用于操纵风力涡轮机的转子叶片的升降机及其操作方法_2

文档序号:8500595阅读:来源:国知局
利实施例,升降机可以进一步包括可以安装在抓取钳口的第一臂或者第二臂上的第五雷达换能器。第五雷达换能器可以设置在抓取钳口上以具有相对于连接第三雷达换能器和第四雷达换能器的线倾斜的发射方向。有利地,转子叶片的翼型轮廓可以从不同角度中被检查。为了确定沿着转子叶片横截面的翼型轮廓,有利的是将第三雷达换能器、第四雷达换能器和第五雷达换能器大致设置在公共平面中。公共平面还可以大致平行于抓取平面。
[0020]有利地,升降机可以进一步包括具有转子叶片模型的控制单元。根据发明的此实施例,控制单元可以构造为估计第三雷达换能器至第五雷达换能器中至少一个的测量值。基于这些值,控制单元可以确定沿着转子叶片的横截面的至少一部分翼型轮廓。另外,控制单元可以构造为从转子叶片的模型中计算沿着转子叶片的各个横截面的多个理论翼型轮廓。升降机的控制单元可以进一步被构造为使至少所确定部分的翼型轮廓与已经对于转子叶片的各个横截面进行计算的多个理论翼型轮廓中的一个匹配。升降机相对于转子叶片的纵向位置可以基于匹配的结果计算。
[0021]具体地,匹配翼型轮廓的步骤可以包括确定理论翼型轮廓和所确定翼型轮廓之间的偏差。转子叶片的翼型沿着其长度变化。沿着转子叶片的某一横截面考虑的翼型轮廓可以利用该某一纵向位置进行识别。换句话说,可以利用对应横截面的纵向位置清楚地识别某一翼型轮廓。所确定翼型轮廓可以与具有最小偏差的(来自多个理论翼型轮廓中)理论翼型轮廓匹配。所匹配的理论翼型轮廓的纵向位置是已知的。基于这个信息,可以计算升降机的纵向位置。有利地,无须叶片上的任何标记就可以确定升降机相对于转子叶片的纵向位置。这是特别有利的,因为不用保证精确地作出标记。
[0022]雷达系统可以在具有12.8GHz至18GHz范围内频率的K波段下运行。这有利地应用于本发明的所有实施例。
[0023]根据本发明的另一个有利方面,提供了一种包括转子叶片和根据本发明的多个方面的升降机的系统。转子叶片可以包括大致从转子叶片的根部和末端之间凸出的雷达反射器。具体地,雷达反射器可以嵌入在转子叶片中。另外,转子叶片可以是嵌入在转子叶片中的防雷网。叶片自身的碳纤维结构也可以形成雷达反射器。雷达反射器将提升转子叶片至雷达系统的可视度。
[0024]根据本发明的又一个有利方面,提供了一种操作用于操纵风力涡轮机的转子叶片的升降机的方法。升降机可以包括至少一个装置,尤其是用于接触转子叶片外表面的抓取钳口。升降机可以进一步包括基于非光学波的系统。具体地,这可以是雷达系统。然而,也可以应用于超声系统。参考雷达系统并不限制本发明的范围。该雷达系统可以构造为发射初级雷达信号和检测次级雷达信号。初级雷达信号可以在转子叶片的方向中发射。可以检测已经在转子叶片上反射的次级雷达信号。可以分析次级雷达信号以确定转子叶片相对于升降机的位置。根据本发明的多个方面已经相对于升降机提及的相同或者相似的优点以相同或相似的方式应用于根据本发明的多个方面的方法,并且将不重复。
[0025]根据本发明的实施例,确定沿着转子叶片的横截面的至少一部分翼型轮廓。沿着转子叶片的多个横截面的多个理论翼型轮廓可以从转子叶片的模型中确定。至少所确定部分的翼型轮廓可以与多个理论翼型轮廓中的一个匹配。升降机相对于转子叶片的纵向位置可以基于匹配结果确定。
[0026]在本发明的另一个有利实施例中,升降机包括具有相对于彼此可移动的一对对立臂的至少一个抓取钳口。抓取钳口的至少一个臂的移动方向限定抓取平面。可以确定升降机的抓取平面和转子叶片的纵向方向之间的倾斜角。另外,沿着转子叶片的倾斜横截面的多个倾斜理论翼型轮廓可以从模型中确定。倾斜翼型轮廓可以相对于转子叶片的纵向方向倾斜大致等于所确定倾斜角的角度。有利地,即使升降机相对于转子叶片倾斜,也可以确定升降机的纵向方向。所确定的纵向方向可以被两个轮廓均分,到得更稳定的距离测量。
[0027]所确定的纵向方向也可以通过是所测量的翼型轮廓与平均理论翼型轮廓相匹配而确定。倾斜理论翼型轮廓可以分配至在转子叶片的确定位置处的离散倾斜横截面。通过平均来自模型的理论翼型轮廓,可以计算出理论翼型轮廓沿着其的离散位置之间的纵向位置。可以执行更精确的距离测量。
[0028]根据本发明的又一个方面,提供一种校准基于非光学波的系统的方法,尤其是根据本发明的多个方面的升降机中的雷达系统。校准方法可以是根据本发明的多个方面的操作升降机的方法的一部分。例如,校准可以是在操作升降机的开始。
