專利名稱：組裝塔架區(qū)段的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題大體涉及用來支承構(gòu)件的塔架，并且更具體而言，涉及桁架塔架。
背景技術(shù)：
可將塔架結(jié)構(gòu)用作基部來支承諸如風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)件、移動(dòng)電話塔架構(gòu)件和電網(wǎng)塔架構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。常常就地構(gòu)建這樣的塔架，因?yàn)樗鼙旧砜杀葘?shí)際上可運(yùn)輸?shù)拇蟮枚?。?duì)于風(fēng)力渦輪機(jī)塔架，這樣的塔架支承用來輸送較多功率給顧客的風(fēng)力渦輪機(jī)。 諸如管狀塔架的至少一些已知的風(fēng)力渦輪機(jī)塔架由卷成“罐”的鋼板構(gòu)建而成。相鄰的罐隨后被焊接在一起而形成管狀塔架。但是，隨著對(duì)較高的塔架高度的需要的增加，對(duì)在這些塔架的基部中使用較結(jié)實(shí)和較厚的材料的需要也顯著地增加了。有時(shí)，可通過構(gòu)建帶有具有增大的直徑的基部的塔架結(jié)構(gòu)來緩解對(duì)具有提高的強(qiáng)度和/或厚度的材料的需要。但是， 由于運(yùn)輸限制的原因，對(duì)于用于管狀塔架中的罐存在最大實(shí)際直徑。可在現(xiàn)場(chǎng)組裝的其它已知的塔架(例如桁架塔架)與管狀塔架相比提供了某些優(yōu)點(diǎn)?？蓛?yōu)化桁架塔架所必要的尺寸，而不考慮物流成本，因?yàn)檫@樣的塔架是在現(xiàn)場(chǎng)組裝的。 因而，桁架塔架的基部的直徑可制造得如期望的那樣大。但是，在現(xiàn)場(chǎng)組裝桁架塔架一般比在工廠里組裝管狀塔架更貴。此外，在現(xiàn)場(chǎng)組裝桁架塔架一般比在工業(yè)里組裝管狀塔架需要更多時(shí)間。另外，因?yàn)殍旒芩軜?gòu)件的重量、粗笨性和笨重性的原因，在現(xiàn)場(chǎng)組裝桁架塔架可比組裝管狀塔架更困難和復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于組裝桁架塔架區(qū)段的組裝系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括平臺(tái)、聯(lián)接到平臺(tái)上的第一安裝組件，以及聯(lián)接到平臺(tái)上的第二安裝組件，第一安裝組件和第二安裝組件構(gòu)造成固定用于組裝桁架塔架區(qū)段的多個(gè)支腿部件的相對(duì)的端部，使得該多個(gè)支腿部件中的各個(gè)懸吊成距平臺(tái)有距離，第一安裝組件和第二安裝組件中的至少一個(gè)構(gòu)造成選擇性地旋轉(zhuǎn)其上懸吊的該多個(gè)支腿部件中的支腿部件。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種桁架塔架現(xiàn)場(chǎng)部署系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括組裝系統(tǒng)，組裝系統(tǒng)包括平臺(tái)、聯(lián)接到平臺(tái)上的第一安裝組件和聯(lián)接到平臺(tái)上的第二安裝組件，第一安裝組件和第二安裝組件構(gòu)造成固定用于組裝桁架塔架區(qū)段的多個(gè)支腿部件的相對(duì)的端部， 第一安裝組件和第二安裝組件構(gòu)造成選擇性地旋轉(zhuǎn)懸吊在它們之間的該多個(gè)支腿部件中的至少一個(gè)。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括構(gòu)造成相對(duì)于組裝系統(tǒng)選擇性地定位該多個(gè)支腿部件的支承系統(tǒng)。在又一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種組裝桁架塔架區(qū)段的方法。該方法包括提供組裝系統(tǒng)，其包括平臺(tái)、聯(lián)接到平臺(tái)上的第一安裝組件和聯(lián)接到平臺(tái)上的第二安裝組件；將第一支腿部件的第一端聯(lián)接到第一安裝組件上，以及將第一支腿部件的第二端聯(lián)接到第二安裝組件上，使得第一支腿部件懸吊成距平臺(tái)有距離；將第二支腿部件的第一端聯(lián)接到第一安裝組件上，以及將第二支腿部件的第二端聯(lián)接到第二安裝組件上，使得第二支腿部件懸吊成距平臺(tái)有距離；利用組裝系統(tǒng)來選擇性地旋轉(zhuǎn)第一支腿部件和第二支腿部件；以及將至少一個(gè)交叉部件聯(lián)接在第一支腿部件和第二支腿部件之間，使得交叉部件從第一支腿部件延伸到第二支腿部件。


圖1是一個(gè)示例性風(fēng)力渦輪機(jī)的示意圖。圖2是可用于圖1中顯示的風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙的局部截面圖。圖3是可用于圖1中顯示的風(fēng)力渦輪機(jī)的一個(gè)示例性桁架塔架區(qū)段的透視圖。圖4可用來組裝圖3中顯示的桁架塔架區(qū)段的一個(gè)示例性系統(tǒng)的示意圖。圖5是圖4中顯示的示例性系統(tǒng)的平面圖。圖6是圖4中顯示的組裝系統(tǒng)的截面圖，并且是沿著線6-6得到的。圖7是在存儲(chǔ)位置上的圖4中顯示的組件的示意圖。圖8是可用于圖4中顯示的組裝系統(tǒng)的一個(gè)示例性桁架塔架現(xiàn)場(chǎng)部署系統(tǒng)的示意性平面圖。圖9是可用于圖4中顯示的組裝系統(tǒng)的一個(gè)示例性升降系統(tǒng)的示意圖。圖10是其上安裝有桁架塔架區(qū)段的圖4中顯示的組裝系統(tǒng)的示意圖。部件列表100風(fēng)力渦輪機(jī)102 塔架104 表面106 機(jī)艙110 轂112轉(zhuǎn)子葉片114 風(fēng)116偏航軸線118轉(zhuǎn)子葉片根部部分120載荷傳遞區(qū)122轉(zhuǎn)子葉片尖部部分124旋轉(zhuǎn)軸線1 轉(zhuǎn)子葉片表面區(qū)域128變槳軸線130變槳組件131變槳驅(qū)動(dòng)馬達(dá)132發(fā)電機(jī)134轉(zhuǎn)子軸136齒輪箱138高速軸140聯(lián)接件142支承件
