一種磁力攀爬車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種磁力攀爬車，包括：車架（100）；電動機（200），固定在所述車架（100）上；傳動裝置（300）；行走機構（400），所述行走機構為履帶式，包括至少兩組鏈輪（411、412）、與該至少兩組鏈輪嚙合的兩條傳動鏈（420）；以及多個磁力吸盤（500）組成。所述磁力吸盤（500）上安裝有磁體，用于通過磁力將磁力攀爬車吸附在要攀爬的塔的由鋼鐵材料制成的塔壁上，電動機（200）驅動行走機構（400）的鏈輪轉動，以帶動兩條傳動鏈（420）滾動，從而驅動磁力攀爬車沿著塔壁移動。
【專利說明】一種磁力攀爬車
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁力攀爬車，具體地說，涉及一種用于在風電機組塔筒壁上移動的磁力攀爬車。
【背景技術】
[0002]風能作為一種清潔的可再生能源越來越受到重視。利用風力發(fā)電裝置可以將風能轉換為電能，風力發(fā)電既不需要燃料，也不會產生輻射或空氣污染。風力發(fā)電所需裝置主要包括風輪、發(fā)電機組和鋼制的塔筒。風力帶動風輪旋轉，將風的動能轉換為機械能，發(fā)電機組將風輪得到的機械能轉換為電能，塔筒是支撐風輪和發(fā)電機組的構架，為了獲得較大和較均勻的風力，塔筒高度設置為80?100米或超過100米，而且隨著塔筒高度增加，塔筒直徑逐漸減小，在我國，1.5MW主流風力發(fā)電機組的塔筒底部直徑為4.5米，而塔筒頂部直徑為2.4米。另外，發(fā)電機組發(fā)電能力越強，則塔筒所需設置高度越高。
[0003]塔筒高度為維護人員在設備維護過程中帶來極大的不便。在進行風電設備維護時，在塔筒內部設有連接塔筒底部和頂部的爬梯，維修人員采用徒手攀爬的方式，不但是對人生理和心理的挑戰(zhàn)，而且存在跌落的危險。而裝備和零件通過起重機進行吊裝，但是由于重物的質量增加和提升高度的增加，吊裝精度也相應的降低。而且，隨著發(fā)電機組大型化的趨勢，徒手攀爬以及起重機吊裝的方式已經不能滿足風電設備維護作業(yè)的要求。因而，需要一種設備能夠把維修人員和裝備零件送至塔筒的任意高度，并安全地帶回地面。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種磁力攀爬車，該磁力攀爬車能夠靠磁力吸附在鋼鐵材質的塔筒壁上，并在動力裝置的驅動下沿著塔筒壁攀爬，該磁力攀爬車的負載能力強，能夠將維修人員、裝備和零件送達到塔筒的任意高度。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種磁力攀爬車，該磁力攀爬車包括:車架，所述車架包括多根豎直桿和連接所述多根豎直桿的多根水平桿，在所述車架后端設有支撐架，車架上設有多個固定板；電動機，所述電動機固定在所述車架的支撐架上，通過螺栓連接與所述支撐架固定；傳動裝置，所述傳動裝置由多級鏈傳動機構組成，每一級鏈傳動機構的鏈輪及傳動鏈都是對稱設置的，用于安裝鏈輪的軸通過法蘭固定在車架的固定板上，鏈輪位于所述軸的兩端；行走機構，所述行走機構為履帶式，由鏈輪、傳動鏈以及多個磁力吸盤組成，所述鏈輪及傳動鏈都是對稱設置的，用于安裝鏈輪的軸通過法蘭固定在車架的固定板上，鏈輪位于所述軸的兩端，每個所述磁力吸盤通過連接片與所述傳動鏈固定，所述磁力吸盤包括托架、多個磁鐵塊和多個彈性塊，所述托架上間隔分布著所述磁鐵塊與所述彈性塊。
[0006]優(yōu)選地，所述托架由導磁材料制作。
[0007]優(yōu)選地，所述磁塊為永磁鐵。
[0008]優(yōu)選地，相鄰的所述磁塊的磁極相反。
