一种平台盖板装置及包括其的风电机组塔架和风电机组的制作方法

本发明涉及风力发电机组的辅助设备领域，特别是涉及一种平台盖板装置及包括其的风电机组塔架和风电机组。

背景技术：

风电机组塔架平台爬梯人孔盖板是塔架平台附属部件的重要组成部分，亦是运维作业人员频繁开启和关闭的重要金属组件，其主要作用是防止登塔作业人员坠落保障作业人员安全，同时防止高空坠物危害他人安全或损坏设备等。对于平台爬梯盖板的操作和使用，通常风电机组安全运行规程有明确规定，即登塔作业人员通过塔架平台后随即关闭以防高空坠落。因此，作业攀爬过程操作和较高的使用频率对平台爬梯盖板的安全性、操控性、可靠性以及便于维护和检修等均提出了较高的技术要求。

当前风电机组塔架平台爬梯盖板主要采用单侧翻转式设计，分为向左/右侧翻和向后侧翻两种盖板结构。平台爬梯盖板结构尺寸以单人便利操作和自由通过为宜，多采用长方形或单边与塔筒曲率相近的近似长方形结构，长约700mm，宽约450mm，质量约为20～30千克，采用带有花纹的钢或铝合金制造而成。

单侧翻转式爬梯盖板对于登塔作业人员主要存在以下显著缺点：

(1)盖板闭合过程中，登高作业人员操作盖板手柄行程过长，尤其是左/右侧翻盖板大部分闭合过程不可控；

(2)盖板整体质量较大，登高作业人员难以单臂翻转盖板，盖板脱手容易砸伤操作人员，存在较大安全隐患；

(3)此外闭合过程失控和较大的质量，导致盖板与平台连接铰链长期受到过载冲击，机构可靠性下降，显著增加运维和检修成本。

为了解决上述问题，同时配合自动升降机或免爬器通过人孔盖板，便于作业人员登塔等，风电场迫切需要一种可以自动开启、并且通过平台前后盖板可以自动闭合的塔架平台爬梯盖板设计，以便保障登塔人员的安全和降低设备运维成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够方便平台盖板闭合并降低运维成本的平台盖板装置及包括其的风电机组塔架和风电机组。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供一种平台盖板装置，包括平移滑轨系统和能在所述平移滑轨系统上滑动的平台盖板；

所述平移滑轨系统包括用于设置在塔架平台上分别与所述平台盖板的两侧连接的两条轨道，所述两条轨道为主轨道和副轨道，所述主轨道上设置有能够在所述主轨道的槽内移动的滑动轨轮，所述滑动轨轮与所述平台盖板的一侧连接用于带动所述平台盖板移动，所述平台盖板的另一侧与所述副轨道可移动连接。

进一步地，所述副轨道包括固定在平台上的静轨道和通过轨轴在所述静轨道内滑动的动轨道，所述动轨道与所述平台盖板连接，所述副轨道靠近平台爬梯侧。

进一步地，所述滑动轨轮包括沿所述主轨道的底面滚动的周向支撑轴承和沿主轨道侧壁面做运动的滚动滑轮，以及连接在所述滚动滑轮和周向支撑轴承的外周的外部框架结构，所述框架结构与所述平台盖板连接。

进一步地，还包括用于控制所述平台盖板开合的控制器、用于接收控制器指令并驱动所述滑动轨轮平移的驱动装置和用于给所述控制器发出开合信号的无线智能遥控器和/或红外线感应器。

进一步地，所述红外线感应器包括安装在塔架内壁上的且分别位于平台盖板上、下的上红外线传感器和下红外线传感器。优选地，在安装位置上所述上红外线传感器和下红外线传感器具有部分重合的感应范围。

进一步地，所述无线智能遥控器配备有无线发射装置与所述控制器连接，所述无线智能遥控器即插即用，可作为作业人员手持遥控开关，亦可以安装在塔架平台或爬梯等合适的位置。

进一步地，所述驱动装置包括用于传动所述滑动轨轮移动的传动带牵引模块和作为传动带牵引模块动力源的无刷直流马达，所述无刷直流马达设置在所述主轨道一端的槽内；所述传动带牵引模块包括牵引皮带和设置在牵引皮带两端用于传动牵引皮带的主动传动轮和被动传动轮，所述主动传动轮被所述无刷直流马达连接并驱动，设置在所述主轨道一端，所述被动传动轮设置在所述主轨道的另一端；所述牵引皮带通过锁扣与所述滑动轨轮连接；所述主轨道上还安装有用于限位所述滑动轨轮运动的止动器。

