KR101346176B1 - Assembly robot for windmill blade - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 풍력발전기의 설치 중에 종전처럼 피치드라이브를 동작시키기 위한 추가 작업을 진행할 필요가 없으며, 특히 피치 베어링의 회전각도를 정확하게 맞출 수 있어 블레이드의 조립 효율을 향상시킬 수 있는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a robot for assembling a blade for a wind turbine, and more particularly, there is no need to perform additional work for operating the pitch drive as before, and in particular, to accurately adjust the rotation angle of the pitch bearing. The present invention relates to an assembly robot for a wind turbine blade capable of improving the assembly efficiency of the blade.
풍력발전기(혹은 풍력터빈)는 바람에 의한 회전에너지로부터 전기에너지를 생산하는 장치로서, 화석연료의 고갈과 환경문제로 인해 점차 그 비중이 커지고 있다.Wind turbines (or wind turbines) are devices that produce electrical energy from wind-induced rotational energy, and their weight is increasing due to the exhaustion of fossil fuels and environmental problems.
이러한 풍력발전기는 바람에 의해 회전되는 다수의 블레이드(blade)가 허브(hub)에 연결되어 마련되는 로터(rotor)와, 로터와 연결되는 나셀(nacelle)을 지지하면서 보호하는 나셀 커버(nacelle cover)와, 나셀 커버를 지지하는 타워(tower)를 포함한다.The wind turbine includes a rotor having a plurality of blades rotated by the wind connected to a hub and a nacelle cover for supporting and protecting a nacelle connected to the rotor. And a tower for supporting the nacelle cover.
블레이드는 공기 역학적으로 설계된 형상을 이용하여 바람의 에너지에서 유용한 공력 토크(torque)를 발생시키고 이 공력 토크를 이용하여 발전기를 회전시켜 전기를 발생시킨다.The blade uses aerodynamically designed geometry to generate a useful aerodynamic torque in the wind's energy and generates electricity by rotating the generator using this aerodynamic torque.
전기 발생량을 증가시키기 위해서는 블레이드의 공기 역학적 형상이 중요하다. 뿐만 아니라 구조적으로 그 형상으로부터 유발되는 하중을 적절히 지지할 수 있어야 한다.The aerodynamic shape of the blade is important to increase the amount of electricity generated. In addition, it must be able to adequately support the loads structurally derived from its shape.
하중은 공기역학적 형상에 지배적이지만 구조적인 최적 설계를 통해 동일한 하중을 지지하면서도 최대한 가벼운 블레이드를 설계 하는 것이 또 하나의 중요한 설계 기술이다.The load is dominated by the aerodynamic shape, but it is another important design technique to design the blade as light as possible while supporting the same load through a structurally optimal design.
블레이드는 타워와 마찬가지로 내부가 빈 파이프(pipe) 형상을 갖는 대단히 큰 거대 구조물로서 볼트 방식으로 허브에 연결, 즉 조립된다.The blade, like the tower, is a very large structure with a hollow pipe shape that is bolted to the hub, ie assembled.
좀 더 자세히 살펴본다. 블레이드와 허브 사이에는 피치 베어링(pitch bearing)이 배치되며, 피치 베어링의 외륜은 허브와 볼트 방식으로 연결되고 피치 베어링의 내륜은 블레이드와 볼트 방식으로 연결된다.Take a closer look. A pitch bearing is disposed between the blade and the hub, the outer ring of the pitch bearing is bolted to the hub and the inner ring of the pitch bearing is bolted to the blade.
이때, 피치 베어링의 내륜에는 그 원주 방향을 따라 다수의 볼트공이 형성되고, 블레이드의 단부에는 피치 베어링의 내륜에 형성되는 볼트공의 개수만큼의 스터드 볼트가 마련된다. 따라서 블레이드의 스터드 볼트들이 피치 베어링의 내륜에 형성되는 볼트공들에 끼워지도록 한 후, 반대편에서 너트로 조립함으로써 피치 베어링의 내륜과 블레이드를 연결할 수 있다. 이와 같은 블레이드의 조립 작업은 허브의 안쪽에서 텐셔너나 토크렌치와 같은 볼트조립장비를 이용하여 진행하게 된다.At this time, a plurality of bolt holes are formed in the inner ring of the pitch bearing along its circumferential direction, and stud bolts are provided at the ends of the blade as many as the number of bolt holes formed in the inner ring of the pitch bearing. Therefore, the stud bolts of the blade can be fitted to the bolt holes formed in the inner ring of the pitch bearing, and then assembled with a nut on the opposite side, thereby connecting the inner ring of the pitch bearing and the blade. Such assembling work of the blade is carried out by using bolt assembly equipment such as a tensioner or a torque wrench in the inner side of the hub.
한편, 허브에는 스티프너라 하여 허브의 강도를 보강하는 구조물이 마련된다. 허브의 안쪽에서는 스티프너에 의해 피치 베어링의 내륜에 형성되는 볼트공이 가려질 수 있기 때문에 볼트 작업을 위해, 스티프너에는 볼트조립장비를 배치시키기 위한 여러 홀(hole), 즉 작업통로용 홀이 형성된다.On the other hand, the hub is provided with a structure called the stiffener to reinforce the strength of the hub. Since the bolt hole formed in the inner ring of the pitch bearing may be covered by the stiffener inside the hub, for the bolting operation, the stiffener is formed with a hole for arranging the bolt assembly equipment, that is, a hole for the work passage.
이때, 스티프너에 형성되는 작업통로용 홀의 개수는 피치 베어링의 내륜에 형성되는 볼트공의 개수보다 훨씬 작다. 따라서 허브의 안쪽에서는 스티프너에 형성되는 작업통로용 홀과 대응된, 즉 얼라인(align)된 피치 베어링의 내륜에 형성되는 볼트공에 대해서만 볼트 작업을 진행할 수 있다.At this time, the number of holes for the work passage formed in the stiffener is much smaller than the number of bolt holes formed in the inner ring of the pitch bearing. Therefore, in the hub, the bolting operation can be performed only for the bolt hole formed in the inner ring of the pitch bearing which is aligned with the work passage hole formed in the stiffener.
스티프너에 형성되는 작업통로용 홀과 얼라인되지 못한 피치 베어링의 내륜에 형성되는 볼트공에 대해서는 피치 베어링을 회전시키거나 블레이드를 회전시켜 스티프너의 작업통로용 홀과 피치 베어링 내륜의 볼트공을 얼라인시킨 다음에야 비로소 볼트 작업을 진행할 수 있다. 종래기술의 경우, 별도의 피치드라이브를 동작시켜 피치 베어링을 회전시키면서 스티프너의 작업통로용 홀과 피치 베어링 내륜의 볼트공 간의 얼라인 작업을 진행하여 왔다.For bolt holes formed in the work passage hole formed in the stiffener and the inner ring of the pitch bearing not aligned, rotate the pitch bearing or rotate the blade to align the bolt hole in the work passage hole of the stiffener and the pitch bearing inner ring. Only then can you proceed with the bolting. In the prior art, an alignment operation between the hole for the stiffener's working passage and the bolt hole of the pitch bearing inner ring is performed while rotating the pitch bearing by operating a separate pitch drive.