[0009]優(yōu)選地，所述磁塊形狀為立方體。[0010]優(yōu)選地，所述彈性塊的高度大于磁塊的高度。
[0011]另外，優(yōu)選地，所述托架內靠近兩端的彈性塊具有弧形表面。
[0012]根據(jù)上面的描述以及實踐可知，其一，磁力吸盤內的磁塊對塔筒壁產生足夠大的吸附力，彈性塊與塔筒壁接觸產生摩擦，該豎直向上的摩擦力與磁力攀爬車及負載的重力平衡；而且，電動機帶動傳動裝置，并通過該傳動裝置帶動行走機構實現(xiàn)沿著風電塔筒外壁的攀爬運動，故磁力攀爬車可以在塔筒壁上實現(xiàn)自動攀爬功能。其二，多個磁極相反的磁塊間隔地設置在磁力吸盤內，并與導磁的托架形成磁靴，均可以增大單個磁塊的吸附力，從而可以實現(xiàn)單位質量磁塊的吸附力最大，以增大磁力攀爬車的提升重量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]通過下面結合附圖對其實施例進行描述，本發(fā)明的上述特征和技術優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。
[0014]圖1是本發(fā)明的一個實施例所述的磁力攀爬車的示意圖；
[0015]圖2示出了圖1所述的磁力攀爬車的車架示意圖；
[0016]圖3示出了圖1所述的磁力攀爬車的傳動機構和行走構示意圖；
[0017]圖4示出了圖1所述的磁力攀爬車的磁力吸盤示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將參考附圖來描述本發(fā)明所述的磁力攀爬車的實施例。本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式或其組合對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和以下描述的實施例在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。此外，在本說明書中，附圖是示意性的，不一定按實際比例畫出本發(fā)明的裝置。并且，在各個附圖中相同的附圖標記表示相同的部分。
[0019]圖1是本發(fā)明的一個實施例所述的磁力攀爬車的示意圖。圖2示出了圖1所述的磁力攀爬車的車架示意圖。圖3示出了圖1所述的磁力攀爬車的傳動裝置和行走構示意圖。圖4示出了圖1所述的磁力攀爬車的磁力吸盤示意圖。
[0020]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明的一個實施例的磁力攀爬車1000包括車架100、電動機200、傳動裝置300、行走機構400和磁力吸盤500。
[0021]車架100包括多根豎直桿、多根水平桿、多個固定板和支撐架。在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2所示，車架100包括兩根豎直桿110和四根連接豎直桿110的水平桿121、122、123、124，在水平桿121與水平桿122之間設有固定板141，在水平桿123與水平桿124之間設有固定板142、143，固定板141、142、143的側壁上均設有多個通孔，在水平桿123與水平桿124之間設有支撐架130，支撐架上設有多個通孔。
