自爬升起重机及风力发电机安装设备

摘要

本发明提供一种自爬升起重机及风力发电机安装设备，涉及起重机技术领域，自爬升起重机包括爬升机构、吊装机构和升降机构；所述爬升机构用于沿塔筒爬升，并能够固定在塔筒上；所述升降机构用于吊升所述吊装机构；所述吊装机构用于吊装重物，所述吊装机构通过升降机构与所述爬升机构可拆卸地连接，且所述吊装机构上设有固定组件，用于使吊装机构固定在塔筒上。自爬升起重机爬升时，首先利用爬升机构沿塔筒爬升至塔顶，再利用升降机构将吊装机构吊升至适合的位置。由于爬升机构的结构较为简单且油缸数量较少，爬升机构的自重相对较轻，在爬升机构爬升的过程中，能够增强爬升时定位的准确性，并能够提高爬升效率，从而增强自爬升起重机的爬升性能。

权利要求

1.一种自爬升起重机，其特征在于，包括爬升机构(1)、吊装机构(2)和升降机构；

所述爬升机构(1)用于沿塔筒(3)爬升，并能够固定在塔筒(3)上；

所述升降机构用于吊升所述吊装机构(2)；

所述吊装机构(2)用于吊装重物，所述吊装机构(2)通过升降机构与所述爬升机构(1)可拆卸地连接，且所述吊装机构(2)上设有固定组件，用于使吊装机构(2)固定在塔筒(3)上；

所述爬升机构(1)包括第一伸缩件(11)、第二伸缩件(12)和伸缩驱动件；

塔筒(3)上沿塔筒(3)的轴向间隔设置有多个爬升孔；

所述第一伸缩件(11)和所述第二伸缩件(12)沿塔筒(3)的轴向间隔设置，所述第一伸缩件(11)和所述第二伸缩件(12)分别用于与爬升孔插接；

所述伸缩驱动件，用于带动所述第一伸缩件(11)和所述第二伸缩件(12)沿塔筒(3)的轴向交替移动并与对应的爬升孔插接，以驱动所述爬升机构(1)沿塔筒(3)爬升。

2.根据权利要求1所述的自爬升起重机，其特征在于，塔筒(3)上还设有滑轨(13)，所述滑轨(13)的延伸方向与塔筒(3)的轴向平行，所述爬升孔设置在所述滑轨(13)上。

3.根据权利要求2所述的自爬升起重机，其特征在于，多个所述爬升孔分别设置在所述滑轨(13)的用于与塔筒(3)连接的底壁上。

4.根据权利要求2所述的自爬升起重机，其特征在于，多个所述爬升孔分别对应设置在所述滑轨(13)的两个侧壁上。

5.根据权利要求1所述的自爬升起重机，其特征在于，所述爬升机构(1)包括第三伸缩件和齿轮；

塔筒(3)上设有齿条和固定孔，所述齿条的延伸方向与塔筒(3)的轴向平行；

所述第三伸缩件用于与所述固定孔插接，以使爬升机构(1)固定在塔筒(3)上；

所述齿轮用于与所述齿条啮合，以驱动所述爬升机构(1)沿塔筒(3)爬升。

6.根据权利要求1所述的自爬升起重机，其特征在于，所述吊装机构(2)包括臂架(21)和回转组件(22)；所述臂架(21)用于吊装重物，所述回转组件(22)用于驱动所述臂架(21)绕回转组件(22)的轴线转动。

7.根据权利要求6所述的自爬升起重机，其特征在于，所述固定组件包括第四伸缩件(23)，所述第四伸缩件(23)用于与塔筒(3)插接。

8.根据权利要求1所述的自爬升起重机，其特征在于，所述升降机构包括卷扬机，所述卷扬机设置在所述爬升机构(1)或所述吊装机构(2)上。

9.一种风力发电机安装设备，其特征在于，包括权利要求1－8中任一项所述的自爬升起重机。

说明书

自爬升起重机及风力发电机安装设备

技术领域

[0001] 本发明涉及起重机技术领域，尤其是涉及一种自爬升起重机，以及一种具有该自爬升起重机的风力发电机安装设备。

背景技术

[0002] 风力发电是把风的动能转为电能。风是一种没有公害的能源，利用风力发电非常环保，且能够产生的电能非常巨大，因此越来越多的国家更加重视风力发电。近年来，随着风力发电产业的快速发展，风力发电设备不断向大功率、高塔筒的设计方向发展，塔筒尺寸也在逐步增大。由于风力发电场多处于高山、戈壁或荒野等条件恶劣的偏远地区，导致对于风机的吊装、维护的设备要求越来越高，操作难度越来越大，且吊装费用也呈直线上涨。