144支承件146偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)148氣象桿150渦輪控制系統(tǒng)152前部支承軸承154后部支承軸承156傳動(dòng)系200塔架區(qū)段202支腿部件204 第一端206 第二端210交叉部件214 寬度216 上端218 寬度220 下端300組裝系統(tǒng)302組裝平臺(tái)304第一安裝組件306第二安裝組件308平板拖車310穩(wěn)定系統(tǒng)312部署位置314第一固定端316第一可旋轉(zhuǎn)安裝件318第二固定端320第二可旋轉(zhuǎn)安裝件322旋轉(zhuǎn)軸線323縱向長度324 中心326 中心327 第一角328上表面329 第二角330 端部332 端部334 高度336 高度338相對(duì)距離
340 臂342存儲(chǔ)位置400桁架塔架部署系統(tǒng)402支承平臺(tái)404材料平臺(tái)410材料處理裝置412 軌道414 長度500升降系統(tǒng)502液壓升降組件504升降平臺(tái)
具體實(shí)施例方式本文描述的系統(tǒng)和方法有助于組裝桁架塔架區(qū)段。具體而言，利用本文描述的系統(tǒng)和方法允許在現(xiàn)場(chǎng)較高效地組裝桁架塔架區(qū)段。具體而言，本文描述的系統(tǒng)和方法會(huì)協(xié)助操縱和組裝桁架塔架區(qū)段的構(gòu)件。此外，本文描述的系統(tǒng)和方法能夠組裝各種直徑和高度的桁架塔架區(qū)段。圖1是一個(gè)示例性風(fēng)力渦輪機(jī)100的示意圖。在該示例性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī) 100是水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)。備選地，風(fēng)力渦輪機(jī)100可為豎直軸風(fēng)力渦輪機(jī)。在該示例性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)100包括從支承表面104延伸且聯(lián)接到支承表面104上的塔架102。塔架102可用例如錨定螺栓或通過基礎(chǔ)安裝件(均未顯示)來聯(lián)接到表面104上。機(jī)艙106 聯(lián)接到塔架102上，并且轉(zhuǎn)子108聯(lián)接到機(jī)艙106上。轉(zhuǎn)子108包括可旋轉(zhuǎn)轂110和聯(lián)接到轂110上的多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片112。在該示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子108包括三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片112。 備選地，轉(zhuǎn)子108可具有使得風(fēng)力渦輪機(jī)100能夠如本文描述的那樣起作用的任何適當(dāng)數(shù)量的轉(zhuǎn)子葉片112。塔架102可具有使得風(fēng)力渦輪機(jī)100能夠如本文描述的那樣起作用的任何適當(dāng)?shù)母叨群?或結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子葉片112在轂110的周圍隔開，以幫助旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子108，從而將來自風(fēng)114的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成可用的機(jī)械能，以及隨后，轉(zhuǎn)換成電能。轉(zhuǎn)子108和機(jī)艙106在偏航軸線116上繞著塔架102旋轉(zhuǎn)，以控制轉(zhuǎn)子葉片112相對(duì)于風(fēng)114的方向的投影。通過將轉(zhuǎn)子葉片根部部分118在多個(gè)載荷傳遞區(qū)120處聯(lián)接到轂110上來使轉(zhuǎn)子葉片112匹配到轂110上。載荷傳遞區(qū)120各自具有轂載荷傳遞區(qū)和轉(zhuǎn)子葉片載荷傳遞區(qū)(在圖1中兩者均未顯示)。 對(duì)轉(zhuǎn)子葉片112引起的載荷通過載荷傳遞區(qū)120傳遞給轂110。各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片112還包括轉(zhuǎn)子葉片尖部部分122。在該示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子葉片112具有介于大約30米(m) (99英尺(ft))和大約120m(394ft)之間的長度。備選地，轉(zhuǎn)子葉片112可具有使得風(fēng)力渦輪機(jī)100能夠如本文描述的那樣起作用的任何適當(dāng)?shù)拈L度。例如，轉(zhuǎn)子葉片112可具有小于30m或大于120m 的適當(dāng)?shù)拈L度。