[0022]電動機200固定在車架100上，通常固定在支撐架130上，電動機200帶動傳動裝置，用于降低電動機200的輸出轉速，以增大電動機200的輸出力矩。在本發(fā)明的一個實施例中，電動機200兩側各驅動兩組垂直相交的傳動鏈。參見圖3，第一級鏈傳動包括作為主動鏈輪的鏈輪311和作為從動鏈輪的鏈輪312，通過傳動鏈321連接，第二級鏈傳動包括作為主動鏈輪的鏈輪313和作為從動鏈輪的外鏈輪314，通過傳動鏈322連接。從動鏈輪312的直徑大于主動鏈輪311的直徑，從動外鏈輪314的直徑大于主動鏈輪313的直徑。第二級主動鏈輪313直徑小于第一級從動鏈輪312的直徑。兩個相對的鏈輪311通過鍵連接固定在電動機200的輸出軸210上，兩個相對的鏈輪312及兩個相對的鏈輪313均通過鍵連接固定在軸330上，軸330的兩端均通過軸承350支撐，軸承350位于法蘭340內側，法蘭340通過螺栓連接固定在車架100的固定板143上。
[0023]行走機構包括多個鏈輪(411、412)、多條傳動鏈及多個法蘭等。在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3所示，行走機構設置有兩組鏈輪(411、412)，在水平桿123與水平桿124之間，設有第一組鏈輪411，其包括兩個鏈輪411，這兩個鏈輪411固定在一個連接軸431上，以能夠同軸地轉動，在每個鏈輪411外側設有外鏈輪314，鏈輪411與外鏈輪314共軸并均通過鍵連接與軸431 (或432)固定，軸431的兩端均通過軸承461支撐，軸承461位于法蘭451內側，法蘭451通過螺栓連接固定在車架100的固定板142上。在水平桿121與水平桿122之間，設有另一組鏈輪，該組鏈輪包括與鏈輪411等大的兩個鏈輪412，位于同一側的鏈輪411和鏈輪412與一條傳動鏈420嚙合，鏈輪412中心處設有通孔，兩個相對的鏈輪412通過鍵連接固定在軸432上，當?shù)谝唤M鏈輪411在電動機200的驅動下轉動時，第一組鏈輪411帶動傳動鏈420向前或向后滾動，從而使磁力攀爬車向前或先后移動。軸432的兩端均通過軸承462支撐，軸承462位于法蘭452內側，法蘭452通過螺栓連接固定在車架100的固定板141上。
[0024]磁力吸盤500包括托架510，和固定在托架510中的多個磁塊520，見圖4。優(yōu)選地，托架510由導磁材料制作；磁塊520為永磁鐵。托架510的兩端通過連接片440與傳動鏈420連接。在本實施例中，每節(jié)傳動鏈420連接一個磁力吸盤500，每節(jié)傳動鏈420均設有連接片440，連接片440上設有通孔，托架510底板兩端的通孔與傳動鏈420的連接片440上通孔重合，通過螺栓連接固定。參見圖4，在托架510上設有支撐槽，多個磁塊520布置在支撐槽內。在支撐槽的兩端設有彈性塊531或彈性條533，用于保護易碎的磁塊520，避免碰撞到支撐槽的側壁。，相鄰的磁塊520之間設有高于磁塊的彈性塊532，其高度差為I ?2mm。
[0025]優(yōu)選地，相鄰的磁塊520的磁極相反。首先，多塊磁塊520同時使用有助于增大單個磁塊520的吸附力；其次，采用絕緣的彈性塊520置于兩個相鄰的磁極相反的磁塊520之間，異名磁極之間具有較高的磁感線密度，可以提高磁塊520的吸附力；最后，磁塊520與導磁的托架510之間可以形成磁靴，以增大磁塊520的吸附力。優(yōu)選地，磁塊520的形狀為立方體，相對于其他形狀的磁塊，立方體磁塊520的單位質量磁鐵的吸附力最強。優(yōu)選地，彈性塊531和彈性塊532的高度均大于磁塊520的高度，其高度差為I?2mm，既不影響磁塊520與塔筒壁之間的吸附力，又可以避免磁塊520直接吸附在塔筒壁上，以消除磁塊520與塔筒壁之間的摩擦帶來的影響。優(yōu)選地，托架510內靠近兩端的彈性塊531具有弧形表面。托架510內兩端的彈性塊531與塔筒的圓形表面的弧度一致，在磁力吸盤500移動過程中，更加適應塔筒的圓柱形表面。在本實施例中，在托架510內放置三塊磁塊520，相鄰的磁塊520的磁極相反。磁塊520的形狀為立方體，其各邊邊長均為40mm。三個相鄰的磁塊520之間設有橡膠塊532，橡膠塊532高度略高于磁塊520高度，其高度差為I?2mm。而且，磁塊520的頂面優(yōu)選呈圓弧形，磁力吸盤其弧度與塔筒壁的弧度一致。
