一种用于风电叶片的主动转向转运车及风电叶片转运方法与流程

本发明涉及一种辅助搬运装置，更具体地说，涉及一种用于风电叶片的主动转向转运车及风电叶片转运方法。

背景技术：

1、风电叶片即风力发电叶片，其是风力发电设备中的一个重要部件，主要特点是长度和重量都很大，且具有特殊造型的弧形表面。在风电叶片生产制造过程中，需要经过成型、打孔、喷漆等多道处理工序，而这些处理工序往往需要在不同的车间内完成，因此在场内需要对风电叶片进行转移，使其从一个加工环境转移到另一个加工环境中。由于风电叶片体积和重量很大，因此其转运是一项很难进行的操作，尤其是在场内空间有限的情况下，风电叶片搬运转向更是一个难题。

2、目前，风电叶片的场内转运大多使用转运平台车完成，一般是风电叶片的一端为牵引车辆，另一端为转运平台车，也有在风电叶片的两端均采用转运平台车进行转移的方式，转运平台车主要采用万向轮随动转向。例如中国专利号zl201520685240.x公开的“一种风力发电机叶片活动式转运车”、中国专利号zl201921510283.9公开的“一种用于风力发电叶片厂内搬运的运输工装”和中国专利号zl202020067522.4公开的“风力发电机叶片根部转运车”等。现有转运平台车均采用跟随被动转向，因此通常采用偏心万向轮设计，但实际使用中发现，由于风电叶片的自重很大，偏心万向轮所承受的载荷也非常大，致使偏心万向轮的随动转向阻力很大，往往无法灵活地完成转向动作，导致转弯半径很大，并且需要工作人员跟随转运平台车，并用撬杠等工具来对万向轮手动进行方向矫正，增加了风电叶片的转运劳动量，降低了转运效率。中国专利号zl202020067522.4公开的“风力发电机叶片根部转运车”虽然采用回转支撑来连接支架和底座，在转弯时，风电叶片能够相对底座旋转，但底座上万向轮的方向并没有转向，因而转运车依然会朝着万向轮方向移动，依然无法有效解决风电叶片转弯半径大，需要更大的周转场地等问题。

3、另外，风电叶片的根部和叶尖截面形状不同，根部通常为圆柱形，叶尖通常为曲面造型的扁椭圆状，目前常见设计是针对根部和叶尖分别为转运平台车设计不同的支撑架结构，例如中国专利号zl201821625659.6公开的“一种叶片转运车”等，对于风电叶片与转运平台车的支撑架不匹配的情况，由操作人员在支撑架上放置缓冲垫来填充，以保证风电叶片的支持稳定性。但这种方式对于风电叶片的固定并不牢靠，支撑架对于风电叶片下表面的支撑力也不均匀，容易对风电叶片造成损伤，并且操作繁琐。

4、综上可知，现有的风电叶片转运车存在以下缺陷：

5、(1)转运车被动转向，万向轮转向不灵活，转向迟滞明显，导致转弯半径很大；而且需要人工干预转向，转运劳动强度大，效率低；

6、(2)转运车支撑架对风电叶片的支撑稳定性较差，操作相对较为繁琐；

7、(3)转运车为被动跟随运动，需要牵引车辆参与，而牵引车辆自身转弯半径也比较大，反映到叶片末端的转向半径也会更大，降低了叶片转运灵活性。

技术实现思路

1、1.发明要解决的技术问题

2、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种用于风电叶片的主动转向转运车及风电叶片转运方法，采用本发明的技术方案，转运车采用无偏心万向轮，并且利用主动转向机构驱动四组承载万向轮同步同向转向运动，实现了转运车的主动灵活转向，转向控制准确，有效减小了风电叶片周转转弯半径，提高了风电叶片场内转运的灵活性和效率。另外，叶片夹具采用气囊夹具，可保证在强力锁紧的状态下不会对叶片造成伤害，不仅夹紧稳定可靠，而且操作也更加简单方便；该转运车还可以安装驱动总成，可自主完成风电叶片的转运工作，进一步提高了风电叶片的转运操作便捷性，降低了风电叶片场内周转难度。