进一步地，所述主轨道、副轨道为与所述塔架圆周配合的弧形轨道，相应的，所述平台盖板的边缘也为弧形。

进一步地，所述平台盖板上设置有用于手动开合所述平台盖板的手柄。

另一方面，提供一种风电机组塔架，所述的平台盖板装置安装在塔架平台上。

再一方面，提供一种风电机组，包括所述的风电机组塔架。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

(1)本发明通过设计平移滑轨系统，使平台盖板在平移滑轨系统能够平移开合，解决了当前风电机组塔架平台盖板操作行程长、单臂翻转盖板难度大以及闭合过程不可控导致的连接铰链损坏严重等问题；

(2)本发明的平移滑轨系统可以通过人工推拉平移盖板手柄实现手动平台盖板平移开关，使手动省力，配合控制器使用又可更新为全自动、半自动或手动平移盖板操作，显著增加平台盖板闭合的可操控性，降低了单臂闭合盖板的阻力，同时降低了操作不可控导致的部件易损坏等问题，保障了登高作业人员的安全性；

(3)本发明基本解决了当前风电机组平台爬梯盖板操作行程长、质量大等导致的登高作业人员操作不可控、单臂操作困难、载荷冲击大损坏连接铰链等问题；本发明风电机组塔架平台自动平移盖板的设计和应用，采用全自动、半自动和手动操作相结合的三种运行模式，很好的解决了风电机组升降机、免爬器或高空作业人员等通过塔架平台或运维检修时频繁开启和关闭人孔盖板的操作困难。保障作业人员安全的同时，显著降低由于载荷冲击大导致的连接铰链损坏等部件可靠性低的问题，从而降低了运维和检修成本。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的平台盖板装置在塔架平台上的安装状况示意图和部件放大结构示意图；

图2是本发明的平台盖板装置的平移滑轨系统的主要机构和部件放大结构示意图；

图3是本发明的平台盖板装置的平移滑轨系统的弧形导轨的主要组成部件示意图；

图4是本发明的平台盖板装置的平台盖板的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种用于风电机组塔架的平台盖板装置的实例，如图1至图4所示，包括平移滑轨系统和能在平移滑轨系统上滑动的平台盖板3；平移滑轨系统包括用于设置在塔架平台上分别与平台盖板3的两侧连接的两条轨道，两条轨道为主轨道1和副轨道2，主轨道1上设置有能够在主轨道1的槽内移动的滑动轨轮13，滑动轨轮13与平台盖板3的一侧连接用于带动平台盖板3移动，平台盖板3的另一侧与副轨道2可移动连接。

本发明的平移滑轨系统可以使平台盖板平行于塔筒7的圆周移动，即平移滑轨系统平行于塔筒7圆周设置在平台上，也可以垂直于塔筒7的圆周使平台盖板3垂直于塔筒7的圆周移动。滑动轨轮13可以为多个，优选为两个。

优选地，对轨道进行防脱轨设计。

本发明在使用时，平台盖板通过滑动轨轮在轨道槽内滑动，通过人工推拉平台盖板就能实现平台盖板的开合，解决了传统的单臂翻转闭合盖板的可操作性，降低了单臂闭合平台盖板的阻力，同时降低了操作不可控导致的部件易损坏等问题，保障了登高操作人员的安全性。

进一步地，副轨道2包括固定在平台上的静轨道21和通过轨轴23在静轨道内滑动的动轨道22，动轨道22与平台盖板3连接，副轨道2靠近平台爬梯6侧。副轨道2为了避免与爬梯6的位置干涉，采用静轨道21、动轨道22和轨轴23的装配结构设计，动轨道22与平台盖板3可以通过螺栓紧固，随着平台盖板3的移动自动伸缩。

为了更好的在主轨道内滑动，滑动轨轮13包括沿主轨道1的底面滚动的周向支撑轴承131和沿主轨道1侧壁面做运动的滚动滑轮132，以及连接在滚动滑轮132和周向支撑轴承131的外周的外部框架结构133，框架结构133与平台盖板3连接。框架结构133包括顶部托架部件和侧面支撑部件，顶部托架部件与平台盖板通过螺栓连接，侧面支架部件通过锁扣与牵引皮带连接。

