专利名称：一种用于石油钻机绞车的单手控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制装置，特别是涉及到一^^用于石油钻机绞车的单手 控制器，用以控制石油钻机绞车的转速、转向以及制动。
背景技术：
绞车是石油钻机上的核心部件，是最主要的提升工作机。目前，绞 车的正反转运行、盘式刹车制动和电动机能耗制动三项功能分别是由三 个独立的手柄控制器或电子开关来控制，而操作中常要求作业人员的双 手不能离开绞车控制器和盘式刹车机械控制器，这样就存在双手需操作
三个部件，容易产生误操作，特别是在紧急状况下更是如此；三个部件 功能相对独立，增加关联控制难度，造成资源浪费，增加制造成本；部 件数量多，出现故障几率大，维护和保养麻烦等诸多问题。
另外，绞车制动时，盘式刹车制动会因机械摩擦副间的非弹性接触 而对绞车产生突发性的冲击，易造成设备的损伤，减少设备使用寿命； 电动机能耗制动利用电动机反转成为"发电机"功能，避免了机械性冲 击，但制动力不足，无法在短时间内形成对绞车的有效制动。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种新的石 油钻机绞车的单手控制装置。利用本发明的单手控制装置在一个控制手 柄上即可完成绞车的正向转动、盘式刹车制动和电动机能耗制动三项功 能，融合机械制动和电动机制动的优点，使其操作简单，使用方便并且 安全可靠。
为了达到上述发明目的，本发明提供了如下技术方案一种用于石油钻机绞车的单手控制器，其特征在于，其主要结构包 括手柄、限位板、底座、纵向转动轴和横向转动轴，所述的限位板上开
设有T形的通槽，所述的纵向转动轴和横向转动轴正交于底座内呈空间 十字型，纵向转动轴平行于T形通槽的长边，横向转动轴平行于T形通 槽的短边，所述手柄的一端穿过限位板上T形的通槽，伸入到底座内， 分别穿过纵向转动轴和横向转动轴；
所述的横向转动轴的两端分别伸出于底座外部，其一端上安装有一 个转动扇齿轮，该转动扇齿轮与一个转动圆柱齿轮啮合，该转动圆柱齿 轮位于转动电位器支架内，在转动电位器支架上固定有转动电位器，转 动电位器的伸出端固定所述的转动圆柱齿轮，该转动电位器支架固定于 底座的一侧，横向转动轴的另一端上固定有正转凸轮、反转凸轮和第一 制动挡圈，在底座下部的转动微动开关支架上分别固定有与所述正转凸 轮对应的正向微动开关，与所述反转凸轮对应的反向微动开关；
所述的纵向转动轴的两端分别伸出于底座外部，其一端上安装有一 个制动扇齿轮，该制动扇齿轮与一个制动圆柱齿轮啮合，该制动圆柱齿 轮位于制动电位器支架内，在制动电位器支架上固定有制动电位器，制 动电位器的伸出端固定所述的制动圆柱齿轮，该制动电位器支架固定于 底座的一侧，横向转动轴的另一端上固定有盘式刹车制动凸轮、电动机 能耗制动凸轮和第二制动挡圈，在底座下部的制动微动开关支架上分别 固定有与所述盘式刹车制动凸轮对应的盘式刹车制动微动开关，与所述 电动机能耗制动凸轮对应的电动机能耗制动微动开关。
所述的转动扇齿轮与相啮合的转动圆柱齿轮之间的传动比大于1， 制动扇齿轮相啮合的制动圆柱齿轮之间的传动比也大于1。
基于上述技术方案，本发明的用于石油钻机绞车的单手控制器具有 如下技术优点
本发明中将限位板上的限位槽被设计成T型槽的结构，使手柄具有 三个方向的运动轨迹，分别实现绞车正转、绞车反转、盘式刹车制动和电动机能耗制动，具有简单快捷、操作方便的优点。由于将几个不同的 手柄集成到一个装置当中，避免了操作人员的译操作，增加钻机的安全 性能。
