自推進臺車的製作方法
2023-07-22 11:37:16 1
自推進臺車的製作方法
【專利摘要】本發明描述了一種用於搬運風力渦輪機葉片(2)的自推進臺車(1)，該臺車(1)包括：驅動裝置(3，30)，用於在位置之間推進臺車(1)；以及提升裝置(4，40，41)，該提升裝置(4，40，41)被設置為升高和降低風力渦輪機葉片(2)。本發明還描述了一種搬運風力渦輪機葉片(2)的方法，該方法包括步驟：將根據前述權利要求中任一項的自推進臺車(1)定位在風力渦輪機葉片(2)下方的點；致動自推進臺車(1)的提升裝置(4，40，41)以升高或降低風力渦輪機葉片(2)；以及控制自推進臺車(1)的驅動裝置(3，30)以在位置之間推進臺車(1)。
【專利說明】自推進臺車
【技術領域】
[0001]本發明描述了一種用於搬運風力渦輪機葉片的自推進臺車以及一種用於搬運風力渦輪機葉片的方法。
【背景技術】
[0002]風力渦輪機的轉子葉片的長度可以為幾十米。葉片的一端，也即葉片根部，通常具有圓形橫截面，用於連接到變槳軸承。葉片根部延伸到過渡區，並且超過過渡區，葉片具有帶有彎曲表面的翼面形狀，變得逐漸更窄和更扁平，並在葉片的另一末端漸縮為尖端。這種葉片一般是由剛性和相對輕的材料製成，如模製玻璃纖維。長度約為95m的葉片可重達約32000kg，並且可以具有直徑為幾米的根端。因為其大尺寸和笨重的形狀，在運輸葉片從製造地點到本地存放地點，從該存放地點到運輸裝置，從運輸裝置到風力渦輪機地點等時，涉及很多的搬運工作。由於它的長度，葉片一般是水平存放的，例如存放在可能處於室內機庫中的堆疊架之一上。為了將葉片傳送到運輸裝置(例如船或有軌車)上，一般使用起重機。對於起重機操縱葉片而言，它可能需要首先從葉片的擱架獲取葉片並將葉片放置在臨時位置(例如平臺)，以允許起重機進行操縱。為此，通常使用叉車或類似的負載運輸車輛。例如，可使用兩個叉車來保持和提升葉片，每端一個叉車。顯然，叉車的駕駛員必須例如藉助於視線或者通過無線電連接口頭地精確同步他們的移動，以避免損壞葉片。替代地，第三個人可以通過觀察並發出指令來協助叉車的駕駛員。在另一種方法中，可以部署一個叉車以首先將葉片的一端傳送到臨時位置，然後「獲取」葉片的另一端。可能需要將葉片的第一端牢固地固定在臨時位置，以確保當葉片另一端被移動就位時其並不移動。一旦葉片已經轉移到臨時位置，可以例如通過起重機將其提升到運輸裝置(例如卡車或滾裝船)上。在任何情況下，這些已知的過程是非常耗時的，涉及大量的人員和搬運工作，並且還存在損壞葉片的風險。使用一個或多個自動導引車來獲取葉片並且沿著由導向車道限定的路徑攜帶該葉片的自動化方法要求該葉片總是存放在由導向車道限定的位置，並且任何目的地渡船或輪船也必須配備這樣的導向車道。顯然，這樣的解決方案是非常複雜的，因此是昂貴和不切實際的。
【發明內容】
[0003]因此，本發明的一個目的是提供更安全和更簡單直接的方法來搬運風力渦輪機葉片。
[0004]通過根據權利要求1的自推進臺車並且通過權利要求13的搬運風力渦輪機葉片的方法達到這個目的。
[0005]根據本發明，用於搬運風力渦輪機葉片的自推進臺車包括:一個或多個驅動裝置，用於在位置之間推進臺車；和至少一個提升裝置，該提升裝置被設置為升高和降低風力渦輪機葉片。
[0006]這裡，術語「自推進」應被理解為是指該臺車不需要人類駕駛員來控制它，因此它沒有配備駕駛艙、座位、方向盤等。相反，無人駕駛臺車可以響應於從遠程源接收到的命令或先前存儲在臺車的控制單元中的命令而進行移動，如下面將要說明的。