为了使平台盖板能沿弧形轨道平滑移动，滑动轨轮13优选采用三轴承设计，包括两个沿主轨道1的底面滚动的周向支撑轴承131和一个沿主轨道1侧壁面做圆弧运动的滚动滑轮132，框架结构133与弧形轨道配合用于带动平台盖板3在弧形轨道内平滑移动。

为了实现平台盖板的自动或半自动开合，还包括用于控制平台盖板3开合的控制器18、用于接收控制器18指令并驱动滑动轨轮13平移的驱动装置和用于给控制器18发出开合信号的无线智能遥控器5和/或红外线感应器4。优选地，控制器18为微电脑控制器。

无线智能遥控器5可以直接给控制器18发出平台盖板3开合的指令，实现平台盖板的半自动开合。无线智能遥控器5可以手持遥控，也可以安装在塔架平台或爬梯等合适位置。

红外线感应器4则是免爬器或人进入红外线感应器的感应(侦测)范围时，就会触发并给控制器18打开平台盖板3的指令，控制打开平台盖板3，当免爬器或人超出红外感应器的感应范围时，则为给控制器18关闭平台盖板的指令，控制关闭平台盖板3，从而实现平台盖板3的自动开合。红外感应器4的感应灵敏度可调。

无线智能遥控器5也可以和红外线感应器4联合使用，更自如和安全的实现平台盖板的开合，为了安全，无线智能遥控器5的控制等级优先于红外线感应器4的触发控制等级。

进一步地，红外线感应器4包括安装在塔架上的分别在平台盖板3上、下的上红外线传感器和下红外线传感器。优选地，在安装位置上上红外线传感器和下红外线传感器具有部分重合的感应范围。具有部分重合的感应范围，是防止人处于平台盖板位置时若脱离感应范围则会控制平台盖板关闭引发危险。

进一步地，无线智能遥控器5配备有无线发射装置与控制器18连接，无线智能遥控器5即插即用，可作为作业人员手持遥控开关，亦可以安装在塔架平台或爬梯6等合适的位置。

进一步地，驱动装置包括用于传动滑动轨轮13移动的传动带牵引模块和作为传动带牵引模块动力源的无刷直流马达16，无刷直流马达16设置在主轨道1一端的槽内；传动带牵引模块包括牵引皮带11和设置在牵引皮带11两端用于传动牵引皮带11的主动传动轮17和被动传动轮10，主动传动轮17被无刷直流马达16连接并驱动，设置在主轨道1一端，被动传动轮10设置在主轨道1的另一端；牵引皮带11通过锁扣与滑动轨轮13连接；主轨道1上还安装有用于限位滑动轨轮13运动的止动器12。优选地，止动器12可以为两个，分别位于主轨道1两端，止动器12由橡胶阻尼块和固定安装卡扣机构组成。

主轨道的槽内部设置有各种机械构件和电控器件等通过螺栓连接装配而成，副轨道2采用强度好、耐磨的铝材制作，弯曲曲率和弧度由塔架决定；无刷直流马达16选配体积小功率大、寿命长、传动效率好的电机，内置安全保护线路，适用与频繁开闭而长期无故障运行；控制器18主要用于接收红外线感应器或无线智能遥控器的信号，用于驱动和控制无刷直流马达16动作，通常自带12V或24V电源，无需外置变压器，具备超载保护功能；主动传动轮17为机械结构装配件，其中齿形同步滚轮为耐磨橡胶材料，通过内部螺杆与无刷直流马达16相连，将马达驱动转换为传动轮转动；被动传动轮10包含一个齿形同步滚轮和一个皮带张紧轮模块，可以调节牵引皮带11处于较好的松紧状态；牵引皮带11采用强度好、耐磨损、特殊材料工艺制作的齿形同步带，传输效率高；滑动轨轮13主要作用为由牵引皮带11带动平台盖板沿着轨道做弧形的往复运动，由周向支撑轴承、滚动轴承以及根据轨道弧形设计的外部框架机构组成，框架机构由冲压板材加工制作并通过螺栓连接而成；当平台盖板沿着主轨道移动时，分别遇到两侧的止动器12的橡胶阻尼块而停止，马达自动停止工作。副轨道为了避免与爬梯的位置干涉，采用静轨道、动轨道和轨轴的装配结构设计，动轨道与平台盖板通过螺栓紧固，随着盖板平滑移动自动伸缩。平台盖板3采用带有花纹的钢板或铝合金板制作而成，平台盖板的承载能力主要取决于材料的厚度，可以根据承载需求进行校核计算后确定，通过在平台盖板一侧焊接一个手柄31，从而可以保留平台盖板手动开关的功能，保障全自动或半自动设备故障条件下作业人员仍然可以通过塔架平台。塔架平台、爬梯和塔筒为塔架结构件及其附属部件，非本发明设计部分，在产品设计、制造和安装过程中应注意各个连接部件与自动平移盖板主体结构的相对位置关系，防止装配干涉，并适于登高作业人员操控。

