一种用于运输风电设备叶片的运输设备

摘要

本发明涉及一种用于运输风能发电设备叶片的运输设备，所述运输设备包括：第一和第二框架臂，各自具有枢转支撑端和自由端；旋转座，其能够绕与承载所述运输设备的地面相垂直的旋转轴线旋转，所述第一和第二框架臂在各自的枢转支撑端分别可枢转地支撑在所述旋转座上；第一升降装置，其用于驱动所述第一框架臂绕第一旋转轴相对于所述旋转座转动；第二升降装置，其用于驱动所述第二框架臂绕第二旋转轴相对于所述旋转座转动，所述第一旋转轴和第二旋转轴相互平行并且垂直于所述旋转轴线；第一固定装置，其设置在所述第一框架臂的自由端上；第二固定装置，其设置在所述第二框架臂的自由端上，所述风能发电设备的叶片由第一和第二固定装置二者支撑。

说明书

技术领域

本发明涉及一种运输风能发电设备叶片的运输设备。所述运输设 备尤其适于在狭窄崎岖并且周围环境复杂的山路上运输尺寸较大的叶 片。

背景技术

现今，清洁能源的开发与利用越来越普遍，其中，风能尤其受到 重视。然而，由于风能的自然属性，风能发电站通常建造在山顶或者 海岸附近，当风能发电站建造在山顶附近时，发电设备的运输往往非 常困难。一方面，风能发电设备的叶片很长(通常超过30米、尤其超 过37米)，另一方面，山路一般比较狭窄并且崎岖不平，使得叶片的 运输受到较小的转弯半径和路边的障碍物的限制。这些障碍物例如是 树木、电线杆、路灯杆、房屋或其他设施。因此，现有技术中的叶片 运输不仅费时费力，而且存在损害叶片或者路边设施的较高风险。如 果为了便于运输或提高运输安全性而清除这些障碍物，则会导致非常 高的开销，而且在某些植物或房屋是受保护的或者是不能够清除或迁 移的情况下，便无法改善原有的运输条件或者甚至无法实现运输。

迄今，风能发电设备的叶片通常由扩展到大约30米长的挂车来运 输。标准的挂车长度是13.5米，因此运输叶片的挂车扩展到其原始长 度的两倍。在这样的情况下，前轮和后轮之间的轴距过大，从而导致 转弯时的困难和风险。这使得在狭窄的山路上操纵挂车非常困难，尤 其是在路边还存在障碍物时。另一方面，在通过以上所述的挂车进行 运输时，在风能发电设备的叶片固定后，风能发电设备的叶片的末端 会自由地伸出大约10米并且处于悬空状态，这在运输过程中很容易导 致叶片的损坏。

因此，需要一种改进的运输设备，其可以更可靠、更灵活地在复 杂的路况下(尤其是在山路上)运输风能发电设备的大尺寸叶片。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中在运输风能发电设备的叶片 (以下也简称叶片)时的缺陷，提供一种可靠、方便且成本较低的运输 设备，其尤其适于在狭窄崎岖并且周围环境相对复杂的山路上运输大 尺寸的叶片，而不会造成叶片自身或周围环境的损坏。

为了实现这个目的，本发明提供了一种用于运输风能发电设备叶 片的运输设备，所述运输设备包括：第一和第二框架臂，各自具有枢 转支撑端和自由端；旋转座，其能够绕与承载所述运输设备的地面相 垂直的旋转轴线旋转，所述第一和第二框架臂在各自的枢转支撑端分 别可枢转地支撑在所述旋转座上；第一升降装置，其用于驱动所述第 一框架臂绕第一旋转轴相对于所述旋转座转动；第二升降装置，其用 于驱动所述第二框架臂绕第二旋转轴相对于所述旋转座转动，所述第 一旋转轴和第二旋转轴相互平行并且垂直于所述旋转轴线；第一固定 装置，其设置在所述第一框架臂的自由端上；第二固定装置，其设置 在所述第二框架臂的自由端上，所述风能发电设备的叶片由第一和第 二固定装置二者支撑。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一框架臂和所述第二框架 臂分别由多个相同的框架臂模块构成，其中，这些框架臂模块通过现 有技术中已知的连接方式(例如，焊接、铆接、螺栓连接等等)坚固 地连接在一起。

在本发明的一个优选实施例中，能够通过添加或减少框架臂模块 的数量来增长或缩短所述第一框架臂和所述第二框架臂。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一框架臂和所述第二框架 臂的长度不同。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一框架臂和所述第二框架 臂绕各自的旋转轴转动的角度范围是0-30°。