그런데, 이와 같은 방식이 적용되는 종래기술의 경우, 풍력발전기의 설치 중에 피치드라이브를 동작시키기 위한 별도의 전력을 공급해야 하기 때문에 작업이 번거롭거나 불편할 뿐만 아니라 풍력발전기의 설치 시간이나 비용이 증가하며, 특히 피치 베어링의 회전각도를 정확하게 맞추기 어려워 블레이드의 조립 효율이 감소되는 문제점이 있다.However, in the prior art to which the above-described method is applied, the work is cumbersome or inconvenient because it needs to supply a separate power for operating the pitch drive during the installation of the wind turbine, and the installation time or cost of the wind turbine is increased. In particular, it is difficult to accurately match the rotation angle of the pitch bearing, there is a problem that the assembly efficiency of the blade is reduced.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 풍력발전기의 설치 중에 종전처럼 피치드라이브를 동작시키기 위한 추가 작업을 진행할 필요가 없으며, 특히 피치 베어링의 회전각도를 정확하게 맞출 수 있어 블레이드의 조립 효율을 향상시킬 수 있는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention, there is no need to perform additional work to operate the pitch drive as before, during the installation of the wind turbine, in particular, it is possible to accurately match the rotation angle of the pitch bearing to improve the assembly efficiency of the blade It is to provide a robot assembly of the blade for a wind turbine.
본 발명의 일 측면에 따르면, 블레이드를 그립핑하는 블레이드 그립퍼와, 상기 블레이드 그립퍼에 연결되며, 상기 블레이드가 연결되는 피치 베어링의 회전각도 조절을 위해 상기 블레이드를 회전시키는 블레이드 로테이터를 구비하는 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리; 및 일측은 상기 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리와 연결되고 타측은 타워(tower)에 그립핑되어 상기 타워에 대해 상기 블레이드를 지지하는 타워 그립핑 어셈블리(tower gripping assembly)를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a blade gripper for gripping the blade and a blade rotator having a blade rotator connected to the blade gripper, the blade rotator for rotating the blade for adjusting the rotation angle of the pitch bearing to which the blade is connected Rotating assembly; And a tower gripping assembly, one side of which is connected to the rotating assembly for gripping the blade and the other side of which is gripped to a tower to support the blade with respect to the tower. Robots can be provided.
상기 블레이드 로테이터는, 상기 블레이드 그립퍼가 연결되는 내륜과, 상기 내륜의 반경 방향 외측에 배치되는 외륜을 구비하는 베어링 유닛; 및 상기 내륜을 회전시키는 내륜 회전부를 포함할 수 있다.The blade rotator may include: a bearing unit having an inner ring to which the blade gripper is connected, and an outer ring disposed radially outward of the inner ring; And it may include an inner ring rotating portion for rotating the inner ring.
상기 내륜 회전부는, 상기 내륜에 접촉되어 상기 내륜을 회전시키는 내륜 휠; 및 상기 내륜 휠을 구동시키는 휠 구동부를 포함할 수 있다.The inner ring rotating unit may include an inner ring wheel that contacts the inner ring to rotate the inner ring; And it may include a wheel driving unit for driving the inner ring wheel.
상기 내륜 휠과 상기 내륜의 맞닿는 면에는 기어치형이 형성될 수 있다.A gear tooth shape may be formed on abutment surface of the inner ring wheel and the inner ring.
상기 내륜 회전부는 상기 휠 구동부를 지지하는 지지프레임을 더 포함할 수 있다.The inner ring rotating unit may further include a support frame supporting the wheel driving unit.
상기 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리는, 상기 내륜 휠의 회전각도를 감지하는 회전각도 감지부; 및 상기 회전각도 감지부로부터의 정보에 기초하여 상기 휠 구동부의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.The blade gripping rotating assembly may include: a rotation angle detector configured to detect a rotation angle of the inner wheel; And a controller configured to control an operation of the wheel driver based on the information from the rotation angle detector.
상기 회전각도 감지부는 상기 내륜을 사이에 두고 상기 내륜 휠의 반대편에 배치될 수 있으며, 상기 회전각도 감지부가 배치되는 상기 내륜의 표면에는 회전각도 감지용 마킹패턴이 형성될 수 있다.The rotation angle detector may be disposed on an opposite side of the inner wheel wheel with the inner ring interposed therebetween, and a marking pattern for detecting the rotation angle may be formed on a surface of the inner ring on which the rotation angle detector is disposed.
상기 블레이드 그립퍼는, 상기 블레이드의 외표면에 접촉가압되는 접촉가압부; 및 상기 접촉가압부에 연결되어 상기 접촉가압부를 구동시키는 블레이드 그립핑용 액추에이터를 포함할 수 있다.The blade gripper may include a contact pressurizing portion contacting the outer surface of the blade; And a blade gripping actuator connected to the contact pressure unit to drive the contact pressure unit.
상기 타워 그립핑 어셈블리는, 상기 타워의 외벽에서 그 원주 방향을 따라 돌출되게 마련되는 링 플랜지(ring flange)의 궤적을 따라 이동될 수 있도록 상기 링 플랜지 영역에 회전 가능하게 결합되는 타워측 회전결합부; 및 상기 타워에 대한 상기 블레이드의 이격거리 조절을 위해 상기 타워측 회전결합부와 상기 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리 사이에서 접철 가능하게 연결되는 접철식 연결유닛을 포함할 수 있다.The tower gripping assembly may be rotatably coupled to the ring flange area to be moved along a trajectory of a ring flange provided to protrude along the circumferential direction of the outer wall of the tower. ; And it may include a foldable connecting unit that is foldably connected between the tower side rotary coupling portion and the blade gripping rotating assembly for adjusting the separation distance of the blade with respect to the tower.
상기 타워측 회전결합부는, 상기 링 플랜지에 걸이식으로 걸림 결합되는 걸이식 걸림부재; 및 상기 링 플랜지와 상기 걸이식 걸림부재 사이에 배치되며, 상기 링 플랜지의 궤적을 따라 상기 걸이식 걸림부재를 회전시키는 액추에이터를 포함할 수 있다.The tower side rotary coupling portion, the hook type locking member that is hooked to the ring flange in a hook type; And an actuator disposed between the ring flange and the hooking locking member and rotating the hooking locking member along a trajectory of the ring flange.
상기 액추에이터는, 상기 링 플랜지의 일측에 회전 가능하게 접촉되는 전동식 롤러; 및 일측은 상기 전동식 롤러를 회전 가능하게 지지하고 타측은 상기 걸이식 걸림부재에 결합되는 롤러 지지부를 포함할 수 있다.The actuator may include an electric roller rotatably contacting one side of the ring flange; And one side may rotatably support the electric roller and the other side may include a roller support coupled to the hook-type engaging member.
상기 타워측 회전결합부는, 상기 링 플랜지와 상기 걸이식 걸림부재 사이에 배치되며, 상기 걸이식 걸림부재의 회전 운동을 가이드하는 적어도 하나의 무동력 가이드 롤러를 더 포함할 수 있다.The tower side rotary coupling part may further include at least one non-powered guide roller disposed between the ring flange and the hooking locking member to guide the rotational movement of the hooking locking member.