[0007]根據本發明的自推進臺車的一個優點是，在搬運過程中可以更經濟地使用資源，從而建造風力渦輪機或風電場的總成本得以降低。例如，通過使用根據本發明的自推進臺車，不需要使用叉車將葉片從存放點傳輸到臨時位置，然後通過起重機將該葉片從臨時位置提升到另一個運輸裝置。相反，自推進臺車可被用來直接將葉片從存放裝置傳送到運輸裝置，如將在下文的描述中變得清楚。
[0008]根據本發明，搬運風力渦輪機葉片的方法包括如下步驟:將根據本發明的自推進臺車定位在風力渦輪機葉片下方的位置；致動自推進臺車的提升裝置以提升或降低風力渦輪機葉片；以及控制自推進臺車的驅動裝置以在位置之間推進該臺車。
[0009]如以下描述所揭示的，本發明的特別有利的實施例和特徵由從屬權利要求給出。不同權利要求類別的特徵可以適當地組合，以給出未在本文中描述的其他實施例。
[0010]這裡和下文中，術語「臺車」應被理解為實質上包括車輪、腳輪等上的底盤，其構造成用於運輸大而重的物體，在這種情況下是風力渦輪機葉片。提升裝置可布置在底盤中或底盤上，並且驅動裝置可包括適於以所需的平滑度移動臺車的任何裝置，優選地為布置在一個或多個車軸上的若干個車輪。在下文中，在不以任何方式限制本發明的情況下，可以假定臺車在車輪上被推進。
[0011]如上所述，自推進臺車不是由人類駕駛員驅動的，而是相反自己主動地移動，由此清楚的是，該自推進臺車將根據所定義的指令序列進行移動。因此，在本發明的一個特別優選的實施例中，自推進臺車包括遠程控制接口，該遠程控制接口被設置為控制驅動裝置。例如，遠程控制接口可被設置為接收諸如「向前移動」、「向左移動」等的命令並且將這些命令轉換成適當的驅動控制信號。所述信號可以是使用已有無線電控制部件發射和接收的無線電信號、通過視線光學連接發送的遠程控制紅外信號、無線區域網信號等等。
[0012]在本發明的一個優選實施例中，驅動裝置包括馬達和傳動系，用於傳遞功率到臺車的兩個或更多個車輪。馬達可以是任何合適類型的馬達，例如柴油馬達、線性馬達、電動馬達等，並且傳動系可包括將驅動軸的旋轉運動傳遞到臺車車輪所需的常用元件或部件。
[0013]可以在其中操縱葉片的空間可能是有限的，例如，臺車可能需要在存放機庫中的葉片存放機架之間在各處移動。因此，在本發明的一個特別優選的實施例中，臺車包括全輪驅動系統，例如四輪驅動，單獨車輪驅動等，使得自推進臺車能夠以非常靈活的方式移動。
[0014]用於運輸負載的已有設備必須能夠對抗負載的重量。例如，叉車必須具有大的配重來平衡基本在叉車的前部承載在叉車上的負載。根據本發明的臺車優選地被設置為不具有任何這樣的配重。在本發明的一個特別優選的實施例中，因此，提升裝置被設置為使得對於提升裝置的任何位置，提升裝置用來支撐負載的點被設置在臺車本身之上。換句話說，負載被支撐在臺車之上或上方，例如在由驅動裝置的軸或由臺車的底盤所界定的區域或框架上方。
[0015]自推進臺車優選地被設計成能夠訪問存放在不同高度(例如在存放架的不同層處)的風力渦輪機葉片。此外，提升裝置優選地是可伸展的同時還足夠牢靠以承受葉片重量的大部分。因此，在本發明的一個特別優選的實施例中，提升裝置包括液壓提升裝置，例如一個或多個液壓缸，其具有能夠伸展到有利長度的活塞。這樣的液壓提升裝置可以包括豎直布置的液壓缸，從而活塞能夠基本豎直地伸展，並且葉片可擱置在伸展的活塞上。然而，這樣的布置結構需要額外的裝置，用於當葉片的重量擱置在伸展的活塞上時支撐液壓缸，以便確保最小的側向穩定性。在一個優選實施例中，液壓缸可傾斜地布置在臺車的底盤上，並且活塞的端部被連接到可傾斜的梁。在這種布置結構中，當活塞伸展時，梁向上傾斜，從而使梁的外端升高。這將在下面附圖的幫助下變得清楚。以同樣的方式，當活塞縮回到液壓缸中時，該梁再次向下傾斜回來，從而使梁的外端降低。