图1是本发明一种用于石油钻机绞车的单手控制器的正视半剖图。
图2是本发明一种用于石油钻机绞车的单手控制器的侧视半剖图。 图3是本发明一种用于石油钻机绞车的单手控制器中限位板的俯视图。
图4是本发明一种用于石油钻机绞车的单手控制器中转动扇齿轮和 转动圆柱齿轮啮合示意图。
图5是本发明一种用于石油钻机绞车的单手控制器的三项功能控制 的原理示意图。
其中，
l一手柄 2—限位板 3—底座 4一纵向转动轴 5_横向转动轴6—转动扇齿轮7—转动圆柱齿轮 8—转动电位器支架 9一转动电位器 10—正转凸轮 ll一 反转凸轮 12—第一制动挡圈13—正向微动开关 14一反 向微动开关15—制动扇齿轮 16—第二转动柱齿轮17—制 动电位器支架 18—制动电位器 19—盘式刹车制动凸轮 20—电动机能耗制动凸轮 21—第二制动挡圈 22—盘式刹车制 动微动开关 23—电动机能耗制动微动开关 24—转动微动开 关支架 25_制动微动开关支架
具体实施例方式
下面结合附图和具体的实施例来对本发明用于石油钻机绞车的单手 控制器的结构和应用做进一步的详细阐述，但不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明用于石油钻机绞车的单手控制器的结构如图1和图2所示， 图1是本发明一种用于石油钻机绞车的单手控制器的正视半剖图，图2 是本发明一种用于石油钻机绞车的单手控制器的侧视半剖图。由图可知， 本发明用于石油钻机绞车的单手控制器的主要结构包括手柄1、限位板 2、底座3、纵向转动轴4和横向转动轴5。
单手控制器上的限位板2上开设有T形的通槽，所述的纵向转动轴 4和横向转动轴5正交于底座3内呈空间十字型，纵向转动轴4平行于T 形通槽的长边，且开口端朝向右侧，横向转动轴5平行于T形通槽的短 边，所述手柄1的一端穿过限位板2上T形的通槽，伸入到底座3内， 分别穿过纵向转动轴4和横向转动轴5。底座3俯视呈方形，在其四个 侧壁上各开设有一个尺寸相同的圆柱孔，用于安装横向传动轴5和纵向 传动轴4。
横向传动轴5和纵向传动轴4在底座内部的空间中呈十字型布置， 具体是在横向传动轴5的中部有弧形弯曲，该圆弧形弯曲绕过纵向传动 轴4，手柄1的下端穿过纵向传动轴4，伸出部分插入到横向传动轴5 的弧形弯曲内。这样，手柄1与纵向传动轴4的交点也是横向传动轴5 ,的虚轴线与纵向传动轴4的交点，该交点也作为手柄1另一端运动的轴 心点。在纵向传动轴4与手柄1的交点位置上设有沿纵向轴线的沟槽， 以使得手柄1可以带动横向传动轴5转动；在横向传动轴5的弧形弯曲 部位也设有沟槽，手柄1的底端可在沟槽内活动，使得手柄1可以带动 纵向传动轴4转动。
横向转动轴5的两端分别伸出于底座3外部，其一端上安装有一个 转动扇齿轮6。该转动扇齿轮6装入到横向传动轴5的左侧至轴台肩侧 面后，用十字槽盘头自攻螺钉将其固定在轴上。
该转动扇齿轮6与一个转动圆柱齿轮7啮合，该转动圆柱齿轮7位 于转动电位器支架8内，在转动电位器支架8上固定有转动电位器9， 转动电位器9的伸出端固定所述的转动圆柱齿轮7，该转动电位器支架8固定于底座3的一侧，横向转动轴3的另一端上固定有正转凸轮10、反 转凸轮11和第一制动挡圈12，在底座3下部的转动微动开关支架24上 固定有与所述正转凸轮10对应的正向微动开关13，与所述反转凸轮11 对应的反向微动开关14。
同理，在纵向传动轴4的左侧装上制动扇齿轮15、制动圆柱齿轮16 和制动电位器18等部件，在纵向传动轴4的右侧装上盘式刹车制动凸轮 19、电动机能耗制动凸轮20、盘式刹车制动微动开关22和电动机能耗 制动微动开关23等部件。
