本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)機(jī)塔筒清洗和葉片檢測(cè)機(jī)器人維護(hù)作業(yè)設(shè)備。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電作為一種可再生的清潔能源，近年來(lái)得到了世界各國(guó)的大力推廣。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量逐年遞增，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的維護(hù)、塔筒的清洗以及對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的檢測(cè)顯得越來(lái)越重要。而風(fēng)電機(jī)組的工作現(xiàn)場(chǎng)時(shí)常有風(fēng)沙、雨雪等惡劣天氣，風(fēng)電機(jī)組一旦出現(xiàn)故障，輕則影響發(fā)電效率和發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，重則造成風(fēng)電機(jī)組損毀和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此風(fēng)電機(jī)組必須常年進(jìn)行維護(hù)作業(yè)。

風(fēng)電廠為了降低風(fēng)電機(jī)組的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，每年都需定期對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒和葉片進(jìn)行檢測(cè)，而風(fēng)電機(jī)組設(shè)備驗(yàn)收時(shí)，還需對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒進(jìn)行清洗，而我國(guó)目前風(fēng)機(jī)葉片的檢測(cè)、塔筒的清洗一般大多數(shù)采用人工吊裝作業(yè)，吊車(chē)作業(yè)、吊裝設(shè)備作業(yè)等維護(hù)方式，存在著安全性低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低下等一系列的問(wèn)題。

攀爬機(jī)器人能夠替代人工進(jìn)行攀爬作業(yè)，且能夠安裝檢測(cè)、清洗、維護(hù)設(shè)備對(duì)作業(yè)對(duì)象進(jìn)行維護(hù)作業(yè)，能夠有效的解決風(fēng)電機(jī)組維護(hù)目前采用人工作業(yè)所存在的安全、效率、成本等問(wèn)題。

而現(xiàn)有攀爬機(jī)器人技術(shù)還在不斷完善中，如cn201610401323.0《一種履帶式電力設(shè)備維修機(jī)器人》，包括履帶支架a、履帶支架b、從動(dòng)輥輪、主動(dòng)輥輪、伺服電機(jī)，所述的履帶支架a為長(zhǎng)方形平板結(jié)構(gòu)，在履帶支架a的兩側(cè)各設(shè)置兩個(gè)鉸支座a，所述的履帶支架b由一塊折彎的平板構(gòu)成，折彎角為30°，履帶支架b總共有2個(gè)，其與履帶支架a通過(guò)鉸支座a連接在一起；在履帶支架a和履帶支架b的上下兩端分別安裝有圓柱狀的從動(dòng)輥輪和主動(dòng)輥輪，所述主動(dòng)輥輪由伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)輥輪和從動(dòng)輥輪之間使用橡膠履帶傳遞動(dòng)力；本發(fā)明通過(guò)三條橡膠履帶攀爬電線桿，可以獲得較大的摩擦力，從而可以輕松攀爬到電線桿頂部，減少了工人體力的消耗，提高了工作效率。

cn201620390050.x《一種履帶式多功能攀爬機(jī)器人》，本實(shí)用新型采用腳足式結(jié)構(gòu)履帶式，利用電磁吸盤(pán)吸附，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在墻上的行走。通過(guò)軟管將地面的油漆或清洗液送至吸附在墻上的工作模塊，從而實(shí)現(xiàn)粉刷或清洗功能，提高粉刷的速度和質(zhì)量，解決了人工清洗勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)效率低的問(wèn)題。

顯然，cn201610401323.0由三條橡膠履帶攀爬電線桿，是基于電線桿的有限直徑和有限負(fù)載等方面而設(shè)計(jì)的；cn201620390050.x，采用腳足式結(jié)構(gòu)履帶式，利用電磁吸盤(pán)吸附，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在墻上的行走。履帶式攀爬機(jī)器人本體通過(guò)真空吸盤(pán)貼合在墻壁上，由真空泵產(chǎn)生負(fù)壓，通過(guò)導(dǎo)管連接到吸盤(pán)吸嘴，真空吸盤(pán)與墻壁間的空氣被真空泵產(chǎn)生的負(fù)壓吸出，進(jìn)而吸盤(pán)緊密貼合貼合墻面，完成車(chē)體吸附在墻面的工作流程。