[0029]根据校准基于非光学波的系统的方法,可以应用光学装置、具体是激光系统以测量大气条件。例如,可以确定大气压、大气的湿度和/或盐度。此信息可以被应用于校准基于非光学波系统的换能器,具体是雷达换能器。所确定的大气条件可以被考虑用于换能器的距离测量。另外,可以提供用于校准基于非光学波的系统,具体是雷达系统的替代或其它的方法。金属部件或转子叶片部件可以分配在换能器前方的已知距离处。执行测量并且读出测量值。换能器的测量值可以与目标(即金属部件或转子叶片部件)的已知距离相匹配。所测量的距离可以与目标的已知距离匹配并且换能器可以校准至大气条件。具体地,换能器可以校准至一定程度的盐度、湿度和/或校准至大气压力。
【附图说明】
[0030]从图下述参照附图对本发明优选实施例的描述中得出本发明的其它方面和特征,其中,
[0031]图1是示出了将要抓取风力涡轮机的转子叶片的根据本发明实施例的升降机的简化立体图;
[0032]图2是升降机的简化前侧视图;
[0033]图3是示出接近转子叶片的升降机的简化俯视图;
[0034]图4是示出根据本发明的其它实施例的升降机的简化立体图,其中升降机将抓取转子叶片;
[0035]图5和图6是示出根据本发明实施例的升降机的抓取钳口的简化侧视图。
[0036]图7是示出沿着转子叶片的横截面的简化翼型轮廓和布置在转子叶片周围的雷达换能器的简化俯视图;
[0037]图8是转子叶片的简化细节俯视图,其中示出了从转子叶片的模型中计算的翼型轮廓所沿行的多个横截面;以及
[0038]图9是根据本发明另一个实施例的升降机的另一个简化俯视图。
【具体实施方式】
[0039]图1是示出根据本发明第一实施例的升降机2的简化立体图。图1示出了升降机2将要抓取风力涡轮机的转子叶片4的情形。升降机2包括用于接触转子叶片4的外表面的第一装置6和第二装置8。转子叶片4的外表面的主要由压力侧和吸力侧表示。第一装置6和第二装置8均携带多个垫(未示出),以便将转子叶片4支撑在预定抓取区域中。尽管用于接触转子叶片4的外表面的装置6、8可以构造为具有依据具有抓取钳口的升降机的实施例做出的不同的设计基准。用于接触转子叶片4的外表面的第一装置6是第一抓取钳口 6。用于接触转子叶片4的外表面的第二装置8是第二抓取钳口 8。
[0040]第一抓取钳口 6包括第一臂10和第二臂12。类似地,第二抓取钳口 8包括第一臂14和第二臂16。第一抓取钳口 6的第一臂10和第二抓取钳口 8的第一臂14安装在支撑结构18上。抓取钳口 6、8的第二臂12、16分别可枢转地接合至第一臂10、14。图1示出了在打开的位置中的抓取钳口 6、8。在抓取钳口 6、8的闭合位置中,可以被布置在抓取钳口 6、8的臂10、12、14、16上的接触垫(未示出)支撑转子叶片4的外表面,以便尤其在关于风力涡轮机的转子轮毂的安装期间提升和操纵转子叶片4的外表面。
[0041]升降机2可以设置有雷达系统以用于检测转子叶片4相对于升降机2的位置。雷达系统可以包括布置在升降机2的不同位置处的多个雷达换能器。根据图1的实施例,雷达系统包括第一雷达换能器22和第二雷达换能器24。
[0042]根据本发明的另一个实施例,升降机2可以设置有基于非光学波的系统,其可以构造为基于非光学测量执行距离测量。具体地,基于非光学波的系统可以是雷达系统。然而,该系统可以是利用声波例如超声系统操作的系统。升降机2可以类似地设置有超声换能器,其可以以与雷达换能器相似的方式设置在升降机上。具体地,第一雷达换能器22和第二雷达换能器24可以例如由合适的超声换能器来代替。
[0043]第一雷达换能器22和第二雷达换能器24可以安装在升降机2的支撑结构18上。雷达换能器22、24中的至少一个的发射方向可以朝向升降机2的接近方向A对准。接近方向A是下述方向:当升降机2将要抓取转子叶片4时,升降机2沿着接近方向A接近转子叶片4。升降机2可以进一步包括用于获取和分析的雷达换能器22、24的测量值的控制单元3。控制单元3可以构造为基于这些测量值确定转子叶片4相对于升降机2的位置。控制单元3可以设置在升降机2外侧。例如,应用于操作升降机2的控制站或面板可以包括控制单元3。
[0044]图2是示出根据图1的实施例的升降机2的简化前侧视图。第一抓取钳口6和第二抓取钳口 8安装在升降机2的支撑结构18上以具有彼此之间的第一间隙BI。第一间隙BI限定第一横向方向。第一雷达换能器22和第二雷达换能器24安装在支撑结构18上以具有彼此之间的第二间隙B2。第二间隙B2限定第二横向方向。具体地,第一横向方向可以大致平行于第二横向方向。第一横向方向和第二横向方向可以大致等同于升降
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