专利名称：一种夹持机械装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种夹持机械装置，尤其是一种立根排放机械手的夹持机械装置。
背景技术：
石油是当今社会的重要能源，许多国家都把石油列为战略物资。因此，石油的开采成为多国关注的焦点。钻杆排放自动化，场地排管运管系统都是钻机自动化的关键技术之一。立根排放机械手是钻杆排放自动化机构、场地排管运管系统的一个重要组成部件，其主要作用是1)将接好的立根(三个单根接成的管柱称为立根)移动到指梁架上的指定位置；2)下钻时，把指梁架上指定位置的立根送到井眼中心线处；3)起钻时，将立根从井眼中心线处送到指梁架上的指定位置。立根排放机械手的工况使得立根排放机械手的夹持机械装置与其他自动化机具的夹持机械装置有着很大的不同，其不同点主要体现在夹持力大，夹持尺寸范围大，夹持不同尺寸的指定管柱时，不得与其相邻的管柱发生干涉三个方面。目前，国内尚无有关的产品，虽然国外已出现成套机具产品，但是存在只能夹持较小尺寸范围的管柱，及夹持力不够，强度不够的不足。
实用新型内容(一)要解决的技术问题本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种夹持机械装置，它在证足够夹持力的前提下，无需更换夹持块，就能对较大外径范围内的不管柱进行夹持，而且其工作时不与相邻管柱发生干涉。( 二 )技术方案一种夹持机械装置，包括壳体及壳体内所装的液压缸，在所述壳体的前部左右对称布置有夹持块，夹持块的前半部内侧面是内凹面，其特征在于所述液压缸居中布置在所述壳体后部，所述液压缸活塞杆前端与连接板铰接，所述连接板的左、右部分别与所述夹持块后端铰接，在两所述夹持块的中部设有导向销与壳体的上、下盖板上的导向槽配对。所述导向槽，开在所述盖板的前部左右对称，呈“八”字形布置且大端靠近所在盖板的前端，所述导向销插入两所述盖板的所述导向槽中；两所述盖板的前部居中开有内凹缺口，所述夹持块仅其前部能从所述缺口两侧的前伸部端头伸出，在两所述盖板的前端中部夹装固定有固定块，该固定块的前端面冒出所述缺口的底部，两所述夹持块内凹面的前部表面法线向所述固定块方向倾斜。为使夹持块的夹持部位耐磨、防滑，在所述夹持块的所述内凹面前部嵌有突出的第一牙板和第二牙板，所述第一牙板的外侧面有防滑沟槽且该外侧面的法线向所述固定块方向倾斜；当所述导向销位于所述导向槽前端，两所述夹持块处于全开位置时，两所述第一牙板的中心线连线与所述固定块前端面的距离为360 400mm，所述夹持块的所述内凹面是半径290 320mm的圆弧面，所述第二牙板的外侧面有防滑沟槽且该外侧面冒出所述固定块的前端面。为增加连接强度与灵活度，所述连接板为两块并将所述液压缸活塞杆夹装后铰接，在两所述夹持块的后端部分别开有两槽，两所述连接板前部两侧伸入所述槽中由销铰接，在两所述连接板之间还装有两滑轮，所述两滑轮的轮面分别从所述连接板的两侧冒出并抵在两所述腹板的内壁上。所述导向销是紧套在销轴上的滚动轴承，所述壳体为箱体机构，包上、下盖板和左、右腹板并由底板将该壳体后端封闭，两所述腹板短于所述盖板；在所述底板的外表面上固定有带铰接孔的耳板，所述液压缸后端的带孔连接板从所述底板中伸出，所述连接板上的孔与所述耳板上的铰接孔相对。本实用新型将现有技术的圆弧面夹持改为三点夹持，现有技术的夹持块圆弧面从管柱左右两侧进行环抱夹持，弧面所能适应的管径范围窄，同一个夹持机械装置不能夹持较大外径范围内的不同管柱；而本实用新型增加一固定块，通过两夹持块前端和固定块在圆周上形成三点夹持，通过两夹持块向前并外扩或向后并内收实现两个前夹持点的移动， 从而使本实用新型可以适用于88、9mm 247. 