摘 要

本发明涉及风力发电技术领域，公开了一种风电塔筒螺栓维护机器人及其作业方法，机器人包括行走机构和紧固机构，行走机构包括行走座、行走组件和导向组件，行走组件和导向组件均安装于行走座的底部，行走组件的行走面与螺栓的螺杆的上表面相抵，导向组件位于风电塔筒和行走组件之间，且导向组件的导向面与螺杆的侧壁相抵；紧固机构包括升降组件、柔性链和紧固组件，升降组件安装于行走座，紧固组件可上下移动地设置于升降组件的下方，且升降组件和紧固组件通过柔性链相连，升降组件通过柔性链带动紧固组件的上下移动。本方案提出螺栓维护机器人及其作业方法，能解决现有螺栓紧固装置的行走不稳和易脱离预定行走轨道的技术问题。

背景技术

螺栓连接具有工艺要求较低、结构简单和装拆方便特点，且其结构可靠，强度高，是应用极为广泛的一类机械零件。在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、仪表和用品等上面都可以看到各式各样的螺栓。对于重大工程及重型机械设备而言，螺栓的检测防松问题已经成为全世界范围内的重大科学瓶颈。特别是对于中大型风力发电机组而言，其所使用的螺栓数量十分巨大，且通常在位置狭小且不易检查的位置，抑或在风险较高的危险处；另外，风力发电机组因为长期工作在野外、暴晒和雷雨等恶劣环境中，其损坏率高达40～50％，同时由于风力发电设备的维护技术跟不上风力发电的发展速度，一旦其关键零部件（如齿轮、轴承、叶片等）发生故障，将会使设备损坏、发电机停机，带来严重的经济损失。因此，为保证风力发电系统可靠稳定运行，降低系统的维护成本，保证风电塔筒的每个螺栓都处在标准扭矩范围内是十分必要的。

风电塔筒的侧壁底部一般向外倾斜设置，风电塔筒的内侧壁设置有环绕塔筒的紧固平台，而紧固螺栓则间隔均匀地围绕于紧固平台的顶部。以往，国内的风力发电企业通过人工攀爬来逐一检测紧固螺栓，而人员攀爬检测主要采取简单的扳手检测，检测难度大风险高，效率低。此外，由于是人工检测，其效率和精度都难以保障，且受天气的客观因素影响较大，受环境及工程技术人员水平限制，检测及紧固质量难以保证。

为了解决人工检测带来的效率和安全问题，一些风力发电企业研制出用于实现风力发电机组塔筒螺栓快速紧固的作业装置，而现有的螺栓紧固装置一般包括行走机构和紧固机构，其中，行走机构用于令紧固机构能够沿风电塔筒的内侧壁移动，紧固机构用于拧紧位于紧固平台的螺栓。

由于风电塔筒的内侧壁倾斜，且紧固平台所能提供的行走空间较窄，因此，现有的螺栓紧固装置容易存在行走不稳和易偏离预定行走轨道的技术问题，为了解决上述问题，现有技术一般会在行走机构中增设磁吸轮，令螺栓紧固装置在行走过程中，磁吸轮始终与风电塔筒的内侧壁相互接触，从而避免上述技术问题的发生。但现有螺栓紧固装置对磁吸轮的吸力等参数要求十分严格，一方面要防止吸力过大，影响螺栓紧固装置的正常行走，另一方面要防止吸力过小，无法有效抵消螺栓紧固装置整体往外偏移的情况。此外，磁吸轮的存在并不能很好地解决螺栓紧固装置往外偏移的问题，若螺栓紧固装置的体积过大、结构过重或结构设计重心偏移等，即使在装置中增设磁吸轮，仍会存在往外偏移，甚至下坠脱离紧固平台的风险。

进一步地，现有的螺栓紧固装置一般携带自动扳手，通过自动扳手对螺栓施加扭矩，从而实现螺栓的拧紧。由于现有装置中的自动扳手一般与紧固机构中的其他部件刚性连接，当自动扳手向螺栓施加扭矩时，紧固装置也会受到扭矩施加时的反作用而发生小幅度的结构扭转，而该小幅度的结构扭转可能会导致紧固机构中的其他部件，甚至行走机构的部件损坏，不利于延长螺栓紧固装置的使用寿命。