[发明专利]一种用于大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人

说明书

本发明公开一种用于大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人，包括远程操控系统、搭载平台以及爬升单元；所述远程操控系统用于控制所述拉臂式爬升机器人的作业；所述搭载平台由多个框架单元组成，在搭载平台上设置导轨组，所述导轨组上设置作业机；所述爬升单元用于带动搭载平台在风电塔筒外壁上的升降动作，包括单元框架、电气柜和拉臂，所述拉臂用于收紧爬升单元紧贴在风电塔筒外壁上；本发明用于代替人工，对风电塔筒外壁涂装、清洁、除锈、检修维护等作业施工，并针对目前已公开的该类设备缺陷，给出更为合理的解决结构，通过操控机器人作业，大幅降低人员安全风险，提高工作效率。

技术领域

本发明涉及风力塔筒技术领域，尤其涉及一种用于大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人。

背景技术

风力发电塔筒的高度往往超过100米，有的达到150米甚至更高；塔筒作为支撑部件，一般为底部直径大、顶部直径小的一个圆台状结构，即从底面到顶面，其直径是逐步减小的，大多外部为钢质且表面喷涂有防锈的涂料。风力发电塔筒往往处于较为恶劣的使用环境下，尤其是海上风力发电塔筒又处于严重腐蚀环境氛围中，不仅受到风吹、日晒、雨淋，更受到潮湿盐雾的侵蚀，很容易导致钢质塔筒外壁防腐涂层破坏，如油漆脱落、筒体锈蚀，加之涂层使用寿命超限会产生涂层粉化、脱落、起泡和松动等现象而加速筒体金属的锈蚀，使得风力发电塔筒的钢质表面的防腐蚀涂料容易脱离，如果不进行及时的维护容易造成深度腐蚀，对风力发电塔筒的承受力造成威胁。因此经常需要对风力发电塔筒进行各种作业处理，比如清洁、除锈、重新喷涂，甚至于在塔筒表面喷绘各种图案等等，因塔筒高度和体积较大，一是采取吊篮或吊板为作业平台，人工高空作业；二采用大型起重机将作业人员置于风力发电塔筒外壁进行施工维护保养等，以上的方式存在局限性大、风险高、费用高、效率低等问题。针对传统方式，现有技术提出了用机械代替人工的方式，例如中国专利申请号为201610369163 6的专利，记载了一种“一种履带式磁吸附爬壁机器人”，其涉及到了磁吸履带式的攀爬机器人，其缺点是具有磁性的履带与壁面进行接触，其接触面积较小、磁能利用率低和磁吸附力小，且其平直式的履带吸附适合在表面平整的钢铁壁面进行工作，不具备适应曲面风电塔筒壁的攀爬，且缺乏跨越缝隙或突起的越障能力；中国专利申请号为2019102354802的专利，记载了一种“风电塔筒维护机器人”，该爬升机器人的塔筒上抱圈和塔筒下抱圈分别包括有数量相等的上抱筒板和下抱筒板；在抱筒板上安装有卷扬机，卷扬机的钢索缠绕于抱筒板的外侧；在上抱筒板和下抱筒板之间支承有爬升驱动装置，在上抱筒板和下抱筒板上安装有托承撑架，该托承撑架的托承横杆安装有维护台架；维护台架的台架上框架上移动支承有维护移动车，维护移动车的周向移动架上转动支承有周向滚轮，在周向移动架上滑动支承有径向移动架，在径向移动架上固定连接有竖向移动架，竖向移动架上滑动支承有竖向滑板；该周向、径向和竖向驱动装置均与机器人控制器相电连接，其存在结构不够灵活、自身调节能力差，使用复杂，可靠性差；中国专利申请号为2021109209775的专利，记载了“一种风电塔筒维护平台”，平台框架上设置有作业轨道、爬升模块及顶紧模块；所述作业轨道上设置有可滑动的作业平台小车，所述作业平台小车上伸出设置伸缩作业臂，在所述伸缩作业臂上设置有作业模块；所述爬升模块用于所述平台框架的升降动力机构；其依靠伸缩推杆顶出，剪叉式伸缩架张开，橡胶轮向前运动顶紧塔筒，无法实现爬升过程中动态拉紧各组成单元；中国专利申请号为202210671425X的专利，记载了“自适应壁面的攀爬维护机器人”，其虽能在一定范围内调节拉紧个组成单元，但无法设置搭载负责维护功能组件的平台，其实施维护的功能组件，只能在每个单元内运行，数量多、存在维护死角，且其爬升轮的设计结构，难于适用曲面塔筒。因此上述现有技术仍然存在结构不够灵活、自身调节能力差，使用复杂、可靠性差等问题，难以满足现实环境使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理、操作简单、可调节拉紧力、安全可靠的大型风电塔筒外壁作业的拉臂式爬升机器人。