所述的纵向转动轴4的两端分别伸出于底座3外部，其一端上安装 有一个制动扇齿轮15,该制动扇齿轮15与一个制动圆柱齿轮16啮合， 该制动圆柱齿轮16位于制^j电位器支架17内，在制动电位器支架17 上固定有制动电位器18，制动电位器18的伸出端固定所述的制动圆柱 齿轮16，该制动电位器支架17固定于底座3的一侧，横向转动轴3的 另一端上固定有盘式刹车制动凸轮19、电动机能耗制动凸轮20和第二 制动挡圈21，在底座3下部的制动微动开关支架25上固定有与所述盘 式刹车制动凸轮19对应的盘式刹车制动微动开关22，与所述电动机能 耗制动凸轮20对应的电动机能耗制动微动开关23。
本发明的单手控制器的工作过程是在非工作状态时，手柄l位于 限位板2的中心位置处。将手柄1从限位板2的中心位置沿T型槽的长 边向前转动，横向传动轴5带动转动扇齿轮6、正转凸轮10和反转凸轮 ll同步转动。转动扇齿轮6啮合转动圆柱齿轮7—同转动，利用大于l 的传动比，放大了手柄1的转角信息。转动电位器9与转动圆柱齿轮7 同步旋转，从而获得了放大的手柄1转角信息，如图4所示，但此时并 不启动绞车的正转动作。当手柄1转到位置A时，如图5所示，正转凸 轮10触发正转微动开关13动作，启动绞车的正转动作。随着手柄l转 角的增大，转动电位器9将放大后的信息传递给绞车，绞车的正转速度 随之提高。此后，当手柄l反向朝后转动时，转角减小，转动电位器9将放大 后的信息传递给绞车，绞车的正转速度随即降低。当手柄l重新返回位 置A时，正转凸轮10再次触发正转微动开关13，停止绞车的正转动作。
同理，当手柄1从限位板2的中心位置沿T型槽的长边向后转动时， 横向传动轴5带动转动扇齿轮6、正转凸轮10和反转凸轮11同步转动。 转动扇齿轮6啮合转动圆柱齿轮7—同转动，利用大于l的传动比，放 大了手柄l的转角信息。转动电位器9与转动圆柱齿轮7同步转动，从 而获得放大后的手柄1转角信息，如图4所示，但此时并不启动绞车的 反转动作。当手柄1转到位置B时，如图5所示，反转凸轮11触发反转 微动开关14动作，启动绞车的反转动作。随着手柄l转角的增大，转动 电位器9将放大后的信息传递给绞车，绞车反转速度随之提高。此后， 当手柄l反向朝前转动时，转角减小，转动电位器9将放大后的转角信 息传递给绞车，绞车反转速度随即降低。当手柄1重新返回位置B时， 反转凸轮11再次触发反转微动开关14，停止绞车的反转动作。
当手柄1从限位板2的中心位置沿T型槽的短边水平向右转动时， 启动电动机能耗制动，并保持制动力矩恒定。纵向传动轴4带动制动扇 齿轮15、盘式刹车制动凸轮19和电动机能耗制动凸轮20同步转动。制 动扇齿轮15啮合制动圆柱齿轮16 —同转动，利用大于1的传动比，放 大手柄1的转角信息。制动电位器18与制动圆柱齿轮16同步旋转，从 而获得放大后的手柄1转角信息，如图4所示。当手柄1转到位置C时， 如图5所示，盘式刹车制动凸轮19触发盘式刹车制动微动开关22动作， 启动绞车的盘式刹车制动动作。随着手柄l转角的增大，制动电位器18 将放大后的转角信息提供给盘式刹车，盘式刹车制动力矩随之增大。当 手柄1转到位置D后，电动机能耗制动凸轮20触发电动机能耗制动微动 开关23，停止电动机能耗制动动作。此后，当手柄l反向水平向左转动 时，手柄1的转角减小，制动电位器18将放大后的转角信息提供给盘式 刹车，盘式刹车制动力矩随之减小。当手柄1重新返回到位置D时，电动机能耗制动凸轮20再次触发电动机能耗微动开关23，启动电动机能 耗制动动作；当手柄1返回到位置C时，盘式刹车制动凸轮19触发盘式 刹车制动微动开关22，停止盘式刹车制动动作；当手柄l返回到限位板 2的中心位置时，电动机能耗制动动作解除。