상기 걸이식 걸림부재에 결합되며, 상기 걸이식 걸림부재가 상기 링 플랜지의 궤적을 따라 회전될 때, 상기 링 플랜지의 표면으로 도장액을 분사하는 적어도 하나의 도장액 분사모듈; 상기 걸이식 걸림부재에 결합되며, 상기 링 플랜지에 대한 상기 걸이식 걸림부재의 거리를 감지하는 거리감지센서; 및 상기 걸이식 걸림부재가 배치되는 상기 링 플랜지의 표면에 배치되는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.At least one coating liquid spraying module coupled to the hanging locking member and spraying the coating liquid onto the surface of the ring flange when the hanging locking member is rotated along the trajectory of the ring flange; A distance detecting sensor coupled to the hanging locking member and detecting a distance of the hanging locking member to the ring flange; And an elastic member disposed on a surface of the ring flange on which the hook type locking member is disposed.
상기 접철식 연결유닛은, 상기 타워측 회전결합부에 연결되는 타워측 연결부; 상기 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리를 선형 이동시키는 리니어 모터를 포함하며, 상기 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리에 연결되는 블레이드측 연결부; 및 상기 타워측 연결부와 상기 블레이드측 연결부를 링크 타입으로 연결하는 다수의 링크부재를 포함할 수 있다.The folding connection unit, the tower side connecting portion connected to the tower side coupling; A blade side connection portion including a linear motor for linearly moving the blade gripping rotating assembly, the blade gripping rotating assembly being connected to the blade gripping rotating assembly; And a plurality of link members connecting the tower side connection portion and the blade side connection portion in a link type.
상기 다수의 링크부재는, 양단부가 상기 타워측 연결부와 상기 블레이드측 연결부의 하부 영역에 각각 자유 회전 가능하게 연결되는 직선형 링크부재; 및 상기 타워의 길이 방향을 따라 상기 직선형 링크부재의 상부 영역에 배치되며, 양단부가 상기 타워측 연결부와 상기 블레이드측 연결부에 각각 자유 회전 가능하게 연결되되 상호간 접철되는 한 쌍의 단위링크를 구비하는 절곡형 링크부재를 포함할 수 있다.The plurality of link members may include: a straight link member having both ends freely rotatably connected to lower portions of the tower side connecting portion and the blade side connecting portion, respectively; And a pair of unit links disposed at an upper region of the linear link member in a longitudinal direction of the tower, and having both ends freely rotatably connected to the tower side connecting portion and the blade side connecting portion, respectively, and being folded. It may include a type link member.
상기 접철식 연결유닛은, 상기 직선형 링크부재와 상기 절곡형 링크부재를 구동시키는 링크부재 구동부를 더 포함할 수 있다.The foldable connection unit may further include a link member driving unit for driving the straight link member and the bent link member.
본 실시예에 따르면, 풍력발전기의 설치 중에 종전처럼 피치드라이브를 동작시키기 위한 추가 작업을 진행할 필요가 없으며, 특히 피치 베어링의 회전각도를 정확하게 맞출 수 있어 블레이드의 조립 효율을 향상시킬 수 있다.According to the present embodiment, during the installation of the wind turbine, there is no need to perform additional work for operating the pitch drive as before, and in particular, the rotation angle of the pitch bearing can be precisely adjusted, thereby improving the assembly efficiency of the blade.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇이 적용될 풍력발전기의 정면도로서 하나의 블레이드가 설치되기 전 상태의 도면이다.
도 2 및 도 3은 각각 블레이드의 조립 영역 설명을 위한 피치 베어링 영역의 단면 구조도 및 정면도이다.
도 4 내지 도 6은 각각 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇의 동작을 단계적으로 도시한 도면들이다.
도 7은 도 4의 요부 확대 사시도이다.
도 8은 블레이드 회전베어링의 배면 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에서 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리 영역의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에서 타워측 회전결합부 영역의 확대 구조도이다.1 is a front view of a wind turbine to which an assembling robot of a wind turbine blade according to a first embodiment of the present invention is to be applied;
2 and 3 are a cross-sectional structural view and a front view of the pitch bearing region for explaining the assembly region of the blade, respectively.
4 to 6 are diagrams showing the operation of the assembly robot of the blade for the wind power generator step by step.
7 is an enlarged perspective view of main parts of FIG. 4.
8 is a rear perspective view of the blade rotating bearing.
9 is a perspective view of a rotating assembly area for blade gripping in the assembling robot of the wind turbine blade according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an enlarged structural diagram of a tower side coupling portion in an assembly robot for a wind turbine blade according to a third embodiment of the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇이 적용될 풍력발전기의 정면도로서 하나의 블레이드가 설치되기 전 상태의 도면이다.1 is a front view of a wind turbine to which an assembling robot of a wind turbine blade according to a first embodiment of the present invention is to be applied;
이 도면을 참조하여 풍력발전기에 대해 간략하게 살펴보면, 풍력발전기는 나셀(nacelle, 미도시)에 연결되고 바람에 의해 회전되는 다수의 블레이드(110, blade)와, 나셀과 블레이드(110)의 축 방향 하중을 지지하는 타워(101, tower)를 포함한다.Referring to the wind turbine generator in brief with reference to this drawing, the wind turbine is connected to a nacelle (not shown) and a plurality of blades (110, rotated by the wind), the axial direction of the nacelle and
블레이드(110)는 바람에 의해 회전되면서 회전운동을 발생시키는 일종의 날개이다. 허브(102)를 기준으로 방사상으로 배치되는 블레이드(110)는 바람에 의해 쉽게 회전될 수 있도록 유선형의 날개 형상을 가질 수 있으며, 2개 이상이 적용될 수 있다. 본 실시예의 풍력발전기에는 3개의 블레이드(110)가 적용되고 있지만 이의 개수에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.The
허브(102)는 다수의 블레이드(110)가 연결되는 장소이다. 허브(102)와 다수의 블레이드(110)를 통틀어 로터(rotor)라 부르기도 한다. 허브(102)는 정면에서 바라볼 때 대략 원형의 형상을 가지며, 측면에서 바라볼 때는 돔(dome) 형상을 가질 수 있다.The
허브(102)에는 블레이드(110)의 회전운동을 전달받아 동력을 발생시켜 전기에너지를 생산하는 나셀(nacelle, 미도시)이 연결되며, 나셀은 나셀 커버(103, nacelle cover)에 의해 보호된다.The
앞서도 잠시 언급한 바와 같이, 나셀은, 블레이드(110)의 회전운동을 전달받아 동력을 발생시켜 전기에너지를 생산하는 등 풍력발전기를 구동시키는데 있어 중요한 역할을 담당하는 기계부품들, 예컨대 메인 샤프트(main shaft, 미도시), 기어 박스(gear box, 미도시), 제너레이터(generator, 미도시)와 같은 기계부품들이 구조적으로 결합되어 있는 구조체를 통틀어 부르는 이름이다.As mentioned earlier, the nacelle is a mechanical component that plays an important role in driving a wind power generator, such as a main shaft (main) It is a collective name for a structure in which mechanical parts such as shafts (not shown), gear boxes (not shown) and generators (not shown) are structurally combined.
