一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置及方法与流程

本发明涉及风力发电领域，尤其是涉及一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置及方法。

背景技术：

1、在“碳达峰、碳中和”背景下，风力发电发展越来越快，装机容量越来越大。随着越来越多风电场的投入使用，对风电设备的运维也提出了更大的挑战。目前大多数风场主要分布在远郊、山区、近海及戈壁等地理和气候环境十分复杂的偏远地带，通达困难，对于风电的运维也带来相应的挑战。塔筒的运维是风电运维的重要组成部分，塔筒的清洁、塔筒螺栓检测，塔筒焊缝检测等工作目前主要由人工完成，需要检测人员登塔通过吊篮进行检测，效率低，周期长，存在较高的安全风险，而且现场实施极易受环境条件影响。

2、近年来，随着无人机和机器检测技术的飞速发展，依靠无人机和巡检机器人搭载摄像头或者相关仪器进行检测的技术越来越成熟。但是受限于电池容量的限制，无人机或者机器人的续航时间存在极大限制。如果通过有线机器人检测，现场又需要人工操作，操作难度大，操作效率低。故需要针对前述问题进行相应的改进，从而解决上述问题。

3、经过检索中国专利公开号cn113565707a公开了一种风电塔筒维护平台，具体公开了包括地面遥控模块及平台框架；所述地面遥控模块用于控制所述风电塔筒维护平台的整体作业；所述平台框架上设置有作业轨道、爬升模块及顶紧模块；所述作业轨道上设置有可滑动的作业平台小车，所述作业平台小车上伸出设置伸缩作业臂，在所述伸缩作业臂上设置有作业模块；所述爬升模块用于所述平台框架的升降动力机构；所述顶紧模块贴紧风电塔筒外壁，以保持所述平台框架在升降过程中的稳定性。

4、但是该现有专利采用可升降式平台对塔筒进行维护，该平台为了实现垂直方向运动需要安装陀螺仪、激光测距仪或超声波测距仪等，不仅价格昂贵而且现场安装复杂程度较高。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置及方法，解决了现有人工检测带来的效率低、周期长、安全性差的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的一个方面，提供了一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置，所述风电机组包括塔筒、机舱和叶片，所述机舱和叶片设在塔筒上，所述检测装置包括：

4、上导轨，设在塔筒上方；

5、第一驱动及限位模块，安装在上导轨上，并沿塔筒圆周方向运动；

6、下导轨，设在塔筒底部；

7、第二驱动及限位模块，安装在下导轨上，并沿塔筒圆周方向运动；

8、第三驱动及传动模块，安装在上导轨和下导轨之间，并沿塔筒高度方向运动；

9、控制模块，分别与第一驱动及限位模块、第二驱动及限位模块和第三驱动及传动模块连接。

10、作为优选的技术方案，所述第一驱动及限位模块包括第一步进电机和第一限位装置，所述第一限位装置与第一步进电机整体安装在上导轨上。

11、作为优选的技术方案，所述第二驱动及限位模块包括第二步进电机和第二限位装置，所述第二限位装置与第二步进电机整体安装在下导轨上。

12、作为优选的技术方案，所述第三驱动及传动模块包括安装在第一限位装置底部的第一齿轮、安装在第二限位装置顶部的第二齿轮、连接第一齿轮和第二齿轮的传动链条以及驱动第二齿轮的伺服电机。

13、作为优选的技术方案，所述传动链条上设有云台，所述云台搭载云台相机、焊缝检测机器人或超声波探测仪。

14、作为优选的技术方案，所述上导轨安装在塔筒上部接近机舱的位置。

15、作为优选的技术方案，所述下导轨安装在塔筒底部入口门上方。

16、作为优选的技术方案，所述装置还包括分别为第一驱动及限位模块、第二驱动及限位模块、第三驱动及传动模块和控制模块供电的供电模块，该供电模块由风电机组进行供电。

17、作为优选的技术方案，所述控制模块安装于机舱底部，用于接收工作人员设定的检测方位，分别控制第一驱动及限位模块、第二驱动及限位模块、第三驱动及传动模块进行运动至设定位置。

18、根据本发明的另一个方面，提供了一种采用所述用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置的方法，包括以下步骤：

