一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统及定位方法与流程

本发明涉及海上风机安装的叶片安装设备，尤其涉及一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统及定位方法。

背景技术：

1、目前海上风机正在逐步大型化，受到安装平台大小的限制，多数大型风机安装将采用分体式安装，即单叶片吊装组队的模式。对于单叶片吊装，需将叶片吊装至百米高空，同时需要将叶片精准定位至轮毂，但是受到海面的风速，叶片在空中会晃动，导致叶片根部的法兰盘上的安装孔无法与轮毂的法兰盘的安装孔定位。以往的叶片吊装往往以叶片夹具的型式进行，并且叶片夹具只能使叶片进行一个维度平面内旋转，同时配合揽风调整叶片姿态，导致叶片摆动幅度较大，叶根与轮毂之间定位角度较大，难以精准定位，这就为高空作业提高了难度。需要等风速降低到可控状态，增加了船机的等待时间，造成了成本浪费。施工中也对起重指挥提出了较高的要求。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统，以克服现有技术中存在的不足。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统，包括吊机、天车、带有回转平台的吊梁、揽风机构相互配合的夹具一和夹具二，其中，吊机通过钢绳与吊梁的回转平台配合，天车成对使用，天车沿吊机上移动，天车通过揽风绳与吊梁配合，吊梁和夹具一之间设置有油缸一和油缸二，油缸一的两端和油缸二的两端对应与吊梁和夹具一铰接，吊梁和夹具二之间设置有油缸三和油缸四，油缸三的两端和油缸四的两端对应与吊梁和夹具二铰接，吊梁和油缸三之间设置有油缸五，吊梁和油缸四之间设置有油缸六，其中，油缸五的两端与吊梁和油缸三铰接，油缸六的两端与吊梁和油缸四铰接。

3、作为本发明的一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统的改进，还包括测距仪，所述测距仪沿圆周设置在轮毂处，相邻测距仪之间间隔120度。

4、作为本发明的一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统的改进，所述夹具一包括侧壁开口的框架和油缸以及固定夹板，其中，框架顶部与油缸一和油缸二铰接，固定夹板与框架之间设置油缸，固定夹板成对使用，固定夹板用于夹持叶片。

5、作为本发明的一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统的改进，所述固定夹板设置有与叶片表面贴合的弧形面。

6、作为本发明的一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统的改进，所述揽风机构包括与回转平台连接的连接扣与天车配合的揽风绳，其中揽风绳两端一定与连接扣合天车连接。

7、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于分体式海上风机安装的叶片定位方法，包括以下步骤

8、步骤1、夹具一和夹具二将叶片固定；

9、步骤2、启动吊梁，将叶片吊起，天车跟随叶片起吊过程在吊臂上行走，揽风绳对回转平台进行收紧，保证叶片的稳步提升；

10、步骤3、在轮毂布置3个测距仪；

11、步骤4、通过吊机运动及回转平台的电机驱动，将叶片法兰初步对准轮毂；

12、步骤5、轮毂法兰中心为基准点，法兰面设x，y轴，法兰面法向为z轴，其中，回转平台转动完成沿x轴平动，吊机收放钢绳、油缸一和油缸二与油缸三和油缸四垂直运动完成沿y轴平动；

13、步骤6、通过绕x轴转动和绕y轴转动的自由度来调整叶片转动的方向，即，油缸一和油缸二与油缸三和油缸四垂直运动完成绕x轴转动，吊机偏航回转平台转动配合完成绕y轴转动，直至叶片法兰及轮毂法兰面平行；

14、步骤7、通过测距仪反馈的数值及设备沿z轴的可变的行程对比，如果可变行程大于测距数值，则可进行对接；如果行程不满足则重新微调吊机位置，重复步骤5和6中，直至叶片法兰面和轮毂法兰面基本贴合；

15、步骤8、对接叶片及轮毂，即油缸五配合油缸三、油缸六配合油缸四来完成沿着z轴平动，对接过程中如果遇到叶片和轮毂的螺栓空位置不对则通过轮毂变桨调整绕z轴转动的角度。

16、作为本发明的一种用于分体式海上风机安装的叶片定位方法的改进，在步骤3中，在轮毂布置3个测距仪以完成在轮毂法兰设有三个测点，测点用于实时测量距离叶片法兰的距离，设测点坐标为(0，r，0)，则叶片法兰根据测点三个的测距l1，l2，l3的三点坐标为，(0，r，l1)，通过三点则可求得叶片法兰法向量从而求得其需绕x，y轴旋转的角度α，β，公式如下：

