具体实施方式

图1示出了风力涡轮机160的一个示例的透视图。如所示，风力涡轮机160包括从支撑表面150延伸的塔架170、安装在塔架170上的机舱161、以及联接至机舱161的转子115。转子115包括可旋转的毂110和连接到毂110并从毂110向外延伸的至少一个转子叶片120。例如，在所示的示例中，转子115包括三个转子叶片120。然而，在备选实施例中，转子115可包括多于或少于三个的转子叶片120。每个转子叶片120可与毂110间隔开以便于旋转转子115以使动能能够从风转换成可用的机械能，并且随后，转换成电能。例如，毂110可以可旋转地联接到位于机舱161内或形成机舱的一部分的发电机162(图2)，以允许产生电能。

风力涡轮机160还可包括位于机舱161中央的风力涡轮机控制器180。然而，在其他示例中，风力涡轮机控制器180可位于风力涡轮机160的任何其他部件内或在风力涡轮机外部的位置。此外，控制器180可以通信地联接到风力涡轮机160的任何数量的部件，以便控制这样的部件的操作。

此外，风力涡轮机160可包括用于调节叶片桨距(blade pitch，有时也称为叶片节距)的变桨系统(pitch system)107。备选地，辅助驱动系统可以包括偏航系统(yawsystem，有时也称为转向系统)20，用于使机舱161相对于塔架绕旋转轴线旋转。下面将提供辅助驱动系统的两个示例的细节。专用控制器190可以位于机舱161中央。然而，在其他示例中，专用控制器190可以位于风力涡轮机160的任何其他部件内或在风力涡轮机外部的位置。专用控制器190可以控制单个辅助驱动系统或备选地控制它们中的至少两个。

图1的风力涡轮机160可以放置在离岸或岸上位置。

风力涡轮机控制器(或“中央控制系统”)180可以包括一个或多个处理器和相关联的存储设备，其被配置为执行各种计算机实现的功能(例如，执行方法、步骤、计算等等，并存储如本文公开的相关数据)。风力涡轮机控制器可以执行各种不同的功能，例如接收、发送和/或执行风力涡轮机控制信号以及控制风力涡轮机的整体操作。风力涡轮机控制器可以被编程为基于从传感器接收到的信息来控制整体操作，所述信息指示：例如负载、风速、风向、部件的湍流破坏等。

风力涡轮机控制器还可包括通信模块，以促进控制器与风力涡轮机的部件及其各自的控制系统之间的通信。即风力涡轮机控制器可以在操作中与变桨控制系统、偏航控制系统、变流器控制系统以及其他控制器和部件通信。

此外，通信模块可以包括传感器接口(例如，一个或多个模数转换器)，以允许将从一个或多个传感器传输的信号转换成可以被处理器理解和处理的信号。应当理解，传感器可以使用任何适当的方式，例如有线连接或无线连接，通信地联接到通信模块。这样，处理器可以被配置为从传感器接收一个或多个信号。

如本文所使用的，术语“处理器”不仅是指本领域中称为计算机中包括的集成电路，而且还指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其他可编程电路。处理器还配置为计算高级控制算法，并与各种以太网或基于串行的协议(Modbus、OPC、CAN等)通信。另外，一个或多个存储设备可以包括一个或多个存储元件，包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪存)、磁盘、软盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能光盘(DVD)和/或其他合适的存储元件。这样的一个或多个存储设备可以被配置为存储合适的计算机可读指令，当由一个或多个处理器实现时，该合适的计算机可读指令将控制器配置为执行如本文所述的各种功能。

图2示出了图1的风力涡轮机160的机舱161的一个示例的简化内部视图。如所示，发电机162可设置在机舱161内。通常，发电机162可联接至风力涡轮机160的转子115用于从由转子115产生的旋转能量产生电能。例如，转子115可以包括主转子轴163，该主转子轴163联接至毂110以与其一起旋转。然后，发电机162可以联接到转子轴163，使得转子轴163的旋转驱动发电机162。例如，在所示的实施例中，发电机162包括发电机轴166，该发电机轴166通过齿轮箱164可旋转地联接到转子轴163。