[0016]提升裝置中的需要動力的任何部件(例如馬達或泵)可以被用於驅動臺車車輪的馬達來驅動，或者可以被額外的馬達或電池來驅動。如上所述，這種電池也可以用來提供電力給通信接口。
[0017]提升裝置，例如上文所述的具有液壓缸和可傾斜梁的布置結構，優選地能夠相對於驅動裝置旋轉。例如，整個提升裝置可布置在平臺上，該平臺可相對於臺車的其餘部分旋轉。在這樣的實施例中，當葉片被擱置在提升裝置上時，該平臺下方的臺車的其餘部分(即驅動裝置、底盤等)可以旋轉。這對於將車輪定位於臺車所要行進的方向上是有利的。
[0018]為了在臺車從一個位置移動到另一個位置時牢固地保持葉片，臺車優選地包括保持裝置，用於在沿風力渦輪機葉片的長度的點保持風力渦輪機葉片。在本發明的一個優選實施例中，保持裝置包括託架，其成形為適應風力渦輪機葉片的彎曲表面。例如，託架可以包括凹的彎曲形狀。利用這種託架，葉片可以擱置在保持裝置中，並且保持裝置的形狀可以在搬運過程中提供一定程度的穩定性。為了確保裝載點(即葉片擱置在保持裝置上的點)不向外伸出臺車的框架，保持裝置優選地連接到提升裝置，使得在提升裝置行進的任何點處，保持裝置總是被布置在臺車的上方，處於由臺車的框架或底盤所界定的區域內。保持裝置可襯有保護性襯裡(例如低摩擦泡沫橡膠)，以避免損壞葉片表面。
[0019]優選地，當被保持裝置支撐時，葉片應具有一定的自由度。因此，優選的是，葉片能夠相對於臺車或至少相對於提升裝置移動，以便防止損壞提升裝置。因此，在本發明的一個特別優選的實施例中，保持裝置通過萬向接頭(例如萬向節)被連接到提升裝置。在這種連接的情況下，葉片能夠相對於提升裝置自由地移動，同時仍然在該點被保持裝置和提升裝置支撐。這種萬向接頭的運動自由性也在一定程度上補償了運輸路徑上的不平整性，例如凹陷或表面損壞。
[0020]在被運輸到新的目的地之前，風力渦輪機葉片可以存放在貨架上或地面上。為了確保根據本發明的臺車可以在存放於低高度處(例如地面上)的葉片下方操作，根據本發明的臺車的從地面測量的最大高度優選地不超過臺車的推進裝置的高度。例如，如果臺車包括車輪，臺車在其縮回狀態時的最大高度優選地不超過車輪的高度。能夠與現成輪胎配合的車輪可能是優選的選擇。這種輪胎可以是用於運輸車輛的類型，例如輕運貨車、卡車等。因此，在本發明的一個特別優選的實施例中，當提升裝置處於非伸展(即摺疊或縮回)位置時，臺車的最大高度優選地包括至多1.5m，更優選至多1.25m，最優選至多lm。這樣，即使根端被擱置在地面上，臺車也能夠容易地放在葉片的翼面端部下方。在其伸展狀態中，臺車可具有約5米或更多的從地面測量的總體高度，這取決於提升裝置的情況。
[0021]由於風力渦輪機葉片的翼面形狀，葉片的橫截面面積將會沿其長度變化。此外，根據本發明的臺車優選地被設計成能夠運輸各種長度的葉片。不同長度的葉片也將具有不同的主體形狀或橫截面面積。因此，在本發明的一個優選實施例中，託架可拆卸地連接到保持裝置，從而不同尺寸或形狀的託架可以根據需要附接到保持裝置。
