂制动，因此需要外加盘车装置。

2、三叶式组装。在陆上把三个叶片和毂帽安装好，组装成风轮，但不与机舱 连接。海上安装时，把机舱安装在塔筒上,将已组装好的风轮吊装在机舱上，以减 少叶片安装时定位、对接等作业，降低施工难度。但运输时，叶片占甲板空间大， 对运输船承重要求较高。当叶片长度加长、重量提高后，这个问题更显突出。

3、整体组装式。风机整体在陆上组装完毕后，运输至海上与基础对接。虽然 过程相对简单，但运输难度大。对于大型风机而言，基本无法实现。

因此上述三种方式均无法满足大功率海上风机叶片安装安全、高效的要求，更 无法实现单支叶片使用中的运维需求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安装安全、高效，运输维修方便的海上风电机组单叶片安装机器人。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种海上风电机组单叶片安装机器人，其特征在于，包含一个可自动调整姿态的单叶片安装机械手、一个带有主动 补偿功能的吊架、安装于吊机臂架根部的两套智能缆风系统，所述的单叶片安装机 械手通过吊架连接在吊机臂架上，所述的智能缆风系统连接单叶片安装机械手，单 叶片安装机械手抓取待安装风机叶片，安装在风电机组上。