從現(xiàn)有的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)的資料顯示，永磁履帶第一次出現(xiàn)在1998年，cn98110551.3《船罐焊縫自動(dòng)爬行x射線探傷機(jī)》，探傷主機(jī)靠鉸式軟連接活動(dòng)機(jī)架上的永磁履帶吸附式鏈條傳動(dòng)爬行機(jī)構(gòu)；最近的出現(xiàn)在2016年，cn201610187880.7《履帶爬壁四自由度并聯(lián)機(jī)器人》，其包括履帶車(chē)和四自由度并聯(lián)機(jī)器人；所述履帶車(chē)包括矩形底盤(pán)，四個(gè)套，兩個(gè)永磁履帶機(jī)構(gòu)，套與底盤(pán)均布固連，永磁履帶機(jī)構(gòu)與底盤(pán)對(duì)稱(chēng)聯(lián)接，帶動(dòng)底盤(pán)沿磁性壁爬行。從相關(guān)的近100篇論文中也不難發(fā)現(xiàn)永磁履帶及永磁履帶機(jī)器人的應(yīng)用正在不斷擴(kuò)大。本發(fā)明也是在從事這個(gè)方向的研發(fā)。特別是針對(duì)風(fēng)力發(fā)電塔筒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種即有利于攀爬、全徑清洗、適應(yīng)筒徑變化的機(jī)器人，將是本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)造性勞動(dòng)的體現(xiàn)形式，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的維護(hù)和檢測(cè)作業(yè)需求，設(shè)計(jì)了一種能通過(guò)多邊形可變框架結(jié)構(gòu)和永磁吸附履帶攀爬機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行塔筒攀爬作業(yè)，通過(guò)清洗機(jī)構(gòu)和檢測(cè)設(shè)備來(lái)完成風(fēng)機(jī)塔筒清洗和葉片檢測(cè)的風(fēng)電塔清洗檢測(cè)機(jī)器人。該機(jī)器人具有模塊化、低成本、快速拆裝、穩(wěn)定可靠，攀爬速度快，負(fù)載能力強(qiáng)，且能適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電塔塔身的上下塔筒直徑變化的特點(diǎn)。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種可變框架結(jié)構(gòu)的履帶攀爬式風(fēng)電塔清洗檢測(cè)機(jī)器人，包括可變v型轉(zhuǎn)角，推拉桿機(jī)構(gòu)，清洗機(jī)構(gòu)，塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)；所述可變v型轉(zhuǎn)角和推拉桿機(jī)構(gòu)組成多邊框架結(jié)構(gòu)，清洗機(jī)構(gòu)和塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)相對(duì)于多邊框架結(jié)構(gòu)，兩者同向均勻分布或異向均勻分布安裝在可變v型轉(zhuǎn)角和/或推拉桿機(jī)構(gòu)上，至少有一處可變v型轉(zhuǎn)角和推拉桿機(jī)構(gòu)為拆裝活動(dòng)連接。

進(jìn)一步，推拉桿機(jī)構(gòu)采用被動(dòng)式伸縮調(diào)整結(jié)構(gòu)或采用在動(dòng)力裝置作用下的主動(dòng)式伸縮調(diào)整結(jié)構(gòu)，推拉桿機(jī)構(gòu)、清洗機(jī)構(gòu)和塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)三者的動(dòng)力裝置設(shè)置時(shí)，采用獨(dú)立設(shè)置、任意兩者或三者統(tǒng)一設(shè)置并由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)；采用主動(dòng)式伸縮調(diào)整結(jié)構(gòu)時(shí)，各推拉桿機(jī)構(gòu)中分別設(shè)有動(dòng)力裝置或由統(tǒng)一的動(dòng)力裝置經(jīng)各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)至各推拉桿機(jī)構(gòu)。

更進(jìn)一步，各推拉桿機(jī)構(gòu)為同步伸縮控制。

更進(jìn)一步，各推拉桿機(jī)構(gòu)中分別設(shè)有動(dòng)力裝置時(shí)，由電信號(hào)控制各動(dòng)力裝置同步工作；由統(tǒng)一的動(dòng)力裝置經(jīng)各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)至各推拉桿機(jī)構(gòu)時(shí)，由電信號(hào)控制各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同步工作或由機(jī)械方式控制各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同步工作。

更進(jìn)一步，由機(jī)械方式控制各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同步工作時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為氣壓活塞結(jié)構(gòu)，各推拉桿機(jī)構(gòu)的氣壓活塞的氣腔連通。

進(jìn)一步，多邊框架在塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)的作用下，沿著塔筒的軸向上下運(yùn)動(dòng)或沿著風(fēng)電塔的塔身螺旋向上向下運(yùn)動(dòng)，清洗采用定向方式、旋轉(zhuǎn)方式或擺動(dòng)方式，清洗機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向與多邊框架運(yùn)動(dòng)方向垂直或與多邊框架螺旋運(yùn)動(dòng)方向一至。

進(jìn)一步，多邊框架結(jié)構(gòu)為正多邊框架結(jié)構(gòu)，清洗機(jī)構(gòu)分為主清洗機(jī)構(gòu)和副清洗機(jī)構(gòu)，主清洗機(jī)構(gòu)設(shè)置在可變v型轉(zhuǎn)角的支座上方，塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)設(shè)置在可變v型轉(zhuǎn)角的支座內(nèi)側(cè)，副清洗機(jī)構(gòu)設(shè)置在推拉桿機(jī)構(gòu)上，主清洗機(jī)構(gòu)和副清洗機(jī)構(gòu)上下錯(cuò)位設(shè)置組成在不同筒徑段下的塔筒圓周全覆蓋清洗機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步，可變v型轉(zhuǎn)角包括v型套管支架、v型轉(zhuǎn)角支座、v型套管和電動(dòng)缸缸體，可變v型轉(zhuǎn)角兩側(cè)分別設(shè)有v型套管和電動(dòng)缸缸體，同一側(cè)的兩個(gè)上下分布的v型套管和一個(gè)位于中間的電動(dòng)缸缸體分別與v型轉(zhuǎn)角支座形成v型結(jié)構(gòu)并通過(guò)v型套管固定支架固定，兩側(cè)的v型套管通過(guò)v型套管支架分別與v型轉(zhuǎn)角支座連接構(gòu)成v型框架的剛性整體單元，電動(dòng)缸缸體為推拉桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置，通過(guò)多邊形的各剛性整體單元及與推拉桿機(jī)構(gòu)組成多邊形框架結(jié)構(gòu)。