在風(fēng)114接觸轉(zhuǎn)子葉片112時(shí)，會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子葉片112引起升力，并且在轉(zhuǎn)子葉片尖部部分122加速時(shí)，會(huì)引起轉(zhuǎn)子108繞著旋轉(zhuǎn)軸線IM旋轉(zhuǎn)?？赏ㄟ^變槳組件(在圖1中未顯示)來改變轉(zhuǎn)子葉片112的槳距角(未顯示)，即確定轉(zhuǎn)子葉片112相對(duì)于風(fēng)114的方向的投影的角。更具體而言，增大轉(zhuǎn)子葉片112的槳距角會(huì)減小轉(zhuǎn)子葉片表面區(qū)域126暴露于風(fēng)114的量，相反，減小轉(zhuǎn)子葉片112的槳距角會(huì)增大轉(zhuǎn)子葉片表面區(qū)域126暴露于風(fēng)114的量。在各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片112處繞著變槳軸線1 來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片112的槳距角。在該示例性實(shí)施例中，單獨(dú)控制轉(zhuǎn)子葉片112的槳距角。圖2是示例性風(fēng)力渦輪機(jī)100的機(jī)艙106的局部截面圖。風(fēng)力渦輪機(jī)100的各種構(gòu)件容納在機(jī)艙106中。在該示例性實(shí)施例中，機(jī)艙106包括三個(gè)變槳組件130。各個(gè)變槳組件130聯(lián)接到相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)子葉片112 (在圖1中顯示)上，并且繞著變槳軸線1 調(diào)整相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)子葉片112的槳距。在圖2中顯示了三個(gè)變槳組件130中的僅一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)變槳組件130包括至少一個(gè)變槳驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(未顯示)。如圖2中顯示的那樣，轉(zhuǎn)子108通過轉(zhuǎn)子軸134 (有時(shí)稱為或者主軸或者低速軸)、 齒輪箱136、高速軸138和聯(lián)接件140來可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到定位在機(jī)艙106內(nèi)的發(fā)電機(jī)132 上。轉(zhuǎn)子軸134的旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)齒輪箱136，齒輪箱136隨后驅(qū)動(dòng)高速軸138，高速軸 138又驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)132。高速軸138通過聯(lián)接件140來可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)132，并且高速軸138的旋轉(zhuǎn)有助于發(fā)電機(jī)132產(chǎn)生電功率。齒輪箱136由支承件142支承，而發(fā)電機(jī)132 由支承件144支承。在該示例性實(shí)施例中，齒輪箱136利用雙路徑幾何結(jié)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)高速軸 138。備選地，轉(zhuǎn)子軸134通過聯(lián)接件140來直接聯(lián)接到發(fā)電機(jī)132上。機(jī)艙106還包括使機(jī)艙106和轉(zhuǎn)子108繞著偏航軸線116旋轉(zhuǎn)的偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 146，以控制轉(zhuǎn)子葉片112相對(duì)于風(fēng)114的方向的投影。機(jī)艙106還包括包含風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速計(jì)(在圖2中均未顯示)的至少一個(gè)氣象桿148。在一個(gè)實(shí)施例中，氣象桿148將包括風(fēng)向和/或風(fēng)速的信息提供給渦輪控制系統(tǒng)150。渦輪控制系統(tǒng)150包括構(gòu)造成執(zhí)行控制算法的一個(gè)或多個(gè)控制器或其它處理器。如本文所用，用語“處理器”包括任何可編程的系統(tǒng) (包括多個(gè)系統(tǒng))，包括微控制器、簡精指令集電路(RISC)、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路(PLC)和能夠執(zhí)行本文描述的功能的任何其它電路。以上實(shí)例僅是示例性的，并且因而無論如何都不意圖限制用語處理器的定義和/或含義。此外，渦輪控制系統(tǒng)150可執(zhí)行SCADA (監(jiān)督、控制和數(shù)據(jù)采集)程序。變槳組件130操作性地聯(lián)接到渦輪控制系統(tǒng)150上。在該示例性實(shí)施例中，機(jī)艙 106還包括前部支承軸承152和后部支承軸承154。前部支承軸承152和后部支承軸承巧4 有助于轉(zhuǎn)子軸134的徑向支承和對(duì)準(zhǔn)。前部支承軸承152在轂110的附近聯(lián)接到轉(zhuǎn)子軸134 上。后部支承軸承巧4在齒輪箱136和/或發(fā)電機(jī)132的附近定位在轉(zhuǎn)子軸134上。機(jī)艙 106可包括使得風(fēng)力渦輪機(jī)100能夠如本文公開的那樣起作用的任何數(shù)量的支承軸承。