나셀 커버(103)는 나셀의 외부에 결합되어 나셀을 보호하는 역할을 한다. 나셀 커버(103)는 외기에 그대로 노출되어 눈, 비 혹은 햇볕 등에 상시 노출되기 때문에 어느 정도의 강성이 보장되어야 한다. 따라서 나셀 커버(103)는 내구성이 우수한 비금속 혹은 금속 복합 재질로 제작될 수 있다.The
타워(101)는 상하로 길게 배치되는 축으로서, 다수의 블레이드(110), 허브(102), 나셀 및 나셀 커버(103) 등의 구조물에 대한 축 방향 하중을 지지한다.The
타워(101) 역시, 블레이드(110)와 마찬가지로 내부가 빈 파이프(pipe) 형의 구조물이며, 타워(101)의 내부 빈 공간을 통해 케이블(cable) 등이 통과된다. 케이블은 송전용 파워 케이블(power cable), 통신용 케이블(cable) 등을 포함한 다양한 종류의 케이블일 수 있다.Like the
타워(101)는 타워(101)의 외벽에서 반경 방향 외측으로 돌출되고 타워(101)의 길이 방향을 따라 이격되게 다수의 링 플랜지(108, ring flange, 도 4 참조)가 마련된다. 링 플랜지(108)는 길이가 긴 타워(101)를 한번에 제작하기 어려울 때, 단위길이로 만들어 이들을 연결시키는 연결 부위를 가리킨다.The
도 2 및 도 3은 각각 블레이드의 조립 영역 설명을 위한 피치 베어링 영역의 단면 구조도 및 정면도이다.2 and 3 are a cross-sectional structural view and a front view of the pitch bearing region for explaining the assembly region of the blade, respectively.
이들 도면을 참조하여 블레이드(110)가 조립되는 영역을 살펴본다. 블레이드(110)와 허브(102) 사이에는 피치 베어링(104, pitch bearing)이 배치된다. 피치 베어링(104)의 외륜(105)은 허브(102)와 볼트 방식으로 연결되고 피치 베어링(104)의 내륜(106)은 블레이드(110)와 볼트 방식으로 연결된다.With reference to these drawings looks at the area where the
이때, 피치 베어링(104)의 내륜(106)에는 그 원주 방향을 따라 다수의 볼트공(106a)이 형성되고, 블레이드(110)의 단부에는 피치 베어링(104)의 내륜(106)에 형성되는 볼트공(106a)의 개수만큼의 스터드 볼트(110a)가 마련된다.At this time, a plurality of
따라서 블레이드(110)의 스터드 볼트(110a)들이 피치 베어링(104)의 내륜(106)에 형성되는 볼트공(106a)들에 끼워지도록 한 후, 반대편에서 너트(N)로 조립함으로써 피치 베어링(104)의 내륜(106)과 블레이드(110)를 연결할 수 있다. 이와 같은 블레이드(110)의 조립 작업은 허브(102)의 안쪽에서 텐셔너나 토크렌치와 같은 볼트조립장비(107)를 이용하여 진행하게 된다.Therefore, the
한편, 허브(102)에는 스티프너(109)라 하여 허브(102)의 강도를 보강하는 구조물이 마련된다. 허브(102)의 안쪽에서는 스티프너(109)에 의해 피치 베어링(104)의 내륜(106)에 형성되는 볼트공(106a)이 가려질 수 있기 때문에 볼트 작업을 위해, 스티프너(109)에는 볼트조립장비(107)를 배치시키기 위한 여러 홀(hole), 즉 작업통로용 홀(109a)이 형성된다.On the other hand, the
이때, 스티프너(109)에 형성되는 작업통로용 홀(109a)의 개수는 피치 베어링(104)의 내륜(106)에 형성되는 볼트공(106a)의 개수보다 훨씬 작다. 따라서 허브(102)의 안쪽에서는 스티프너(109)에 형성되는 작업통로용 홀(109a)과 대응된, 즉 얼라인(align)된 피치 베어링(104)의 내륜(106)에 형성되는 볼트공(106a)에 대해서만 볼트 작업을 진행할 수 있다. 예컨대, 도 3에서 참조부호 A라 도시된 부분의 경우에는 스티프너(109)의 작업통로용 홀(109a)과 피치 베어링(104) 내륜(106)의 볼트공(106a) 간의 얼라인이 되었기 때문에 볼트조립장비(107)를 이용한 볼트 작업이 가능하다.At this time, the number of the working
하지만, 도 3에서 참조부호 B라 도시된 부분처럼 스티프너(109)의 작업통로용 홀(109a)과 피치 베어링(104) 내륜(106)의 볼트공(106a) 간의 얼라인이 되지 못한 경우에는 스티프너(109)의 작업통로용 홀(109a)과 피치 베어링(104) 내륜(106)의 볼트공(106a) 간의 얼라인 작업을 진행한 다음에야 비로소 블레이드(110)의 볼트 조립 작업을 진행할 수 있다. 다시 말해, 피치 베어링(104)의 내륜(106)에 대한 그 회전각도를 원하는 방향으로 정확하게 맞춘 다음에 블레이드(110)의 볼트 조립 작업을 진행할 수 있는데, 이를 위해 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(100)이 마련된다.However, the stiffener is not aligned between the
도 4 내지 도 6은 각각 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇의 동작을 단계적으로 도시한 도면들, 도 7은 도 4의 요부 확대 사시도, 그리고 도 8은 블레이드 회전베어링의 배면 사시도이다.4 to 6 are views showing the operation of the assembly robot of the wind turbine blade step by step, Figure 7 is an enlarged perspective view of the main portion of Figure 4, and Figure 8 is a rear perspective view of the blade rotating bearing.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(100)은, 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리(100a, blade gripping assembly)와, 타워 그립핑 어셈블리(100b, tower gripping assembly)를 포함한다.Referring to these drawings, the
블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리(100a)는 블레이드(110)를 그립핑하는 부분으로서, 블레이드(110)를 그립핑하는 블레이드 그립퍼(140)와, 블레이드 그립퍼(140)에 연결되며, 블레이드(110)가 연결되는 피치 베어링(104, 도 2 및 도 3 참조)의 회전각도 조절을 위해 블레이드(110)를 회전시키는 블레이드 로테이터(143)를 구비한다.Rotating