在本发明的一个优选实施例中，所述第二固定装置具有一个V形 的支架。当所述叶片放置在所述运输设备上时，所述叶片的边沿可以 位于所述V形的支架的底部。

在本发明的一个优选实施例中，所述第二固定装置具有一个支承 板。当调节所述叶片的姿势时，所述V形支架可以在所述支承板上滑 动并且可以在必要时(例如在调节结束时)锁定在所述支承板上。

在本发明的一个优选实施例中，在所述第二框架臂的自由端上设 有第三升降装置，而第二固定装置设置在所述第三升降装置上。所述 第三升降装置可以进一步扩展叶片相对于地面的倾斜角度范围，从而 可以增强叶片姿势调节的灵活性，由此可以在更复杂的运输条件下实 现叶片的可靠运输，而不受周围障碍物的限制。由第三升降装置实现 直至30°的倾斜角度扩展。

在本发明的另一优选实施例中，在所述第一框架臂的自由端上设 有第四升降装置，所述第四升降装置用于驱动所述第一固定装置绕第 三旋转轴转动，所述第三旋转轴垂直于所述旋转轴线并且与所述第一 旋转轴和所述第二旋转轴平行。在所述第二框架臂上不再设有第三升 降装置，而是第二固定装置直接设置在所述第二框架臂上。所述第四 升降装置可以进一步扩展叶片相对于地面的倾斜角度范围，从而可以 增强叶片姿势调节的灵活性，由此可以在更复杂的运输条件下实现叶 片的可靠运输，而不受周围障碍物的限制。由第四升降装置实现直至 60°的倾斜角度扩展。

在本发明的一个优选实施例中，所述运输设备还包括旋转台，所 述旋转座设置在所述旋转台上。

在本发明的一个优选实施例中，所述运输设备还包括底座，所述 旋转台设置在所述底座上，并且所述旋转台能够(例如通过液压驱动) 绕其旋转轴(即绕所述旋转轴线)相对于所述底座旋转360°。

在本发明的一个优选实施例中，所述运输设备还包括基板，所述 底座设置在所述基板上。

在本发明的一个优选实施例中，所述运输设备还包括单一的动力 源，所述动力源用于向所述第一升降装置、所述第二升降装置和所述 第三升降装置或第四升降装置提供能量。所述动力源还用于驱动所述 旋转台相对于所述底座旋转。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一升降装置、所述第二升 降装置和所述第三升降装置或所述第四升降装置是液压油缸。

在本发明的一个优选实施例中，所述动力源是独立的发动机，例 如柴油发动机和汽油发动机等等。

在本发明的一个优选实施例中，所述基板的面积略小于一个挂车 的面积，从而整个运输设备可以通过所述基板可拆卸地固定在挂车上， 由此显著地增大了整个运输设备在挂车上的稳定性。

在本发明的一个优选实施例中，在所述基板上设有连接机构，所 述连接机构用于实现所述基板与所述挂车的固定连接。在不使用所述 运输设备时连接机构也可以解除基板与挂车的连接，从而将运输设备 从挂车上卸下。同时，所述基板还可以相对于挂车向前或向后移动。

在本发明的一个优选实施例中，在所述旋转台上还设置有两个支 杆，所述支杆与所述旋转座固定地连接，尤其是高强度地连接。在所 述支杆的上端部上和所述第一框架臂以及所述第二框架臂上分别设有 缆绳连接部。在所述支杆的缆绳连接部与所述第一框架臂以及所述第 二框架臂的缆绳连接部之间分别连接有缆绳，其中，所述缆绳由高强 度的合成材料或者金属制成并且用于分别提拉所述第一框架臂和所述 第二框架臂，从而附加地稳定和平衡所述第一框架臂和所述第二框架 臂。

根据本发明的一个实施例，将风能发电设备的叶片放置到根据本 发明的运输设备上时，使叶片的用于装配到风能发电设备上的端部抵 靠并且固定在第一框架臂的第一固定装置上，并且使叶片的边缘放置 在所述第二框架臂的第二固定装置的V形支架上。根据当前的具体运 输条件，尤其是根据运输道路周围的障碍物，通过以下方式调节叶片 的姿势：借助第一升降装置和第二升降装置分别独立地驱动第一框架 臂和第二框架臂进行转动，从而使第一框架臂和第二框架臂相对于地 面倾斜适当的角度，由此相应地改变运输设备上的叶片的姿势。替代 地或者附加地，使旋转台绕其旋转轴转动，从而使所述运输设备上的 叶片改变其姿势(方向)。替代地或附加地，使基板相对于挂车向前或 者向后移动，从而使所述运输设备上的叶片改变其姿势(位置)。替代 地或附加地，借助第三升降装置可以进一步增大叶片相对于地面的倾 斜角，从而增加叶片姿势调节的灵活性，使叶片运输适于更复杂的运 输条件。

