一种石油井牵引器四自由度关节装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种石油井牵引器四自由度关节装置，包括：动平台、静平台和驱动杆，所述动平台与所述静平台之间采用多根驱动杆连接；所述多根驱动杆包括自由驱动杆和中心驱动杆。本实用新型石油井牵引器四自由度关节装置的动静平台分别固定于石油井牵引器的两段，当安装于石油井牵引器上的传感器发出需要石油井牵引器进行位姿调整的信号时，牵引器的控制系统发出指令，液压系统使相应的驱动杆上的直线往复驱动液压缸产生直线运动，四个驱动杆的长度发生相应的变化，带动动平台完成转角、轴线旋转和轴向进给等复杂的空间运动，实现预定的工作目标。
【专利说明】
一种石油井牵引器四自由度关节装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及应用于石油钻井领域的机械装置，特别涉及一种石油井牵引器上的四自由度关节装置。
【背景技术】
[0002]石油井牵引器在石油井管道中行走或作业时，需要进行可控制的位姿变换，完成转角、轴线旋转和轴向进给等运动。
[0003]目前，这种类型的机器人多是基于串联机构驱动，很少装配可控制牵引器进行主动位姿变换的关节机构，或者仅安装柔性轴来完成被动的转弯运动，限制了石油井牵引器的应用范围。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供了一种石油井牵引器四自由度关节装置，四个驱动杆的长度能够主动发生相应的变化，带动动平台完成转角、轴线旋转和轴向进给等复杂的空间运动，实现预定的工作目标。安装本实用新型装置以后，可以使石油井牵引器完成可控制的复杂的空间运动，提升其越过障碍的能力和操作精度。本实用新型所述四自由度关节机构，动平台相对于静平台可以实现三维偏转和一维直线运动，安装本四自由度关节机构，牵引器可以在石油井中实现可控制的径向偏转、轴向旋转和轴向进给运动，提高石油井牵引器的越障能力和操作精度。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种石油井牵引器四自由度关节装置，包括:动平台、静平台和驱动杆，所述动平台与所述静平台之间采用多根驱动杆连接;所述多根驱动杆包括自由驱动杆和中心驱动杆。
[0006]本实用新型有益的技术效果在于:本实用新型石油井牵引器四自由度关节装置的动静平台分别固定于石油井牵引器的两段，当安装于石油井牵引器上的传感器发出需要石油井牵引器进行位姿调整的信号时，牵引器的控制系统发出指令，液压系统使相应的驱动杆上的直线往复驱动液压缸产生直线运动，四个驱动杆的长度发生相应的变化，带动动平台完成转角、轴线旋转和轴向进给等复杂的空间运动，实现预定的工作目标。安装本实用新型装置以后，可以使石油井牵引器完成可控制的复杂的空间运动，提升其越过障碍的能力和操作精度。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型实施例所述四自由度关节装置整体结构示意图；
[0008]图2为本实用新型实施例所述四自由度关节装置装配关系爆炸示意图；
[0009]图3为本实用新型实施例所述四自由度关节装置自由驱动杆结构示意图；
[0010]图4为本实用新型实施例所述四自由度关节装置中心驱动杆结构示意图；
[0011 ]图5为本实用新型实施例所述四自由度关节装置的动平台结构示意图；
[0012]图6为本实用新型实施例所述四自由度关节装置的静平台结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下将结合实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0014]如图1、图2所示，石油井牵引器四自由度关节机构包括:1、动平台，2、中心驱动杆，
3、自由驱动杆，4、静平台，5、上连接板，6、圆形连接板，7、环形连接板，8、下连接板，9、下球头，10、中;L.、驱动杆液压缸，11、自由驱动杆液压缸，12、上球头ο
[0015]在本实用新型一个实施例中，石油井牵引器四自由度关节装置，包括:动平台1、静平台4和驱动杆，其特征在于，所述动平台I与所述静平台4之间采用多根驱动杆连接;所述多根驱动杆包括自由驱动杆3和中心驱动杆2。
[0016]所述自由驱动杆3为三根;所述自由驱动杆3进一步包括:上球头12、下球头9，以及连接上球头12和下球头9的自由驱动杆液压缸11。
[0017]所述中心驱动杆2进一步包括:上球头12、直线往复驱动液压缸10。
[0018]所述静平台4进一步包括:环形连接板7和下连接板8。
[0019]所述环形连接板7进一步包括:三块尺寸形状完全一致的环形连接块。