블레이드 그립퍼(140)에 대해 먼저 살펴보면, 블레이드 그립퍼(140)는 블레이드(110)의 외표면에 접촉가압되는 접촉가압부(141)와, 접촉가압부(141)에 연결되어 접촉가압부(141)를 구동시키는 블레이드 그립핑용 액추에이터(142)를 포함한다.Referring first to the
접촉가압부(141)는 실질적으로 블레이드(110)의 외표면에 접촉된 후에 가압되면서 블레이드(110)를 그립핑하는 부분으로서, 블레이드(110)의 외표면에 손상을 주지 않는 재질, 예컨대 고무, 실리콘, 우레탄 등의 재질로 제작될 수 있다.The
또한 접촉가압부(141)는 블레이드(110)의 외표면 형상에 대응되는 곡률을 가질 수 있는데, 이러한 경우 좀 더 넓은 표면적으로 블레이드(110)의 외표면을 가압할 수 있기 때문에 블레이드(110)가 찌그러지는 등 블레이드(110)에 변형이 발생되는 것을 저지시킬 수 있다. 따라서 블레이드(110)가 변형되는 것을 저지하면서도 블레이드(110)를 안정적으로 그립핑할 수 있다.In addition, the
블레이드 그립핑용 액추에이터(142)는 접촉가압부(141)를 구동시키는 역할을 한다. 블레이드 그립핑용 액추에이터(142)는 실린더 등으로 마련될 수도 있고, 아니면 모터 등의 기어 방식으로 구현될 수도 있다. 블레이드 그립핑용 액추에이터(142)의 동작에 의해 접촉가압부(141)가 반경 방향 내측으로 이동될 때, 도 7처럼 접촉가압부(141) 사이에서 블레이드(110)가 그립핑된다.The
블레이드 로테이터(143)는 주로 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 블레이드 그립퍼(140)에 연결되며, 블레이드(110)가 연결되는 피치 베어링(104, 도 2 및 도 3 참조), 특히 피치 베어링(104)의 내륜에 대한 회전각도 조절을 위해 블레이드(110)를 회전시키는 역할을 한다.The
이러한 블레이드 로테이터(143)는 블레이드 그립퍼(140)의 블레이드 그립핑용 액추에이터(142)가 연결되는 내륜(144a)과, 내륜(144a)의 반경 방향 외측에 배치되는 외륜(144b)을 구비하는 베어링 유닛(144)과, 베어링 유닛(144)의 내륜(144a)을 회전시키는 내륜 회전부(145)를 포함한다. 이처럼 블레이드 그립퍼(140)에 의해 블레이드(110)가 그립핑된 상태에서도 내륜 회전부(145)가 베어링 유닛(144)의 내륜(144a)을 회전시키게 되면 도 7의 θ 방향으로 블레이드(110)가 회전될 수 있다.The
특히, 도 2 및 도 3을 통해 설명한 것처럼 블레이드(110)의 스터드 볼트(110a)가 피치 베어링(104)의 내륜(106)에 형성되는 볼트공(106a)에 끼워진 후, 도 7의 θ 방향으로 블레이드(110)를 회전시킴으로써 스티프너(109)에 형성되는 작업통로용 홀(109a)과 피치 베어링(104)의 내륜(106)에 형성되는 볼트공(106a) 간의 얼라인 작업을 용이하게 수행할 수 있다. 이러한 방식은 풍력발전기의 설치 중에 종전처럼 피치드라이브를 동작시키기 위한 추가 작업을 진행할 필요 없이 독립적으로 진행될 수 있기 때문에 훨씬 효율적이라 할 수 있다.In particular, as described with reference to FIGS. 2 and 3, the
내륜 회전부(145)는 베어링 유닛(144)의 내륜(144a)에 접촉되어 베어링 유닛(144)의 내륜(144a)을 회전시키는 내륜 휠(145a)과, 내륜 휠(145a)을 구동시키는 휠 구동부(145b)를 포함한다. 휠 구동부(145b)는 내륜 휠(145a)에 직결되는 직결형 모터일 수 있다.The inner
이러한 내륜 휠(145a)과 휠 구동부(145b)를 지지하기 위해 지지프레임(145c)이 마련될 수 있는데, 지지프레임(145c)의 일측에는 내륜 휠(145a)의 회전각도를 감지하는 회전각도 감지부(145d)가 마련된다.A
회전각도 감지부(145d)는 센서의 일종으로서 내륜(144a)을 사이에 두고 내륜 휠(145a)의 반대편에서 지지프레임(145c)에 결합될 수 있다. 회전각도 감지부(145d)가 감지한 신호는 별도의 컨트롤러로 전송되고, 컨트롤러는 이 신호에 기초하여 휠 구동부(145b)의 동작을 컨트롤할 수 있다.The
한편, 회전각도 감지부(145d)가 배치되는 내륜(144a)의 표면에는 도 8에 도시된 바와 같이, 회전각도 감지용 마킹패턴(146)이 형성된다. 회전각도 감지부(145d)는 이러한 회전각도 감지용 마킹패턴(146)을 보고 회전각도를 정확하게 감지해낼 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 8, the
한편, 타워 그립핑 어셈블리(100b)는 일측은 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리(100a)와 연결되고 타측은 타워(101)에 그립핑되어 타워(101)에 대해 블레이드(110)를 지지하는 역할을 한다.Meanwhile, the
이러한 타워 그립핑 어셈블리(100b)는, 타워(101)의 외벽에서 그 원주 방향을 따라 돌출되게 마련되는 링 플랜지(108, ring flange)의 궤적을 따라 이동될 수 있도록 링 플랜지(108) 영역에 회전 가능하게 결합되는 타워측 회전결합부(115)와, 타워측 회전결합부(115)와 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리(100a) 사이에서 접철 가능하게 연결되는 접철식 연결유닛(150)을 포함한다.The
본 실시예에서 타워측 회전결합부(115)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 타워(101)의 외벽에 마련되는 링 플랜지(108)에 걸이 방식으로 걸려 지지되는 걸이식 걸림부재로 적용될 수 있다. 이때, 걸이식 걸림부재가 링 플랜지(108)의 궤적을 따라 회전되기 위해서는 링 플랜지(108)와 걸이식 걸림부재 사이에 예컨대, 전동식 롤러와 같은 액추에이터(미도시)가 마련될 수 있을 것이다.In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 to 6, the tower side rotating
접철식 연결유닛(150)은 도 4 및 도 5처럼 타워(101)에 대한 블레이드(110)의 이격거리 조절을 위해 타워측 회전결합부(115)와 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리(100a) 사이에서 접철 가능하게 연결되는 부분이다.The
접철식 연결유닛(150)은, 타워측 회전결합부(115)에 연결되는 타워측 연결부(160)와, 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리(100a)에 연결되는 블레이드측 연결부(170)와, 타워측 연결부(160)와 블레이드측 연결부(170)를 링크 타입으로 연결하는 다수의 링크부재(180)와, 링크부재(180)들을 구동시키는 링크부재 구동부(190)를 포함한다.
