用于风力涡轮机的叶片的支架、固定装置及方法与流程

本发明大体涉及一种用于风力涡轮机的叶片的支架、固定装置及方法，所述支架和固定装置能够支撑和固定不同型号的叶片的根部，尤其是在所述根部被打孔时。

背景技术：

1、图1示出了风力涡轮机1，其包括连接到设置在机舱3内的发电机（未示出）上的转子2。机舱3被设置在风力涡轮机1的塔架4的上端处。转子2包括叶片5，其通过根部处的多个孔和连接件（如螺栓）连接到轮毂6。在利用打孔机在叶片的根部处打孔时，考虑到多个孔的位置精度和形状精度，在打孔过程中保持该根部固定不动尤为重要。

2、目前，由于不同型号的叶片的根部尺寸不同，所以通常工厂会针对不同型号的叶片购买专用支架来支撑叶片的根部并且设立专门的存储区域来堆存这些专用支架。由于不同型号的叶片共线生产，所以在型号改变时就需要切换支架。这时，首先通过叉车将需要的支架从存储区域移动到指定位置，然后通过行车拆卸老的支架并安装上需要的支架；之后调整至期望的安装精度。整个过程需要12个小时以上，导致长的停机时间，极大地影响了叶片的生产效率。因此，如何缩短用于不同型号的叶片的支架的切换时间成为了亟待解决的问题。另外，随着叶片更新换代加速，专用支架的迭代速度也变快了，从而导致不同程度的浪费。因此，如何改进专用支架的灵活性也是需要考虑的问题。

3、鉴于上述，期望一种能够缩短切换时间以提高生产效率且能用于不同型号的叶片的支架。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种适用于至少两个型号的叶片的支架，从而极大的缩短了针对该至少两个型号的叶片的支架切换时间，提高了生产效率。

2、具体而言，本发明提供了一种用于支撑风力涡轮机的叶片的根部的支架，其包括：

3、主体，其具有内凹弧形的内表面；

4、第一支撑组件，其附接在所述主体的内表面上并且形成能够与第一型号叶片的第一根部的外圆周轮廓的一部分紧密贴合的第一支撑表面；以及

5、第二支撑组件，其能旋转地附接到所述主体的第一侧面上以选择性地形成能够与第二型号叶片的第二根部的外圆周轮廓的一部分紧密贴合的第二支撑表面；

6、其中，所述第二根部的直径小于所述第一根部的直径。

7、优选地，所述支架还包括第三支撑组件，其能旋转地附接到所述主体的与第一侧面相对的第二侧面上以选择性地形成能够与第三型号叶片的第三根部的外圆周轮廓的一部分紧密贴合的第三支撑表面，其中，所述第三根部的直径小于所述第二根部的直径。

8、优选地，所述第一、第二和第三支撑表面用于支撑相应根部的外圆周轮廓的至少三分之一至二分之一，更优选地至少五分之二至二分之一，以提供足够的稳定性。

9、优选地，第二支撑组件能移除地附接到所述主体的第一侧面上，使得能够更换为其他支撑组件，以用于支撑其他型号的叶片的根部。

10、第一、第二、第三支撑组件和/或其他支撑组件的设置提高了支架的灵活性，并且这些支撑组件之间的切换无需行车，显著缩短了支架的切换时间，有利于提高生产效率和安全性。

11、优选地，第二支撑组件、第三支撑组件和/或其他支撑组件上设置有接近传感器，以在旋转到工作位置时与所述主体上的接近传感器相互作用，以发送信号，比如提醒操作者可进行后续操作。

12、优选地，相对于叶片的根部的纵向轴线，所述主体的第二端部低于第一端部。这种构造在保证支架与根部的接触面积的同时，使得叶片能够沿垂向于其纵向轴线的方向从支架的第二端部进出，降低了行车的起吊高度，从而提高操作安全性。

13、优选地，所述主体被固定地安装在底板上，使得能够通过设置在底板下方的楔块组件、丝杆和直线轴承的协同作用实现所述支架的水平或上下移动。优选地，所述楔块组件、丝杆和直线轴承的协同作用通过可编程逻辑控制器控制。

14、优选地，第一支撑组件包括若干间隔开的支撑垫块，其共同形成第一支撑表面，用于紧密贴合第一型号叶片的第一根部的外轮廓的一部分。优选地，每个支撑垫块的上表面上设置有缓冲垫或防滑垫，以更好地贴合第一根部。

15、优选地，这些支撑垫块在其中心处通过转轴连接在所述主体的内表面上，一方面使得能够在一定角度（例如不大于10度）内旋转，以更好地贴合第一根部的外轮廓；另一方面，在磨损过度的情况下便于更换新的支撑垫块。

16、优选地，支撑垫块包括多个交替设置的大支撑垫块和小支撑垫块，进一步优选地，大支撑垫块设置在第一根部的拼接位置处，以通过大的接触面积来保护该拼接位置，避免第一根部变形。

17、优选地，第二支撑组件包括多个间隔开设置的能旋转构件。优选地，这些能旋转构件能够被气动地或液压地旋转至闲置位置或工作位置。在闲置位置处，这些能旋转构件处于主体的侧面，使得支架能够利用第一支撑组件来支撑第一型号叶片的第一根部。在工作位置处，这些能旋转构件分别位于第一支撑组件之上，使得第一支撑组件不再起作用，并且这些能旋转构件共同形成第二支撑表面，用于支撑第二型号叶片的第二根部。类似地，第三支撑组件及其他支撑组件的工作原理也是如此。

