一种磁力攀爬车的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种磁力攀爬车，包括：车架（100）；电动机（200），固定在所述车架（100）上；传动装置（300）；行走机构（400），所述行走机构为履带式，包括至少两组链轮（411、412）、与该至少两组链轮啮合的两条传动链（420）；以及多个磁力吸盘（500）组成。所述磁力吸盘（500）上安装有磁体，用于通过磁力将磁力攀爬车吸附在要攀爬的塔的由钢铁材料制成的塔壁上，电动机（200）驱动行走机构（400）的链轮转动，以带动两条传动链（420）滚动，从而驱动磁力攀爬车沿着塔壁移动。
【专利说明】一种磁力攀爬车
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磁力攀爬车，具体地说，涉及一种用于在风电机组塔筒壁上移动的磁力攀爬车。
【背景技术】
[0002]风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到重视。利用风力发电装置可以将风能转换为电能，风力发电既不需要燃料，也不会产生辐射或空气污染。风力发电所需装置主要包括风轮、发电机组和钢制的塔筒。风力带动风轮旋转，将风的动能转换为机械能，发电机组将风轮得到的机械能转换为电能，塔筒是支撑风轮和发电机组的构架，为了获得较大和较均匀的风力，塔筒高度设置为80?100米或超过100米，而且随着塔筒高度增加，塔筒直径逐渐减小，在我国，1.5MW主流风力发电机组的塔筒底部直径为4.5米，而塔筒顶部直径为2.4米。另外，发电机组发电能力越强，则塔筒所需设置高度越高。
[0003]塔筒高度为维护人员在设备维护过程中带来极大的不便。在进行风电设备维护时，在塔筒内部设有连接塔筒底部和顶部的爬梯，维修人员采用徒手攀爬的方式，不但是对人生理和心理的挑战，而且存在跌落的危险。而装备和零件通过起重机进行吊装，但是由于重物的质量增加和提升高度的增加，吊装精度也相应的降低。而且，随着发电机组大型化的趋势，徒手攀爬以及起重机吊装的方式已经不能满足风电设备维护作业的要求。因而，需要一种设备能够把维修人员和装备零件送至塔筒的任意高度，并安全地带回地面。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种磁力攀爬车，该磁力攀爬车能够靠磁力吸附在钢铁材质的塔筒壁上，并在动力装置的驱动下沿着塔筒壁攀爬，该磁力攀爬车的负载能力强，能够将维修人员、装备和零件送达到塔筒的任意高度。
[0005]为实现上述目的，本发明提供一种磁力攀爬车，该磁力攀爬车包括:车架，所述车架包括多根竖直杆和连接所述多根竖直杆的多根水平杆，在所述车架后端设有支撑架，车架上设有多个固定板；电动机，所述电动机固定在所述车架的支撑架上，通过螺栓连接与所述支撑架固定；传动装置，所述传动装置由多级链传动机构组成，每一级链传动机构的链轮及传动链都是对称设置的，用于安装链轮的轴通过法兰固定在车架的固定板上，链轮位于所述轴的两端；行走机构，所述行走机构为履带式，由链轮、传动链以及多个磁力吸盘组成，所述链轮及传动链都是对称设置的，用于安装链轮的轴通过法兰固定在车架的固定板上，链轮位于所述轴的两端，每个所述磁力吸盘通过连接片与所述传动链固定，所述磁力吸盘包括托架、多个磁铁块和多个弹性块，所述托架上间隔分布着所述磁铁块与所述弹性块。
[0006]优选地，所述托架由导磁材料制作。
[0007]优选地，所述磁块为永磁铁。
[0008]优选地，相邻的所述磁块的磁极相反。
[0009]优选地，所述磁块形状为立方体。[0010]优选地，所述弹性块的高度大于磁块的高度。
[0011]另外，优选地，所述托架内靠近两端的弹性块具有弧形表面。
[0012]根据上面的描述以及实践可知，其一，磁力吸盘内的磁块对塔筒壁产生足够大的吸附力，弹性块与塔筒壁接触产生摩擦，该竖直向上的摩擦力与磁力攀爬车及负载的重力平衡；而且，电动机带动传动装置，并通过该传动装置带动行走机构实现沿着风电塔筒外壁的攀爬运动，故磁力攀爬车可以在塔筒壁上实现自动攀爬功能。其二，多个磁极相反的磁块间隔地设置在磁力吸盘内，并与导磁的托架形成磁靴，均可以增大单个磁块的吸附力，从而可以实现单位质量磁块的吸附力最大，以增大磁力攀爬车的提升重量。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
[0014]图1是本发明的一个实施例所述的磁力攀爬车的示意图；
[0015]图2示出了图1所述的磁力攀爬车的车架示意图；
