自动攀爬装置和高度提升设备的制作方法

本申请涉及风力发电技术领域，具体而言，本申请涉及一种自动攀爬装置和高度提升设备。

背景技术：

随着社会的发展和人民生活水平的提高，人类对于能源的需求量也越来越大，然而石油、煤炭等不可再生能源将会越来越少，另外，此类能源的大量消耗产生的污染物对人类的生活环境也有严重的危害。因此，可再生能源的开发和利用越来越受到各国的重视，而风能是可再生能源中开发和利用较为成熟的能源之一。

随着风电技术的日趋成熟，风力发电设备已趋于大功率和适用低风速风电场，而通过增加轮毂高度获得高空风力资源比增加叶片的扫风面积更具有可行性，因此需要设计高塔、柔塔等高度较高的塔。

综上所述，若需要在高塔或柔塔顶部的几段塔筒上安装部件，由于高塔和柔塔的高度较高，不能很好的完成部件的安装。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种自动攀爬装置和高度提升设备，用以解决现有技术由于高塔和柔塔的高度较高，不能很好的完成部件安装的问题。

为了实现上述目的，本申请提供以下技术方案：

第一方面，提供了一种自动攀爬装置，包括：装置主体、张紧装置、行走装置和电机；

张紧装置、行走装置和电机均设置于装置主体上；

张紧装置，与电机连接，在电机的驱动下将装置主体箍紧在需要使用自动攀爬装置的部件的任一位置；

行走装置，与电机连接，在电机的驱动下使得装置主体沿着需要使用自动攀爬装置的部件的轴向方向移动；

电机，用于为张紧装置和行走装置提供动力。

第二方面，提供了一种高度提升设备，包括本申请第一方面提供的自动攀爬装置。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供的自动攀爬装置，包括：装置主体、张紧装置、行走装置和电机，由于张紧装置在电机的驱动下，能够将装置主体箍紧在需要使用自动攀爬装置的部件的任一位置；行走装置在电机的驱动下，能够使得装置主体沿着需要使用自动攀爬装置的部件的轴向方向移动；当需要将待提升结构件提升到高度较高的部件(即需要使用自动攀爬装置的部件)时，本申请可通过张紧装置和行走装置的配合使用，能够很好的将待提升结构件提升到高度较高的部件上进行安装等操作，有效的解决了现有技术由于高塔和柔塔的高度较高，不能很好的完成部件安装的问题。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的一种自动攀爬装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一自动攀爬装置的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的又一自动攀爬装置的结构示意图。

下面说明本申请实施例各附图标记表示的含义：

11-装置主体；12-张紧装置；13-行走装置；14-挂点；15-电机；

151-张紧电机；152-行走电机；121-第一张紧部；122-第二张紧部；131-行走轮；132-动力传动装置；31-支撑弹簧。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，图1是本申请具体实施例提供的一种自动攀爬装置的结构示意图，该自动攀爬装置包括：装置主体11、张紧装置12、行走装置13和电机15；

张紧装置12、行走装置13和电机15均设置于装置主体11上；

张紧装置12，与电机15连接，在电机15的驱动下将装置主体11箍紧在需要使用自动攀爬装置的部件的任一位置；

行走装置13，与电机15连接，在电机15的驱动下使得装置主体11沿着需要使用自动攀爬装置的部件的轴向方向移动；

电机15，用于为张紧装置12和行走装置13提供动力。

本申请提供的自动攀爬装置，包括：装置主体11、张紧装置12、行走装置13和电机15，由于张紧装置12在电机15的驱动下，能够将装置主体11箍紧在需要使用自动攀爬装置的部件的任一位置；行走装置13在电机15的驱动下，能够使得装置主体11沿着需要使用自动攀爬装置的部件的轴向方向移动；当需要将待提升结构件提升到高度较高的部件(即需要使用自动攀爬装置的部件，如：高塔或柔塔)时，本申请实施例可通过张紧装置12和行走装置13的配合使用，能够简单方便的将待提升结构件提升到高度较高的部件上进行安装等操作，有效的解决了现有技术由于高塔和柔塔的高度较高，不能很好的完成部件安装的问题。

具体地，本申请实施例中装置主体11为主框架，用于承载自动攀爬装置中的相关部件，需要满足强度设计，不发生变形。

具体实施时，本申请具体实施例中电机可以通过传送带、齿轮的啮合、齿轮与齿条的配合等多种方式实现驱动作用。

本申请实施例用电机15为张紧装置12和行走装置13提供动力，虽然能够节省电机15所占空间，但是电机15的设置较复杂；为了降低电机15设置的复杂度，在一种具体的实施方式中，电机15包括张紧电机151和行走电机152，如图2所示，张紧电机151与张紧装置12连接；行走电机152与行走装置13连接。

