专利名称：钻杆和探杆自动存取机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻探工程中的钻杆和探杆自动存取机械手，是钻探设备中的重要组成部分，属于钻探机械领域。
背景技术：
目前，国内大多数钻机都没有配备能自动存取钻杆和探杆的装置，钻杆和探杆的存取很大程度依赖于人力，工人劳动强度大，费时费力，效率低，还存在很多安全生产的隐患。尤其在一些特殊的工作环境下，如矿井矿山、山体斜坡或海洋勘查等恶劣环境下的钻进则更需要解决钻探设备的钻杆和探杆的自动化存取，以解决靠人力存取杆的问题，更为实现钻探的自动化及远程控制提供可靠的技术。
发明内容本实用新型的目的在于解决人工存取钻杆和探杆的问题而提供的一种结构简单， 控制方便的钻杆和探杆自动存取机械手，以实现钻杆和探杆的自动化存取，为提高钻探效率、为实现钻探的自动化及远程控制提供可靠的技术。为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案是提供一种钻杆和探杆自动存取机械手，包括手爪机构、手臂机构、回转机构三部分，所述的手爪机构由液压缸B、手爪外壳、滑块、连杆、手指和销钉组成，所述的液压缸B两端分别固定在手爪外壳和滑块上，连杆两端分别通过销钉与滑块和手指铰接；所述的手臂机构由液压缸D、支架、导轨架、导轨组成，所述的液压缸D两端分别固定在导轨架和支架上，导轨架与固定板铰接，导轨一端固定在支架上；所述的回转机构由液压缸A、液压缸C、固定板和摇杆组成，所述的液压缸A两端分别与摇杆和固定板铰接，液压缸C两端分别与导轨架和摇杆铰接；所述的手爪机构有两个，分别固定在手臂机构的支架的两端，手臂机构通过导轨架与回转机构的固定板铰接； 通过手爪机构夹紧和松开杆件，手臂机构带动手爪前后伸缩，回转机构带动手臂机构和手爪机构回转。本实用新型所述的两个手爪机构分别固定在手臂机构的支架两端，两个手爪机构上下垂直布置且同步运动。上下垂直布置且同步运动的两个手爪机构保证夹持杆件的可靠性及夹持运送过程中始终处于垂直状态。本实用新型所述的回转机构中液压缸A的伸缩带动手爪机构回转60°，液压缸C 的伸缩也带动机械手爪机构回转60°，手爪机构经过两次回转60°准确地到达存取工作位置。本实用新型钻杆和探杆自动存取机械手具有如下优点1.本实用新型的两个手爪机构分别固定在支架的两端，相距一定距离，两个手爪机构上下垂直布置且同步运行，保证了钻杆和探杆夹持的可靠性及运送过程中处于垂直状态。2.本实用新型的机械手的手指采用滑块与连杆结合的设计，手指的夹紧和张开为平移式，使其对不同直径的钻杆或探杆都能准确的定心。3.本实用新型在回转机构中采用了两个液压缸和摇杆来控制机械手的回转，回转的角度大，控制方便。4.本实用新型钻杆和探杆自动存取机械手结构简单，使用本存取机械手可以实现无人化操作，解决人力存取钻杆和探杆的问题，提高了工作效率，增强了生产的安全性。
图1是本实用新型钻杆和探杆自动存取机械手的结构示意图。图2是本实用新型的手爪机构结构示意图。图3是本实用新型钻杆和探杆自动存取机械手的各机构结构示意图。图4是本实用新型的机械手处于初始位置的示意图。图5是本实用新型的机械手向左回转60°的示意图。图6是本实用新型的机械手向右回转60°的示意图。上述图中1-手爪机构、2-手臂机构、3-回转机构、4-液压缸A、5_固定板、6-液压缸D、7-液压缸B、8-手爪壳、9-滑块、10-连杆、11-手指、12-销钉、13-支架、14-导轨架、 15-导轨、16-液压缸C、17-摇杆。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示，本实用新型一种钻杆和探杆自动存取机械手的结构，主要由手爪机构1、手臂机构2、回转机构3三部分，各部分相互配合，完成钻/探杆的自动存取。如图2所示，所述的手爪机构1其结构由液压缸B7、手爪外壳8、滑块9、连杆10、 手指11，销钉12组成，液压缸B7两端分别固定在手爪外壳8和滑块9上，连杆10两端分别通过销钉与滑块9和手指11铰接。如图3所示，所述的手臂机构2由液压缸D6、支架13、导轨架14、导轨15组成，所述的液压缸D6两端分别固定在导轨架14和支架13上，导轨架与固定板5铰接，导轨15 — 端固定在支架13上；所述的回转机构由液压缸A 4、液压缸C16、固定板5和摇杆17组成， 所述的液压缸A 4两端分别与摇杆17和固定板5铰接，液压缸C16两端分别与导轨架14 和摇杆17铰接；所述的手爪机构有两个，分别固定在手臂机构的支架13的上下两端，手臂机构通过导轨架14与回转机构的固定板5铰接；通过上、下两个同步运行的手爪机构中的手指11准确可靠地夹紧钻杆或探杆，手臂机构带动手爪机构前后伸缩，回转机构带动手臂机构和手爪机构回转，将钻杆或探杆自动存放到指定的位置或从指定的位置取出。