[0016]图3示出了图1所述的磁力攀爬车的传动机构和行走构示意图；
[0017]图4示出了图1所述的磁力攀爬车的磁力吸盘示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将参考附图来描述本发明所述的磁力攀爬车的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和以下描述的实施例在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图是示意性的，不一定按实际比例画出本发明的装置。并且，在各个附图中相同的附图标记表示相同的部分。
[0019]图1是本发明的一个实施例所述的磁力攀爬车的示意图。图2示出了图1所述的磁力攀爬车的车架示意图。图3示出了图1所述的磁力攀爬车的传动装置和行走构示意图。图4示出了图1所述的磁力攀爬车的磁力吸盘示意图。
[0020]如图1、图2、图3和图4所示，本发明的一个实施例的磁力攀爬车1000包括车架100、电动机200、传动装置300、行走机构400和磁力吸盘500。
[0021]车架100包括多根竖直杆、多根水平杆、多个固定板和支撑架。在本发明的一个实施例中，如图2所示，车架100包括两根竖直杆110和四根连接竖直杆110的水平杆121、122、123、124，在水平杆121与水平杆122之间设有固定板141，在水平杆123与水平杆124之间设有固定板142、143，固定板141、142、143的侧壁上均设有多个通孔，在水平杆123与水平杆124之间设有支撑架130，支撑架上设有多个通孔。
[0022]电动机200固定在车架100上，通常固定在支撑架130上，电动机200带动传动装置，用于降低电动机200的输出转速，以增大电动机200的输出力矩。在本发明的一个实施例中，电动机200两侧各驱动两组垂直相交的传动链。参见图3，第一级链传动包括作为主动链轮的链轮311和作为从动链轮的链轮312，通过传动链321连接，第二级链传动包括作为主动链轮的链轮313和作为从动链轮的外链轮314，通过传动链322连接。从动链轮312的直径大于主动链轮311的直径，从动外链轮314的直径大于主动链轮313的直径。第二级主动链轮313直径小于第一级从动链轮312的直径。两个相对的链轮311通过键连接固定在电动机200的输出轴210上，两个相对的链轮312及两个相对的链轮313均通过键连接固定在轴330上，轴330的两端均通过轴承350支撑，轴承350位于法兰340内侧，法兰340通过螺栓连接固定在车架100的固定板143上。
[0023]行走机构包括多个链轮(411、412)、多条传动链及多个法兰等。在本发明的一个实施例中，如图3所示，行走机构设置有两组链轮(411、412)，在水平杆123与水平杆124之间，设有第一组链轮411，其包括两个链轮411，这两个链轮411固定在一个连接轴431上，以能够同轴地转动，在每个链轮411外侧设有外链轮314，链轮411与外链轮314共轴并均通过键连接与轴431 (或432)固定，轴431的两端均通过轴承461支撑，轴承461位于法兰451内侧，法兰451通过螺栓连接固定在车架100的固定板142上。在水平杆121与水平杆122之间，设有另一组链轮，该组链轮包括与链轮411等大的两个链轮412，位于同一侧的链轮411和链轮412与一条传动链420啮合，链轮412中心处设有通孔，两个相对的链轮412通过键连接固定在轴432上，当第一组链轮411在电动机200的驱动下转动时，第一组链轮411带动传动链420向前或向后滚动，从而使磁力攀爬车向前或先后移动。轴432的两端均通过轴承462支撑，轴承462位于法兰452内侧，法兰452通过螺栓连接固定在车架100的固定板141上。
[0024]磁力吸盘500包括托架510，和固定在托架510中的多个磁块520，见图4。优选地，托架510由导磁材料制作；磁块520为永磁铁。托架510的两端通过连接片440与传动链420连接。在本实施例中，每节传动链420连接一个磁力吸盘500，每节传动链420均设有连接片440，连接片440上设有通孔，托架510底板两端的通孔与传动链420的连接片440上通孔重合，通过螺栓连接固定。参见图4，在托架510上设有支撑槽，多个磁块520布置在支撑槽内。在支撑槽的两端设有弹性块531或弹性条533，用于保护易碎的磁块520，避免碰撞到支撑槽的侧壁。，相邻的磁块520之间设有高于磁块的弹性块532，其高度差为I ?2mm。