下面结合附图详细介绍本申请自动攀爬装置的结构。

在一种具体的实施例中，本申请实施例中的张紧装置12包括第一张紧部121和第二张紧部122，如图3所示，第一张紧部121包括一轨道，轨道沿需要使用自动攀爬装置的部件(如高度较高的塔筒)的外周设置，轨道的轨迹与需要使用自动攀爬装置的部件周向的轮廓相匹配；第二张紧部122，与第一张紧部121和张紧电机151连接，在张紧电机151的驱动下沿第一张紧部121运动。

本申请实施例中需要使用自动攀爬装置的部件以高度较高的塔筒为例进行介绍。

具体地，本申请实施例中轨道的轨迹形状包括圆形，轨道的直径与需要使用自动攀爬装置的部件的外径相同，具体实施时，轨道的直径与塔筒的外径相同。当然，实际设计时，轨道的轨迹形状还可以包括其它形状，如多边形、弧形等，轨道的轨迹形状设置根据需要使用自动攀爬装置的部件外周形状设定。

在一种具体的实施方式中，本申请实施例中的第一张紧部121包括张紧齿条；第二张紧部122包括张紧齿轮；当然，在实际设计时，本申请实施例中的第一张紧部121还可以包括用柔性材料制作形成的螺母等结构，第一张紧部121第一张紧部121螺杆等结构，本申请实施例仅以第一张紧部121包括张紧齿条；第二张紧部122包括张紧齿轮为例进行介绍。

本申请实施例中张紧齿条起到轨道的作用，实现张紧齿轮在张紧齿条上的移动，如：实现张紧齿轮在张紧齿条上进行圆周移动，张紧齿轮为行走部分，可沿张紧齿条进行圆周运动。

本申请实施例中的张紧齿轮122可以进行两个方向上的圆周运动，张紧齿条与张紧齿轮通过齿形啮合实现装置主体11直径的变大和变小，以适应塔筒自下而上或自上而下的变径情况。另外，本申请实施例张紧齿轮122与张紧齿条121之间的配合自身具有良好的自锁性能，当自动攀爬装置停止到塔筒的某一位置时，可以稳定的停止在该位置而不发生移动。

在一种具体的实施例中，本申请实施例中的行走装置13包括多组行走轮131，如图3所示，行走轮131与行走电机152连接，在行走电机152的驱动下沿需要使用自动攀爬装置的部件的轴向方向运动，具体实施时，行走轮131沿塔筒的轴向方向运动。

具体地，本申请实施例中行走轮131位于装置主体11的侧面，每组行走轮131与需要使用自动攀爬装置的部件的外轮廓抵靠接触；如：每组行走轮131与塔筒的外轮廓抵靠接触。

本申请实施例中行走轮131为自动攀爬装置的运动机构，能够带动自动攀爬装置沿塔筒壁进行上下的运动；本申请实施例中的行走装置13包括多组行走轮131，多组行走轮131能够同时提供动力，提高平衡性能，保证自动攀爬装置向上移动的稳定性。

进一步地，本申请实施例行走轮131的外部包裹橡胶材料，此时能够增大行走轮131与塔筒壁之间的摩擦力，防止上升的过程中出现打滑的现象；同时包裹橡胶材料，使行走轮131与塔筒壁之间形成软性接触，对塔筒壁形成保护，防止对塔筒壁漆面形成破坏。

在一种具体的实施例中，本申请实施例中的行走装置13还包括动力传动装置132，如图3所示，行走轮131通过动力传动装置132与行走电机152连接；动力传动装置132的设置，能够使得行走电机152更好的为行走轮131提供动力。

具体实施时，本申请实施例中的动力传动装置包括皮带，皮带将行走电机152的动力传递给行走轮131；本申请实施例选用皮带进行传动，考虑到皮带具有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，行走平稳；另外，载荷过大时皮带在行走轮131上打滑，可以防止行走电机152的破坏。

本申请实施例提供的自动攀爬装置通过行走电机152带动行走轮131转动，行走轮131通过与塔筒壁之间的摩擦力带动装置主体11沿塔筒壁上下的移动。在沿塔筒壁上下移动的过程中，通过张紧齿轮与张紧齿条之间的作用保证装置主体11直径的改变，从而保证装置主体11的直径与塔筒直径一致，保证装置主体11不会自行滑落。

在一种具体的实施例中，本申请实施例中的自动攀爬装置还包括支撑弹簧31，如图3所示，支撑弹簧31设置在装置主体11上，与张紧装置12连接。

本申请实施例中的支撑弹簧具有较强的弹性，通过与张紧装置共同作用来控制装置主体直径的大小；当自动攀爬装置沿塔筒壁向上行走的过程中，张紧电机带动张紧齿轮沿张紧齿条向着使装置主体直径减小的方向移动，支撑弹簧处于受压缩的状态，在支撑弹簧弹力的作用下，保证自动攀爬装置与塔筒不会出现卡死的现象。