轉(zhuǎn)子軸134、發(fā)電機(jī)132、齒輪箱136、高速軸138、聯(lián)接件140和任何相關(guān)聯(lián)的緊固件、支承件和/或固定裝置(包括(但不限于)支承件142、支承件144、前部支承軸承152和后部支承軸承154)有時(shí)稱為傳動(dòng)系156。圖3是可用于風(fēng)力渦輪機(jī)100的一個(gè)示例性桁架塔架區(qū)段200的透視圖。在該示例性實(shí)施例中，桁架塔架區(qū)段200包括在組裝好的構(gòu)造中基本豎直地定向的多個(gè)支腿部件 202。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，桁架塔架區(qū)段200包括五個(gè)支腿部件202。但是， 值得注意地，桁架塔架區(qū)段200可包括使得塔架區(qū)段200能夠如本文描述的那樣起作用的任何適當(dāng)數(shù)量的支腿部件202。各個(gè)支腿部件202具有第一端204和相對(duì)的第二端206。多個(gè)交叉部件210聯(lián)接到支腿部件202上且在它們之間延伸，以對(duì)塔架區(qū)段200提供結(jié)構(gòu)支承。在該示例性實(shí)施例中，交叉部件210在支腿部件202之間定向成“X”構(gòu)造。但是，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣，交叉部件210可定向成使得塔架區(qū)段200如本文描述的那樣起作用的任何定向，例如與支腿部件202形成梯形或六邊形形狀。在該示例性實(shí)施例中，塔架區(qū)段200漸縮，使得在塔架區(qū)段200的上端216處的寬度214小于在塔架區(qū)段200的下端220處的寬度218。在該示例性實(shí)施例中，支腿部件202是基本筆直的。備選地，塔架區(qū)段由于支腿部件202的曲率的原因而漸縮。另外，在一些實(shí)施例中，塔架區(qū)段200不是漸縮的。圖4是用于組裝桁架塔架的區(qū)段(例如塔架區(qū)段200)的一個(gè)示例性系統(tǒng)300的示意圖。圖5是系統(tǒng)300的平面圖。圖6是沿著線6-6得到的系統(tǒng)300的截面示意圖。在該示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)300包括組裝平臺(tái)302、第一安裝組件304和第二安裝組件306。組裝平臺(tái)302為系統(tǒng)300提供支承基部，并且第一安裝組件304和第二安裝組件306各自聯(lián)接到其上。在該示例性實(shí)施例中，組裝平臺(tái)302包括能夠由諸如卡車的車輛(未顯示)運(yùn)輸?shù)钠桨逋宪?08。組裝平臺(tái)302還包括有助于將組裝平臺(tái)302和系統(tǒng)300穩(wěn)定在部署位置312上的穩(wěn)定系統(tǒng)310。在一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)定系統(tǒng)310可包括例如液壓伸縮器。第一安裝組件304包括聯(lián)接到第一可旋轉(zhuǎn)安裝件316上的第一固定端314。類似地，第二安裝組件306包括聯(lián)接到第二可旋轉(zhuǎn)安裝件320上的第二固定端318。沿著系統(tǒng) 300的縱向長度323，將組件304和306的旋轉(zhuǎn)軸線322限定成通過第一可旋轉(zhuǎn)安裝件316 的中心3M和第二可旋轉(zhuǎn)安裝件320的中心326。第一角327限定在第一固定端314和組裝平臺(tái)302的上表面3 之間，而第二角329限定在第二固定端318和組裝平臺(tái)302的上表面3 之間。第一固定端314和第二固定端318分別聯(lián)接到組裝平臺(tái)302的相對(duì)的端部 330和332上，使得各個(gè)固定端314和318分別可選擇性地旋轉(zhuǎn)通過角327和329，如下面詳細(xì)描述的那樣。第一固定端314具有高度334，而第二固定端318具有高度336。在該示例性實(shí)施例中，第一固定端314和第二固定端318還各自可滑動(dòng)地聯(lián)接到組裝平臺(tái)302上，使得第一固定端314和第二固定端318可沿著組裝平臺(tái)302沿基本平行于旋轉(zhuǎn)軸線322的方向而選擇性地滑向彼此和滑離彼此，使得限定在端部314和318之間的相對(duì)距離338可減小。例如，第一固定端314和第二固定端318可以可滑動(dòng)地聯(lián)接在限定在組裝平臺(tái)302中的軌道(未顯示)內(nèi)。備選地，第一固定端314和第二固定端318可安裝到導(dǎo)軌或使得第一固定端314和第二固定端318能夠如本文描述的那樣起作用的任何其它適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)上。在一個(gè)實(shí)施例中，第一固定端314和第二固定端318可各自包括有助于固定第一固定端314和第二固定端318相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線322和相對(duì)于彼此的位置的至少一個(gè)滑動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)(未顯示)。在該示例性實(shí)施例中，第一可旋轉(zhuǎn)安裝件316和第二可旋轉(zhuǎn)安裝件320各自分別可旋轉(zhuǎn)地連接到第一固定端314和第二固定端318上，使得各個(gè)可旋轉(zhuǎn)安裝件316和320 可繞著旋轉(zhuǎn)軸線322選擇性地旋轉(zhuǎn)。