[0003] 目前风力发电设备的吊装和维修主要依赖履带式起重机。使用这种履带式起重机的成本极其昂贵，吊装高塔筒的一台风机的成本往往就是几百万元，且运输难度大、转场效率低。基于上述情况，本领域内研发出多种可直接应用于塔筒上的自爬升起重机，如图1所示，此类自爬升起重机包括爬升机构1’和吊装机构2’，吊装机构2’安装在爬升机构1’上，爬升机构1’包括上抱箍和下抱箍，上抱箍和下抱箍均采用沿塔筒周向间隔设置多个伸缩机构对塔筒的筒壁进行抱紧，上抱箍和下抱箍之间也设有伸缩机构，以使上抱箍和下抱箍可在塔筒上沿塔筒的轴向交替移动，通过吊装机构2’进行回转和对风电设备进行拆装或维修。

[0004] 这种自爬升起重机的问题在于，自爬升起重机在爬升时，由于吊装机构安装在爬升机构上，二者使用同一套油缸，结构复杂、且油缸数量较多，造成自爬升起重机的自重过大，这将导致爬升时定位不准，且爬升效率也较低，造成爬升性能不佳。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种自爬升起重机，以解决现有技术中的自爬升起重机的爬升性能不佳的技术问题。

[0006] 本发明提供的自爬升起重机，包括爬升机构、吊装机构和升降机构；

[0007] 所述爬升机构用于沿塔筒爬升，并能够固定在塔筒上；

[0008] 所述升降机构用于吊升所述吊装机构；

[0009] 所述吊装机构用于吊装重物，所述吊装机构通过升降机构与所述爬升机构可拆卸地连接，且所述吊装机构上设有固定组件，用于使吊装机构固定在塔筒上。

[0010] 进一步地，所述爬升机构包括第一伸缩件、第二伸缩件和伸缩驱动件；

[0011] 塔筒上沿塔筒的轴向间隔设置有多个爬升孔；

[0012] 所述第一伸缩件和所述第二伸缩件沿塔筒的轴向间隔设置，所述第一伸缩件和所述第二伸缩件分别用于与爬升孔插接；

[0013] 所述伸缩驱动件，用于带动所述第一伸缩件和所述第二伸缩件沿塔筒的轴向交替移动并与对应的爬升孔插接，以驱动所述爬升机构沿塔筒爬升。

[0014] 进一步地，塔筒上还设有滑轨，所述滑轨的延伸方向与塔筒的轴向平行，所述爬升孔设置在所述滑轨上。

[0015] 进一步地，多个所述爬升孔分别设置在所述滑轨的用于与塔筒连接的底壁上。

[0016] 进一步地，多个所述爬升孔分别对应设置在所述滑轨的两个侧壁上。

[0017] 进一步地，所述爬升机构包括第三伸缩件和齿轮；

[0018] 塔筒上设有齿条和固定孔，所述齿条的延伸方向与塔筒的轴向平行；

[0019] 所述第三伸缩件用于与所述固定孔插接，以使爬升机构固定在塔筒上；

[0020] 所述齿轮用于与所述齿条啮合，以驱动所述爬升机构沿塔筒爬升。

[0021] 进一步地，所述吊装机构包括臂架和回转组件；所述臂架用于吊装重物，所述回转组件用于驱动所述臂架绕回转组件的轴线转动。

[0022] 进一步地，所述固定组件包括第四伸缩件，所述第四伸缩件用于与塔筒插接。

[0023] 进一步地，所述升降机构包括卷扬机，所述卷扬机设置在所述爬升机构或所述吊装机构上。

[0024] 本发明的目的还在提供一种风力发电机安装设备，包括本发明所述的自爬升起重机。

[0025] 本发明提供的自爬升起重机，包括爬升机构、吊装机构和升降机构；所述爬升机构用于沿塔筒爬升，并能够固定在塔筒上；所述升降机构用于吊升所述吊装机构；所述吊装机构用于吊装重物，所述吊装机构通过升降机构与所述爬升机构可拆卸地连接，且所述吊装机构上设有固定组件，用于使吊装机构固定在塔筒上。自爬升起重机爬升时，首先利用爬升机构沿塔筒爬升至塔顶，再利用升降机构将爬升机构与吊装机构连接起来，将吊装机构吊升至适合的位置后，利用固定组件将吊装机构固定在塔筒上，吊装机构即可以对风电设备进行吊装。由于爬升机构的结构较为简单且油缸数量较少，爬升机构的自重相对较轻，在爬升机构爬升的过程中，能够增强爬升时定位的准确性，并能够提高爬升效率，从而增强自爬升起重机的爬升性能。

