鉆具機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及鉆井設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鉆具機(jī)械手，其技術(shù)方案是：包括基座以及固定在基座上的液壓源、防爆配電箱以及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；所述機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)包括與基座連接的能夠受控旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)底座、與旋轉(zhuǎn)底座連接的機(jī)械臂以及與機(jī)械臂連接的夾緊裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，該裝置代替人工完成作業(yè)，可使操作人員遠(yuǎn)離井口，避免傷害，既提高了工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了作業(yè)安全保障，能有效推動(dòng)鉆井平臺(tái)無(wú)人化及自動(dòng)化鉆井的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)石油生產(chǎn)的現(xiàn)代化進(jìn)程。
【專利說(shuō)明】鉆具機(jī)械手
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鉆井設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于鉆井作業(yè)的鉆具機(jī)械手?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]石油鉆采行業(yè)野外艱苦的工作條件及惡劣的工作環(huán)境需要鉆采工人付出較大的勞動(dòng)強(qiáng)度，且效率較低，而且往返于井口的各種機(jī)械設(shè)備也給工人操作帶來(lái)一定的安全隱患。伴隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，石油鉆井設(shè)備也在不斷朝自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，新設(shè)備、新工藝不斷應(yīng)用。
[0003]目前在鉆井過(guò)程中上鉆具、接鉆具對(duì)扣、排立柱、下立柱、排鉆鋌、推方鉆桿進(jìn)大鼠洞、甩鉆桿等工作需要靠人工推拉鉆具完成，費(fèi)力大、耗時(shí)長(zhǎng)、效率低，而且由于鉆臺(tái)面多有泥漿溢出，比較濕滑，容易造成安全事故，存在一定安全隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、省時(shí)省力且安全系數(shù)高的鉆具機(jī)械手。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:包括基座以及固定在基座上的液壓源、防爆配電箱以及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；所述機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)包括與基座連接的能夠受控旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)底座、與旋轉(zhuǎn)底座連接的機(jī)械臂以及與機(jī)械臂連接的夾緊裝置；所述的機(jī)械臂包括主臂、主臂拉桿、主臂液壓缸、連接座、主副臂連接板、副臂、副臂拉桿以及副臂連桿，其中主臂和主臂拉桿的第一端分別與旋轉(zhuǎn)底座鉸接、第二端分別與連接座鉸接從而構(gòu)成第一平行四邊形機(jī)構(gòu)，且主臂第二端向外延伸形成頭部；所述主臂液壓缸的第一端與旋轉(zhuǎn)底座鉸接、第二端與主臂的中部鉸接；所述的副臂、副臂拉桿的第一端分別與連接座鉸接、第二端分別與副臂連桿的兩端鉸接從而形成第二平行四邊形機(jī)構(gòu)；所述副臂第一端上連接耳座，所述的主副臂連接板的一端與主臂的頭部鉸接、另一端與耳座鉸接；所述夾緊裝置與副臂連桿固定連接，所述夾緊裝置包括夾緊液壓缸以及由其驅(qū)動(dòng)動(dòng)作的夾緊鉗；所述的主臂液壓缸、夾緊液壓缸分別與所述的液壓源連接。
[0006]以上方案還可以進(jìn)一步改進(jìn):
[0007]所述的基座上設(shè)有固定立柱，所述固定立柱上連接由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的齒圈，所述的齒圈通過(guò)旋轉(zhuǎn)法蘭與旋轉(zhuǎn)底座連接，所述的液壓馬達(dá)與液壓源連接。
[0008]所述的主臂液壓缸上設(shè)有位移傳感器，并與防爆配電箱內(nèi)的PLC控制器連接；所述的鉆具機(jī)械手可通過(guò)無(wú)線遙控控制。
[0009]所述的第二平行四邊形機(jī)構(gòu)能夠收縮至第一平行四邊形機(jī)構(gòu)內(nèi)，即副臂部分可以與主臂部分重疊布置，節(jié)省空間。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，該裝置代替人工完成作業(yè)，可使操作人員遠(yuǎn)離井口，避免傷害，既提高了工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了作業(yè)安全保障，能有效推動(dòng)鉆井平臺(tái)無(wú)人化及自動(dòng)化鉆井的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)石油生產(chǎn)的現(xiàn)代化進(jìn)程。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的機(jī)械臂收回狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的機(jī)械臂伸出狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的主臂-副臂的連接示意圖；