在該示例性實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)安裝件316和320可相對(duì)于彼此繞著旋轉(zhuǎn)軸線322同時(shí)旋轉(zhuǎn)和同步運(yùn)動(dòng)。此外，第一可旋轉(zhuǎn)安裝件316和第二可旋轉(zhuǎn)安裝件320可構(gòu)造成使得安裝件316和/或320中任一個(gè)可穩(wěn)固地定位在任何旋轉(zhuǎn)位置上或定位在僅離散數(shù)量的預(yù)先規(guī)定的旋轉(zhuǎn)位置上。備選地，可旋轉(zhuǎn)安裝件316和320可獨(dú)立于彼此而可旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，可手動(dòng)地執(zhí)行第一可旋轉(zhuǎn)安裝件316和第二可旋轉(zhuǎn)安裝件320的旋轉(zhuǎn)。備選地，可使用諸如氣動(dòng)、電動(dòng)和/或液壓系統(tǒng)的任何適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)來控制可旋轉(zhuǎn)安裝件316和320的旋轉(zhuǎn)。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，氣動(dòng)、電動(dòng)和/或液壓系統(tǒng)可包括聯(lián)接到控制系統(tǒng)上的處理器，以控制可旋轉(zhuǎn)安裝件316和320的旋轉(zhuǎn)。在該示例性實(shí)施例中，多個(gè)臂340聯(lián)接到第一可旋轉(zhuǎn)安裝件316和第二可旋轉(zhuǎn)安裝件320上。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，五個(gè)臂340聯(lián)接到第一可旋轉(zhuǎn)安裝件316 和第二可旋轉(zhuǎn)安裝件320上。備選地，可將使得系統(tǒng)300能夠如本文描述的那樣起作用的任何適當(dāng)數(shù)量的臂340聯(lián)接到第一可旋轉(zhuǎn)安裝件316和/或第二可旋轉(zhuǎn)安裝件320上。在該示例性實(shí)施例中，各個(gè)臂340可滑動(dòng)地聯(lián)接到或者第一可旋轉(zhuǎn)安裝件316或者第二可旋轉(zhuǎn)安裝件320上，使得臂340可相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線322沿徑向方向選擇性地運(yùn)動(dòng)。 此外，因?yàn)榭上鄬?duì)于安裝件316或320沿徑向調(diào)節(jié)臂；340，所以可適應(yīng)具有不同尺寸的塔架區(qū)段200，如下面詳細(xì)描述的那樣。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用至少一個(gè)臂鎖緊機(jī)構(gòu)(未顯示) 來固定各個(gè)臂340的徑向位置。各個(gè)臂340構(gòu)造成可拆卸地聯(lián)接到正在組裝的桁架塔架區(qū)段200的支腿部件202中的至少一個(gè)的第一端204和第二端206上。例如，各個(gè)臂340可包括聯(lián)接機(jī)構(gòu)，例如(但不限于)液壓鉗夾和/或電動(dòng)鉗夾。備選地，各個(gè)臂340可形成有使得諸如螺栓組件的緊固件能夠插入通過其中的預(yù)先規(guī)定的孔口(未顯示)，以將桁架塔架區(qū)段200的一部分聯(lián)接到臂340上，臂340又聯(lián)接到安裝件316和/或320上。圖7是在收縮位置或存儲(chǔ)位置342上的組裝系統(tǒng)300的示意圖。當(dāng)組裝系統(tǒng)300 不在使用中時(shí)，例如，當(dāng)系統(tǒng)300正被運(yùn)輸時(shí)，系統(tǒng)300可選擇性地定位在存儲(chǔ)位置342上。 如上面描述的那樣，第一固定端314和第二固定端318分別聯(lián)接到組裝平臺(tái)302的相對(duì)的端部330和332上，使得各個(gè)固定端314和318可選擇性地旋轉(zhuǎn)通過角327和329。更具體而言，固定端314和318可從完全部署位置312選擇性地旋轉(zhuǎn)到存儲(chǔ)位置342，在完全部署位置312上，第一固定端314和第二固定端318基本豎直地定向(在圖3中顯示)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一固定端314和/或第二固定端318可各自包括使得第一固定端和/或第二固定端能夠固定在部署位置312和/或存儲(chǔ)位置342上的至少一個(gè)鎖緊機(jī)構(gòu)(未顯示)。在存儲(chǔ)位置342上，臂340沿徑向向內(nèi)收回，以幫助減小組裝系統(tǒng)300的整個(gè)物理高度，因?yàn)橄薅ㄔ诘谝还潭ǘ?14和組裝平臺(tái)302的上表面3 之間的角327和限定在表面3 和第二固定端318之間的角3 減小了。此外，在端部314和318朝組裝平臺(tái)302旋轉(zhuǎn)和折疊時(shí)，與在部署位置312上的各個(gè)組件304和306的高度334和336相比，第一安裝組件304的相對(duì)高度334和第二安裝組件306的相對(duì)高度336減小了。第一固定端314和第二固定端318還可沿著組裝平臺(tái)302滑動(dòng)，使得在臂340收回的情況下，第一固定端314 和第二固定端318可相對(duì)于組裝平臺(tái)302選擇性地運(yùn)動(dòng)，使得限定在端部314和318之間的相對(duì)距離338(在圖4中顯示)可減小(未顯示)。圖8是可用來組裝桁架塔架區(qū)段200的一個(gè)示例性桁架塔架部署系統(tǒng)400的示意性平面圖。在該示例性實(shí)施例中，部署系統(tǒng)400包括組裝平臺(tái)302、支承平臺(tái)402和材料平臺(tái)404。