3、2.技术方案

4、为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

5、本发明的一种用于风电叶片的主动转向转运车，包括底盘总成、回转支承和叶片夹具总成，所述叶片夹具总成通过回转支承安装在底盘总成上，所述底盘总成包括底盘架和安装在底盘架上的四组承载万向轮，所述承载万向轮的转向轴线l2与轮轴轴线l1相交，所述底盘架上设有用于驱动四组承载万向轮同步同向转向运动的主动转向机构，所述底盘架上还设有用于控制主动转向机构执行转向动作的电控箱。

6、更进一步地，所述主动转向机构包括转向驱动电机、动力传动机构、传动主轴、转向器、分动轴、减速箱和转向齿轮组，所述转向驱动电机安装在底盘架上，并通过动力传动机构与传动主轴传动连接，所述传动主轴的两端分别与转向器相连接，所述转向器的两个输出轴分别通过分动轴与设于对应承载万向轮附近的减速箱相连接，所述减速箱与相应的承载万向轮的转向支座之间通过转向齿轮组传动连接；所述转向驱动电机与电控箱电连接。

7、更进一步地，所述承载万向轮还具有与电控箱通信连接的角度传感器。

8、更进一步地，所述叶片夹具总成包括支撑底座、第一夹持件、第二夹持件和夹紧驱动机构，所述支撑底座通过回转支承安装在底盘架上，所述第一夹持件和第二夹持件相对地安装在支撑底座上，且第一夹持件和第二夹持件上设有相对的夹持槽口，所述夹紧驱动机构设于支撑底座上，并作用在第一夹持件和/或第二夹持件上，用于驱动第一夹持件和第二夹持件相对夹紧或打开。

9、更进一步地，所述第一夹持件和第二夹持件均为可充气气囊，所述第一夹持件和第二夹持件之间还设有可伸缩的支撑气垫。

10、更进一步地，所述夹紧驱动机构包括夹持驱动电机和传动丝杆，所述第一夹持件和第二夹持件两者之一固定在支撑底座上，另一者滑动设于支撑底座上，所述夹持驱动电机安装在支撑底座的一侧，并与传动丝杆相连接，所述传动丝杆与第一夹持件和第二夹持件两者中的滑动件螺纹配合，所述夹持驱动电机与电控箱电连接。

11、更进一步地，还包括设于底盘架上的驱动总成，所述驱动总成包括固定座、转动座、摆动臂、驱动轮、驱动轮转向机构和行走驱动机构，所述固定座固定安装在底盘架上，所述转动座的上部与固定座转动连接，所述驱动轮转向机构设于固定座与转动座之间，用于驱动转动座相对固定座旋转运动；所述摆动臂的一端与转动座的下部转动连接，所述摆动臂的另一端设有驱动轮，所述摆动臂与转动座之间还设有减震器，所述行走驱动机构与驱动轮传动连接，所述驱动轮转向机构和行走驱动机构分别与电控箱电连接。

12、更进一步地，所述驱动轮转向机构包括驱动轮转向电机、第一转向齿轮和第二转向齿轮，所述驱动轮转向电机安装在转动座上，所述第一转向齿轮与驱动轮转向电机传动连接，所述第二转向齿轮固定在固定座上，所述第一转向齿轮和第二转向齿轮相啮合；

13、所述行走驱动机构包括行走驱动电机、传动小齿轮、传动大齿轮和驱动轮传动机构，所述行走驱动电机安装在转动座上，并与传动小齿轮相连接，所述传动大齿轮与摆动臂的摆动轴同轴设置，所述传动小齿轮与传动大齿轮相啮合，所述传动大齿轮的齿轮轴通过驱动轮传动机构与驱动轮的轮轴传动连接。

14、本发明的一种风电叶片转运方法，包括设于风电叶片根部和叶尖的前车和后车，所述前车和/或后车为上述的用于风电叶片的主动转向转运车；

15、在前车和后车均为主动转向转运车时，所述前车和后车的转向角度信息通过控制器交互，在前车和后车两者之一转向时，另一者根据前者的转向角度信息主动转向；

16、在前车和后车两者之一为主动转向转运车时，另一者为牵引车辆，所述牵引车辆和主动转向转运车的转向角度信息通过控制器交互，在牵引车辆转向时，主动转向转运车根据牵引车辆的转向角度信息主动转向。