[0025]优选地，相邻的磁块520的磁极相反。首先，多块磁块520同时使用有助于增大单个磁块520的吸附力；其次，采用绝缘的弹性块520置于两个相邻的磁极相反的磁块520之间，异名磁极之间具有较高的磁感线密度，可以提高磁块520的吸附力；最后，磁块520与导磁的托架510之间可以形成磁靴，以增大磁块520的吸附力。优选地，磁块520的形状为立方体，相对于其他形状的磁块，立方体磁块520的单位质量磁铁的吸附力最强。优选地，弹性块531和弹性块532的高度均大于磁块520的高度，其高度差为I?2mm，既不影响磁块520与塔筒壁之间的吸附力，又可以避免磁块520直接吸附在塔筒壁上，以消除磁块520与塔筒壁之间的摩擦带来的影响。优选地，托架510内靠近两端的弹性块531具有弧形表面。托架510内两端的弹性块531与塔筒的圆形表面的弧度一致，在磁力吸盘500移动过程中，更加适应塔筒的圆柱形表面。在本实施例中，在托架510内放置三块磁块520，相邻的磁块520的磁极相反。磁块520的形状为立方体，其各边边长均为40mm。三个相邻的磁块520之间设有橡胶块532，橡胶块532高度略高于磁块520高度，其高度差为I?2mm。而且，磁块520的顶面优选呈圆弧形，磁力吸盘其弧度与塔筒壁的弧度一致。
[0026]将磁力攀爬车1000调整好姿态，使其方向为竖直向上，然后将攀爬车1000逐渐靠近塔筒直至与塔筒吸合，再启动电动机200，电动机200驱动两侧的链轮311旋转，带动传动链321旋转，传动链321带动链轮312旋转，轴330随之旋转，并带动链轮313旋转，链轮313旋转带动传动链322，外链轮314随之旋转，轴431随着外链轮314旋转，轴431带动链轮411旋转，链轮411旋转带动传动链420，传动链420带动链轮412旋转。通过连接片440与传动链420连接的磁力吸盘500随着传动链420位置的变化而变化，即沿着塔筒壁实现竖直方向的攀升运动，将维修人员、装备和零件与磁力攀爬车固定，驱动磁力攀爬车运动，则可以改变其在竖直方向的高度。
[0027]根据上面的描述以及实践可知，其一，磁力吸盘内的磁块对塔筒壁产生足够大的吸附力，弹性块与塔筒壁接触产生摩擦，该竖直向上的摩擦力与磁力攀爬车及负载的重力平衡；而且，电动机带动传动装置，并带动行走机构实现沿着风电塔筒外壁的攀爬运动，故磁力攀爬车可以在塔筒壁上实现自动攀爬功能。其二，多个磁极相反的磁块间隔地设置在磁力吸盘内，并与导磁的托架形成磁靴，均可以增大单个磁块的吸附力，从而可以实现单位质量磁块的吸附力最大，以增大磁力攀爬车的提升重量。
[0028]在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进和变形，都落在本发明的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好地解释本发明的目的，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种磁力攀爬车，包括: 车架； 电动机，固定在所述车架的支撑架上； 履带式行走机构，包括至少两组链轮、与所述链轮啮合的两组传动链； 磁力吸盘，其上安装有磁体，用于通过磁力将磁力攀爬车吸附在要攀爬的塔壁上； 其中，电动机驱动至少一组所述链轮转动，以带动所述两组传动链滚动，从而驱动所述磁力攀爬车移动。
2.如权利要求1所述的磁力攀爬车， 还包括传动装置，电动机通过传动装置驱动所述链轮转动。
3.如权利要求1所述的磁力攀爬车，其中， 所述磁力吸盘包括多个磁力吸盘，设置在所述两组传动链之间，并能够随着传动链的滚动而进行履带式的滚动，从而使得总有至少一个磁力吸盘面对要攀爬的塔壁并将磁力攀爬车吸附在塔壁上。
4.如权利要求1所述的磁力攀爬车，其中，每个所述磁力吸盘包括托架、安装在托架中的多个磁铁块。
5.如权利要求4所述的磁力攀爬车，其中，各磁铁块之间和磁铁块和托架侧壁之间设置有弹性块，以防止磁铁块之间以及磁铁块和托架的碰撞而导致磁铁块破损。
6.如权利要求4或5所述的磁力攀爬车，其中，所述托架由导磁材料制作。
7.如权利要求4或5所述的磁力攀爬车，其中，所述磁铁块为永磁铁或电磁铁。
8.如权利要求1所述的磁力攀爬车，其中，相邻的所述磁块的磁极相反。
9.如权利要求5所述的磁力攀爬车，其中，所述弹性块的高度大于磁铁块的高度，以避免磁铁块与所述塔壁碰撞。
【文档编号】B62D57/024GK103587604SQ201310528724
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】史国权, 曹国华, 吕琼莹, 王德民, 陶希家 申请人:长春理工大学