類似于組裝平臺(tái)302，支承平臺(tái)402和材料平臺(tái)404可包括使得能夠由車輛(未顯示)運(yùn)輸?shù)钠桨逋宪?未顯示)。此外，支承平臺(tái)402和材料平臺(tái)404可包括穩(wěn)定系統(tǒng)310。 備選地，組裝平臺(tái)302、支承平臺(tái)402和材料平臺(tái)404全部都可包括在單個(gè)平板拖車上。在該示例性實(shí)施例中，材料平臺(tái)404包括組裝桁架塔架區(qū)段200(例如(但不僅僅限于)支腿部件202和交叉部件210)所需的材料中的至少一些。例如，材料平臺(tái)404還可包含用于組裝桁架塔架區(qū)段200和/或系統(tǒng)300的其它構(gòu)件。在該示例性實(shí)施例中，支承平臺(tái)402包括一對(duì)材料處理裝置410。備選地，支承平臺(tái)402包括使得支承平臺(tái)402能夠如本文描述的那樣起作用的任何適當(dāng)數(shù)量的材料處理裝置410。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，各個(gè)材料處理裝置410是重量補(bǔ)償設(shè)備，其構(gòu)造成選擇性地升起和/或定位支腿部件202、交叉部件210和/或在材料平臺(tái)404上運(yùn)輸?shù)暮?/或在組裝桁架塔架區(qū)段200的期間使用的任何其它材料。因此，在該示例性實(shí)施例中，各個(gè)材料處理裝置410構(gòu)造成可拆卸地抓住支腿部件202、交叉部件210和/或其它平臺(tái)404 上的材料以及/或者聯(lián)接到它們上。在一個(gè)實(shí)施例中，材料處理裝置410包括使得材料處理裝置410能夠鉆出孔和/或開孔以及插入和/或上緊螺栓和/或其它緊固裝置的端部操縱裝置(未顯示)，以將支腿部件202和/或交叉部件210聯(lián)接到彼此上。在一個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)材料處理裝置410是由適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)控制的機(jī)器人設(shè)備。因而，在一些實(shí)施例中，材料處理裝置410可為至少部分地自動(dòng)化，使得該機(jī)器人設(shè)備構(gòu)造成自動(dòng)地協(xié)助組裝桁架塔架區(qū)段200的至少一部分。在該示例性實(shí)施例中，各個(gè)材料處理裝置410聯(lián)接到軌道412上，并且各個(gè)裝置410沿著軌道412的長度414可選擇性地運(yùn)動(dòng)和可重新定位。圖9是可用于組裝桁架塔架區(qū)段200的升降系統(tǒng)500的示意圖。在該示例性實(shí)施例中，升降系統(tǒng)500包括液壓升降組件502和升降平臺(tái)504。在該示例性實(shí)施例中，第一安裝組件304和第二安裝組件306各自聯(lián)接到升降平臺(tái)504上，并且液壓升降組件502構(gòu)造成選擇性地使升降平臺(tái)504從基本水平的位置上升到基本豎直的位置。更具體而言，在桁架塔架區(qū)段200至少部分地組裝在其側(cè)部上之后，通過使用液壓升降組件502，升降平臺(tái)504 可選擇性地旋轉(zhuǎn)和/或上升，以使得那個(gè)桁架塔架區(qū)段200能夠定位在基本豎直的位置上。 在組裝好的桁架塔架區(qū)段200豎直地定向的情況下，可使用起重機(jī)或其它裝置來將桁架塔架區(qū)段200移離系統(tǒng)300，以及/或者相對(duì)于正被構(gòu)建的塔架102來定位桁架塔架區(qū)段200。 在一個(gè)實(shí)施例中，為了幫助移除組裝好的桁架塔架區(qū)段200，無論其是在水平位置還是在豎直位置上，安裝組件304和/或306都能夠使組裝好的桁架塔架區(qū)段200旋轉(zhuǎn)和/或滑動(dòng)遠(yuǎn)離組裝好的桁架塔架區(qū)段200。圖10是具有聯(lián)接到其上的桁架塔架區(qū)段200的系統(tǒng)300的示意圖。在該示例性實(shí)施例中，在桁架塔架區(qū)段200的組裝期間，各個(gè)支腿部件202最終在第一端204處固定到第一安裝組件304上的臂340上，以及在第二端206處固定到第二安裝組件306上的臂340 上。如上面描述的那樣，可使用各種各樣的聯(lián)接裝置(包括緊固件機(jī)構(gòu)、夾、液壓鉗夾和/ 或電動(dòng)鉗夾)來將端部204和206固定到臂340上。在塔架區(qū)段200的組裝期間，可使用起重機(jī)或其它適當(dāng)?shù)难b置來將支腿部件202定位在第一安裝組件304和第二安裝組件306 之間。備選地，在一個(gè)實(shí)施例中，可使用至少一個(gè)材料處理裝置410來將支腿部件202定位在第一安裝組件304和第二安裝組件306之間。因?yàn)楦鱾€(gè)臂340可選擇性地沿徑向被調(diào)節(jié)，所以可使用系統(tǒng)300來組裝各種寬度的塔架區(qū)段200。此外，因?yàn)榈谝话惭b組件304和/或第二安裝組件306可沿著旋轉(zhuǎn)軸線 322選擇性地運(yùn)動(dòng)，所以各種長度的支腿部件202可聯(lián)接在組件304和306之間。因而，可使用組裝系統(tǒng)300來組裝各種高度和寬度的塔架區(qū)段200。在該示例性實(shí)施例中，因?yàn)樗軈^(qū)段200漸縮，所以第一安裝組件304上的臂340可調(diào)節(jié)到與第二安裝組件306上的臂340不同的徑向位置處。在組裝期間，可旋轉(zhuǎn)安裝件316和320可在各個(gè)支腿部件202聯(lián)接到其上之后選擇性地旋轉(zhuǎn)。