更進(jìn)一步，電動(dòng)缸缸體為推拉桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置，電動(dòng)缸缸體由統(tǒng)一的電信號(hào)同步伸縮控制。

進(jìn)一步，推拉桿機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)缸推拉軸、推拉導(dǎo)向軸和推拉桿支架，其中，兩根推拉導(dǎo)向軸與電動(dòng)缸推拉軸由推拉桿支架固定，推拉導(dǎo)向軸與v型套管連接，電動(dòng)缸推拉軸與電動(dòng)缸缸體連接，電動(dòng)缸缸體為電動(dòng)缸推拉軸的動(dòng)力裝置，推拉桿支架上還安裝有檢測(cè)攝像頭，檢測(cè)攝像頭對(duì)葉片進(jìn)行檢測(cè)成像，副清洗機(jī)構(gòu)安裝在推拉桿支架。

進(jìn)一步，所述副清洗機(jī)構(gòu)設(shè)有v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)，所述主清洗機(jī)構(gòu)設(shè)有兩套v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)；

v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)安裝在清洗機(jī)構(gòu)支架上，清洗機(jī)構(gòu)支架由清洗支架齒條、清洗導(dǎo)向軸、清洗支架固定板組成，位于上方的清洗導(dǎo)向軸、位于底部的清洗安裝軸、位于底部上方的清洗支架齒條及支架固定裝置構(gòu)成一剛性框架，v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)安裝在清洗導(dǎo)向軸上形成直線滑動(dòng)連接關(guān)系，v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)上的動(dòng)力裝置通過(guò)傳動(dòng)齒輪與清洗支架齒條嚙合形成齒輪齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；

所述副清洗機(jī)構(gòu)的支架固定裝置為兩端部分別設(shè)有的兩個(gè)清洗支架固定板，清洗安裝軸安裝在推拉桿支架和/或推拉導(dǎo)向軸上；

所述主清洗機(jī)構(gòu)的支架固定裝置為v型清洗支架底座及兩端部設(shè)有的v型清洗機(jī)構(gòu)固定支架，v型清洗支架底座及v型清洗支架底座兩端分別連接的清洗支架導(dǎo)向軸、清洗安裝軸、清洗支架齒條及v型清洗機(jī)構(gòu)固定支架構(gòu)成兩個(gè)呈一定角度v型結(jié)構(gòu)剛性框架。

更進(jìn)一步，所述副清洗機(jī)構(gòu)包括一字型清洗機(jī)構(gòu)支架和v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)，一字型清洗機(jī)構(gòu)支架由一字型清洗支架齒條、一字型清洗導(dǎo)向軸、清洗支架固定板組成，位于上方的一字型清洗導(dǎo)向軸、位于底部的清洗安裝軸、位于底部上方的一字型清洗支架齒條及兩端部分別設(shè)有的兩個(gè)清洗支架固定板構(gòu)成一剛性框架，清洗安裝軸安裝在推拉桿支架和/或推拉導(dǎo)向軸上，v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)安裝在一字型清洗導(dǎo)向軸上形成直線滑動(dòng)連接關(guān)系，v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)上的動(dòng)力裝置通過(guò)傳動(dòng)齒輪與一字型清洗支架齒條嚙合形成齒輪齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

更進(jìn)一步，所述主清洗機(jī)構(gòu)包括v型清洗支架底座及v型清洗支架底座兩端分別連接的兩套v型清洗機(jī)構(gòu)，所述v型清洗機(jī)構(gòu)包括v型清洗機(jī)構(gòu)支架和v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)，v型清洗機(jī)構(gòu)支架包括與v型清洗支架底座兩端分別連接的位于上方的v型清洗支架導(dǎo)向軸，位于底部的清洗安裝軸、位于底部上方的v型清洗支架齒條、清洗安裝軸中間設(shè)有的v型清洗支架加強(qiáng)板及兩端部設(shè)有的v型清洗機(jī)構(gòu)固定支架，v型清洗支架底座、四根v型清洗支架導(dǎo)向軸、四根清洗安裝軸、兩根v型清洗支架齒條及兩個(gè)v型清洗機(jī)構(gòu)固定支架構(gòu)成兩個(gè)呈一定角度v型結(jié)構(gòu)剛性框架，v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)安裝在v型清洗支架導(dǎo)向軸上形成直線滑動(dòng)連接關(guān)系，v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)上的動(dòng)力裝置通過(guò)傳動(dòng)齒輪與v型清洗支架齒條嚙合形成齒輪齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)。