应当理解，转子轴163、齿轮箱164和发电机162通常可通过位于风力涡轮机塔架170顶部的支撑框架或底板165支撑在机舱161内。

机舱161通过偏航系统20以这样的方式可旋转地联接至塔架170，使得机舱161能够绕旋转轴线或“偏航轴线”RA旋转。偏航系统20包括具有两个轴承部件的偏航轴承，该两个轴承部件构造成相对于彼此旋转。塔架170联接到轴承部件中的一个，并且机舱161的底板或支撑框架165联接到另一个轴承部件。偏航系统20包括环形齿轮21和多个偏航驱动器22，其带有电动机23、齿轮箱24和小齿轮25，该小齿轮25与环形齿轮21啮合以使轴承部件中的一个相对于另一个旋转。

叶片120利用在叶片120和毂110之间的变桨轴承100连接到毂110。变桨轴承100包括内环和外环(在图2中示出)。风力涡轮机叶片可附接在内轴承环处或外轴承环处，而毂彼此连接。当变桨系统107被致动时，叶片120可相对于毂110执行相对旋转运动。旋转运动是围绕变桨轴线PA进行的，并且因此可以按度数进行测量，如将结合图3进一步详细说明的那样。因此，内轴承环可以相对于外轴承环执行旋转运动。图2的变桨系统107包括小齿轮108，该小齿轮108与设置在内轴承环上的环形齿轮109啮合以使风力涡轮机叶片旋转。

即使仅针对单个叶片示出了变桨轴线，但是应当清楚的是，每个叶片都具有这样的变桨轴线。并且单个变桨系统或多个单独变桨系统可用于使叶片绕其纵轴线旋转。

图3A-3C示出了用于将风力涡轮机叶片安装到风力涡轮机毂的方法的示例。

根据一个方面，一种用于将风力涡轮机叶片10安装在风力涡轮机毂30上的方法。该方法包括将叶片10朝向毂30提升。然后，使叶片10和毂30通过可适应弹性体50接触，使得可适应弹性体50在叶片和毂之间被压缩。

图3A示出了叶片和毂刚刚接触的情况。然后，减小可适应弹性体50的尺寸，使得叶片接近毂。这在图3B中示意性地示出。然后，叶片可以安装到毂30。

在该示例中以及在其他示例中，主体可以特别地以受控或主动方式为可适应的，即，可以致动和/或控制致动器，使得叶片可以以受控方式接近毂。

在一些示例中，像在图3的示例中一样，可适应弹性体可被安装在毂30上。在该示例中，毂30具有安装凸缘34。变桨轴承40被安装在凸缘34上。可适应弹性体50被安装在支撑板32上。支撑板32可以是承载变桨机构的变桨载体板。具体地，变桨载体板可以支撑构造成驱动小齿轮的马达和齿轮箱组件。小齿轮可与用于使叶片变桨的环形齿轮接合，即，用于使叶片绕其纵轴线旋转。环形齿轮可以与叶片或变桨轴承一起布置。

支撑板或变桨载体板32可以与毂一体地形成。备选地，变桨载体板32可以布置在毂和变桨轴承之间。

变桨轴承可包括内部轴承环和外部轴承环，在这些环之间具有一排或多排滚动元件。滚动元件可以是例如球或圆柱滚子。

轴承环中的一个可以固定地安装到毂，而另一个轴承环可以固定地安装到叶片。利用这种布置，叶片可以相对于毂旋转。

待固定至叶片的轴承环可具有多个孔42(为了清楚目的，仅示出了两个孔)。在将叶片朝向毂提升之前，毂可能会承载变桨轴承。

叶片10可包括在叶片根部11处的安装凸缘16。叶片的凸缘16可承载适于与孔42配合的多个紧固件18。紧固件可为例如销、螺栓或螺柱。可适应弹性体50可以用作减震器，并且可以布置在变桨载体板32上。叶片10可以在叶片根部11处或附近承载隔板14。当将叶片带向毂时，主体50可以在隔板14和变桨载体板32之间被压缩。