因?yàn)榭尚D(zhuǎn)安裝件316和320同時(shí)可旋轉(zhuǎn)，各個(gè)支腿部件202可在相同的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置處選擇性地固定在組裝系統(tǒng)300內(nèi)。備選地，至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)安裝件316和320 可固定在選定的旋轉(zhuǎn)位置處，直到所有支腿部件202聯(lián)接在可旋轉(zhuǎn)安裝件316和320之間為止。塔架區(qū)段組裝過程重復(fù)，直到至少兩個(gè)支腿部件202在第一端204處固定到第一安裝組件304上以及在第二端206處固定到第二安裝組件306上為止。那些支腿部件202 繞著旋轉(zhuǎn)軸線322選擇性地旋轉(zhuǎn)到“可接近位置”，這使得交叉部件210能夠聯(lián)接在相鄰的支腿部件202之間。在桁架塔架區(qū)段200聯(lián)接在系統(tǒng)300內(nèi)時(shí)，也可安裝其它硬件。例如，梯子、塔架平臺(tái)和/或用于組裝好的塔架102的電氣管道可聯(lián)接在塔架區(qū)段200內(nèi)。因?yàn)殍旒芩軈^(qū)段200在聯(lián)接到系統(tǒng)300上時(shí)在基本水平的位置上，所以在桁架塔架區(qū)段200保持安裝到系統(tǒng)300上時(shí)而非在塔架區(qū)段200豎直地定向時(shí)，安裝硬件可為更高效?？捎扇藛T手動(dòng)地執(zhí)行安裝交叉部件210和其它硬件，或者這種過程可為至少部分地自動(dòng)化的。在其中至少一個(gè)材料處理裝置410是機(jī)器人設(shè)備的實(shí)施例中，材料處理裝置 410可編程成自動(dòng)地安裝交叉部件210和其它硬件。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，使用系統(tǒng)300 來將織物遮蓋物纏繞在塔架區(qū)段200的周圍。具體而言，在組裝好的塔架區(qū)段200保持安裝在第一安裝組件304和第二安裝組件306之間時(shí)，織物遮蓋物可在塔架區(qū)段200旋轉(zhuǎn)時(shí)附連到塔架區(qū)段200上。為了執(zhí)行這樣的功能，在一個(gè)實(shí)施例中，材料處理裝置410可利用基于計(jì)算機(jī)的視覺軟件。備選地，材料處理裝置可利用使得系統(tǒng)300能夠如本文描述的那樣起作用的任何編程設(shè)計(jì)和/或處理器。上面描述的程序可按任何順序完成。例如，在安裝任何交叉部件210之前，所有支腿部件202均可固定在安裝組件304和306之間。備選地，在另外的支腿部件202安裝到系統(tǒng)300上之前，交叉部件210可聯(lián)接在相鄰的支腿部件202之間。與已知的塔架組裝系統(tǒng)相比，本文描述的系統(tǒng)有助于迅速地構(gòu)建桁架塔架區(qū)段， 因?yàn)橄到y(tǒng)能夠固定支腿部件和旋轉(zhuǎn)支腿部件，使得交叉部件可聯(lián)接到支腿部件上。另外，與已知的塔架系統(tǒng)相比，本文描述的系統(tǒng)使得諸如梯子、塔架平臺(tái)和/或電氣管道的硬件能夠在塔架區(qū)段安裝在基本水平的位置上時(shí)安裝在塔架區(qū)段中。此外，本文描述的系統(tǒng)使得組裝好的塔架區(qū)段能夠從基本水平的位置運(yùn)動(dòng)到基本豎直的位置，因?yàn)樯到M件可在塔架區(qū)段安裝在組裝平臺(tái)上時(shí)使組裝平臺(tái)從基本水平的位置運(yùn)動(dòng)到基本豎直的位置。另外，本文描述的系統(tǒng)是機(jī)動(dòng)的，因?yàn)楦鞣N構(gòu)件可為可由車輛運(yùn)輸?shù)耐宪嚨囊徊糠郑蚁到y(tǒng)可從部署位置運(yùn)動(dòng)到存儲(chǔ)位置。此外，區(qū)段面板一般比整體式塔架區(qū)段制造起來成本更低和更簡單。另外，本文描述的連接器改進(jìn)了對(duì)在組裝期間對(duì)準(zhǔn)區(qū)段面板的幫助，因?yàn)殚g隔件元件和槽口在組裝期間固定區(qū)段面板的位置。此外，與整體式法蘭相比，本文描述的區(qū)段連接器有助于減小對(duì)塔架區(qū)段引起的環(huán)向應(yīng)力，因?yàn)閰^(qū)段連接器相對(duì)于彼此是柔性的。本文描述的系統(tǒng)和方法有助于組裝塔架區(qū)段。具體而言，利用本文描述的系統(tǒng)和方法有助于較迅速和高效地在現(xiàn)場(chǎng)組裝桁架塔架區(qū)段。另外，本文描述的系統(tǒng)和方法會(huì)協(xié)助操縱和組裝大體上沉重且笨重的桁架塔架區(qū)段的構(gòu)件。此外，本文描述的系統(tǒng)和方法能夠組裝各種直徑和高度的桁架塔架區(qū)段。以上詳細(xì)描述了用于組裝塔架區(qū)段的系統(tǒng)和方法的示例性實(shí)施例。本文描述的系統(tǒng)和方法不限于本文描述的具體實(shí)施例，而是相反，系統(tǒng)的構(gòu)件和/或方法的步驟可獨(dú)立于并且與本文描述的其它構(gòu)件和/或步驟分開來使用。例如，本文描述的方法和系統(tǒng)可具有不限于如本文描述的那樣用風(fēng)力渦輪機(jī)實(shí)踐的其它應(yīng)用。相反，本文描述的方法和系統(tǒng)可與各種其它工業(yè)結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)和使用。雖然可在一些圖中顯示了本發(fā)明的多種實(shí)施例的具體特征，而在其它圖中沒有顯示，這僅是為了方便。根據(jù)本發(fā)明的原理，圖的任何特征可與任何其它圖的任何特征結(jié)合起來參照和/或要求保護(hù)。