复合式移摆管机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钻探试验领域，尤其涉及一种复合式移摆管机构。
【背景技术】
[0002]在地质勘探中，钻机是带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备，主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，送入或提起钻孔内的钻具。可用于钻取岩心、矿心、岩肩、气态样或液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情况。
[0003]钻探施工时用在钻孔内的整根钻探管材柱及其接头的总称称为钻具。钻具由钻杆、岩心管以及底端的扩孔器和钻头组成，必要时还在岩心管上部加接沉淀管或钻铤。钻具的功用主要是在钻探岩层过程中给钻头传递钻头压力和回转扭矩，并向孔底输送钻孔冲洗液，收取岩矿心。
[0004]钻机需要加装或拆卸钻杆时，钻工搬运及装卸钻杆的劳动强度较大，费时费力。【实用新型内容】
[0005]针对上述现有技术中的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种实现钻进过程中抓取钻杆和自动运移的机械臂装置。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]—种复合式移摆管机构，包括底座、回转支撑架、双十字万向联轴器、机械臂和夹持器，所述底座上竖直安装转轴，所述双十字万向联轴器一端连接在转轴上端，所述双十字万向联轴器倾斜设置，所述双十字万向联轴器的另一端连接一水平设置的输出轴，所述回转支撑架绕底座轴线转动设置，所述回转支撑架对应输出轴和双十字万向联轴器的位置均设有轴套，所述输出轴和双十字万向联轴器分别穿过对应的轴套。
[0008]优选地，所述机械臂包括前臂和后臂，所述后臂一端与输出轴的输出端铰接，所述后臂的另一端与前臂的一端铰接，所述前臂的另一端连接夹持器，所述后臂与输出轴之间安装有伸缩液缸，所述后臂与前臂之间安装有伸缩液缸，所述后臂和前臂均通过相应的伸缩液缸驱动伸展或收缩。
[0009]优选地，所述夹持器包括固定夹持片和活动夹持片，所述固定夹持片和活动夹持片连接在前臂的前端，活动夹持片与前臂之间设置有液缸，所述活动夹持片通过液缸驱动张开或闭合。
[0010]与现有技术相比，本实用新型实施例至少具有以下优点:
[0011]本实用新型复合式移摆管机构实现了钻进过程中钻杆抓取和自动运移，能够抓取水平摆放的钻杆，通过万向节机构运动实现钻杆从钻杆排放架到孔口的空间运移，极大的节约了人为劳动力的输出，提高了工作效率；本机构最大的优势在于在于，钻杆抓取之后，各液缸以及联轴器的动作是同时完成的，即在钻杆运移过程中，就完成了钻杆由横置状态到竖直状态或者竖直状态到横置状态的过渡，不需要各结构(联轴器、各液缸)按一定的顺序动作才能完成钻杆摆放位置的改变。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型复合式移摆管机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合图1和实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
[0014]—种复合式移摆管机构，包括底座1、回转支撑架2、双十字万向联轴器3、机械臂和夹持器，所述底座I上竖直安装转轴，所述双十字万向联轴器3 —端连接在转轴上端，所述双十字万向联轴器3倾斜设置，所述双十字万向联轴器3的另一端连接一水平设置的输出轴7，所述回转支撑架2绕底座I轴线转动设置，所述回转支撑架2对应输出轴7和双十字万向联轴器3的位置均设有轴套，所述输出轴7和双十字万向联轴器3分别穿过对应的轴套。
[0015]所述机械臂包括前臂4和后臂5，所述后臂5 —端与输出轴7的输出端铰接，所述后臂5的另一端与前臂4的一端铰接，所述前臂4的另一端连接夹持器，所述后臂5与输出轴7之间安装有伸缩液缸6，所述后臂5与前臂4之间安装有伸缩液缸6，所述后臂5和前臂4均通过相应的伸缩液缸6驱动伸展或收缩。