[0026] 本发明提供的风力发电机安装设备，包括本发明所述的自爬升起重机。风力发电机安装设备在吊装风电设备时，可以首先利用爬升机构沿塔筒爬升至塔顶，再利用升降机构将爬升机构与吊装机构连接起来，将吊装机构吊升至适合的位置后，利用固定组件将吊装机构固定在塔筒上，吊装机构即可以对风电设备进行吊装。由于爬升机构的结构较为简单且油缸数量较少，爬升机构的自重相对较轻，在爬升机构爬升的过程中，能够增强爬升时定位的准确性，并能够提高爬升效率，从而增强自爬升起重机的爬升性能。

附图说明

[0027] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0028] 图1是现有技术中的自爬升起重机的结构示意图；

[0029] 图2是本发明实施例提供的自爬升起重机的使用状态图一；

[0030] 图3是本发明实施例提供的自爬升起重机的使用状态图二；

[0031] 图4是本发明实施例提供的自爬升起重机的局部示意图。

[0032] 图标：1－爬升机构；11－第一伸缩件；12－第二伸缩件；13－滑轨；2－吊装机构；21－臂架；22－回转组件；23－第四伸缩件；3－塔筒。

具体实施方式

[0033] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0034] 在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

[0035] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0036] 本发明提供了一种自爬升起重机及风力发电机安装设备，下面给出多个实施例对本发明提供的自爬升起重机及风力发电机安装设备进行详细描述。

[0037] 实施例1

[0038] 本实施例提供的自爬升起重机，如图2至图4所示，包括爬升机构1、吊装机构2和升降机构；爬升机构1用于沿塔筒3爬升，并能够固定在塔筒3上；升降机构用于吊升吊装机构2；吊装机构2用于吊装重物，吊装机构2通过升降机构与爬升机构1可拆卸地连接，且吊装机构2上设有固定组件，用于使吊装机构2固定在塔筒3上。

[0039] 自爬升起重机爬升时，首先利用爬升机构1沿塔筒3爬升至塔顶，再利用升降机构将爬升机构1与吊装机构2连接起来，将吊装机构2吊升至适合的位置后，利用固定组件将吊装机构2固定在塔筒3上，吊装机构2即可以对重物(例如：塔筒、叶片或主机等)进行吊装。由于爬升机构1的结构较为简单且油缸数量相对较少，爬升机构1的自重相对较轻，在爬升机构1爬升的过程中，能够增强爬升时定位的准确性，并能够提高爬升效率，从而增强自爬升起重机的爬升性能。

[0040] 具体地，爬升机构1包括第一伸缩件11、第二伸缩件12和伸缩驱动件；塔筒3上沿塔筒3的轴向间隔设置有多个爬升孔；第一伸缩件11和第二伸缩件12沿塔筒3的轴向间隔设置，第一伸缩件11和第二伸缩件12分别用于与爬升孔插接；伸缩驱动件用于带动第一伸缩件11和第二伸缩件12沿塔筒3的轴向交替移动并与对应的爬升孔插接，以驱动爬升机构1沿塔筒3爬升。

[0041] 其中，第一伸缩件11包括相互连接的第一插销和第一油缸，第一油缸能够驱动第一插销伸入或伸出爬升孔；第二伸缩件12包括相互连接的第二插销和第二油缸，第二油缸能够驱动第二插销伸入或伸出爬升孔；第一油缸和第二油缸之间设有伸缩驱动件，伸缩驱动件驱动第一油缸和第二油缸相互远离或靠近运动，其中伸缩驱动件可以为油缸。

