专利名称：一种铁钻工伸缩臂的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钻井和修井中的自动化装置，具体地说是一种可实现全自动操作或由人遥控的铁钻工伸缩臂。
背景技术：
目前，在国内的石油钻井和修井作业中，起下钻过程中的钻具连接和拆卸工作基本是由人工借助一些机械化设备(如液气大钳、猫头、气动旋扣钳等)来完成的。这些机械化设备需要人员辅助推动，重复性高，而且劳动强度大；操作人员在井口进行操作，人员的安全也不能得到有效保证。
实用新型内容为了解决人工操作存在的劳动强度大、安全性能低的问题，本实用新型的目的在于提供一种铁钻工伸缩臂。该伸缩臂作为可实现全自动操作或由人遥控的铁钻工移运设备，降低操作人员的劳动强度，提高操作人员的工作安全性，更提高了钻、修井的自动化程度。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的本实用新型包括底座、回转装置、内臂、外臂、伸缩油缸、主臂及升降装置，其中回转装置安装在底座上，内臂及外臂的一端分别与回转装置铰接、随回转装置转动，内臂及外臂的另一端分别与主臂的一端铰接，主臂的另一端安装有升降装置；所述伸缩油缸的一端铰接于内臂上，另一端与主臂铰接。其中所述回转装置包括回转座、马达、小齿轮及回转支承大齿轮，其中回转座通过回转支承大齿轮与底座相连，在回转座上设有马达，该马达的输出轴上安装有与回转支承大齿轮相啮合的小齿轮；所述回转座相对于底座转动；回转支承大齿轮及小齿轮位于回转座内，回转支承大齿轮的外圈固接在底座上，内圈与回转座固接；所述小齿轮与回转支承大齿轮的外圈相啮合，回转支承大齿轮的内圈相对于外圈转动；在马达上安装有编码器； 所述主臂的另一端为“凹”形，该“凹”形的两个分支上分别铰接有结构相同的升降装置； 所述升降装置包括升降油缸、内套、升降位移传感器及外套，其中外套与主臂的另一端相铰接，内套由外套的底部插入，所述升降油缸的顶端与外套铰接，底端与内套铰接；在内套上设有检测垂直位移的升降位移传感器；所述伸缩油缸上安装有检测伸缩臂伸缩的伸缩位移传感器。本实用新型的优点与积极效果为1.本实用新型降低了操作人员的劳动强度，提高了操作人员的安全性，同时也提高了钻、修井的自动化程度。2.本实用新型由马达提供回转动力，伸缩油缸提供伸缩动力，升降油缸提供升降动力，只需按下启动按钮或由一人遥控操作即可；而回转、伸缩和升降分别由编码器、伸缩位移传感器和升降位移传感器检测，实现对井口方向的精确定位。
图1为本实用新型的结构主视图；图2为本实用新型回转装置的结构剖视图；图3为本实用新型的结构俯视图；其中1为底座，2为回转座，3为马达，4为编码器，5为内臂，6为外臂，7为伸缩油缸，8为伸缩位移传感器，9为主臂，10为升降油缸，11为内套，12为升降位移传感器，13为外套，14为小齿轮，15为回转支承大齿轮，16为第一铰轴，17为第二铰轴，18为第三铰轴，19 为第四铰轴，20为第五铰轴。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。如图1 3所示，本实用新型包括底座1、回转装置、内臂5、外臂6、伸缩油缸7、伸缩位移传感器8、主臂9及升降装置；其中回转装置安装在底座1上，包括回转座2、马达3、 小齿轮14及回转支承大齿轮15，回转座2通过回转支承大齿轮15与底座1相连，在回转座2上固接有马达3，马达3上安装有编码器4。回转支承大齿轮15及小齿轮14分别位于回转座2内，回转支承大齿轮15的外圈通过螺钉固接在底座1上，内圈通过螺钉与回转座 2固接，回转支承大齿轮15的内圈相对于外圈可转动；小齿轮14键连接于马达3的输出轴上，小齿轮14与回转支承大齿轮15的外圈相啮合。内臂5的一端通过第一铰轴16与回转座2铰接，另一端通过第三铰轴18与主臂 9的一端铰接；外臂6的一端通过第二铰轴17与回转座2铰接，另一端通过第四铰轴19与主臂9的一端铰接。主臂9的另一端为“凹”形，该“凹”形的两个分支上分别铰接有结构相同的升降装置。所述伸缩油缸7的一端铰接于内臂5上，另一端通过第五铰轴20与主臂9 铰接；在伸缩油缸7上安装有检测伸缩臂伸缩的伸缩位移传感器8。