타워측 연결부(160)는 타워측 회전결합부(115) 쪽에 연결되는 부분이다. 이러한 타워측 연결부(160)는 판상체의 플레이트 타입(plate type)일 수도 있고 아니면 바아 타입(bar type)일 수도 있다.The tower
블레이드측 연결부(170)는 타워측 연결부(160)의 반대편에서 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리(100a) 쪽에 연결되는 부분이다.The blade-
타워측 연결부(160)가 타워측 회전결합부(115)에 견고하게 고정되게 연결되고 있는데 반해 블레이드측 연결부(170)는 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리(100a)를 선형 이동시키는 리니어 모터를 포함한다.The tower
이에 대해 살펴보면, 도 4에서 도 5처럼 타워(101)에 대해 블레이드(110)를 이격시키면서 경사 배치하여 허브(102)에 대한 블레이드(110)의 상대위치를 조절한 다음에는 허브(102)를 향해 블레이드(110)를 이동, 즉 선형 이동시켜 허브(102)에 블레이드(110)를 결합시켜야 하는데, 이를 위해 블레이드측 연결부(170)는 타워측 연결부(160)와 달리 선형 이동을 위한 리니어 모터를 포함하고 있는 것이다.In this regard, as shown in FIG. 4 to FIG. 5, the
링크부재(180)는 타워측 연결부(160)와 블레이드측 연결부(170)를 링크 타입으로 연결하는 부분이다.The
이러한 링크부재(180)는 양단부가 타워측 연결부(160)와 블레이드측 연결부(170)의 하부 영역에 각각 자유 회전 가능하게 연결되는 직선형 링크부재(181)와, 타워(101)의 길이 방향을 따라 직선형 링크부재(181)의 상부 영역에 배치되며, 양단부가 타워측 연결부(160)와 블레이드측 연결부(170)에 각각 자유 회전 가능하게 연결되는 절곡형 링크부재(182)를 포함한다.The
직선형 링크부재(181)가 하나의 막대 형상을 갖는데 반해 절곡형 링크부재(182)는 상호간 접철되는 한 쌍의 단위링크(182a,182b)를 포함한다.While the
직선형 링크부재(181)와 절곡형 링크부재(182)는 각각 하나 이상씩 배치될 수 있다. 직선형 링크부재(181)와 절곡형 링크부재(182)의 동작에 기인하여 도 4처럼 타워(101)와 블레이드(110)가 서로 인접되게 접근되거나 도 5처럼 이격 배치될 수 있다.At least one
링크부재 구동부(190)는 도 4 및 도 5처럼 링크부재(180)가 동작되도록, 다시 말해 직선형 링크부재(181)와 절곡형 링크부재(182)를 구동시키는 역할을 한다.The link
본 실시예에서 링크부재 구동부(190)는, 일단부는 타워측 연결부(160)에 회전 가능하게 연결되고 타단부는 블레이드측 연결부(170)에 회전 가능하게 연결되는 메인 실린더(191)와, 양단부가 절곡형 링크부재(182)의 단위링크(182a,182b)들에 각각 회전 가능하게 연결되는 서브 실린더(192)를 포함한다.In the present embodiment, the link
메인 실린더(191)와 서브 실린더(192)는 모두가 유압 실린더이다. 하지만, 공압 실린더나 유공압 복합실린더가 적용될 수도 있다.The
본 실시예의 경우, 메인 실린더(191)의 일단부가 타워측 연결부(160)에 회전 가능하게 연결되고 있으나 메인 실린더(191)의 일단부는 타워측 회전결합부(115)에 회전 가능하게 연결될 수도 있다.In the present embodiment, one end of the
이러한 구성을 갖는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(100)의 작용에 대해 설명한다.The operation of the assembling
도 4와 같은 상태에서 메인 실린더(191)와 서브 실린더(192)를 동작시킨다. 그러면 접혀져 있던 직선형 링크부재(181)와 절곡형 링크부재(182)가 도 5처럼 펼쳐진다.In the state shown in FIG. 4, the
이때, 직선형 링크부재(181)보다 절곡형 링크부재(182)의 펼쳐지는 정도가 작게 형성됨으로써 도 5처럼 타워(101)에 대해 블레이드(110)가 이격되면서 경사 배치될 수 있다.At this time, since the unfolding degree of the
도 5처럼 타워(101)에 대해 블레이드(110)를 이격시키면서 경사 배치하여 허브(102)에 대한 블레이드(110)의 상대위치를 조절한 다음에는 도 6처럼 리니어 모터를 포함하는 블레이드측 연결부(170)를 동작시킨다.After adjusting the relative position of the
그러면 도 6의 화살표 방향으로 블레이드(110)가 선형 이동될 수 있고, 이러한 동작으로 인해 블레이드(110)의 스터드 볼트(110a)들이 피치 베어링(104)의 내륜(106)에 형성되는 볼트공(106a, 도 2 및 도 3 참조)들에 끼워질 수 있다. 그 다음에 도 7의 θ 방향으로 블레이드(110)를 회전시킴으로써 스티프너(109)에 형성되는 작업통로용 홀(109a)과 피치 베어링(104)의 내륜(106)에 형성되는 볼트공(106a) 간의 얼라인 작업을 용이하게 수행할 수 있다. 이러한 방식은 풍력발전기의 설치 중에 종전처럼 피치드라이브를 동작시키기 위한 추가 작업을 진행할 필요 없이 독립적으로 진행될 수 있기 때문에 훨씬 효율적이라 할 수 있다.Then, the
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 풍력발전기의 설치 중에 종전처럼 피치드라이브를 동작시키기 위한 추가 작업을 진행할 필요가 없으며, 특히 피치 베어링(104)의 회전각도를 정확하게 맞출 수 있어 블레이드(110)의 조립 효율을 향상시킬 수 있게 된다.As such, according to the present embodiment, there is no need to perform additional work for operating the pitch drive as before, during the installation of the wind power generator, and in particular, the rotation angle of the pitch bearing 104 can be accurately adjusted to assemble the
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에서 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리 영역의 사시도이다.9 is a perspective view of a rotating assembly area for blade gripping in the assembling robot of the wind turbine blade according to the second embodiment of the present invention.
이 도면을 참조하면, 본 실시예에서 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리(200a)의 블레이드 로테이터(243)에 마련되는 베어링 유닛(244)의 내륜(244a)과 내륜 회전부(245)의 내륜 휠(245a)의 맞닿는 면에는 기어치형이 형성되고 있는데, 이러한 경우, 피치제어가 좀 더 정확해질 수 있다.Referring to this drawing, the
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇에서 타워측 회전결합부 영역의 확대 구조도이다.FIG. 10 is an enlarged structural diagram of a tower side coupling portion in an assembly robot for a wind turbine blade according to a third embodiment of the present invention.