具体地，风力发电机组的塔筒为一锥形结构，自动攀爬装置沿塔筒壁向上行走时，直径逐渐变小，自动攀爬装置沿塔筒壁向下行走时，直径逐渐增大；当自动攀爬装置处在塔筒直径最大的位置时，支撑弹簧31可以处于不被压缩和拉伸的状态，随着自动攀爬装置逐渐向上行走，使得支撑弹簧31逐渐被压缩。在自动攀爬装置上升或下降的过程中，如果行走电机因特殊原因失去动力，此时可在支撑弹簧31弹力的作用下，使自动攀爬装置的直径达到最大化，沿塔筒壁自行向下缓慢滑落，不会悬置在高空中而无法拆除，从而保证自动攀爬装置与塔筒不会出现卡死的现象。

在一种具体的实施例中，本申请实施例中的自动攀爬装置还包括挂点14，如图3所示，设置于装置主体11上，用于安装自动攀爬装置之外的待提升结构件。

进一步地，本申请实施例中的挂点具体用于安装自动攀爬装置之外的环形喷涂装置或环形高压水枪；本申请实施例中的自动攀爬装置与环形喷涂装置组合使用，可实现对高空中混凝土塔架进行喷漆，与环形高压水枪组合使用，可完成对塔筒的高空清洗；环形喷涂装置与环形高压水枪均为可拆卸的附件，环形喷涂装置与环形高压水枪的具体设置与现有技术类似，这里不再赘述；本申请实施例采用不同的组合方式，能够达到不同的使用效果。

具体实施时，随着风力发电机组向低风速区域的快速发展，风力发电机组的高度将不断提高，混凝土塔筒结构将迎来蓬勃的发展。在混凝土与钢塔共同组成的塔筒结构中，混凝土段塔筒呈灰色，而钢塔段呈白色，两者存在较大的色差。为了美观性需要，需要对混凝土塔筒进行涂漆，本申请实施例通过采用自动攀爬装置与环形喷涂装置组合使用，可实现对高空中混凝土塔架进行喷漆。

具体实施时，风力发电机组吊装完成长时间发电的过程中，受到外界环境的影响，塔筒上较脏，需要对塔筒进行清洗。本申请实施例通过采用自动攀爬装置与环形高压水枪的组合，可完成对塔筒的高空清洗。

本申请实施例中的挂点也可以安装其他模块化的结构完成其他功能，如：挂点处可以安装扰流装置，此时能够防止塔筒涡激振动的发生，这里不再一一列举。

基于同一申请构思，本申请具体实施例还提供了一种高度提升设备，该高度提升设备包括本申请实施例提供的上述自动攀爬装置。

综上所述，本申请具体实施例能够实现以下有益效果：

第一、本申请实施例当需要将待提升结构件提升到高度较高的部件(即需要使用自动攀爬装置的部件)时，本申请实施例可通过张紧装置和行走装置的配合使用，能够很好的将待提升结构件提升到高度较高的部件上进行安装等操作，有效的解决了现有技术由于高塔和柔塔的高度较高，不能很好的完成部件安装的问题。

第二、本申请实施例电机包括张紧电机和行走电机，能够降低电机设置的复杂度。

第三、本申请实施例张紧齿轮与张紧齿条之间的配合自身具有良好的自锁性能，当自动攀爬装置停止到塔筒的某一位置时，可以稳定的停止在该位置而不发生移动。

第四、本申请实施例行走装置包括多组行走轮，多组行走轮能够同时提供动力，提高平衡性能，保证自动攀爬装置向上移动的稳定性。

第五、本申请实施例行走轮的外部包裹橡胶材料，此时能够增大行走轮与塔筒壁之间的摩擦力，防止上升的过程中出现打滑的现象；同时包裹橡胶材料，使行走轮与塔筒壁之间形成软性接触，对塔筒壁形成保护，防止对塔筒壁漆面形成破坏。

第六、本申请实施例动力传动装置包括皮带，皮带将行走电机的动力传递给行走轮；本申请实施例选用皮带进行传动，考虑到皮带具有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，行走平稳；另外，载荷过大时皮带在行走轮上打滑，可以防止行走电机的破坏。

第七、本申请实施例支撑弹簧具有较强的弹性，通过与张紧装置共同作用来控制装置主体直径的大小；当自动攀爬装置沿塔筒壁向上行走的过程中，张紧电机带动张紧齿轮沿张紧齿条向着使装置主体直径减小的方向移动，支撑弹簧处于受压缩的状态，在支撑弹簧弹力的作用下，保证自动攀爬装置与塔筒不会出现卡死的现象。

第八、本申请实施例自动攀爬装置与环形喷涂装置组合使用，可实现对高空中混凝土塔架进行喷漆，与环形高压水枪组合使用，可完成对塔筒的高空清洗。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。