在某些情况下，当将可适应弹性体压缩在叶片和毂之间时，可以使叶片相对于毂对准和/或定向。弹性体50可以用作用于叶片的支撑。

将叶片安装到毂可以包括将叶片上的多个紧固件引入安装在毂上的变桨轴承的孔中。这在图3C中示意性地示出。

在一些示例中，多个紧固件中的一个或多个是比多个紧固件中的其他紧固件更长的引导紧固件，并且引导紧固件中的一个首先被引入变桨轴承上的对应孔中。引导销可以大于其他紧固件，并因此被引入到毂上的对应孔中。一旦引入了这些引导销，就将叶片相对于毂正确地定向。

在一些示例中，在叶片上的紧固件中的至少一个或多个已经被引入到毂的变桨轴承上的孔中之后，可以进一步减小可适应弹性体的尺寸。然后可以引入其余的紧固件。也就是说，在一些示例中，可适应弹性体在其完全膨胀或展开状态时避免了紧固件和毂之间的任何接触，包括可能更长的引导紧固件。然后，可以执行弹性体的第一减小，以使引导紧固件更靠近并且能够将它们引入对应孔中。在引入这些引导紧固件之后，可以进一步减小可适应弹性体的至少一个尺寸，使得可以附接其他紧固件。可能的是，在插入紧固件期间或之后，在移除可适应弹性体之前，可能会进一步减少。

在一些示例中，将叶片10朝向毂30提升可以包括将叶片保持器(blade holder，有时也称为叶片支架)附接到风力涡轮机叶片并且利用起重机来提升叶片保持器。具体地，叶片保持器可以构造成将叶片保持在其重心附近。叶片保持器可以是或包括吊带。在一些示例中，叶片保持器可以是被配置为抓取叶片的抓取单元。并且在一些示例中，抓取单元可以包括一个或多个自由度。例如，抓取单元可用于旋转和/或移动叶片以使叶片与毂对准。

起重机和拉线以及叶片保持器可用于控制叶片的运动。这在叶片和毂(通过弹性体)接触之前以及它们接触之后都适用。

在图3c中可以看出，主体50的尺寸可以减小到不突出超过叶片安装到其的毂的安装表面的程度。

一旦叶片已经被安装，就可以将主体50从其被安装到的变桨载体板上取下。在一些示例中，相同的主体50被附接到待安装的后续叶片的变桨载体板上。组装可以在地面上进行，并且变桨载体板然后可以被提升到毂的对应凸缘。在其他示例中，附接了多个主体，即，对于每个转子叶片至少一个。

图4A和4B示意性地示出了承载减震器的风力涡轮机叶片的两个示例。在一个替代示例中，可以将一个或多个弹性体60或减震器安装至叶片10，而不是毂。叶片10可在叶片根部11处承载多个紧固件18。在图4A的示例中，减震器60可安装在隔板14上。

在另一示例中，如图4B，一个或多个减震器60可以附接到叶片10的安装凸缘16。叶片凸缘16可以相对较宽，以提供足够的表面积来安装减震器60。

图5A-5E示意性地示出了用于将风力涡轮机叶片安装在毂上的减震器的示例。

根据一个方面，提供了一种用于辅助将风力涡轮机叶片安装到风力涡轮机毂的组件。该组件包括一个或多个减震器70，其具有主体，该主体具有用于安装到叶片和毂中的一个的近端74，以及用于接触叶片和毂中的另一个的接触表面72。主体构造成改变接触表面和近端之间的距离。

在一些示例中，主体可以是可扩张的。具体地，主体可以是可充气的。在一些示例中，组件可以包括用于使减震器的主体充气和放气的气动系统。这样的气动系统可以安装在毂上或叶片上。

在图5B中示出了可充气主体80的另一示例。在图5B的示例中，主体包括多个可单独扩张的隔室81,82,83和84。每个隔室可包括带有专用压缩机的气体供应装置，以向隔室提供压缩空气。

图5B示出了处于完全展开状态的可充气主体。图5C示出了相同的可充气主体，其中一些隔室不再被充气。当可充气主体完全展开时，可以在叶片和毂之间建立第一接触。通过释放压缩空气，可充气主体的高度可以可控地减小，一个隔室接一个。因此可以使叶片更靠近毂。