타워측 회전결합부(315) 영역은 도 10에 도시된 바와 같은 구조가 적용될 수 있다. 이에 대해 설명한다.The tower side
본 실시예에서 타워측 회전결합부(315)는 타워(101)의 외벽에서 그 원주 방향을 따라 돌출되게 마련되는 링 플랜지(108)의 궤적을 따라 이동될 수 있도록 링 플랜지(108) 영역에 회전 가능하게 결합될 수 있다.In this embodiment, the tower side
이러한 타워측 회전결합부(315)는 걸이식 걸림부재(316)와, 링 플랜지(108)의 궤적을 따라 걸이식 걸림부재(316)를 회전시키는 액추에이터(317)를 포함한다.The tower side
본 실시예에서 걸이식 걸림부재(316)는 링 플랜지(108)에 걸이식으로 걸림 결합된다. 링 플랜지(108)가 타워(101)의 길이 방향을 따라 이격되게 한 쌍으로 마련될 수 있기 때문에 이에 대응되게 걸이식 걸림부재(316) 역시 링 플랜지(108)에 각각 하나씩 대응 배치될 수 있다.In the present embodiment, the hook
액추에이터(317)는 링 플랜지(108)와 걸이식 걸림부재(316) 사이에 배치되며, 링 플랜지(108)의 궤적을 따라 걸이식 걸림부재(316)를 회전시키는 역할을 한다.The
이러한 액추에이터(317)는 링 플랜지(108)의 일측에 회전 가능하게 접촉되는 전동식 롤러(317a)와, 일측은 전동식 롤러(317a)를 회전 가능하게 지지하고 타측은 걸이식 걸림부재(316)에 결합되는 제1 롤러 지지부(317b)를 포함한다.The
도면에는 전동식 롤러(317a)가 개략적으로 도시되었으나 전동식 롤러(317a)는 도시 않은 모터에 의해 독립적으로 회전이 가능한 롤러일 수 있다. 전동식 롤러(317a)는 그 일측 표면이 링 플랜지(108)의 일측에 접촉 가압되어 회전된다.Although the
이처럼 전동식 롤러(317a)가 회전되면 그 회전력에 의해 걸이식 걸림부재(316)를 비롯한 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(300) 전체가 블레이드(310)와 함께 타워(101)의 원주 방향을 따라 용이하게 회전될 수 있다.When the
특히, 블레이드(310)가 그립핑된 이후일지라도 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(300) 전체가 블레이드(310)와 함께 타워(101)의 원주 방향을 따라 회전될 수 있기 때문에 허브(302)와 블레이드(310) 간의 상대 위치 얼라인 작업을 용이하게 진행할 수 있으며, 이에 따라 블레이드(310)의 조립 작업 효율을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있다.In particular, even after the blade 310 is gripped, the hub 302 and the blade because the entire assembly robot 300 of the wind turbine blade can be rotated along the circumferential direction of the
액추에이터(317)의 주변에는 무동력 가이드 롤러(318)가 마련된다. 전술한 전동식 롤러(317a)와 달리 무동력 가이드 롤러(318)는 동력 없이 자유롭게 회전되는 롤러(roller) 내지는 휠(wheel)일 수 있다.A
무동력 가이드 롤러(318)는 제2 롤러 지지부(319)에 의해 상기 걸이식 걸림부재(316)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 본 실시예의 경우, 무동력 가이드 롤러(318)는 걸이식 걸림부재(316) 상에서 서로 다른 위치에 다수 개 배치되어 걸이식 걸림부재(316)의 안정적인 회전을 가이드한다.The
한편, 전동식 롤러(317a)와 무동력 가이드 롤러(318)들에 의해 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(300) 전체가 블레이드(310)와 함께 타워(101)의 원주 방향을 따라 회전될 수 있는데, 이러한 동작을 수행하다 보면 마찰 접촉에 의해 링 플랜지(108)의 표면이 손상될 우려가 있다.Meanwhile, the entire assembly robot 300 of the wind turbine blade may be rotated along the circumferential direction of the
링 플랜지(108)의 표면 손상을 방지하기 위해 걸이식 걸림부재(316)가 배치되는 링 플랜지(108)의 표면에는 탄성부재(321), 예컨대 고무패드(321)가 배치될 수도 있다. 고무패드(321)는 걸이식 걸림부재(316)로 인해 링 플랜지(108)의 표면이 손상되는 것을 저지시키는 역할을 한다.In order to prevent surface damage of the
물론, 고무패드(321)가 배치되어 있다 하더라도 블레이드(310)를 그립핑한 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(300)의 중량은 대단히 크기 때문에 고무패드(321)가 찢기면서 링 플랜지(108)의 표면 도장이 손상될 우려가 있다. 이러한 경우에는 도장액 분사모듈(320)을 통해 손상된 부위에 도장액을 분사시키면 된다.Of course, even if the
다시 말해, 본 실시예에서 도장액 분사모듈(320)은 걸이식 걸림부재(316)에 결합되며, 걸이식 걸림부재(316)가 링 플랜지(108)의 궤적을 따라 회전될 때, 링 플랜지(108)의 표면으로 도장액을 분사하여 링 플랜지(108)의 손상된 표면을 다시 보정할 수 있다.In other words, in the present embodiment, the coating
본 실시예의 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(300)은 걸이식 걸림부재(316)에 결합되며, 링 플랜지(108)에 대한 걸이식 걸림부재(316)의 거리를 감지하는 거리감지센서(325)를 더 포함한다.The assembly robot 300 of the blade for the wind power generator of the present embodiment is coupled to the hook
거리감지센서(325)는 크레인 작업으로 본 실시예의 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇(300)을 설치하려 할 때, 링 플랜지(108)에 대한 걸이식 걸림부재(316)의 거리를 감지하는 역할을 한다. 만약, 걸이식 걸림부재(316)가 링 플랜지(108) 쪽으로 과도하게 접근하려 하는 경우에는 거리감지센서(325)가 이를 감지하여 알람 발생을 위한 정보를 제공할 수도 있다.The
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.
100 : 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇
100a : 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리
100b : 타워 그립핑 어셈블리 101 : 타워
102 : 허브 108 : 링 플랜지
110 : 블레이드 115 : 타워측 회전결합부
140 : 블레이드 그립퍼 141 : 접촉가압부
142 : 블레이드 그립핑용 액추에이터 143 : 블레이드 로테이터
144 : 베어링 유닛 145 : 내륜 회전부
145a : 내륜 휠 145b : 휠 구동부
145c : 지지프레임 145d : 회전각도 감지부
146 : 회전각도 감지용 마킹패턴 150 : 접철식 연결유닛
160 : 타워측 연결부 170 : 블레이드측 연결부
180 : 링크부재 181 : 직선형 링크부재
182 : 절곡형 링크부재 190 : 링크부재 구동부
191 : 메인 실린더 192 : 서브 실린더100: assembly robot of wind turbine blade
100a: Rotating assembly for blade gripping
100b: tower gripping assembly 101: tower
102
110: blade 115: tower side coupling portion
140: blade gripper 141: contact pressure portion
142: actuator for blade gripping 143: blade rotator
144: bearing unit 145: inner ring rotating portion
145a:
145c:
146: marking angle for detecting the rotation angle 150: folding connection unit
160: tower side connection portion 170: blade side connection portion
180
182: bent link member 190: link member drive portion
191: main cylinder 192: sub cylinder
Claims (16)
일측은 상기 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리와 연결되고 타측은 타워(tower)에 그립핑되어 상기 타워에 대해 상기 블레이드를 지지하는 타워 그립핑 어셈블리(tower gripping assembly)를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.A blade gripper for gripping a blade, and a blade gripping rotating assembly including a blade rotator connected to the blade gripper and configured to rotate the blade to adjust a rotation angle of a pitch bearing to which the blade is connected; And
One side is connected to the rotating assembly for gripping the blade and the other side assembly robot of the blade for a wind turbine comprising a tower gripping assembly (grip to a tower) to support the blade to the tower (tower) .
상기 블레이드 로테이터는,
상기 블레이드 그립퍼가 연결되는 내륜과, 상기 내륜의 반경 방향 외측에 배치되는 외륜을 구비하는 베어링 유닛; 및
상기 내륜을 회전시키는 내륜 회전부를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method of claim 1,
The blade rotator,
A bearing unit having an inner ring to which the blade gripper is connected and an outer ring disposed radially outward of the inner ring; And
An assembly robot for a wind turbine blade comprising an inner ring rotating portion for rotating the inner ring.
상기 내륜 회전부는,
상기 내륜에 접촉되어 상기 내륜을 회전시키는 내륜 휠; 및
상기 내륜 휠을 구동시키는 휠 구동부를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.3. The method of claim 2,
The inner ring rotating unit,
An inner ring wheel that contacts the inner ring to rotate the inner ring; And
An assembly robot for a wind turbine blade comprising a wheel driving unit for driving the inner wheel.
상기 내륜 휠과 상기 내륜의 맞닿는 면에는 기어치형이 형성되는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method of claim 3,
An assembly robot of the blade for the wind turbine, the gear tooth is formed on the contact surface of the inner ring wheel and the inner ring.