[0022]在本發明的另一個優選實施例中，保持裝置被設置為容納固定元件，該固定元件用於將風力渦輪機葉片固定到保持裝置。例如，這樣的固定元件可以包括網繩(weblashing)或一些其它合適類型的帶或皮帶，其可以當葉片被擱置在保持裝置中時收緊在葉片主體周圍。這種帶可以穿過保持裝置中的適當縫隙，從而它們能夠有效地防止滑脫。為了保護葉片的頂部，固定裝置可以包括保護性襯裡或帽，例如襯有較軟材料(如氈或毯)的鋁邊緣保護帽，其位於葉片的頂部上並且被網繩保持就位。
[0023]如上所述，根據本發明的臺車優選地包括用於從遠程源(例如，從觀察和控制臺車移動的控制器)接收命令的遠程控制接口。在本發明的另一個優選實施方案中，為了額外的安全性，臺車包括至少一個傳感器，用於感測臺車的位置。例如，光學傳感器或超聲傳感器可以布置在沿著臺車的一側或多側的某個點，以檢測臺車是否過於靠近另一個物體。在這種方式中，臺車可避免葉片端部和可能被控制器忽視的其他物體之間的碰撞。
[0024]由於可能使用各種類型的託架以及各種不同類型或長度的繩子，可能優選的是這些都是現成的，以便在固定過程期間節省時間。因此，在本發明的另一個優選實施例中，臺車包括存放容器，用於存放一個或多個實用元件，例如不同尺寸的託架、不同長度的繩子、保持元件的替換零件等等。這樣的存放容器可以被布置在臺車上的任何方便的位置，並且可以是可密封的以保護內容物。
[0025]在葉片傳送步驟中，可以用根據本發明的臺車保持葉片的一端，而可以用叉車移動另一端。在這種方法中，叉車駕駛員可引導傳送步驟，而自推進臺車基本上「跟隨」叉車的運動。為此，叉車的駕駛員可以向臺車發出適當的命令，或著位於一定距離處的控制器可以觀察叉車和臺車並且適當地發出指令。叉車和臺車可一起將葉片移動到其下一個位置，例如運輸裝置(如滾裝船、有軌車等)。替代地，可以使用臺車將第一端移動到下一個位置，然後臺車「停放」葉片的該端部，並返回以獲取葉片的另一端。在本發明的另一個優選實施例中，根據本發明的搬運風力渦輪機葉片的方法包括如下步驟:部署第一自推進臺車以將風力渦輪機葉片的尖端移動到目的地，而同時部署第二自推進臺車以將風力渦輪機葉片的根端移動到對應的目的地。這樣，兩個這樣的自推進臺車可以被同步地控制，以將它們自己布置在葉片下方，同時地升高葉片，將葉片移動到其新的位置，再降低葉片，並且最終一旦葉片「停放」在其目的地則將它們自己從葉片下方移開。
[0026]對於這樣的實施方式，控制器可能必須觀察兩個臺車並向兩個臺車發出命令，例如使用兩個遠程控制單元。這可能是複雜的且容易出錯。因此，在本發明的一個優選實施例中，臺車包括通信接口，用於與另一自推進臺車的通信接口進行通信。利用這樣的接口，對於控制器而言，控制兩個自推進臺車中的第一個可能是足夠的，兩個自推進臺車中的第一個進而將其當前的運動告知第二個臺車。然後，第二個臺車可以「模仿」第一個臺車的運動。以這種方式，可以以相對簡單直接的方式來同步兩個臺車的運動或動作。不管臺車被如何控制(或者控制其自身)，可以在「行駛中」進行路徑計算和修正，從而可以以平穩的方式來傳送葉片。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]從結合附圖考慮的以下詳細描述中，本發明的其它目的和特徵將變得明顯。然而應當理解，附圖僅僅被設計成用於說明的目的，而不是作為對本發明的限制的定義。
[0028]圖1示出根據本發明的一個實施例的自推進臺車，正在搬運風力渦輪機葉片；
[0029]圖2示出圖1中的臺車的側視圖，其處於休憩狀態；
[0030]圖3示出圖1中的臺車的側視圖，其處於伸展狀態；
[0031]圖4示出圖1中的臺車的正視圖，其處於休憩狀態；