[0014]圖4是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的副臂-夾緊裝置的連接示意圖；
[0015]圖5是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的夾緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖中:1、基座，2、防爆配電箱，3、液壓源，4、液壓旋轉(zhuǎn)接頭，5、液壓馬達(dá)，6、固定立柱，7、齒圈，8、旋轉(zhuǎn)法蘭，9、旋轉(zhuǎn)底座，10、主臂液壓缸，11、主臂拉桿，12、主臂，13、連接座，14、主副臂連接板，15、副臂，16、副臂拉桿，17、副臂連桿、18、夾緊裝置，19、緊固螺栓，20、夾緊液壓缸，21、夾緊連桿，22、夾緊鉗，23、機(jī)械手固定板，24、頭部，25、耳座。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0018]參見(jiàn)圖1-5，一種鉆具機(jī)械手，包括基座I以及固定在基座I上的液壓源3、防爆配電箱2以及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)包括與基座I連接的能夠受控旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)底座9、與旋轉(zhuǎn)底座9連接的機(jī)械臂以及與機(jī)械臂連接的夾緊裝置18，以下給出基座I與旋轉(zhuǎn)底座9的一種優(yōu)選連接方式:基座I上設(shè)有固定立柱6，固定立柱6上連接由液壓馬達(dá)5驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的齒圈7，齒圈7通過(guò)旋轉(zhuǎn)法蘭8與旋轉(zhuǎn)底座9連接。機(jī)械臂包括主臂12、主臂拉桿11、主臂液壓缸10、連接座13 (連接座為倒置的等邊三角形，其三個(gè)頂點(diǎn)分別為鉸接點(diǎn))、主副臂連接板14、副臂15、副臂拉桿16以及副臂連桿17，其中主臂12和主臂拉桿11的第一端分別與旋轉(zhuǎn)底座9鉸接、第二端分別與連接座13鉸接從而構(gòu)成第一平行四邊形機(jī)構(gòu)，且主臂12第二端向外延伸形成頭部24 ;主臂液壓缸10的第一端與旋轉(zhuǎn)底座9鉸接、第二端與主臂12的中部鉸接；副臂15、副臂拉桿16的第一端分別與連接座13鉸接、第二端分別與副臂連桿17的兩端鉸接從而形成第二平行四邊形機(jī)構(gòu)；副臂15第一端上連接耳座25，主副臂連接板14的一端與主臂12的頭部24鉸接、另一端與耳座25鉸接；夾緊裝置18與副臂連桿17通過(guò)緊固螺栓19固定連接，夾緊裝置18包括夾機(jī)械手固定板23、安裝在機(jī)械手固定板23上的夾緊液壓缸20以及由其驅(qū)動(dòng)動(dòng)作的夾緊鉗22，夾緊液壓缸20通過(guò)兩側(cè)的夾緊連桿21分別與兩片對(duì)合的夾緊鉗連接；液壓馬達(dá)5、主臂液壓缸10、夾緊液壓缸20分別與液壓源3連接，由其提供動(dòng)力。
[0019]本機(jī)械手在非工作狀態(tài)時(shí)，機(jī)械臂處于收縮狀態(tài)，見(jiàn)圖1，此時(shí)主臂液壓缸10的活塞桿收回，主臂12和副臂15均收回處于豎直狀態(tài)，且為了節(jié)省空間，將副臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)收回至主臂機(jī)構(gòu)內(nèi)。當(dāng)機(jī)械手工作時(shí)，操作控制按鈕，主臂液壓缸10前伸，驅(qū)動(dòng)主臂12繞主臂下端與旋轉(zhuǎn)底座9上的固定銷軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)連接座13及副臂15 —同旋轉(zhuǎn)，由于機(jī)械主臂的第一平行四邊形機(jī)構(gòu)，從而保證主臂12旋轉(zhuǎn)時(shí)連接座13的方位可以控制不變，且主臂12旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，其頭部24通過(guò)主副臂連接板14推動(dòng)副臂15向外側(cè)旋轉(zhuǎn)伸出，由于機(jī)械副臂的第二平行四邊形機(jī)構(gòu)，從而保證副臂15旋轉(zhuǎn)時(shí)，夾緊裝置18的方位不變，即保持夾緊鉗23水平，也就是通過(guò)兩個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主臂、副臂動(dòng)作帶動(dòng)夾緊裝置平移伸縮(見(jiàn)圖2)，當(dāng)鉆具落入夾緊裝置夾緊鉗23內(nèi)，夾緊液壓缸20驅(qū)動(dòng)夾緊連桿21帶動(dòng)夾緊鉗23夾緊鉆具，液壓馬達(dá)5通過(guò)齒圈7帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)底座9進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械臂即隨同旋轉(zhuǎn)底座9 一同轉(zhuǎn)動(dòng)，將鉆具移送至指定位置，然后控制夾緊鉗23松開(kāi)，鉆具就位，主臂液壓缸10驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂收回，完成全部動(dòng)作進(jìn)入下一工作循環(huán)。主臂拉桿11、副臂拉桿16在裝置中起支撐固定作用，保證夾緊裝置18在平移中始終保持現(xiàn)有姿態(tài)不變。