進(jìn)一步，v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)包括清洗滾刷、霧化噴嘴、v型支撐氣彈簧、水管、v型清洗刷頭支架和v型清洗臂；兩對(duì)v型清洗臂對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在v型清洗刷頭支架底端的兩側(cè)，兩對(duì)v型清洗臂之間形成擺動(dòng)連接關(guān)系，v型清洗刷頭支架的頂端兩側(cè)分別通過(guò)v型支撐氣彈簧連接固定至兩對(duì)v型清洗臂的尾端，兩對(duì)v型清洗臂的尾端分別安裝有清洗滾刷，清洗滾刷實(shí)現(xiàn)對(duì)不同弧度與塔筒表面的接觸形成清洗機(jī)器手；v型清洗刷頭支架上布置有管路接頭和水管及霧化噴嘴。

更進(jìn)一步，v型清洗刷頭支架底端的還安裝有定位滾輪，兩對(duì)v型清洗臂對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在v型清洗刷頭支架底端的定位滾輪內(nèi)側(cè)，定位滾輪對(duì)v型清洗臂的擺動(dòng)角度進(jìn)行限位。

進(jìn)一步，v型清洗刷頭支架上還安裝包括有v型清洗支架齒輪、電機(jī)傳動(dòng)同步帶、主驅(qū)動(dòng)帶輪、右側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪、左側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪和清洗驅(qū)動(dòng)電機(jī)，清洗驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)電機(jī)傳動(dòng)同步帶與主驅(qū)動(dòng)帶輪傳動(dòng)連接，再由主驅(qū)動(dòng)帶輪帶動(dòng)在同一根驅(qū)動(dòng)軸上的右側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪、左側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪、清洗支架齒輪同步旋轉(zhuǎn)，其中，右側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪和左側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪分別通過(guò)一組清洗滾刷傳動(dòng)同步帶和清洗滾刷同步帶輪對(duì)左右兩側(cè)的清洗滾刷進(jìn)行同步驅(qū)動(dòng)；

清洗驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)上的動(dòng)力裝置同時(shí)還通過(guò)傳動(dòng)齒輪與清洗支架齒條嚙合；

v型清洗刷頭支架上還安裝有清洗支架導(dǎo)向套，清洗支架導(dǎo)向套與清洗支架的清洗導(dǎo)向軸組成滑動(dòng)副。

進(jìn)一步，塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)包括攀爬機(jī)構(gòu)定位管、攀爬機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、攀爬機(jī)構(gòu)永磁履帶、攀爬機(jī)構(gòu)支架、攀爬機(jī)構(gòu)支撐連桿和攀爬機(jī)構(gòu)氣彈簧，攀爬機(jī)構(gòu)支撐連桿通過(guò)攀爬機(jī)構(gòu)氣彈簧與攀爬機(jī)構(gòu)支架形成擺動(dòng)連接關(guān)系，兩邊的攀爬機(jī)構(gòu)支撐連桿通過(guò)攀爬機(jī)構(gòu)氣彈簧與兩組攀爬機(jī)構(gòu)永磁履帶形成彈性負(fù)載連接，攀爬機(jī)構(gòu)支架上安裝有攀爬機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)，攀爬機(jī)構(gòu)永磁履帶內(nèi)安裝有永磁體；

攀爬機(jī)構(gòu)支架通過(guò)安裝攀爬機(jī)構(gòu)定位管，安裝可變v型轉(zhuǎn)角的內(nèi)側(cè)。

本發(fā)明布置巧妙，通過(guò)模塊化的多邊形可變框架結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒的包圍，并通過(guò)安裝至多邊形框架內(nèi)的永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)框架的攀爬功能，同時(shí)在此基礎(chǔ)上通過(guò)安裝至框架的清洗機(jī)構(gòu)和成像機(jī)構(gòu)來(lái)完成對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒的清洗和風(fēng)機(jī)葉片的檢測(cè)，其可靠性好、安全性強(qiáng)、攀爬效率高、負(fù)載能力強(qiáng)、拆裝方便且成本較低，是一種理想的風(fēng)電機(jī)組維護(hù)機(jī)器人設(shè)備。

除了上面所描述的目的，特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明具有的其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)，將結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的框架組件示意圖；

圖3是本發(fā)明的框架組件局部示意圖；

圖4是本發(fā)明的永磁履帶攀爬結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的清洗機(jī)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明的清洗刷頭機(jī)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明的清洗刷頭機(jī)構(gòu)側(cè)視示意圖；