进一步地，主轨道1、副轨道2为可以与塔架圆周配合的弧形轨道，相应的，平台盖板3的边缘也为弧形。

为了方便推拉平台盖板3，平台盖板3上可以设置用于手动开合平台盖板2的手柄31。

自动平移滑轨系统可以包括主轨道1、嵌入在其轨道槽内部的一个无刷直流马达16和副轨道2，以及位于主轨道1上的控制器18、牵引皮带11、与无刷直流马达16连接的主动传动轮17、在牵引皮带11另一端安装的被动传动轮10、止动器12和滑动轨轮13；副轨道2包括静轨道21、动轨道22和轨轴23；当升降机、免爬器或作业人员等通过红外感应器4的感应范围后，触发并给控制器输入信号，或者作业人员通过无线智能遥控5操作后，给控制器发送开启、关闭或暂停等指令，无刷直流马达16动作，并带动主动传动轮17旋转，主动传动轮17通过嵌入在主轨道槽内的牵引皮带11带动被动传动轮10旋转，从而进一步牵引与牵引皮带11和平台盖板3同时连接的滑动轨轮13，平台盖板3在滑动轨轮13和副轨道2的动轨道22的支撑下，由滑动轨轮13带动平台盖板3实现沿着主轨道1和副轨道2做圆弧运动，进而实现对爬梯平台人孔盖板的打开、关闭和暂停状态。当平台盖板沿着弧形轨道移动时，分别遇到两侧的止动器12的橡胶阻尼块而停止，无刷直流马达16自动停止工作。此外，当自动平移滑轨系统断电或发生故障，无法全自动或半自动运行时，作业人员可以通过手柄31推拉平台盖板打开或关闭。

在进行平移滑轨系统各组成部件设计，以及整体装配时，需充分考虑滑轨系统支撑和轨道的安装高度，轨道与塔架平台、爬梯和塔筒的相对装配位置关系，以便获得舒适的操控性和结构的可靠性。

另一方面，提供一种风电机组塔架，上述的平台盖板装置安装在塔架平台上。

再一方面，提供一种风电机组，包括所述的风电机组塔架。

本发明的用于风电机组塔架的平台盖板自动开合的控制方法，包括如下步骤：

S1：当控制器接收到其中一个红外线感应器的触发信号后，控制器控制驱动装置打开平台盖板；

S2：控制器继续接收到另一个红外线感应器的触发信号，控制器不动作；

S3：当控制器接收不到所有红外线感应器的触发信号时，控制器延时关闭平台盖板。

本发明的用于风电机组塔架的平台盖板半自动开合的控制方法，包括如下步骤：

S1：当控制器接收到无线智能遥控器的开合指令后，控制器相应的控制开合平台盖板；

S2：无线智能遥控器安装在免爬器上或者安装在塔架上。

本发明的控制方法可以实现自动、半自动或手动的切换，以应变各种情况。本发明改变了当前风电机组平台爬梯盖板操作行程长、质量大等导致的登高作业人员操作不可控、单臂操作困难、载荷冲击大损坏连接铰链等问题，通过平移滑轨系统和平台盖板的组合式设计，以及红外感应器触发控制器实现全自动人孔盖板平移开关、无线智能遥控器操作实现半自动人孔盖板平移开关或通过人工推拉平移盖板手柄实现手动人孔盖板平移开关，从而将传统的单臂闭合盖板操作更新为全自动、半自动或手动平移盖板操作，显著增加人孔盖板闭合的可操控性，降低了单臂闭合盖板的阻力，同时降低了操作不可控导致的部件易损坏等问题，保障了登高作业人员的安全性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。