毫无疑问，本发明的方法其他的参数替代和工序更改，并不局限于 上述实施例中提到的。总而言之，本发明的保护范围还包括其他对于本 领域技术人员来说显而易见的变化和替代。
权利要求
1.一种用于石油钻机绞车的单手控制器，其特征在于，其主要结构包括手柄(1)、限位板(2)、底座(3)、纵向转动轴(4)和横向转动轴(5)，所述的限位板(2)上开设有T形的通槽，所述的纵向转动轴(4)和横向转动轴(5)正交于底座(3)内呈空间十字型，纵向转动轴(4)平行于T形通槽的长边，横向转动轴(5)平行于T形通槽的短边，所述手柄(1)的一端穿过限位板(2)上T形的通槽，伸入到底座(3)内，分别穿过纵向转动轴(4)和横向转动轴(5)；所述的横向转动轴(5)的两端分别伸出于底座(3)外部，其一端上安装有一个转动扇齿轮(6)，该转动扇齿轮(6)与一个转动圆柱齿轮(7)啮合，该转动圆柱齿轮(7)位于转动电位器支架(8)内，在转动电位器支架(8)上固定有转动电位器(9)，转动电位器(9)的伸出端固定所述的转动圆柱齿轮(7)，该转动电位器支架(8)固定于底座(3)的一侧，横向转动轴(3)的另一端上固定有正转凸轮(10)、反转凸轮(11)和第一制动挡圈(12)，在底座(3)下部的转动微动开关支架(24)上分别固定有与所述正转凸轮(10)对应的正向微动开关(13)，与所述反转凸轮(11)对应的反向微动开关(14)；所述的纵向转动轴(4)的两端分别伸出于底座(3)外部，其一端上安装有一个制动扇齿轮(15)，该制动扇齿轮(15)与一个制动圆柱齿轮(16)啮合，该制动圆柱齿轮(16)位于制动电位器支架(17)内，在制动电位器支架(17)上固定有制动电位器(18)，制动电位器(18)的伸出端固定所述的制动圆柱齿轮(16)，该制动电位器支架(17)固定于底座(3)的一侧，横向转动轴(3)的另一端上固定有盘式刹车制动凸轮(19)、电动机能耗制动凸轮(20)和第二制动挡圈(21)，在底座(3)下部的制动微动开关支架(25)上分别固定有与所述盘式刹车制动凸轮(19)对应的盘式刹车制动微动开关(22)，与所述电动机能耗制动凸轮(20)对应的电动机能耗制动微动开关(23)。
2. 根据权利要求1所述的一种用于石油钻机绞车的单手控制器，其特征在于，所述的转动扇齿轮(6)与相啮合的转动圆柱齿轮(7)之间 的传动比大于1，制动扇齿轮(15)相啮合的制动圆柱齿轮(16)之间 的传动比大于l。
全文摘要
本发明涉及一种用于石油钻机绞车的单手控制器，其主要结构包括手柄、限位板、底座、纵向转动轴和横向转动轴，限位板上开设有T形的通槽，纵向转动轴和横向转动轴正交于底座内呈空间十字型，手柄的一端穿过纵向转动轴和横向转动轴，横向转动轴的两端安装有转动扇齿轮、正转凸轮和反转凸轮，转动扇齿轮与转动圆柱齿轮啮合，转动电位器的伸出端固定所述的转动圆柱齿轮，在底座下部分别固定有正向微动开关与反向微动开关，纵向转动轴上也固定有同样的设置。本发明的单手控制装置可完成绞车的正向转动、盘式刹车制动和电动机能耗制动三项功能，操作简单，使用方便并且安全可靠。
文档编号B66D1/46GK101618842SQ20091005211
公开日2010年1月6日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者李春第 申请人:江苏中曼石油设备有限公司