[0032]圖5示出圖1中的臺車的正視圖，其處於伸展狀態；
[0033]圖6示出圖1中的臺車的側視圖，其在風力渦輪機葉片下方處於休憩狀態。
[0034]圖7示出圖1中的臺車的側視圖，其在風力渦輪機葉片下方處於伸展狀態。
[0035]在遍及所有附圖中，相同的數字指代相同的物體。附圖中的物體不一定是按比例繪製的。
【具體實施方式】
[0036]圖1示出了根據本發明一個實施例的自推進臺車1，正在傳送步驟中搬運風力渦輪機葉片2。臺車I包括底盤10和液壓提升裝置4、40、41，液壓提升裝置4、40、41具有兩個液壓缸4、兩個活塞40並具有提升梁41。當活塞40伸出時，梁41被升高。利用萬向節42將保持裝置6安裝在梁41的外端，允許負載(在這種情況下，葉片2)相對於提升裝置具有一定的自由度。使用框架60或網繩60將葉片2牢固地附接到保持裝置6。一旦葉片2被固定，則臺車I可以將它的負載移動到下一個位置。為此，馬達3驅動布置在底盤10上的四個車輪30。馬達3由控制單元5控制，控制單元5可以通過天線50接收信號並且在通信接口 51中解釋這些信號。控制單元5還可以接收由布置在臺車I上的傳感器52(例如光學傳感器52)發出的信號，傳感器52用於檢測對其它物體的接近程度。在本實施例中，馬達3還可以驅動液壓缸4。
[0037]圖2示出圖1中的臺車的側視圖，其處於休憩狀態，即活塞縮回在液壓缸4中。在這種狀態中，臺車可以被帶到葉片下方的位置。圖3示出臺車I的側視圖，其處於伸展狀態，即活塞40從液壓缸4伸出並且梁41被升高。在這種狀態中，臺車I可以支撐葉片重量的一部分，然後可以將葉片從一個位置移動到另一個位置。
[0038]圖4和5示出對應於圖2和3的側視圖的正視圖。這裡，還示出了框架60或網繩60當其就位在擱置於保持裝置6上的葉片周圍時的樣子，並且還能夠清楚地看到託架形保持裝置6的凹形。這些圖還示出了萬向節42的功能，萬向節42允許保持裝置6相對自由地相對於提升裝置的梁41傾斜。
[0039]圖6和7示出圖1的臺車的側視圖，其處於風力渦輪機葉片的尖端下方，其提升裝置處於休憩或摺疊狀態(圖6)以及伸展狀態(圖7)。當然，臺車I的車輪與地面接觸，為清楚起見此處未示出。未在圖中示出的葉片根端可以被叉車或另一臺車等支撐在擱架上，或者可以擱置在地面上。無論哪種方式，當提升裝置縮回時，臺車I的最大高度Hmax是如此之低，以允許臺車I在葉片2的尖部區段或翼面區段下方操作。如圖所示，當臺車伸展提升裝置時，保持裝置6依然處於葉片2下方的位置，而臺車本身被驅動以在由箭頭指示的方向上側向地調整其位置。以這種方式，保持裝置上的負載有效地在相反的方向上移動，從而負載總是作用在臺車主體上方的點上。這些圖還示出，如果固定裝置60是被成形為裝配在葉片尖端附近的區域上的剛性框架60，則臺車I可以通過使葉片尖部穿過包圍的框架60而從葉片2的尖部移動就位，並且可以側向地移動，直到葉片2緊貼地配合到框架60中。
[0040]雖然本發明已經以優選實施例及其變型的形式被公開，但應當理解的是可以在不脫離本發明的範圍的情況下作出許多額外的修改和變化。例如，自推進臺車可包括彼此相對地布置的兩個液壓提升裝置，從而梁相對於彼此以剪刀狀方式移動。兩個這樣的液壓提升裝置可以有利地增加臺車的承重能力。
[0041]為清楚起見，應當理解的是遍及本申請使用的「一」或「一個」不排除多個，並且「包括」不排除其他步驟或元件。所提到的單元或模塊不排除使用多於一個的單元或模塊。
【權利要求】