本書面描述使用實(shí)例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可授予專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這樣的其它實(shí)例具有不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)元素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元素，則這樣的其它實(shí)例意圖處于權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于組裝桁架塔架區(qū)段O00)的組裝系統(tǒng)(300)，所述系統(tǒng)包括平臺(tái)(302)；聯(lián)接到所述平臺(tái)上的第一安裝組件(304)；以及，聯(lián)接到所述平臺(tái)上的第二安裝組件(306)，所述第一安裝組件和所述第二安裝組件構(gòu)造成固定用于組裝所述桁架塔架區(qū)段的多個(gè)支腿部件O02)的相對(duì)的端部004，206)，使得所述多個(gè)支腿部件中的各個(gè)懸吊成距所述平臺(tái)有距離，所述第一安裝組件和所述第二安裝組件中的至少一個(gè)構(gòu)造成選擇性地旋轉(zhuǎn)其上懸吊的所述多個(gè)支腿部件中的支腿部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(300)，其特征在于，所述系統(tǒng)(300)進(jìn)一步包括液壓升降機(jī)(502)，其構(gòu)造成使所述平臺(tái)(30 在基本水平的位置和基本豎直的位置之間選擇性地重新定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(300)，其特征在于，所述第一安裝組件(304)和所述第二安裝組件(306)各自包括固定端(314，318)；聯(lián)接到所述固定端上的可旋轉(zhuǎn)安裝件(316，320)；以及，聯(lián)接到所述可旋轉(zhuǎn)安裝件上的多個(gè)臂(340)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)(300)，其特征在于，各個(gè)所述固定端(314，318)樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述平臺(tái)(30 上，并且能夠在部署位置(31 和存儲(chǔ)位置(34 之間選擇性地運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)(300)，其特征在于，各個(gè)所述固定端(314，318)可滑動(dòng)地聯(lián)接到所述平臺(tái)(30 上，使得所述第一固定端和所述第二固定端能夠朝向彼此和遠(yuǎn)離彼此而選擇性地運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)(300)，其特征在于，所述多個(gè)臂(340)中的各個(gè)能夠相對(duì)于所述可旋轉(zhuǎn)安裝件(316，320)沿徑向方向選擇性地運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)(300)，其特征在于，所述多個(gè)臂(340)中的各個(gè)構(gòu)造成聯(lián)接到所述多個(gè)支腿部件O02)中的一個(gè)的端部(204，206)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(300)，其特征在于，所述平臺(tái)(302)包括構(gòu)造成由車輛運(yùn)輸?shù)耐宪?308)。
9.一種組裝桁架塔架區(qū)段O00)的方法，包括提供組裝系統(tǒng)(300)，其包括平臺(tái)(302)、聯(lián)接到所述平臺(tái)上的第一安裝組件(304)和聯(lián)接到所述平臺(tái)上的第二安裝組件(306)；將第一支腿部件O02)的第一端(204)聯(lián)接到所述第一安裝組件上，以及將所述第一支腿部件的第二端(206)聯(lián)接到所述第二安裝組件上，使得所述第一支腿部件懸吊成距所述平臺(tái)有距離；將第二支腿部件的第一端聯(lián)接到所述第一安裝組件上，以及將所述第二支腿部件的第二端聯(lián)接到所述第二安裝組件上，使得所述第二支腿部件懸吊成距所述平臺(tái)有距離；利用所述組裝系統(tǒng)來選擇性地旋轉(zhuǎn)所述第一支腿部件和所述第二支腿部件；以及，將至少一個(gè)交叉部件(310)聯(lián)接在所述第一支腿部件和所述第二支腿部件之間，使得所述交叉部件從所述第一支腿部件延伸到所述第二支腿部件。
10.一種使用權(quán)利要求9所述的方法構(gòu)建的、用于風(fēng)力渦輪機(jī)的塔架(102)。
全文摘要
本發(fā)明涉及組裝塔架區(qū)段的系統(tǒng)和方法。提供了一種用于組裝桁架塔架區(qū)段(200)的組裝系統(tǒng)(300)。該系統(tǒng)包括平臺(tái)(302)、聯(lián)接到平臺(tái)上的第一安裝組件(304)，以及聯(lián)接到平臺(tái)上的第二安裝組件(306)，第一安裝組件和第二安裝組件構(gòu)造成固定用于組裝桁架塔架區(qū)段的多個(gè)支腿部件(202)的相對(duì)的端部(204，206)，使得該多個(gè)支腿部件中的各個(gè)懸吊成距平臺(tái)有距離，第一安裝組件和第二安裝組件中的至少一個(gè)構(gòu)造成選擇性地旋轉(zhuǎn)其上懸吊的該多個(gè)支腿部件中的支腿部件。
文檔編號(hào)B23P19/00GK102554594SQ20111046203
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者S·B·約翰森, 鄭大年 申請(qǐng)人:通用電氣公司