[0026]將磁力攀爬車1000調整好姿態(tài)，使其方向為豎直向上，然后將攀爬車1000逐漸靠近塔筒直至與塔筒吸合，再啟動電動機200，電動機200驅動兩側的鏈輪311旋轉，帶動傳動鏈321旋轉，傳動鏈321帶動鏈輪312旋轉，軸330隨之旋轉，并帶動鏈輪313旋轉，鏈輪313旋轉帶動傳動鏈322，外鏈輪314隨之旋轉，軸431隨著外鏈輪314旋轉，軸431帶動鏈輪411旋轉，鏈輪411旋轉帶動傳動鏈420，傳動鏈420帶動鏈輪412旋轉。通過連接片440與傳動鏈420連接的磁力吸盤500隨著傳動鏈420位置的變化而變化，即沿著塔筒壁實現(xiàn)豎直方向的攀升運動，將維修人員、裝備和零件與磁力攀爬車固定，驅動磁力攀爬車運動，則可以改變其在豎直方向的高度。
[0027]根據(jù)上面的描述以及實踐可知，其一，磁力吸盤內的磁塊對塔筒壁產生足夠大的吸附力，彈性塊與塔筒壁接觸產生摩擦，該豎直向上的摩擦力與磁力攀爬車及負載的重力平衡；而且，電動機帶動傳動裝置，并帶動行走機構實現(xiàn)沿著風電塔筒外壁的攀爬運動，故磁力攀爬車可以在塔筒壁上實現(xiàn)自動攀爬功能。其二，多個磁極相反的磁塊間隔地設置在磁力吸盤內，并與導磁的托架形成磁靴，均可以增大單個磁塊的吸附力，從而可以實現(xiàn)單位質量磁塊的吸附力最大，以增大磁力攀爬車的提升重量。
[0028]在本發(fā)明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進和變形，都落在本發(fā)明的保護范圍內，本領域技術人員應該明白，上述的具體描述只是更好地解釋本發(fā)明的目的，本發(fā)明的保護范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種磁力攀爬車，包括: 車架； 電動機，固定在所述車架的支撐架上； 履帶式行走機構，包括至少兩組鏈輪、與所述鏈輪嚙合的兩組傳動鏈； 磁力吸盤，其上安裝有磁體，用于通過磁力將磁力攀爬車吸附在要攀爬的塔壁上； 其中，電動機驅動至少一組所述鏈輪轉動，以帶動所述兩組傳動鏈滾動，從而驅動所述磁力攀爬車移動。
2.如權利要求1所述的磁力攀爬車， 還包括傳動裝置，電動機通過傳動裝置驅動所述鏈輪轉動。
3.如權利要求1所述的磁力攀爬車，其中， 所述磁力吸盤包括多個磁力吸盤，設置在所述兩組傳動鏈之間，并能夠隨著傳動鏈的滾動而進行履帶式的滾動，從而使得總有至少一個磁力吸盤面對要攀爬的塔壁并將磁力攀爬車吸附在塔壁上。
4.如權利要求1所述的磁力攀爬車，其中，每個所述磁力吸盤包括托架、安裝在托架中的多個磁鐵塊。
5.如權利要求4所述的磁力攀爬車，其中，各磁鐵塊之間和磁鐵塊和托架側壁之間設置有彈性塊，以防止磁鐵塊之間以及磁鐵塊和托架的碰撞而導致磁鐵塊破損。
6.如權利要求4或5所述的磁力攀爬車，其中，所述托架由導磁材料制作。
7.如權利要求4或5所述的磁力攀爬車，其中，所述磁鐵塊為永磁鐵或電磁鐵。
8.如權利要求1所述的磁力攀爬車，其中，相鄰的所述磁塊的磁極相反。
9.如權利要求5所述的磁力攀爬車，其中，所述彈性塊的高度大于磁鐵塊的高度，以避免磁鐵塊與所述塔壁碰撞。
【文檔編號】B62D57/024GK103587604SQ201310528724
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2013年10月31日
【發(fā)明者】史國權, 曹國華, 呂瓊瑩, 王德民, 陶希家 申請人:長春理工大學