1.一種用於搬運風力渦輪機葉片(2)的自推進臺車(I)，所述臺車(I)包括 -驅動裝置(3，30)，用於在位置之間推進所述臺車(I);和 -提升裝置(4，40，41)，其中，提升裝置(4，40，41)被設置為升高和降低所述風力渦輪機葉片⑵。
2.根據權利要求1所述的自推進臺車，包括遠程控制接口(5)，所述遠程控制接口(5)被設置為控制所述驅動裝置(3，30)。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的自推進臺車，其中，所述驅動裝置(3，30)包括馬達(3)和傳動系，用於傳遞功率到所述臺車(I)的兩個或更多個車輪(30)。
4.根據前述權利要求中任一項所述的自推進臺車，其中，所述提升裝置(4，40，41)被設置為使得對於所述提升裝置(4，40，41)的任何位置，所述提升裝置(4，40，41)用來支撐負載(2)的點被設置在所述臺車(I)之上。
5.根據前述權利要求中任一項所述的自推進臺車，其中，所述提升裝置(4，40，41)包括液壓提升裝置(4，40)。
6.根據前述權利要求中任一項所述的自推進臺車，其中，所述提升裝置(4，40，41)能夠相對於所述驅動裝置(3，30)旋轉。
7.根據前述權利要求中任一項所述的自推進臺車，包括保持裝置(6)，用於在沿所述風力渦輪機葉片(2)的長度的點保持所述風力渦輪機葉片(2)。
8.根據權利要7所述的自推進臺車，其中，所述保持裝置(6)包括託架(6)，所述託架(6)被成形為適應所述風力渦輪機葉片(2)的彎曲表面。
9.根據權利要求7或權利要求8所述的自推進臺車，其中，所述保持裝置(6)被設置為容納固定元件(60)，所述固定元件(60)用於將所述風力渦輪機葉片(2)固定到所述保持裝置(6)。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的自推進臺車，其中，所述保持裝置(6)被萬向接頭(42)連接到所述提升裝置(4，40，41)。
11.根據前述權利要求中任一項所述的自推進臺車，其中，當提升裝置(4，40，41)處於非伸展(摺疊，縮回)位置時，所述臺車(I)的最大高度(Hmax)包括至多1.5米，更優選至多1.25米,最優選至多1.0米(請輸入適當的值)。
12.根據前述權利要求中任何一項所述的自推進臺車，包括通信接口(51)，用於與另一運輸裝置的通信接口(51)進行通信。
13.根據前述權利要求中任何一項所述的自推進臺車，包括至少一個傳感器(52)，用於感測所述臺車(I)的相對位置。
14.一種搬運風力渦輪機葉片(2)的方法，所述方法包括以下步驟: -將根據前述權利要求中任一項所述的自推進臺車(I)定位在所述風力渦輪機葉片(2)下方的點； -致動所述自推進臺車(I)的提升裝置(4，40，41)以升高或降低所述風力渦輪機葉片(2);以及 -控制所述自推進臺車(I)的驅動裝置(3，30)以在位置之間推進所述臺車(I)。
15.根據權利要求13的方法，包括以下步驟: -部署自推進臺車(I)以將所述風力渦輪機葉片(2)的尖端傳送至目的地；和-部署 自推進臺車(I)以將所述風力渦輪機葉片(2)的根端移動至對應的目的地。
【文檔編號】B66F9/065GK103717522SQ201280029429
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年6月12日 優先權日:2011年6月15日
【發明者】S·梅斯曼, J·E·韋斯特加爾德 申請人:西門子公司