如图4、5、6所示，在各液压缸作用下机械手的三个位置机械手初始位置、机械手向左回转60°、机械手向右回转60°。本实用新型钻杆和探杆自动存取机械手的工作过程将钻杆或探杆取出过程固定板5与水平面呈固定角度，液压缸A 4、液压缸C16 缩回，摇杆17位置发生变化，手爪机构和手臂机构向左回转60°，使手爪机构到达左钻具库位置，液压缸D6伸长，在导轨15的作用下，手爪机构1伸到钻杆或探杆位置，液压缸B7 伸长，带动滑块9、连杆10运动，使手指11闭合，准确可靠地夹紧钻杆或探杆。然后液压缸D6缩回，将钻杆或探杆从钻具库的卡槽中拉出；液压缸A 4、液压缸C16伸出，手爪机构1和手臂机构2向右回转60°，回到机械手的初始位置。液压缸D6伸出，将手爪机构1送至动力头下面，在动力头配合下完成钻杆或探杆的旋扣，液压缸B7缩回，手爪机构松开钻杆或探杆，液压缸D6缩回，机械手回到初始位置，等待下一次的工作。取右钻具库中的钻具的过程与上面相似。钻杆或探杆存放过程液压缸D6伸长，在导轨15的作用下，手爪机构1到达动力头位置处，液压缸B7伸长，使手指11闭合夹紧钻具，液压缸D6缩回，手爪机构回到初始位置，液压缸A 4、液压缸C16缩回，手爪机构1和手臂机构2向左回转60°，到达左钻具库位置，液压缸D6伸长，使手指夹紧钻具送到达空的卡槽位置，液压缸B7缩回，使手指11松开钻具，液压缸D6缩回，液压缸A 4、液压缸C16伸出，手爪机构1和手臂机构2向右回转 60°，机械手回到初始位置，等待下一次的工作。将钻具存放到右钻具库中的过程与上面相似。本实用新型的自动存取杆机械手是通过手爪机构、手臂机构、回转机构的各液压缸互相配合进行伸缩运动，实现对钻杆或探杆的抓取或存放。本实用新型的钻杆和探杆自动存取机械手结构简单，使用本机械手可实现无人化存取钻探杆的操作，提高了工作效率，增强了生产的安全性，尤其在一些特殊的环境，如矿井、山体斜坡或海底勘查等恶劣环境下能实现了钻探设备存取的自动化及远程控制。
权利要求1.一种钻杆和探杆自动存取机械手，包括手爪机构、手臂机构、回转机构三部分，其特征在于所述的手爪机构由液压缸B、手爪外壳、滑块、连杆、手指和销钉组成，所述的液压缸B两端分别固定在手爪外壳和滑块上，连杆两端分别通过销钉与滑块和手指铰接；所述的手臂机构由液压缸D、支架、导轨架、导轨组成，所述的液压缸D两端分别固定在导轨架和支架上，导轨架与固定板铰接，导轨一端固定在支架上；所述的回转机构由液压缸A、液压缸C、固定板和摇杆组成，所述的液压缸A两端分别与摇杆和固定板铰接，液压缸C两端分别与导轨架和摇杆铰接；所述的手爪机构有两个，分别固定在手臂机构的支架的两端，手臂机构通过导轨架与回转机构的固定板铰接；通过手爪机构夹紧和松开杆件，手臂机构带动手爪前后伸缩，回转机构带动手臂机构和手爪机构回转。
2.根据权利要求1所述的钻杆和探杆自动存取机械手，其特征在于所述的两个手爪机构分别固定在手臂机构的支架两端，两个手爪机构上下垂直布置且同步运动。
3.根据权利要求1所述的钻杆和探杆自动存取机械手，其特征在于所述的回转机构中液压缸A的伸缩带动手爪机构回转60°，液压缸C的伸缩也带动机械手爪机构回转 60°，手爪机构经过两次回转60°准确地到达存取工作位置。
专利摘要本实用新型涉及一种钻杆和探杆自动存取机械手,包括手爪机构、手臂机构和回转机构。通过上下设置的两个手爪机构能准确可靠地抓取钻杆或探杆，手臂机构用于带动手爪机构前后伸缩，回转机构带动手爪机构和手臂机构左右回转。本机械手采用全液压驱动，在手爪机构、手臂机构和回转机构的相互配合下，由同步运行的两手爪机构实现对不同直径钻杆或探杆的抓取夹持，手臂机构和回转机构准确地将钻杆或探杆送到预定存取的工作位置，完成钻杆和探杆的无人化存取。本机械手结构简单，采用液压驱动，控制方便，可适应各种不同的工作环境。
文档编号B25J9/08GK202155880SQ20112025272
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者张伟, 张琦, 朱文林, 李举, 李卫, 李波, 许文艺, 郭文龙 申请人:中国地质大学(武汉)