根据本发明的另一实施例，将风能发电设备的叶片放置到根据本 发明的运输设备上时，使叶片的用于装配到风能发电设备上的端部固 定在第一框架臂的第一固定装置上，并且使叶片的边缘放置在所述第 二框架臂的第二固定装置的V形支架上。根据当前具体运输条件，尤 其是根据运输道路周围的障碍物，通过以下方式调节叶片的姿势：借 助第一升降装置和第二升降装置分别独立地驱动第一框架臂和第二框 架臂进行转动，从而使第一框架臂和第二框架臂相对于地面倾斜适当 的角度，由此相应地改变所述运输设备上的叶片的姿势。替代地或者 附加地，使旋转台绕其旋转轴线转动，从而使所述运输设备上的叶片 改变其姿势(方向)。替代地或附加地，使基板相对于挂车向前或者向 后移动，从而使所述运输设备上的叶片改变其姿势(位置)。替代地或 附加地，借助第四升降装置可以进一步增大叶片相对于地面的倾斜角， 从而增加叶片姿势调节的灵活性，使叶片运输适于更复杂的运输条件。

根据本发明，可以实现相比于现有技术的下述优势：

借助第一框架臂和第二框架臂的倾斜角度调节以及旋转台的360° 转动范围，可以赋予根据本发明的运输设备非常高的自由度，使得在 运输过程中使所运输的叶片容易地避开道路周围的障碍物；

借助第三或第四升降装置的倾斜角度调节以及基板的向前或向后 移动，可以进一步提高所运输的叶片的姿势调节的灵活性，从而使根 据本发明的运输设备适于更复杂的运输条件；

根据本发明的运输设备的框架臂可以由多个标准框架臂模块组 成。根据所运输的叶片的尺寸，可以通过添加或减少框架臂模块的数 量来增长或缩短框架臂；

根据本发明的运输设备具有模块化的结构，从而可以容易地进行 组装、拆卸以及扩展；

根据本发明的运输设备可以安装在普通长度的挂车上，这样前轮 和后轮之间的轴距较小，从而实现更大的灵活性和更高的可操纵性， 因此尤其适于狭窄崎岖的山路环境；

根据本发明的运输设备可以根据当前的道路情况和周围环境随时 进行调整，因此可以尤其适于复杂多变的山路运输。

附图说明

结合附图对本发明进行更详细的描述，在附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的用于运输风能发电设备叶片的 运输设备的示意性正视图；

图2是根据本发明的第一实施例的用于运输风能发电设备叶片的 运输设备的第二固定装置的示意图；

图3是根据本发明的第一实施例的用于运输风能发电设备叶片的 运输设备的示意性俯视图；

图4是根据本发明第一实施例的用于运输风能发电设备叶片的运 输设备的示意性正视图，其中，叶片已经装载在所述运输设备上；

图5是根据本发明的第二实施例的用于运输风能发电设备叶片的 运输设备的示意性正视图；

图6是根据本发明的第二实施例的用于运输风能发电设备叶片的 运输设备的第一固定装置的示意图；

图7是根据本发明第二实施例的用于运输风能发电设备叶片的运 输设备的示意性正视图，其中，叶片已经装载在所述运输设备上。

具体实施方式

现将参考附图来说明根据本发明的用于运输风能发电设备叶片的 运输设备的优选实施例。

首先参考图1，图1示意性地示出了根据本发明的第一优选实施 例的运输设备100，其中，所述运输设备包括第一框架臂101、第二框 架臂102、旋转座103、第一液压油缸104、第二液压油缸105、第三 液压油缸110、第一固定装置112、第二固定装置111、动力源108、 旋转台106、底座107以及基板109。