圖9是本發(fā)明的框架變形對(duì)比示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

實(shí)施例1：

如圖1所示，一種可變框架結(jié)構(gòu)的履帶攀爬式風(fēng)電塔清洗檢測(cè)機(jī)器人，包括：六組可變v型轉(zhuǎn)角1組成的六邊形框架，連接可變v型轉(zhuǎn)角1并能調(diào)節(jié)框架大小的推拉桿機(jī)構(gòu)2，安裝在可變v型轉(zhuǎn)角1上的六組主清洗機(jī)構(gòu)3以及安裝在可變v型轉(zhuǎn)角1上的六組塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)4。可變v型機(jī)構(gòu)1和推拉桿機(jī)構(gòu)2構(gòu)成一可變大小的六邊形來(lái)適應(yīng)風(fēng)電塔塔筒外表面直徑的變化，主要通過(guò)該六邊形框架能夠改變其邊長(zhǎng)從而能夠適應(yīng)風(fēng)機(jī)塔筒上下的直徑變化；永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)4通過(guò)六邊形框架的變形來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)塔筒的接觸和壓緊，并通過(guò)永磁履帶機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)六邊形框架沿著塔筒表面進(jìn)行攀爬作業(yè)，用于整體機(jī)構(gòu)的攀爬提升；主清洗機(jī)構(gòu)3能夠跟隨六邊形框架隨著塔筒的自適應(yīng)變化來(lái)跟隨完成對(duì)塔筒的接觸和滾動(dòng)清洗，即在攀爬過(guò)程中完成對(duì)風(fēng)電塔塔筒的清洗。

具體來(lái)說(shuō)，如圖2-3所示，每個(gè)可變v型轉(zhuǎn)角1上安裝并連接有兩組推拉桿機(jī)構(gòu)2，為了補(bǔ)償主清洗機(jī)構(gòu)3在大直徑清洗時(shí)覆蓋面的不足，推拉桿機(jī)構(gòu)2上還安裝有副清洗機(jī)構(gòu)，一字型清洗機(jī)構(gòu)支架6可用于安裝v型清洗刷頭機(jī)構(gòu)7，同時(shí)在推拉桿機(jī)構(gòu)2上還安裝有檢測(cè)攝像頭5可對(duì)風(fēng)電塔機(jī)風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行檢測(cè)成像。

其中，推拉桿機(jī)構(gòu)2包括電動(dòng)缸推拉軸8、推拉導(dǎo)向軸9和推拉桿支架10，一根電動(dòng)缸推拉軸8以及兩根推拉導(dǎo)向軸9均與推拉桿支架10連接并固定，其中，兩根推拉導(dǎo)向軸9與電動(dòng)缸推拉軸8分別與推拉桿支架10固定，一字型清洗機(jī)構(gòu)支架6同樣也固定至推拉桿支架10上。同時(shí)，推拉桿支架10上所安裝的一字型清洗機(jī)構(gòu)支架6由位于上方一字型清洗導(dǎo)向軸12、位于底部的清洗安裝軸、位于底部上方的副清洗機(jī)構(gòu)齒條11及兩端部的清洗支架固定板13連接所組成，一字型清洗導(dǎo)向軸12、清洗安裝軸以及一字型清洗支架齒條11分別通過(guò)端部連接至兩塊清洗支架固定板13從而構(gòu)成一剛性框架，v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)7安裝至一字型清洗導(dǎo)向軸12上并可通過(guò)其進(jìn)行直線滑動(dòng)，v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)7上的齒輪與一字型清洗支架齒條11嚙合，使v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)7能夠在一字型清洗機(jī)構(gòu)支架6上通過(guò)齒輪齒條的驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)7在一字型清洗機(jī)構(gòu)支架6上的往復(fù)線性運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)塔筒表面的清洗。v型清洗刷頭機(jī)構(gòu)7中設(shè)有清洗驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

如圖2-5所示，可變v型轉(zhuǎn)角1包括v型套管支架14、v型轉(zhuǎn)角支座15、v型套管固定支架16、v型套管17、電動(dòng)缸缸體18。可變v型轉(zhuǎn)角1通過(guò)四根v型套管17與v型套管支架14連接來(lái)組成v型結(jié)構(gòu)，同時(shí)v型套管支架14與v型轉(zhuǎn)角支座15相連接，并在v型轉(zhuǎn)角支座15上安裝有兩組電動(dòng)缸缸體18，兩組電動(dòng)缸缸體18分別通過(guò)一定角度與v型轉(zhuǎn)角支座15相連接呈v型結(jié)構(gòu)布置，每個(gè)電動(dòng)缸缸體18還通過(guò)v型套管固定支架16與平行的兩根v型套管17相連，同時(shí)v型套管17、v型套管支架14、v型轉(zhuǎn)角支座15構(gòu)成v型框架的剛性整體單元，通過(guò)六組可變v型轉(zhuǎn)角1的模塊化設(shè)計(jì)以及與推拉桿機(jī)構(gòu)2的連接，能夠快速的組成一可變大小的六邊形框架結(jié)構(gòu)。通過(guò)電動(dòng)缸缸體18與推拉桿機(jī)構(gòu)2上的電動(dòng)缸推拉軸8的直線推拉運(yùn)動(dòng)，改變框架六邊形的邊長(zhǎng)，為框架的大小變形提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，同時(shí)v型套管17與推拉桿機(jī)構(gòu)2上的推拉導(dǎo)向軸9連接，并通過(guò)v型套管固定支架16將v型套管17與電動(dòng)缸缸體18連接固定，使得可變v型轉(zhuǎn)角1的線性驅(qū)動(dòng)具備更高的導(dǎo)向和承載能力。