升降装置包括升降油缸10、内套11、升降位移传感器12及外套13，其中外套13的中部与主臂9的另一端相铰接，内套11由外套13的底部插入；所述升降油缸10的顶端与外套13的顶部内壁铰接，底端(活塞端)与内套11底部内壁铰接；在内套11上设有检测垂直位移的升降位移传感器12。本实用新型的工作原理为本实用新型伸缩臂的回转由马达3驱动，带动小齿轮14转动，小齿轮14与回转支承大齿轮15的外圈啮合，由于回转支承大齿轮15的外圈固接于底座1，因此回转支承大齿轮15的外圈的反作用力使小齿轮14及马达3绕回转支承大齿轮15的中心轴转动；又由于马达3固定在回转座2上，回转支承大齿轮15的内圈又可相对于外圈转动，进而使回转座 2相对于底座1转动；而内臂5、外臂6、伸缩油缸7、伸缩位移传感器8、主臂9及升降装置共同随回转座2回转，并通过编码器4的检测，实现对井口方向的精确定位。伸缩臂的伸缩由伸缩油缸驱动，通过伸缩位移传感器8的检测反馈，实现井口位置的精确定位。升降装置的升降运动是通过升降油缸10驱动的，带动内套11沿垂直方向运动，由此实现与内套11相连接的铁钻工钳头的升降；而升降位移传感器用来检测垂直位移，从而实现高度方向上的精确定位。[0021] 本实用新型的伸缩位移传感器8及升降位移传感器12均为市购产品，购置于德国巴鲁夫公司生产的BTL5型线性位移传感器。编码器4为市购产品，购置于丹麦SCANC0N公司生产的EXAG型编码器。
权利要求1.一种铁钻工伸缩臂，其特征在于包括底座(1)、回转装置、内臂(5)、外臂(6)、伸缩油缸(7)、主臂(9)及升降装置，其中回转装置安装在底座(1)上，内臂(5)及外臂(6)的一端分别与回转装置铰接、随回转装置转动，内臂(5)及外臂(6)的另一端分别与主臂(9) 的一端铰接，主臂(9)的另一端安装有升降装置；所述伸缩油缸(7)的一端铰接于内臂(5) 上，另一端与主臂(9)铰接。
2.按权利要求1所述的铁钻工伸缩臂，其特征在于所述回转装置包括回转座O)、马达(3)、小齿轮(14)及回转支承大齿轮(15)，其中回转座( 通过回转支承大齿轮(15)与底座(1)相连，在回转座( 上设有马达(3)，该马达(3)的输出轴上安装有与回转支承大齿轮(1 相啮合的小齿轮(14)；所述回转座( 相对于底座(1)转动。
3.按权利要求2所述的铁钻工伸缩臂，其特征在于所述回转支承大齿轮(15)及小齿轮(14)位于回转座O)内，回转支承大齿轮(15)的外圈固接在底座(1)上，内圈与回转座 (2)固接；所述小齿轮(14)与回转支承大齿轮(15)的外圈相啮合，回转支承大齿轮(15)的内圈相对于外圈转动；在马达(3)上安装有编码器G)。
4.按权利要求1所述的铁钻工伸缩臂，其特征在于所述主臂(9)的另一端为“凹”形， 该“凹”形的两个分支上分别铰接有结构相同的升降装置。
5.按权利要求1或4所述的铁钻工伸缩臂，其特征在于所述升降装置包括升降油缸 (10)、内套(11)、升降位移传感器(12)及外套(13)，其中外套(13)与主臂(9)的另一端相铰接，内套(11)由外套(13)的底部插入，所述升降油缸(10)的顶端与外套(13)铰接，底端与内套(11)铰接；在内套(11)上设有检测垂直位移的升降位移传感器(12)。
6.按权利要求1所述的铁钻工伸缩臂，其特征在于所述伸缩油缸(7)上安装有检测伸缩臂伸缩的伸缩位移传感器(8)。
专利摘要本实用新型涉及钻井和修井中的自动化装置，具体地说是一种可实现全自动操作或由人遥控的铁钻工伸缩臂，一种铁钻工伸缩臂,包括底座、回转装置、内臂、外臂、伸缩油缸、主臂及升降装置，其中回转装置安装在底座上，内臂及外臂的一端分别与回转装置铰接、随回转装置转动，内臂及外臂的另一端分别与主臂的一端铰接，主臂的另一端安装有升降装置；所述伸缩油缸的一端铰接于内臂上，另一端与主臂铰接。本实用新型降低了操作人员的劳动强度，提高了操作人员的安全性，同时也提高了钻、修井的自动化程度。
文档编号B25J9/08GK202023517SQ20112011880
公开日2011年11月2日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者宋克威, 杜洪亮, 牟忠良 申请人:沈阳新松机器人自动化股份有限公司