如图1所示，第一框架臂101和第二框架臂102分别由多个标准 框架臂模块构成，其中，这些框架臂模块通过现有技术中已知的连接 方式(例如，焊接、铆接、螺栓连接等等)坚固地连接在一起。由于 第一和第二框架臂的模块化构造，可以非常方便地通过添加或减少框 架臂模块的数量来增长或缩短第一和第二框架臂。第一框架臂101和 第二框架臂102分别具有枢转支撑端和自由端。第一框架臂101和第 二框架臂102的各自的枢转支撑端分别可枢转地支撑在旋转座103上。

第一框架臂101和第二框架臂102分别配置有第一液压油缸104 和第二液压油缸105并且由相应的液压油缸104或105控制。第一液 压油缸104作用于第一框架臂101的枢转支撑端附近而第二液压油缸 105作用于第二框架臂102的枢转支撑端附近，从而可以使第一框架 臂101和第二框架臂102分别绕各自的旋转轴相对于旋转座103转动， 其中，转动的角度范围在当前的实施例中是0-30°。在此，第一框架 臂101的旋转轴和第二框架臂102的旋转轴是相互平行的并且基本上 平行于地面。在本发明的其他优选实施例中，所述角度范围也可以更 大或者更小。因为第一框架臂101和第二框架臂102能够单独地由相 应的液压油缸104或105进行控制，所以它们相对于地面的倾斜角度 可以彼此相同，也可以彼此不同，这由具体应用需要确定。

如图1所示，在第二框架臂102的自由端上还设有第三液压油缸 110，其以可绕其旋转轴转动的方式固定在第二框架臂102上。第三液 压油缸110的旋转轴垂直于第一框架臂101或第二框架臂102的转动 平面，也就是说，第三液压油缸110的旋转轴平行于第一框架臂101 的旋转轴或第二框架臂102的旋转轴。

在第三液压油缸110的上端部处设有第二固定装置111，所述第二 固定装置111具有一个V形支架，当叶片放置在所述运输设备上时所 述叶片可以由V形支架的底部支承。第二固定装置111还具有一个支 承板，所述V形支架可以在所述支承板上滑动并且可以在必要时(例 如叶片调节结束时)锁定在所述支承板上。第三液压油缸110可以通 过缸杆(或者称作活塞杆)的往复运动来进一步扩展放置在所述运输 设备上的叶片相对于地面的倾斜角度范围。在当前的实施例中，最大 可以使叶片相对于地面附加地倾斜β＝30°。

如图1所示，在第一框架臂101的自由端上设有第一固定装置112， 其用于止挡和/或固定叶片的用于装配到风能发电设备上的端部。

第一液压油缸104、第二液压油缸105和旋转座103共同设置在 一个旋转台106上。在当前的实施例中，所述旋转台106被构造成矩 形。在根据本发明的其他实施例中，所述旋转台106也可以被构造成 其他形状，例如圆形。旋转台106设置在一个底座107上并且可以绕 与地面相垂直的旋转轴线(例如通过液压驱动)相对于所述底座107 旋转360°，由此使设置在所述旋转台106上的旋转座103同样绕所述 旋转轴线旋转360°。底座107承载以上所述的所有部件并且由低碳钢 或其他高强度的材料制成。

底座107设置在矩形的基板109上。所述基板109的面积略小于 一个挂车的面积，从而整个运输设备可以通过所述基板109可拆卸地 固定在一个挂车上，由此显著地增大了运输设备的稳定性。例如，挂 车的尺寸为3m×10m，而基板109的尺寸为3m×6m。通过设置在基板 109的下表面上的连接机构实现基板109在挂车上的固定，在不使用 所述运输设备时所述连接机构也可以方便地解除基板109与挂车的连 接，从而将运输设备从挂车上卸下。优选地，基板109可以相对于挂 车向前或者向后移动。

在基板109上还设有动力源108，其用于向第一液压油缸105、第 二液压油缸104和第三液压油缸8提供能量。可以使用单独的发动机 作为动力源108。当然，所述动力源108也可以设置在任意其他适当 的位置上。

在旋转台106上还设有两个支杆，所述支杆与旋转台106固定地 连接。在所述支杆的上端部和第一和第二框架臂101、102上分别设有 缆绳连接部。在所述支杆的缆绳连接部与第一和第二框架臂101、102 的缆绳连接部之间设有缆绳，其中，所述缆绳由高强度的合成材料或 者金属制成。所述缆绳用于分别提拉第一和第二框架臂101、102。