상기 내륜 회전부는 상기 휠 구동부를 지지하는 지지프레임을 더 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method of claim 3,
The inner ring rotating unit further comprises a support frame for supporting the wheel driving unit assembly of the wind turbine blade.
상기 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리는,
상기 내륜 휠의 회전각도를 감지하는 회전각도 감지부; 및
상기 회전각도 감지부로부터의 정보에 기초하여 상기 휠 구동부의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method of claim 3,
The blade gripping rotating assembly,
A rotation angle detector for detecting a rotation angle of the inner wheel; And
And a controller for controlling the operation of the wheel driving unit based on the information from the rotation angle detecting unit.
상기 회전각도 감지부는 상기 내륜을 사이에 두고 상기 내륜 휠의 반대편에 배치되며,
상기 회전각도 감지부가 배치되는 상기 내륜의 표면에는 회전각도 감지용 마킹패턴이 형성되는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method according to claim 6,
The rotation angle detector is disposed on the opposite side of the inner wheel wheel with the inner ring,
An assembly robot for a wind turbine blade, in which a marking pattern for detecting rotation angle is formed on a surface of the inner ring in which the rotation angle detecting unit is disposed.
상기 블레이드 그립퍼는,
상기 블레이드의 외표면에 접촉가압되는 접촉가압부; 및
상기 접촉가압부에 연결되어 상기 접촉가압부를 구동시키는 블레이드 그립핑용 액추에이터를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method of claim 1,
The blade gripper
A contact pressurizing unit contacting the outer surface of the blade; And
And a blade gripping actuator connected to the contact pressurizing unit to drive the contact pressurizing unit.
상기 타워 그립핑 어셈블리는,
상기 타워의 외벽에서 그 원주 방향을 따라 돌출되게 마련되는 링 플랜지(ring flange)의 궤적을 따라 이동될 수 있도록 상기 링 플랜지 영역에 회전 가능하게 결합되는 타워측 회전결합부; 및
상기 타워에 대한 상기 블레이드의 이격거리 조절을 위해 상기 타워측 회전결합부와 상기 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리 사이에서 접철 가능하게 연결되는 접철식 연결유닛을 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method of claim 1,
The tower gripping assembly is,
A tower side rotary coupling part rotatably coupled to the ring flange area so as to move along a trajectory of a ring flange protruding along the circumferential direction of the outer wall of the tower; And
And a foldable connection unit foldably connected between the tower side rotary coupling part and the blade gripping rotating assembly for adjusting the separation distance of the blade with respect to the tower.
상기 타워측 회전결합부는,
상기 링 플랜지에 걸이식으로 걸림 결합되는 걸이식 걸림부재; 및
상기 링 플랜지와 상기 걸이식 걸림부재 사이에 배치되며, 상기 링 플랜지의 궤적을 따라 상기 걸이식 걸림부재를 회전시키는 액추에이터를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.10. The method of claim 9,
The tower side rotating coupling part,
A hook type locking member hooked to the ring flange to be hooked; And
And a actuator disposed between the ring flange and the hooking locking member and configured to rotate the hooking locking member along a trajectory of the ring flange.
상기 액추에이터는,
상기 링 플랜지의 일측에 회전 가능하게 접촉되는 전동식 롤러; 및
일측은 상기 전동식 롤러를 회전 가능하게 지지하고 타측은 상기 걸이식 걸림부재에 결합되는 롤러 지지부를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method of claim 10,
Wherein the actuator comprises:
An electric roller rotatably contacting one side of the ring flange; And
One side rotatably supports the motorized roller and the other side of the blade assembly for the wind turbine comprising a roller support coupled to the hanging member.
상기 타워측 회전결합부는,
상기 링 플랜지와 상기 걸이식 걸림부재 사이에 배치되며, 상기 걸이식 걸림부재의 회전 운동을 가이드하는 적어도 하나의 무동력 가이드 롤러를 더 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method of claim 10,
The tower side rotating coupling part,
The robot assembly of the blade for the wind turbine further comprises at least one non-powered guide roller which is disposed between the ring flange and the hook-type locking member for guiding the rotational movement of the hook-type locking member.
상기 걸이식 걸림부재에 결합되며, 상기 걸이식 걸림부재가 상기 링 플랜지의 궤적을 따라 회전될 때, 상기 링 플랜지의 표면으로 도장액을 분사하는 적어도 하나의 도장액 분사모듈;
상기 걸이식 걸림부재에 결합되며, 상기 링 플랜지에 대한 상기 걸이식 걸림부재의 거리를 감지하는 거리감지센서; 및
상기 걸이식 걸림부재가 배치되는 상기 링 플랜지의 표면에 배치되는 탄성부재를 더 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.The method of claim 10,
At least one coating liquid spraying module coupled to the hanging locking member and spraying the coating liquid onto the surface of the ring flange when the hanging locking member is rotated along the trajectory of the ring flange;
A distance detecting sensor coupled to the hanging locking member and detecting a distance of the hanging locking member to the ring flange; And
The robot assembly of the blade for the wind turbine further comprises an elastic member disposed on the surface of the ring flange on which the hook-type locking member is disposed.
상기 접철식 연결유닛은,
상기 타워측 회전결합부에 연결되는 타워측 연결부;
상기 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리를 선형 이동시키는 리니어 모터를 포함하며, 상기 블레이드 그립핑용 로테이팅 어셈블리에 연결되는 블레이드측 연결부; 및
상기 타워측 연결부와 상기 블레이드측 연결부를 링크 타입으로 연결하는 다수의 링크부재를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.10. The method of claim 9,
The folding connection unit,
A tower side connection part connected to the tower side rotation coupling part;
A blade side connection portion including a linear motor for linearly moving the blade gripping rotating assembly, the blade gripping rotating assembly being connected to the blade gripping rotating assembly; And
The assembly robot of the wind turbine blade comprising a plurality of link members for connecting the tower-side connection portion and the blade-side connection portion in a link type.
상기 다수의 링크부재는,
양단부가 상기 타워측 연결부와 상기 블레이드측 연결부의 하부 영역에 각각 자유 회전 가능하게 연결되는 직선형 링크부재; 및
상기 타워의 길이 방향을 따라 상기 직선형 링크부재의 상부 영역에 배치되며, 양단부가 상기 타워측 연결부와 상기 블레이드측 연결부에 각각 자유 회전 가능하게 연결되되 상호간 접철되는 한 쌍의 단위링크를 구비하는 절곡형 링크부재를 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.15. The method of claim 14,
The plurality of link members,
A straight link member having both ends freely rotatably connected to a lower region of the tower side connecting portion and the blade side connecting portion; And
It is arranged in the upper region of the linear link member along the longitudinal direction of the tower, both ends of the bent type having a pair of unit links which are connected freely rotatably connected to the tower-side connection portion and the blade-side connection portion, respectively An assembly robot for a wind turbine blade comprising a link member.
상기 접철식 연결유닛은,
상기 직선형 링크부재와 상기 절곡형 링크부재를 구동시키는 링크부재 구동부를 더 포함하는 풍력발전기용 블레이드의 조립로봇.16. The method of claim 15,
The folding connection unit,
And a link member driving unit for driving the straight link member and the bent link member.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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