19、步骤s1，首先控制模块接收工作人员设定的检测位置角度，根据角度信息分别计算上导轨周向运动的第一步进电机需运动距离和下导轨周向运动的第二步进电机需运动距离，然后同步控制上下导轨周向运动的步进电机运动到指定角度，运动到位后控制限位装置实现限位固定；

20、步骤s2，控制模块接收工作人员设定的检测高度，根据检测高度信息计算云台运动到指定位置的垂直距离，并控制伺服电机驱动定位；

21、步骤s3，云台运动到指定位置后，即可操作云台上搭载的相应仪器完成相应的维检功能。

22、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

23、1)本发明利用安装在风机塔筒上的机械装置实现自动运维检测，有效替代了人工检测，提高了工作效率，降低了工作风险；

24、2)本发明机械装置，可以根据工作人员目标检测角度和高度，控制云台运动到任意位置，实现了风机塔筒全角度全方位运维；

25、3)本发明安装复杂度较低，可以实现全场景下风机塔筒运维检测。同时该装置由风机供电，可以有效延长作业时间，提高现场工作效率。

26、4)本发明根据工作需要，可在云台上搭载不同的检测仪器，比如云台相机、清洗机器人、超声波检测仪等，实现不同的运维目的。

技术特征：

1.一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置，所述风电机组包括塔筒(1)、机舱(2)和叶片(3)，所述机舱(2)和叶片(3)设在塔筒(1)上，其特征在于，所述检测装置包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置，其特征在于，所述第一驱动及限位模块包括第一步进电机(103)和第一限位装置(104)，所述第一限位装置(104)与第一步进电机(103)整体安装在上导轨(101)上。

3.根据权利要求2所述的一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置，其特征在于，所述第二驱动及限位模块包括第二步进电机(106)和第二限位装置(107)，所述第二限位装置(107)与第二步进电机(106)整体安装在下导轨(102)上。

4.根据权利要求3所述的一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置，其特征在于，所述第三驱动及传动模块包括安装在第一限位装置(104)底部的第一齿轮(105)、安装在第二限位装置(107)顶部的第二齿轮(108)、连接第一齿轮(105)和第二齿轮(108)的传动链条(110)以及驱动第二齿轮(108)的伺服电机(109)。

5.根据权利要求4所述的一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置，其特征在于，所述传动链条(110)上设有云台(111)，所述云台(111)搭载云台相机、焊缝检测机器人或超声波探测仪。

6.根据权利要求1所述的一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置，其特征在于，所述上导轨(101)安装在塔筒(1)上部接近机舱(2)的位置。

7.根据权利要求1所述的一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置，其特征在于，所述下导轨(102)安装在塔筒(1)底部入口门上方。

8.根据权利要求1所述的一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置，其特征在于，所述装置还包括分别为第一驱动及限位模块、第二驱动及限位模块、第三驱动及传动模块和控制模块(112)供电的供电模块(113)，该供电模块(113)由风电机组进行供电。

9.根据权利要求1所述的一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置，其特征在于，所述控制模块(112)安装于机舱(2)底部，用于接收工作人员设定的检测方位，分别控制第一驱动及限位模块、第二驱动及限位模块、第三驱动及传动模块进行运动至设定位置。

10.一种采用权利要求1所述用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种用于风电机组塔筒运维的多功能检测装置及方法，所述风电机组包括塔筒、机舱和叶片，所述机舱和叶片设在塔筒上，所述检测装置包括：上导轨，设在塔筒上方；第一驱动及限位模块，安装在上导轨上，并沿塔筒圆周方向运动；下导轨，设在塔筒底部；第二驱动及限位模块，安装在下导轨上，并沿塔筒圆周方向运动；第三驱动及传动模块，安装在上导轨和下导轨之间，并沿塔筒高度方向运动；控制模块，分别与第一驱动及限位模块、第二驱动及限位模块和第三驱动及传动模块连接。与现有技术相比，本发明具有解决了现有人工检测带来的效率低、周期长、安全性差的问题等优点。技术研发人员：张世东,张健,江继波,谈震旻,韩朝兵,黄新,任培,律慧瑾,戴坤鹏,李存霖,林晓真受保护的技术使用者：上海明华电力科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18