[0042] 此外，自爬升起重机还设有控制器，控制器能够检测第一插销的位置信息，并根据第一伸缩件11的位置信息控制第一油缸伸缩；控制器能够检测第二插销的位置信息，并根据第二伸缩件12的位置信息控制第二油缸伸缩；控制器还能够根据第一插销和第二插销的位置信息控制伸缩驱动件的伸缩。

[0043] 本实施例中，第一插销位于第二插销上方，爬升机构1在从塔筒3下方爬升至塔筒3上方时，应使第二插销与位于最下方的爬升孔对正，控制器在检测到第二插销的位置信息与该爬升孔对正时，驱动第二油缸伸长，使第二插销与该爬升孔插接；随后控制器控制伸缩驱动件带动第一插销远离第二插销运动，在第一插销运动至与适合的爬升孔对正时，控制器控制第一油缸伸长，使第一插销与该爬升孔插接；随后控制器控制伸缩驱动件带动第二插销朝向第一插销运动，并在第二插销运动至与适合的爬升孔对正时，控制器控制第二油缸伸长，使第二插销与该爬升孔插接，依次不断循环，直至爬升机构1爬升至适合的位置。

[0044] 此外，爬升机构1由塔筒3的顶部爬至塔筒3的底部的工作流程及原理与上述工作流程及原理一致，此处不再赘述。

[0045] 爬升时，吊装机构2先位于塔筒3下部不动，爬升机构1在控制器的控制下，第一插销和第二插销沿塔筒3的轴向交替向上移动并与对应的爬升孔插接，从而驱动爬升机构1沿塔筒3爬升至塔筒3顶部，在爬升机构1爬升至塔筒3顶部后，控制器控制第一插销和第二插销均与对应的爬升孔插接，以将爬升机构1固定在塔筒3的顶部，随后利用升降机构将吊装机构2吊升至适合的位置后，利用固定组件将吊装机构2固定在塔筒3上。

[0046] 然后，可以利用吊装机构2对重物进行吊装，例如塔筒、叶片或主机等，可以对风力发电机进行安装或维修。

[0047] 吊装过程完毕后，先利用升降机构将吊装机构2放置在地面上，再使爬升机构1从塔筒3顶部爬至塔筒3底部。

[0048] 爬升机构1和吊装机构2为两个独立的部分，使爬升机构1的结构小巧且自重轻，能够较为精准地安装在塔筒3上，并且在爬升时，爬升效率较高，且对塔筒3的作用力较小，防止塔筒3失稳变形；爬升机构1利用升降机构将吊装机构2吊升，升降机构的吊升效率较高，且吊装机构2的自重相对较轻，吊装机构2对塔筒3的局部压力较小，能够防止塔筒3失稳变形。

[0049] 此外，爬升机构1和吊装机构2可以分别自带动力装置，也可以二者共用吊装机构2的动力装置。

[0050] 进一步地，塔筒3上还设有滑轨13，滑轨13的延伸方向与塔筒3的轴向平行，爬升孔设置在滑轨13上，使第一伸缩件11和第二伸缩件12在爬升过程中沿滑轨13移动，能够起到导向和限位作用，使爬升路径更为精准。

[0051] 其中，多个爬升孔可以分别设置在滑轨13的用于与塔筒3连接的底壁上，多个爬升孔也可以分别对应设置在滑轨13的两个侧壁上。

[0052] 进一步地，吊装机构2包括臂架21和回转组件22；臂架21用于吊装重物，回转组件22用于驱动所述臂架21绕回转组件22的轴线转动。在进行吊装时，利用臂架21吊装重物，在需要转动臂架21时，利用回转组件22转动臂架21。

[0053] 进一步地，固定组件包括第四伸缩件23，第四伸缩件23用于与塔筒3插接。具体地，塔筒3上设有安装孔，当升降机构将吊装机构2吊升至适合的高度后，控制器检测到第四伸缩件23与安装孔正对后，控制第四伸缩件23伸出与安装孔插接，从而固定吊装机构2。

[0054] 进一步地，升降机构包括卷扬机，卷扬机设置在爬升机构1或吊装机构2上。

[0055] 本实施例提供的自爬升起重机，自爬升起重机爬升时，首先利用爬升机构1沿塔筒3爬升至塔顶，再利用升降机构将爬升机构1与吊装机构2连接起来，将吊装机构2吊升至适合的位置后，利用固定组件将吊装机构2固定在塔筒3上，吊装机构2即可以对风电设备进行吊装。由于爬升机构1的结构较为简单且油缸数量较少，爬升机构1的自重相对较轻，在爬升机构1爬升的过程中，能够增强爬升时定位的准确性，并能够提高爬升效率，从而增强自爬升起重机的爬升性能。