[0020]所述自由驱动杆3与静平台4的连接通过球面副a来实现；
[0021]所述球面副a包括:固连于自由驱动杆3的下球头9、环形连接板7和具有三个半球形凹面的下连接板8。
[0022]所述动平台I进一步包括:圆形连接板6和上连接板5。
[0023]所述圆形连接板6进一步包括:三块尺寸形状完全一致的圆形连接块。
[0024]所述自由驱动杆3与动平台I，以及，中心驱动杆2与动平台I质心的连接均通过球面副b来实现。
[0025]所述球面副b包括:自由驱动杆3的上球头12、中心驱动杆2的上球头12、圆形连接板6和具有四个半球形凹面的上连接板5。
[0026]在本实用新型另一实施例中，动平台1、静平台4之间采用四根驱动杆连接。其独特之处在于:动平台I与静平台4之间采用四根驱动杆连接。其中三根自由驱动杆3由上球头
12、直线往复驱动的自由驱动杆液压缸11、固连于液压缸体的下球头9连接组成，一个中心驱动杆2由上球头12、直线往复驱动液压缸10联结组成。自由驱动杆3与静平台4的连接通过球面副a来实现。所述球面副a包括:固连于自由驱动杆3的下球头9、环形连接板7和具有三个半球形凹面的下连接板8。环形连接板7由三块尺寸形状完全一致的连接块环接而成。所述静平台4由环形连接板7和下连接板8组成。所述三个自由驱动杆3与动平台I以及一个中心驱动杆2与动平台I质心的连接均通过球面副b来实现。所述球面副b包括:自由驱动杆3的上球头12、中心驱动杆2的上球头12、圆形连接板6和具有四个半球形凹面的上连接板5。圆形连接板6由3块尺寸形状完全一致的连接块环接而成。所述动平台I由圆形连接板6和上连接板5组成。
[0027]使用时，将本实用新型石油井牵引器四自由度关节装置的动静平台分别固定于石油井牵引器的两端，当安装于石油井牵引器上的传感器发出需要石油井机器人进行位姿调整的信号时，牵引器的控制系统发出指令，液压系统使相应的驱动杆上的直线往复驱动液压缸产生直线运动，四个驱动杆的长度发生相应的变化，带动动平台完成转角、轴线旋转和轴向进给等复杂的空间运动，实现预定的工作目标。安装本实用新型石油井牵引器四自由度关节装置以后，可以使石油井牵引器完成可控制的复杂的空间运动，提升其越过障碍的能力和操作精度。
[0028]所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本实用新型新产品属于保留的权利。
【主权项】
1.一种石油井牵引器四自由度关节装置，包括:动平台(I)、静平台(4)和驱动杆，其特征在于，所述动平台(I)与所述静平台(4)之间采用多根驱动杆连接;所述多根驱动杆包括自由驱动杆(3)和中心驱动杆(2)。2.根据权利要求1所述石油井牵引器四自由度关节装置，其特征在于，所述自由驱动杆(3)为三根;所述自由驱动杆(3)进一步包括:上球头(12)、下球头(9)，以及连接上球头(12)和下球头(9)的自由驱动杆液压缸(11)。3.根据权利要求2所述石油井牵引器四自由度关节装置，其特征在于，所述中心驱动杆(2)进一步包括:上球头(12)、直线往复驱动液压缸(10)。4.根据权利要求3所述石油井牵引器四自由度关节装置，其特征在于，所述静平台(4)进一步包括:环形连接板(7)和下连接板(8)。5.根据权利要求4所述石油井牵引器四自由度关节装置，其特征在于，所述环形连接板(7)进一步包括:三块尺寸形状完全一致的环形连接块。6.根据权利要求5所述石油井牵引器四自由度关节装置，其特征在于， 所述自由驱动杆(3)与静平台(4)的连接通过球面副a来实现； 所述球面副a包括:固连于自由驱动杆(3)的下球头(9)、环形连接板(7)和具有三个半球形凹面的下连接板(8)。7.根据权利要求6所述石油井牵引器四自由度关节装置，其特征在于，所述动平台(I)进一步包括:圆形连接板(6)和上连接板(5)。8.根据权利要求7所述石油井牵引器四自由度关节装置，其特征在于，所述圆形连接板(6)进一步包括:三块尺寸形状完全一致的圆形连接块。9.根据权利要求8所述石油井牵引器四自由度关节装置，其特征在于，所述自由驱动杆(3)与动平台(I)，以及，中心驱动杆(2)与动平台(I)质心的连接均通过球面副b来实现。10.根据权利要求9所述石油井牵引器四自由度关节装置，其特征在于，所述球面副b包括:自由驱动杆(3)的上球头(12)、中心驱动杆(2)的上球头(12)、圆形连接板(6)和具有四个半球形凹面的上连接板(5)。
【文档编号】B25J17/00GK205618117SQ201520892243
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年11月10日
【发明人】倪晗, 常玉连, 高胜, 张羽鹂, 倪睿翀
【申请人】东北石油大学