如圖4-5所示，塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)4通過(guò)攀爬機(jī)構(gòu)定位管19及攀爬機(jī)構(gòu)支架22與可變v型轉(zhuǎn)角1的v型轉(zhuǎn)角支座15連接，為可變v型轉(zhuǎn)角1提供沿塔筒表面的吸附攀爬動(dòng)力，塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)4包括攀爬機(jī)構(gòu)定位管19、攀爬機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)20、攀爬機(jī)構(gòu)永磁履帶21、攀爬機(jī)構(gòu)支架22、攀爬機(jī)構(gòu)支撐連桿23、攀爬機(jī)構(gòu)氣彈簧24。安裝在攀爬機(jī)構(gòu)支架22上的攀爬機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)20來(lái)為履帶驅(qū)動(dòng)提供動(dòng)力，攀爬機(jī)構(gòu)永磁履帶21具備永磁吸附風(fēng)電塔塔筒表面的能力并可通過(guò)攀爬機(jī)構(gòu)支撐連桿23以及安裝在攀爬機(jī)構(gòu)支架22上的四根攀爬機(jī)構(gòu)氣彈簧24來(lái)對(duì)塔筒表面提供壓緊力以及對(duì)曲面的適應(yīng)能力，安裝在六邊形框架上的永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)4能適應(yīng)風(fēng)電塔筒直徑的變化，始終以合適的壓力接觸并進(jìn)行攀爬提升。具體為：攀爬機(jī)構(gòu)永磁履帶21分別通過(guò)攀爬機(jī)構(gòu)支撐連桿23以及攀爬機(jī)構(gòu)氣彈簧24與攀爬機(jī)構(gòu)支架22連接，通過(guò)氣彈簧的彈性作用，使兩組攀爬機(jī)構(gòu)永磁履帶21能夠通過(guò)攀爬機(jī)構(gòu)支撐連桿23的擺動(dòng)，攀爬機(jī)構(gòu)支撐連桿23通過(guò)攀爬機(jī)構(gòu)氣彈簧24與攀爬機(jī)構(gòu)永磁履帶21形成彈性負(fù)載連接即有一定壓力，自適應(yīng)的接觸到塔筒帶有一定弧度的曲面上，同時(shí)攀爬機(jī)構(gòu)支架22上還安裝有攀爬機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)20及傳動(dòng)系統(tǒng)，可同時(shí)對(duì)兩組攀爬機(jī)構(gòu)永磁履帶21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，攀爬機(jī)構(gòu)永磁履帶21內(nèi)安裝有永磁體可增強(qiáng)對(duì)塔筒表面的附著力。

所述主清洗機(jī)構(gòu)3包括v型清洗支架底座25及v型清洗支架底座25兩端分別連接的兩套v型清洗機(jī)構(gòu)，v型清洗機(jī)構(gòu)與副清洗機(jī)構(gòu)類(lèi)似，如圖6所示，主清洗機(jī)構(gòu)3包括v型清洗支架底座25、v型清洗支架導(dǎo)向軸26、v型清洗機(jī)構(gòu)固定支架27、v型清洗機(jī)構(gòu)加強(qiáng)板28、v型清洗機(jī)構(gòu)齒條29；構(gòu)成對(duì)稱(chēng)的v型清洗支架并安裝兩組v型清洗刷頭機(jī)構(gòu)7，v型清洗支架底座25固定在可變v型轉(zhuǎn)角1上，兩根位于上方的v型清洗支架導(dǎo)向軸26、位于底部的四根清洗安裝軸、位于底部上方的兩根v型清洗機(jī)構(gòu)齒條29連接固定成兩套剛性框架，通過(guò)兩端的v型清洗機(jī)構(gòu)固定支架27進(jìn)行固定限位，同時(shí)清洗安裝軸通過(guò)v型清洗機(jī)構(gòu)加強(qiáng)板28固定連接起到v型清洗支架整體剛性加強(qiáng)的作用，同時(shí)兩組v型清洗刷頭機(jī)構(gòu)7分別安裝至左右兩側(cè)的v型清洗支架導(dǎo)向軸26上，同時(shí)v型清洗刷頭機(jī)構(gòu)7上的齒輪與v型清洗機(jī)構(gòu)齒條29嚙合，可使兩組v型清洗刷頭機(jī)構(gòu)7分別能在左右兩側(cè)的v型清洗支架導(dǎo)向軸26上進(jìn)行來(lái)回驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。主清洗機(jī)構(gòu)3整體為v型結(jié)構(gòu)，使其對(duì)塔筒的曲面有更寬的適應(yīng)能力。