图2示出了根据本发明的第一实施例的第二固定装置111的V形 支架的构造。

图3是根据本发明的第一实施例的用于运输风能发电设备100的 叶片的运输设备的示意性俯视图。

图4是根据本发明的第一实施例的用于运输风能发电设备叶片的 运输设备100的示意性正视图，其中，叶片已经装载在所述运输设备 上。当叶片例如通过吊装设备等放置在所述运输设备上时，叶片的用 于装配到风能发电设备上的端部抵靠在第一固定装置112上。随后， 第一固定装置112可以通过适当的紧固机构(未示出)固定叶片端部。 同时，叶片的边缘放置在第二框架臂102上的第二固定装置111上。 当根据具体运输条件通过第一液压油缸105和第二液压油缸104以及 (在必要时)第三液压油缸110调节叶片的姿势时，叶片的边缘在第二 框架臂102的第二固定装置111上滑动，从而叶片相对于地面或周围 物体的相对位置或相对角度发生变化，以便避开障碍物，例如树木、 房屋、电线支杆等等。当通过以上调节实现了叶片的适于运输的适当 姿势时，尤其是在接下来的较长运输过程中无需再进行叶片调节时， 叶片可以通过适当的紧固装置(未示出)固定在设置在第二框架臂102 上的第二固定装置111上，从而避免由于颠簸等原因导致的叶片与第 二固定装置111之间的相对运动。

第一液压油缸104、第二液压油缸105和第三液压油缸110可以由 操作人员通过设置在所述运输设备上的控制台进行控制。所述控制台 也可以设置在其他任意适当的位置，例如设置在驾驶室中。在另一未 示出的实施例中，操作人员也可以通过无线的方式分别控制各个液压 油缸。

因为第一和第二框架臂101、102是可扩展的，所以当所运输的叶 片尺寸过大或者由具体运输条件决定根据图1所示的运输设备不能有 效地避开障碍物时，可以容易地在当前使用的第一或第二框架臂101 或102上扩展附加的框架臂模块。所述附加的框架臂模块通过增大框 架臂的总体长度可以实现更大尺寸的叶片的运输和/或更复杂运输条 件下的运输。

在此，由于叶片的质量分布不均匀，支承叶片的用于装配到风能 发电设备上的端部的第一框架臂101比第二框架臂102更短。

图5是根据本发明的第二实施例的用于运输风能发电设备叶片的 运输设备200的示意性正视图，其中，叶片已经装载在所述运输设备 上。简明起见，以下仅仅描述根据本发明的第二实施例的运输设备200 与根据本发明的第一实施例的运输设备100的不同之处。在根据本发 明的第二实施例的运输设备200中，设置在第一框架臂的自由端上的 第一固定装置212可以绕其旋转轴转动，所述旋转轴与第一框架臂201 的旋转轴或第二框架臂202的旋转轴平行。在第一框架臂201的自由 端上还设有第四液压油缸213。所述第四液压油缸213可以驱动第一 固定装置212绕其旋转轴转动。在此，动力源208用于向第一液压油 缸204、第二液压油缸205和第四液压油缸213提供动力。在第二框 架臂202的自由端上不再如根据本发明的第一实施例那样设有液压油 缸，而是第二固定装置211直接设置在第二框架臂202上。第二固定 装置211可以绕其旋转轴转动，所述旋转轴与第一框架臂201的旋转 轴或第二框架臂202的旋转轴平行。第二固定装置211自身的构造与 根据本发明的第一实施例中的第二固定装置111相同。

除以上在第一固定装置和第二固定装置方面的不同构造以外，根 据本法明的第二实施例与根据本发明的第一实施例在其他方面具有相 同的构造。

在通过吊装设备将待运输的叶片放置到运输设备200上之后，通 过螺栓将叶片的用于装配到风能发电设备上的端部固定到第一固定装 置212上。在第一固定装置212适于连接具有不同构造的叶片。当然， 也可以通过其他适当的方式将叶片的端部固定到第一固定装置212 上。在运输过程中，当通过第一框架臂201和第二框架臂202相对于 旋转台206的转动、旋转台206绕其旋转轴线的转动以及底座207的 向前或向后移动仍然无法避开障碍物时，可以通过第四液压油缸213 驱动第一固定装置212绕其旋转轴转动，从而使所运输的叶片基本上 绕与第一固地装置连接的端部转动，如图7所示。在此，所运输的叶 片随第一固定装置212进行转动的角度范围是0-60°。

虽然本文参考具体的实施例描述和说明了本发明，但是本发明并 不旨在局限于所示的细节中。而是，在不偏离本发明的情况下，可作 出落入权利要求书的等同物范围内的针对细节的各种修改。