图5D示出了具有多个独立隔室91-98的另一可充气主体90。在该示例中，隔室不仅如图5B和5C中那样被布置在彼此的顶部上，而且彼此相邻地布置。通过选择性地给特定隔室充气和放气，可充气主体90的形状可以改变。在第一种情况下，为了吸收第一冲击，可以如图5D中那样使主体90完全充气。如图5E中那样，取决于叶片的定向和位置，选择性隔室可以被部分或完全放气。同时，可以使用起重机和/或叶片保持器将叶片推向毂。当主体90的尺寸和形状变化时，可以对叶片施加校正运动，使得叶片与毂正确地对准和/或定向。

在另一示例中，诸如可充气主体90之类的可适应弹性体可包括沿各个方向的隔室。已经说明了第一方向，例如在图5B和5C中，其中隔室在基本上沿着待安装的叶片的纵轴线的方向上堆叠在彼此的顶部上。已经说明了第二方向，例如在图5D和图5E中，其中沿着垂直于叶片的纵轴线的方向提供了隔室。在另外的示例中，这种隔室也可以沿着垂直于待安装叶片的纵轴线的另一方向设置。例如。在安装平面中或变桨载体的平面中，隔室可沿彼此垂直的两个方向提供。

在另一方面，提供了一种风力涡轮机转子毂，其包括用于安装风力涡轮机叶片的安装表面、支撑板以及安装在该支撑板上的减震器。减震器构造成在其中减震器不突出超过安装表面的缩回构造和其中减震器突出超过安装表面的展开构造之间改变。

在一些示例中，风力涡轮机转子毂还可包括变桨轴承，并且其中支撑板布置在毂和变桨轴承之间。

在一些示例中，支撑板可以与毂一体地形成。

在一些示例中，减震器可以具有可充气主体。在一些示例中，风力涡轮机转子毂还可包括用于使减震器的主体充气和放气的气动系统。

图6A和图6B示意性地示出了处于展开状态和折叠状态的减震器的另一示例。在到目前为止所示的示例中，减震器已显示为可充气或加压结构。但是，其他布置也是可能的。例如在图6A中，示出了伸缩弹性体200。这样的弹性体200可以例如被安装到毂或叶片，如这之前所示。

减震器200可包括在近端处的安装表面和弹性远端205，以吸收毂与叶片的冲击。在此特定示例中，显示了三个独立的主体。基座201可以附接到例如毂。中间主体203可以相对于基座201滑动或以其他方式移动。基座201可以包括合适的引导件。远侧主体205可以相对于中间体203执行类似的运动。在其展开状态下，减震器可以突出超过毂的安装表面。一旦已经与叶片接触，就可以减小主体200的高度，使得叶片可以接近毂。

在折叠或缩回状态下，减震器200不会突出超过毂的安装表面，并且因此能够安装叶片。从缩回状态过渡到展开状态可以包括充气(在可充气主体或减震器的情况下)、展开、伸缩抽出、扩张、液压致动或其他。

图7示出了减震器5的另一示例，该减震器5可以在用于安装风力涡轮机叶片的过程中安装在毂上。在图7的示例中，减震器的形状或减震器的形状的至少一部分可以与风力涡轮机叶片的一部分互补。可以在减震器的一部分(例如，最远端部分)和叶片的一部分(例如叶片凸缘的内边缘16)之间建立公-母联接。。

在该特定的示例中，减震器可以包括两个分开的基本为圆柱形的隔室52和54。然而，这仅仅是一个可能的示例。

在其他示例中，减震器可以安装在风力涡轮机叶片上，并且其形状可以适于与例如变桨载体板的一部分接合。

如本文示意性描述的公-母联接可以帮助使风力涡轮机叶片相对于毂居中。

该书面描述使用示例来公开本发明，包括优选实施例，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则意图将这些其他示例包括在权利要求书的范围内。本领域普通技术人员可以混合和匹配来自所描述的各个实施例的方面以及针对每个此类方面的其他已知等效物，以根据本申请的原理构造其他实施例和技术。如果与附图相关的附图标记放在权利要求书中的括号中，则它们仅用于试图增加权利要求书的可理解性，并且不应解释为限制权利要求书的范围。