[0020]為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化操作，主臂液壓缸上可以安裝位移傳感器，電氣控制采用PLC編程控制，即通過(guò)傳感器、編碼器實(shí)現(xiàn)編程控制多個(gè)位置，具有一鍵記憶且自動(dòng)尋位功能。同時(shí)采用無(wú)線遙控安全操作，代替人工完成作業(yè)，可使操作人員遠(yuǎn)離井口，避免傷害
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本機(jī)械手具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]1、本裝置具有數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化、智能化，通過(guò)各種傳感器采集數(shù)據(jù)，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)匯總反映到自動(dòng)控制系統(tǒng)，一鍵操作自動(dòng)完成鉆具移送功能，具備記憶特殊關(guān)鍵位置功能。
[0023]2、可編輯、定位、記憶多個(gè)位置，方便井口、大鼠洞、小鼠洞作業(yè)，具備一鍵移送功倉(cāng)泛。
[0024]3、該裝置操作簡(jiǎn)單，不必進(jìn)行復(fù)雜培訓(xùn)，只需一人操作，不僅節(jié)省時(shí)間，提高效率，還使安全性得到很大程度提高。
[0025]4、適用范圍廣，可用于3.5?10 (in)鉆桿和鉆鋌，具備鉆鋌移送能力。
[0026]5、結(jié)構(gòu)緊湊，安裝便捷，機(jī)械臂可實(shí)現(xiàn)水平位置調(diào)整，配合底座連續(xù)360°旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)半徑3米范圍內(nèi)全部覆蓋，滿足鉆井作業(yè)需求。
[0027]6、采用液壓控制，扭矩和速度可快速調(diào)節(jié)。
[0028]7、使用遙控器遠(yuǎn)距離操作，使作業(yè)人員遠(yuǎn)離井口危險(xiǎn)區(qū)域，減少傷害，提高安全保障。
[0029]8、、通過(guò)后臂旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)前臂前后移動(dòng)，收起時(shí)占用空間小，方便人員和設(shè)備進(jìn)出。
[0030]9、機(jī)械臂采用平行四邊形結(jié)構(gòu)，使前臂在伸縮過(guò)程中末端夾緊裝置姿態(tài)保持不變，保證了夾緊機(jī)構(gòu)始終垂直于鉆具，提高了設(shè)備穩(wěn)定性。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆具機(jī)械手，其特征是:包括基座以及固定在基座上的液壓源、防爆配電箱以及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；所述機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)包括與基座連接的能夠受控旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)底座、與旋轉(zhuǎn)底座連接的機(jī)械臂以及與機(jī)械臂連接的夾緊裝置；所述的機(jī)械臂包括主臂、主臂拉桿、主臂液壓缸、連接座、主副臂連接板、副臂、副臂拉桿以及副臂連桿，其中主臂和主臂拉桿的第一端分別與旋轉(zhuǎn)底座鉸接、第二端分別與連接座鉸接從而構(gòu)成第一平行四邊形機(jī)構(gòu)，且主臂第二端向外延伸形成頭部；所述主臂液壓缸的第一端與旋轉(zhuǎn)底座鉸接、第二端與主臂的中部鉸接；所述的副臂、副臂拉桿的第一端分別與連接座鉸接、第二端分別與副臂連桿的兩端鉸接從而形成第二平行四邊形機(jī)構(gòu)；所述副臂第一端上連接耳座，所述的主副臂連接板的一端與主臂的頭部鉸接、另一端與耳座鉸接；所述夾緊裝置與副臂連桿固定連接，所述夾緊裝置包括夾緊液壓缸以及由其驅(qū)動(dòng)動(dòng)作的夾緊鉗；所述的主臂液壓缸、夾緊液壓缸分別與所述的液壓源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆具機(jī)械手，其特征是:所述的基座上設(shè)有固定立柱，所述固定立柱上連接由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的齒圈，所述的齒圈通過(guò)旋轉(zhuǎn)法蘭與旋轉(zhuǎn)底座連接，所述的液壓馬達(dá)與液壓源連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆具機(jī)械手，其特征是:所述的主臂液壓缸上設(shè)有位移傳感器，并與防爆配電箱內(nèi)的PLC控制器連接；所述的鉆具機(jī)械手可通過(guò)無(wú)線遙控控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆具機(jī)械手，其特征是:所述的第二平行四邊形機(jī)構(gòu)能夠收縮至第一平行四邊形機(jī)構(gòu)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】B25J9/00GK203804973SQ201420242538
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】張洪強(qiáng), 李培磊, 祖志勇 申請(qǐng)人:東營(yíng)市鴻達(dá)石油設(shè)備制造廠