[0056] 实施例2

[0057] 本实施例提供的自爬升起重机，如图2至图4所示，包括爬升机构1、吊装机构2和升降机构；爬升机构1用于沿塔筒3爬升，并能够固定在塔筒3上；升降机构用于吊升吊装机构2；吊装机构2用于吊装重物，吊装机构2通过升降机构与爬升机构1可拆卸地连接，且吊装机构2上设有固定组件，用于使吊装机构2固定在塔筒3上。

[0058] 自爬升起重机爬升时，首先利用爬升机构1沿塔筒3爬升至塔顶，再利用升降机构将爬升机构1与吊装机构2连接起来，将吊装机构2吊升至适合的位置后，利用固定组件将吊装机构2固定在塔筒3上，吊装机构2即可以对重物(例如：塔筒、叶片或主机等)进行吊装。由于爬升机构1的结构较为简单且油缸数量相对较少，爬升机构1的自重相对较轻，在爬升机构1爬升的过程中，能够增强爬升时定位的准确性，并能够提高爬升效率，从而增强自爬升起重机的爬升性能。

[0059] 具体地，爬升机构1包括第三伸缩件和齿轮；塔筒3上设有齿条和固定孔，齿条的延伸方向与塔筒3的轴向平行；第三伸缩件用于与固定孔插接，以使爬升机构1固定在塔筒3上；齿轮与齿条啮合，以驱动所述爬升机构1沿塔筒3爬升。

[0060] 自爬升起重机还包括控制器，控制器能够检测第三伸缩件的位置信息，并根据第三伸缩件的位置信息控制第三伸缩件的伸缩。

[0061] 齿轮和齿条啮合能够驱动爬升机构1沿塔筒3爬升，在爬升机构1爬升至适合的位置后，在控制器的控制下，当第三伸缩件与固定孔对正时第三伸缩件与固定孔插接，从而将爬升机构1固定在塔筒3上。

[0062] 进一步地，吊装机构2包括臂架21和回转组件22；臂架21用于吊装重物，回转组件22用于驱动所述臂架21绕回转组件22的轴线转动。在进行吊装时，利用臂架21吊装重物，在需要转动臂架21时，利用回转组件22转动臂架21。

[0063] 进一步地，固定组件包括第四伸缩件23，第四伸缩件23用于与塔筒3插接。具体地，塔筒3上设有安装孔，当升降机构将吊装机构2吊升至适合的高度后，控制器检测到第四伸缩件23与安装孔正对后，控制第四伸缩件23伸出与安装孔插接，从而固定吊装机构2。

[0064] 进一步地，升降机构包括卷扬机，卷扬机设置在爬升机构1或吊装机构2上。

[0065] 本实施例提供的自爬升起重机，自爬升起重机爬升时，首先利用爬升机构1沿塔筒3爬升至塔顶，再利用升降机构将爬升机构1与吊装机构2连接起来，将吊装机构2吊升至适合的位置后，利用固定组件将吊装机构2固定在塔筒3上，吊装机构2即可以对风电设备进行吊装。由于爬升机构1的结构较为简单且油缸数量较少，爬升机构1的自重相对较轻，在爬升机构1爬升的过程中，能够增强爬升时定位的准确性，并能够提高爬升效率，从而增强自爬升起重机的爬升性能。

[0066] 实施例3

[0067] 本实施例提供的风力发电机安装设备，包括实施例1或实施例2所述的自爬升起重机。

[0068] 风力发电机安装设备在吊装风电设备时，可以首先利用爬升机构1沿塔筒3爬升至塔顶，再利用升降机构将爬升机构1与吊装机构2连接起来，将吊装机构2吊升至适合的位置后，利用固定组件将吊装机构2固定在塔筒3上，吊装机构2即可以对风电设备进行吊装。由于爬升机构1的结构较为简单且油缸数量较少，爬升机构1的自重相对较轻，在爬升机构1爬升的过程中，能够增强爬升时定位的准确性，并能够提高爬升效率，从而增强风力发电机安装设备的准确性和效率。

[0069] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。