如圖7-8所示，v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)7包括清洗滾刷30、霧化噴嘴31、v型支撐氣彈簧32、水管33、v型清洗刷頭支架34、定位滾輪35、v型清洗臂36。v型清洗刷頭支架34通過(guò)v型支撐氣彈簧32分別連接固定至v型清洗臂36的尾端，使v型清洗臂36能夠在氣彈簧彈力的作用下改變v型清洗臂36的角度，并通過(guò)安裝至v型清洗臂36尾端的清洗滾刷30來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同弧度塔筒表面的接觸和清洗。

對(duì)稱(chēng)設(shè)置在v型清洗刷頭支架34底端的定位滾輪35內(nèi)側(cè)的兩組v型清洗臂36，構(gòu)成v型結(jié)構(gòu)，并通過(guò)兩根v型支撐氣彈簧32分別與v型清洗刷頭支架34和v型清洗臂36的連接，使v型清洗臂36能始終以一定的彈力圍繞v型清洗刷頭支架34進(jìn)行擺動(dòng)，能夠通過(guò)v型清洗臂36的運(yùn)動(dòng)來(lái)適應(yīng)不同直徑風(fēng)機(jī)塔筒的表面弧度，同時(shí)通過(guò)安裝至v型清洗臂36上的兩個(gè)清洗滾刷30來(lái)接觸風(fēng)電塔筒并完成滾動(dòng)式清洗。

其中，兩個(gè)清洗滾刷30分別通過(guò)安裝在v型清洗臂36上的一組清洗滾刷同步帶輪38和清洗滾刷傳動(dòng)同步帶37來(lái)實(shí)現(xiàn)清洗滾刷30的旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在v型清洗臂36上還安裝有霧化噴嘴31和水管33，v型清洗刷頭支架34上布置有管路接頭可將地面高壓輸送過(guò)來(lái)的清洗液經(jīng)由水管33分別輸送至安裝至v型清洗臂36兩側(cè)的霧化噴嘴31，通過(guò)高壓可將地面的清洗劑輸送至主清洗機(jī)構(gòu)3來(lái)對(duì)塔筒表面噴射清洗劑，清洗機(jī)構(gòu)在霧化的清洗液以及滾刷的滾動(dòng)清洗下達(dá)到更佳的清洗效果。同時(shí)為了防止v型清洗臂36的擺動(dòng)角度過(guò)大，在v型清洗刷頭支架34還安裝有定位滾輪35來(lái)對(duì)v型清洗臂36的擺動(dòng)角度進(jìn)行限位。

v型清洗刷頭支架34上還安裝有v型清洗支架齒輪39、電機(jī)傳動(dòng)同步帶40、主驅(qū)動(dòng)帶輪41、右側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪42、左側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪43、清洗驅(qū)動(dòng)電機(jī)44。

清洗滾刷30的驅(qū)動(dòng)通過(guò)安裝在v型清洗刷頭支架34上的清洗驅(qū)動(dòng)電機(jī)44來(lái)實(shí)現(xiàn)，清洗驅(qū)動(dòng)電機(jī)44通過(guò)電機(jī)傳動(dòng)同步帶40與主驅(qū)動(dòng)帶輪41將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞至右側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪42及左側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪43上，右側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪42及左側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪43分別將動(dòng)力傳遞至安裝在v型清洗臂36上的清洗滾刷同步帶輪38和清洗滾刷傳動(dòng)同步帶37上，來(lái)實(shí)現(xiàn)兩組清洗滾刷30的同步旋轉(zhuǎn)。

v型清洗刷頭支架34上還安裝有清洗支架導(dǎo)向套45，用于連接至圖6所示的v型清洗支架導(dǎo)向軸26或圖3所示的一字型清洗導(dǎo)向軸12，清洗支架導(dǎo)向套45與v型清洗支架導(dǎo)向軸26或一字型清洗導(dǎo)向軸12形成滑動(dòng)副，作為v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)7在清洗機(jī)構(gòu)上的線性導(dǎo)向作用，來(lái)實(shí)現(xiàn)v型清洗刷頭機(jī)構(gòu)7的直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)清洗驅(qū)動(dòng)電機(jī)44還能將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞至安裝在v型清洗刷頭支架34上的v型清洗支架齒輪39或一字型清洗支架齒條11，通過(guò)v型清洗支架齒輪39與圖6所示的v型清洗機(jī)構(gòu)齒條29或圖3所示的一字型清洗支架齒條11的嚙合以及清洗驅(qū)動(dòng)電機(jī)44正反旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可驅(qū)動(dòng)整個(gè)v型清洗刷頭機(jī)構(gòu)7在v型清洗支架導(dǎo)向軸26或一字型清洗導(dǎo)向軸12上實(shí)現(xiàn)來(lái)回直線運(yùn)動(dòng)，使兩個(gè)清洗滾刷30能夠在v型清洗支架導(dǎo)向軸26或一字型清洗導(dǎo)向軸12的行程范圍內(nèi)覆蓋更多的塔筒清洗面。