[0016]所述夹持器包括固定夹持片8和活动夹持片9，所述固定夹持片8和活动夹持片9连接在前臂4的前端，活动夹持片9与前臂4之间设置有液缸10，所述活动夹持片9通过液缸10驱动张开或闭合。
[0017]本复合式移摆管机构能将基本运动组合，以便完成更复杂的特殊动作，主要是将两种回转运动与直线运动复合的运动形式。
[0018]所设计的移摆管机构应能完成如下动作:开始钻杆加接工作时，机械臂之间的俯仰运动使机械手向靠近钻杆排放架处探取钻杆，机械手完成抓取钻杆的动作，此时钻杆位于水平位置。紧接着，回转支撑架2转动90°的同时双十字万向联轴器3也转动90°，带动机械臂进行两个90°交错轴旋转的复合运动，此时机械臂位于与初始位置偏离90°处，钻杆竖直放置，靠近动力头位置。然后机械臂之间的屈伸运动使机械手将钻杆水平送出，到达钻杆加接位置。钻杆拧卸运动过程同理。
[0019]双十字万向联轴器3是实现同时完成两个90°交错轴旋转复合运动的主要功能构件。回转支撑架2底部水平面上连接有伸缩液压缸，伸缩液压缸驱动使回转支撑架2绕底座I中心轴线旋转90°，为整个回转支撑架2旋转的驱动部分。回转支撑架2同时连接三个部分，即:底座1、双十字万向联轴器3与机械臂。
[0020]双十字万向联轴器3随回转支撑架2绕输入轴的中心轴线旋转90°，即底座I与中间轴相对转角90°，由双十字万向联轴器3的结构特点可知，输出轴7与双十字万向联轴器3也有相对90°的转角。这就是整个移摆管机构能够完成两个90°交错轴旋转复合运动的原理。
[0021]回转支撑架2在动力传递的同时，还需能保持自身结构的稳定性，因此，回转支承架中间设置有交叉的加强梁，有利于受力分解，保持结构稳定。
[0022]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种复合式移摆管机构，其特征在于，包括底座、回转支撑架、双十字万向联轴器、机械臂和夹持器，所述底座上竖直安装转轴，所述双十字万向联轴器一端连接在转轴上端，所述双十字万向联轴器倾斜设置，所述双十字万向联轴器的另一端连接一水平设置的输出轴，所述回转支撑架绕底座轴线转动设置，所述回转支撑架对应输出轴和双十字万向联轴器的位置均设有轴套，所述输出轴和双十字万向联轴器分别穿过对应的轴套。2.根据权利要求1所述的复合式移摆管机构，其特征在于，所述机械臂包括前臂和后臂，所述后臂一端与输出轴的输出端铰接，所述后臂的另一端与前臂的一端铰接，所述前臂的另一端连接夹持器，所述后臂与输出轴之间安装有伸缩液缸，所述后臂与前臂之间安装有伸缩液缸，所述后臂和前臂均通过相应的伸缩液缸驱动伸展或收缩。3.根据权利要求2所述的复合式移摆管机构，其特征在于，所述夹持器包括固定夹持片和活动夹持片，所述固定夹持片和活动夹持片连接在前臂的前端，活动夹持片与前臂之间设置有液缸，所述活动夹持片通过液缸驱动张开或闭合。
【专利摘要】本实用新型公开了一种复合式移摆管机构，包括底座、回转支撑架、双十字万向联轴器、机械臂和夹持器，所述底座上竖直安装转轴，所述双十字万向联轴器一端连接在转轴上端，所述双十字万向联轴器倾斜设置，所述双十字万向联轴器的另一端连接一水平设置的输出轴，所述回转支撑架绕底座轴线转动设置，所述回转支撑架对应输出轴和双十字万向联轴器的位置均设有轴套，所述输出轴和双十字万向联轴器分别穿过对应的轴套。该复合式移摆管机构实现了钻进过程中钻杆抓取和自动运移，能够抓取水平摆放的钻杆，通过万向节机构运动实现钻杆从钻杆排放架到孔口的空间运移，极大的节约了人为劳动力的输出，提高了工作效率。
【IPC分类】E21B19/15
【公开号】CN204827279
【申请号】CN201520636591
【发明人】周琴, 张越, 胡远彪, 刘宝林, 王小龙, 杨靖宇, 王帅
【申请人】中国地质大学（北京）
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月21日