18、优选地，每个能旋转构件包括驱动部、铰接部、连接区段及设置在连接区段的上表面上的支撑垫块。驱动部操作性地联接到铰接部以用于驱动联接到铰接部的连接区段旋转。优选地，驱动部能够通过控制器（尤其是可编程逻辑控制器）控制，以实现多个能旋转构件的联动操作。

19、优选地，连接区段被构造成当在工作位置时，设置在其上的支撑垫块能够紧密贴合第二根部的外圆周轮廓的一部分。优选地，每个支撑垫块的上表面上设置有缓冲垫或防滑垫，以更好地贴合第二根部。可选地，设置在连接区段上的支撑垫块包括间隔设置的大支撑垫块和小支撑垫块，进一步优选地，大支撑垫块设置在第二根部的拼接位置处，以通过大的接触面积来保护该拼接位置，避免第二根部变形。优选地，连接区段在工作位置时被支撑在所述主体的内表面上，以提高对根部的支撑稳定性。

20、优选地，本发明中的各支撑垫块可为尼龙垫块，并且优选地，能够通过数控机床进行加工，以保证其外形精度，更好地贴合所支撑的根部的局部外圆周轮廓。

21、根据本发明的另一方面，提供了用于风力涡轮机的叶片的根部的固定装置，其包括支架、第一上部分和第二上部分，三者彼此联接以在其中形成孔来用于放置所述根部；

22、所述支架包括：第一主体，其具有内凹弧形的内表面；第一支撑组件，其附接在所述第一主体的内表面上；以及第二支撑组件，其能旋转地附接到所述第一主体的第一侧面上；

23、所述第一上部分包括：第一上主体，其具有内凹弧形的第一上内表面；第一上支撑组件，其附接在所述第一上主体的第一上内表面上；以及第二上支撑组件，其能旋转地附接到所述第一上主体的第一侧面上；

24、所述第二上部分包括：第二上主体，其具有内凹弧形的第二上内表面；第三上支撑组件，其附接在所述第二上主体的第二上内表面上；以及第四上支撑组件，其能旋转地附接到所述第二上主体的第一侧面上；

25、其中，第一支撑组件、第一上支撑组件和第三上支撑组件共同形成第一环形支撑表面，其能够与第一型号叶片的第一根部的外圆周轮廓紧密贴合；并且第二支撑组件、第二上支撑组件和第四上支撑组件选择性地共同形成第二环形支撑表面，以能够与第二型号叶片的第二根部的外圆周轮廓紧密贴合；其中，所述第二根部的直径小于所述第一根部的直径。

26、优选地，所述支架、第一上部分和第二上部分分别还包括第三支撑组件、第五上支撑组件和第六上支撑组件，其能旋转地附接在相应主体的与第一侧面相对的第二侧面上以选择性地共同形成第三环形支撑表面，其能够与第三型号叶片的第三根部的外圆周轮廓紧密贴合，其中，第三根部的直径小于第二根部的直径。

27、优选地，第一上部分和第二上部分通过锁紧构件锁紧，使得所述支架、第一上部分和第二上部分形成的第一、第二或第三环形支撑表面在压力下与放置在固定装置的孔中的所述根部的外圆周轮廓紧密贴合以使其固定就位，以便改善后续操作（如打孔）的精度。

28、根据本发明的又一方面，提供了一种控制用于风力涡轮机的叶片的根部的支架的方法，包括：

29、提供前述根据本发明的支架；

30、将待支撑的叶片的型号输入控制器；

31、经由控制器，确定第二支撑组件处于闲置位置还是工作位置；

32、基于输入的型号以及第二支撑组件的确定的位置，经由控制器选择性地控制第二支撑组件以旋转到闲置位置或者工作位置，使得支架能够用于支撑所述输入的型号的叶片的根部。

33、优选地，所述支架还包括第三支撑组件，其能旋转地附接到所述主体的与第一侧面相对的第二侧面上以选择性地形成能够与第三型号叶片的第三根部的外圆周轮廓的一部分紧密贴合的第三支撑表面，其中，所述第三根部的直径小于所述第二根部的直径，所述方法还包括：经由控制器，确定第三支撑组件处于闲置位置还是工作位置；以及基于输入的型号以及第二和第三支撑组件的确定的位置，经由控制器选择性地控制第二和第三支撑组件以分别旋转到闲置位置或者工作位置，使得所述支架能够用于支撑所述输入的型号的叶片的根部。

34、优选地，控制器为可编程逻辑控制器，能够控制第二/三支撑组件的能旋转构件的旋转。

35、优选地，第二/三支撑组件就位后，控制器可发送信号，例如通过光电系统、音频系统，告知操作者能够开始放置输入的型号的叶片的根部。

36、一方面，本发明的支架和固定系统能够用于支撑和固定不同型号的叶片以进行打孔等操作，从而在需要支撑不同型号的叶片时，减少了行车需求并且显著缩短了支架准备时间，从而提高了支架灵活性、生产安全性和生产效率。另一方面，本发明的支架和固定装置能够通过控制器控制，避免误操作导致的生产、安全事故；并且能够经由丝杆、楔块和直线轴承来调整水平和垂直方向的移动，保证生产加工精度，进一步提高生产效率。

37、本发明的其他可能实施例或替代性方案还可包括针对实施例在上文或下文描述的特征的在本文未被明确地提及的组合。