17、更进一步地，还包括操作面板，所述操作面板包括显示屏和功能按键，所述操作面板与上述的控制器通信连接，且操作面板具有独立控制前车或后车转向的手动模式以及控制前车和后车联动转向的自动模式。

18、3.有益效果

19、采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

20、(1)本发明的一种用于风电叶片的主动转向转运车，其包括底盘总成、回转支承和叶片夹具总成，叶片夹具总成通过回转支承安装在底盘总成上，可保证风电叶片运输时所需的自由度，并且转运车采用无偏心万向轮，并且利用主动转向机构驱动四组承载万向轮同步同向转向运动，实现了转运车的主动灵活转向，转向控制准确，有效减小了风电叶片周转转弯半径，提高了风电叶片场内转运的灵活性和效率；

21、(2)本发明的一种用于风电叶片的主动转向转运车，其主动转向机构包括转向驱动电机、动力传动机构、传动主轴、转向器、分动轴、减速箱和转向齿轮组，利用一组转向驱动电机即可将转向动作同步传递给各个承载万向轮，保证了四个承载万向轮的转向同步性，转向动作传动稳定，转向灵活准确；

22、(3)本发明的一种用于风电叶片的主动转向转运车，其承载万向轮还具有与电控箱通信连接的角度传感器，通过角度传感器能够实时监测承载万向轮的转向角度，便于承载万向轮转向角度的准确控制；

23、(4)本发明的一种用于风电叶片的主动转向转运车，其叶片夹具总成包括支撑底座、第一夹持件、第二夹持件和夹紧驱动机构，第一夹持件和第二夹持件相对地安装在支撑底座上，且第一夹持件和第二夹持件上设有相对的夹持槽口，通过夹紧驱动机构可驱动第一夹持件和第二夹持件相对夹紧或打开，便于风电叶片的快速夹紧固定，操作简单方便；

24、(5)本发明的一种用于风电叶片的主动转向转运车，其第一夹持件和第二夹持件均为可充气气囊，第一夹持件和第二夹持件之间还设有可伸缩的支撑气垫，与风电叶片的接触均为柔性接触，可保证在强力锁紧的状态下不会对叶片造成伤害，不仅夹紧稳定可靠，而且操作也更加简单方便；

25、(6)本发明的一种用于风电叶片的主动转向转运车，其夹紧驱动机构包括夹持驱动电机和传动丝杆，传动丝杆与第一夹持件和第二夹持件两者中的滑动件螺纹配合，通过丝杆传动机构控制两个夹持件相对动作，传动稳定，易于控制夹持压力，提高夹紧移动精度；

26、(7)本发明的一种用于风电叶片的主动转向转运车，其还包括设于底盘架上的驱动总成，可自主完成风电叶片的转运工作，进一步提高了风电叶片的转运操作便捷性，降低了风电叶片场内周转难度；该驱动总成包括固定座、转动座、摆动臂、驱动轮、驱动轮转向机构和行走驱动机构，驱动轮能够自主转向和转动，能够与承载万向轮保持同步转向，实现了主动转向转运车的主动行走，且驱动轮安装在摆动臂上，利用减震器能够保证驱动轮的抓地力，避免在运输中出现打滑而丧失驱动力；

27、(8)本发明的一种用于风电叶片的主动转向转运车，其驱动轮转向机构采用齿轮传动，传动精度高，转向控制准确稳定；行走驱动机构采用减速齿轮和驱动轮传动机构实现减速，能够提高驱动轮的输出扭矩，满足风电叶片的转运驱动需要；

28、(9)本发明的一种风电叶片转运方法，其包括设于风电叶片根部和叶尖的前车和后车，前车和/或后车为上述的用于风电叶片的主动转向转运车，能够在风电叶片转运过程中提供主动转向，与现有随动转向相比，转向动作更加稳定及时，有效减小了风电叶片的转向半径，可以在较小的场地内完成转运，有利于减少场地空间占用，节约了场地空间；

29、(10)本发明的一种风电叶片转运方法，其还包括操作面板，操作面板包括显示屏和功能按键，操作面板与上述的控制器通信连接，且操作面板具有独立控制前车或后车转向的手动模式以及控制前车和后车联动转向的自动模式，实现了风电叶片转运的灵活操作，可实现360°原地转向，转运安全快捷，操作简单省时省力，全程只需一个人操作即可。