塔筒清洗同步驅(qū)動(dòng)過(guò)程為：清洗驅(qū)動(dòng)電機(jī)44通過(guò)電機(jī)傳動(dòng)同步帶40將選擇動(dòng)力傳到主驅(qū)動(dòng)帶輪41，再由主驅(qū)動(dòng)帶輪41帶動(dòng)在同一根驅(qū)動(dòng)軸上的右側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪42、左側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪43、v型清洗支架齒輪39同步旋轉(zhuǎn)，其中，右側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪42和左側(cè)滾刷驅(qū)動(dòng)帶輪43分別通過(guò)一組清洗滾刷傳動(dòng)同步帶37和清洗滾刷同步帶輪38對(duì)左右兩側(cè)的清洗滾刷30進(jìn)行同步驅(qū)動(dòng)，v型清洗支架齒輪39與主清洗機(jī)構(gòu)3上所安裝的v型清洗支架齒條29嚙合，通過(guò)清洗驅(qū)動(dòng)電機(jī)44的正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)v型清洗支架齒輪39，從而驅(qū)動(dòng)v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)7在v型清洗支架齒條29上進(jìn)行來(lái)回往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，使清洗滾刷30能夠通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)覆蓋往復(fù)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的塔筒表面。

如圖9所示，通過(guò)可變v型轉(zhuǎn)角1以及與其連接的推拉桿機(jī)構(gòu)2所組成的六邊形結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)改變邊長(zhǎng)來(lái)對(duì)不同的風(fēng)機(jī)塔筒直徑進(jìn)行適應(yīng)，使可變框架結(jié)構(gòu)的履帶攀爬式風(fēng)電塔清洗檢測(cè)機(jī)器人能夠沿著錐形結(jié)構(gòu)的塔筒進(jìn)行自適應(yīng)的攀爬運(yùn)動(dòng)，主清洗機(jī)構(gòu)3上布置的兩組v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)7在塔筒底部大圓直徑的清洗范圍內(nèi)有部分無(wú)法覆蓋的清洗區(qū)域，由安裝在一字型清洗機(jī)構(gòu)支架6上的一組v型刷頭清洗機(jī)構(gòu)7來(lái)進(jìn)行清洗盲區(qū)的清洗，從而使清洗作業(yè)能夠覆蓋到塔筒底部至塔筒頂部。

適應(yīng)直徑范圍為2.5米-4.5米。

本發(fā)明充分利用了多邊形框架變邊長(zhǎng)以及永磁吸附和履帶攀爬的特點(diǎn)，通過(guò)六邊形可變大小的框架來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒上窄下寬錐形塔筒的適應(yīng)能力，通過(guò)永磁吸附履帶攀爬裝置能穩(wěn)定可靠的吸附于塔身壁面之上，并且能沿塔身壁面快速移動(dòng)，通過(guò)安裝在框架結(jié)構(gòu)上的清洗機(jī)構(gòu)和成像設(shè)備來(lái)對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行清洗作業(yè)和檢測(cè)作業(yè)，是一種高效低成本，穩(wěn)定可靠的風(fēng)機(jī)塔筒維護(hù)機(jī)器人設(shè)備。

其它實(shí)施例中：包括以下內(nèi)容中在實(shí)施例1中沒(méi)有出現(xiàn)的技術(shù)內(nèi)容：

本發(fā)明一種可變框架結(jié)構(gòu)的履帶攀爬式風(fēng)電塔清洗檢測(cè)機(jī)器人，包括可變v型轉(zhuǎn)角1，推拉桿機(jī)構(gòu)2，清洗機(jī)構(gòu)，塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)4；所述可變v型轉(zhuǎn)角1和推拉桿機(jī)構(gòu)2組成多邊框架結(jié)構(gòu)，清洗機(jī)構(gòu)和塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)4相對(duì)于多邊框架結(jié)構(gòu)，兩者同向均勻分布或異向均勻分布安裝在可變v型轉(zhuǎn)角1和/或推拉桿機(jī)構(gòu)2上，推拉桿機(jī)構(gòu)2采用被動(dòng)式伸縮調(diào)整結(jié)構(gòu)或采用在動(dòng)力裝置作用下的主動(dòng)式伸縮調(diào)整結(jié)構(gòu)，推拉桿機(jī)構(gòu)2、清洗機(jī)構(gòu)和塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)4三者的動(dòng)力裝置設(shè)置時(shí)，采用獨(dú)立設(shè)置、任意兩者或三者統(tǒng)一設(shè)置并傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，多邊框架在塔筒永磁履帶攀爬機(jī)構(gòu)4的作用下，沿著塔筒的軸向上下運(yùn)動(dòng)或沿著風(fēng)電塔的軸向螺旋向上向下運(yùn)動(dòng)，清洗采用定向方式、旋轉(zhuǎn)方式或擺動(dòng)方式，清洗機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向與多邊框架運(yùn)動(dòng)方向垂直或與多邊框架螺旋運(yùn)動(dòng)方向一致。

顯然，以上技術(shù)在實(shí)施例1的引導(dǎo)下，可進(jìn)行多種技術(shù)組合。因此，以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本申請(qǐng)的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。