17、

18、则得法向量

19、

20、法向量在yz面投影向量

21、

22、则得法向量在xz面投影向量

23、

24、通过向量夹角公式：求得与(0，0，1)夹角为m，与(0，0，1)夹角为n，则需绕x轴旋转的角度α＝-m,需绕y轴旋转的角度β＝-n。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：施工过程中天车跟随叶片起吊过程在吊臂上行走，通过揽风机构的预紧力，保证叶片的稳步提升，在叶片法兰与轮毂法兰对接过程中，也可以保证吊梁自身的稳定性。同时吊梁上设有回转平台，为回转轴承并通过电机齿轮驱动，用于叶片的大角度旋转；通股票在吊梁和夹具一以及夹具二之间垂直布置油缸一至四以使得夹具一和夹具二可垂直移动，从而调整绕x轴的角度；油缸五和油缸六用于控制叶片的前后推移，主要用于叶片角度就位后与轮毂的对接，解决了以往的叶片吊装往往以叶片夹具的型式进行，并且叶片夹具只能使叶片进行一个维度平面内旋转，同时配合揽风调整叶片姿态，导致叶片摆动幅度较大，叶根与轮毂之间定位角度较大，难以精准定位的问题。

技术特征：

1.一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统，包括吊机、天车、带有回转平台的吊梁、揽风机构相互配合的夹具一和夹具二，其中，吊机通过钢绳与吊梁的回转平台配合，天车成对使用，天车沿吊机上移动，天车通过揽风绳与吊梁配合，其特征在于，吊梁和夹具一之间设置有油缸一和油缸二，油缸一的两端和油缸二的两端对应与吊梁和夹具一铰接，吊梁和夹具二之间设置有油缸三和油缸四，油缸三的两端和油缸四的两端对应与吊梁和夹具二铰接，吊梁和油缸三之间设置有油缸五，吊梁和油缸四之间设置有油缸六，其中，油缸五的两端与吊梁和油缸三铰接，油缸六的两端与吊梁和油缸四铰接。

2.根据权利要求1所述的一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统，其特征在于，还包括测距仪，所述测距仪沿圆周设置在轮毂处，相邻测距仪之间间隔120度。

3.根据权利要求1所述的一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统，其特征在于，所述夹具一包括侧壁开口的框架和油缸以及固定夹板，其中，框架顶部与油缸一和油缸二铰接，固定夹板与框架之间设置油缸，固定夹板成对使用，固定夹板用于夹持叶片。

4.根据权利要求1所述的一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统，其特征在于，所述固定夹板设置有与叶片表面贴合的弧形面。

5.根据权利要求1所述的一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统，其特征在于，所述揽风机构包括与回转平台连接的连接扣与天车配合的揽风绳，其中揽风绳两端一定与连接扣合天车连接。

6.一种用于分体式海上风机安装的叶片定位方法，其特征在于，包括以下步骤

7.一种用于分体式海上风机安装的叶片定位方法，其特征在于，在步骤3中，在轮毂布置3个测距仪以完成在轮毂法兰设有三个测点，测点用于实时测量距离叶片法兰的距离，设测点坐标为(0，r，0)，则叶片法兰根据测点三个的测距l1，l2，l3的三点坐标为，(0，r，l1)，通过三点则可求得叶片法兰法向量从而求得其需绕x，y轴旋转的角度α，β，公式如下：

技术总结
本发明提供一种用于分体式海上风机安装的叶片定位系统，包括吊机、天车、带有回转平台的吊梁、揽风机构相互配合的夹具一和夹具二，其中，吊机通过钢绳与吊梁的回转平台配合，天车成对使用，天车沿吊机上移动，天车通过揽风绳与吊梁配合，吊梁和夹具一之间设置有油缸一和油缸二，油缸一的两端和油缸二的两端对应与吊梁和夹具一铰接，吊梁和夹具二之间设置有油缸三和油缸四，油缸三的两端和油缸四的两端对应与吊梁和夹具二铰接，吊梁和油缸三之间设置有油缸五，吊梁和油缸四之间设置有油缸六，其中，油缸五的两端与吊梁和油缸三铰接，油缸六的两端与吊梁和油缸四铰接，本发明解决了叶根与轮毂之间定位角度较大，难以精准定位的问题。

技术研发人员：李飞,陈小飞,杜浩楠,陆剑庆,陈铖,吴刘军
受保护的技术使用者：江苏亨通蓝德海洋工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15