[发明专利]一种用于塔筒外壁维护平台的卡爪

说明书

技术领域

本发明属于风电塔筒维护装备领域，具体涉及一种风力发电机塔筒维护及施工平台在塔筒上移动的卡爪。

背景技术

风电塔筒因长期暴露在自然环境中，易导致钢铁塔筒外壁的涂装污损，油漆脱落、锈蚀。因此每过一段时间需要予以维护。

风电塔筒传统的维护方式依靠通过绳子将维护施工人员悬吊在塔筒附近进行，这种方式作业效率较低、劳动强度大、施工人员极不舒适，对施工人员的身体素质和心理素质具有极高的要求，因此，近年以来，提出了多种可沿风电塔筒升降平台的设计思路和解决方案，用于解决风电塔筒的维护施工或者向塔顶运输物品，以期提高工作效率及安全性、降低工作人员的劳动强度。

一般来说，现代风力发电系统皆采用钢质锥形塔筒，综合现提出的技术思路，维护平台沿塔筒外壁升降的原理主要有三类:一类是在位于塔筒顶部的机舱上设有绳子，绳子下端拴在升降平台上，通过设在机舱或者升降平台上的卷扬机拉、放绳子即可实现维护平台的上升或者下降；再一类是通过维护平台上设置可压紧在塔筒外壁上的摩擦机构，利用摩擦机构与塔筒外壁上的摩擦力实现维护平台的上升与下降；第三类是利用磁铁对钢质塔筒产生吸力的原理，在维护平台上设置磁力吸盘，通过吸盘与塔筒之间的作用力实现维护平台的上升与下降。在上述三类升降原理中，利用磁铁吸盘的方式使维护平台升降的方式可使得维护平台的结构相对简单、重量相对较轻、更加容易控制、施工成本相对较低等优势。

传统的磁铁磁盘工作时，磁铁对钢质塔筒产生吸力Fn使得磁铁吸盘压紧在塔筒外壁，并且吸力Fn方向与磁铁吸盘和塔筒外壁的接触面法向一致，而维护平台对吸盘的作用力Fg近似与磁铁吸盘和塔筒外壁的接触面法向垂直，并且，Fg的大小等于Fn与磁铁和塔筒表面之间的静摩擦系数的乘积，也即，Fg是磁铁吸盘与塔筒之间的静摩擦力。如要增加磁铁磁盘的载荷、提高安全系数，则要么增加磁铁磁盘的吸力Fn，要么增加磁铁磁盘与塔筒之间的摩擦系数。

而增加磁铁磁盘的吸力，在磁铁的磁场强度不变的情况下，需要增加磁铁的重量和体积，既给设计带来难度，也增加了维护平台的制造成本；而增加磁铁吸盘与塔筒之间的摩擦系数要么在磁铁吸盘与塔筒之间增设增加摩擦系数的材料，也是分困难，并且由于磁铁硬度远大于塔筒表面涂装的硬度，一旦磁铁吸盘与塔筒之间产生微小的滑移，易导致吸力面容易破坏塔筒外表的涂层。

因此，研制一种对风电塔筒外壁具有良好的咬合性、抗滑性的磁铁吸盘卡爪对风电塔筒的维护及施工具有重要的意义。

发明内容

本发明旨在提供一种用于塔筒外壁维护平台的卡爪，该卡爪利用磁铁吸盘对钢质风电塔筒的吸力，通过吸盘之外的元件与塔筒外壁之间产生静摩擦力将卡爪锁定在塔筒壁面上以承受塔筒维护平台升降所需的载荷，在不增加磁铁吸力的情况下，通过增加元件与塔筒之间的摩擦系数，从而达到增加卡爪对塔筒的锁紧力、提高安全系数、避免塔筒外壁涂层破坏的目的。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于塔筒外壁维护平台的卡爪，其结构特点是，包括

一支架；

一组上磁轮，该上磁轮通过上曲轴装在支架上部靠近塔筒外壁的一侧，且该上磁轮与塔筒外壁接触，并可沿着塔筒外壁滚动；

一组下磁轮，该下磁轮通过下曲轴装在支架下部靠近塔筒外壁的一侧，且该下磁轮与塔筒外壁接触，并可沿着塔筒外壁滚动；

一通过铰轴装在支架上的电控磁铁吸盘，该电控磁铁吸盘在卡爪需要抓紧塔筒外壁时通电与所述塔筒外壁磁力相吸，在卡爪不需要抓紧塔筒外壁时断电并与所述塔筒外壁保持吸盘间隙；

一用于安装维护平台的转套，其通过转轴装在支架远离塔筒外壁的一侧；以及

一通过销轴装在支架上的摩擦块，该摩擦块在卡爪不需要抓紧塔筒外壁时与所述塔筒外壁保持摩擦块间隙，在卡爪需要抓紧塔筒外壁时与塔筒外壁接触而形成自锁结构。

由此，当卡爪沿着塔筒外壁移动时，所述电控磁铁吸盘、摩擦块不与塔筒外壁接触；当需要卡爪抓紧塔筒外壁时，电控磁铁吸盘与塔筒外壁接触产生Fn的吸力，电控磁铁吸盘只受到磁力方向一致的拉力，而不会受到垂直于磁力方向的切向力，而摩擦块与塔筒外壁摩擦自锁产生Ff的摩擦力，从而保证卡爪牢牢地抓紧塔筒外壁。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：