7mm较大尺寸范围内的不同外径管柱；一个液压缸通过连接板同时与两夹持块尾端铰接，不但结构简单，而且两夹持块在连接板的推拉下只向前或向后运动，而夹持块向前并外扩、向后并内收的轨迹通过夹持块中部的导向销由导向槽限定，在夹持块中部限定其运动轨迹，夹持块前部不会摆幅过大，不会与相邻管柱干涉；导向槽的轨迹为几段圆弧曲线拟合而成，它可使插入其中的导向销沿预定的轨迹运动，从而带动夹持块及固定在夹持块内凹面上的牙板沿特定的轨迹运动，实现对不同直径的管柱的夹持动作，同时，特定的轨迹可避免夹持块及其上的牙板在对管柱实施夹持动作时，与其左右或者后面的管柱发生干涉；两夹持块仅其前部能从盖板前部缺口两侧的前伸部端头伸出，夹持块的悬臂短，所受弯矩较小，改善了夹持块的受力状态，强度得到提高；液压缸水平布置，其前推和回拉力直接作用到夹持块上，功率损失小。为改善单边导向销的受力状态，使夹持块受力均衡、运动灵活，作为对上述技术方案的进一步改进，在两所述盖板上相对称地设有所述导向槽，所述在两所述夹持块的上、下表面伸出有同轴线的所述导向销，所述导向销插入两所述盖板的所述导向槽中。(三)有益效果1、由于主要由壳体、一个水平布置液压缸、连接板、两夹持块和固块组成，其组成件少、结构简单，机械效率高；2、两夹持块的悬臂短，所受弯矩较小，改善了夹持块的受力状态，强度得到提高， 有利于增大夹持力；3、通过两夹持块法线朝后的前端内侧面和固定块构成三点夹持，就能对较大外径范围内的不同管柱进行夹持，使本实用新型可以适用于外径3. 5 9. 75英寸(88. 9mm 247. 7mm)的各种管柱，在机械手的工作过程中不用更换夹持机械装置，提高了工作效率，降低了工人的劳动强度；4、由于夹持块的外张幅度由其中部的导向销轨迹限定，夹持块前部的摆幅不大； 又因是圆周三点夹持，夹持块仅前端起夹持作用，其内凹弧面的中后部就可由较大曲率半径的弧面组成，使夹持块的前部呈宽度尺寸较小的指状，这样的夹持机械装置在工作时就不会与相邻管柱干涉。
图1为本实用新型的外形示意图。图2为本实用新型拆去上端盖板、右侧的腹板和夹持块后的结构示意图。图3为本实用新型拆去上端盖板后的俯视图。图4为本实用新型中的夹持块完全打开时的状态示意图。图5是本实用新型夹持9. 75英寸管柱时的实施示意图。图6是本实用新型夹持8英寸管柱时的实施示意图。图7是本实用新型夹持5. 5英寸管柱时的实施示意图。图8是本实用新型夹持3. 5英寸管柱时的实施示意图。
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至图3所示，一种夹持机械装置，主要由壳体1、液压缸2夹持块3、连接板 4、固定块5、第一牙板6、第二牙板7、滑轮8和销组成。其中，壳体1由上、下端的两盖板11、 左、右侧的两腹板12和底板13焊接而成，两盖板11和两腹板12分别对称布置，两腹板12 短于两盖板11，使两盖板11的前部两侧形成开口，底板13将壳体1的后端封闭，底板13的外表面上固定有带铰接孔的两个耳板14。壳体1内装有一个液压缸2，液压缸2的缸筒居中布置在壳体1后部，液压缸2缸筒后端的带孔连接板2a从底板13中伸出，该连接板2a 位于两耳板14之间，连接板2a上的孔与耳板14上的铰接孔相对。如图1至图3所示，在壳体1的前部左右对称布置有夹持块3，该夹持块3的前半部内侧面是内凹面3a，内凹面3a是半径290 320mm的圆弧面，两夹持块3由液压缸1的活塞杆推动。具体地，在液压缸2活塞杆的前端铰接有两块连接板4，两块连接板4将液压缸2活塞杆夹装后铰接，在两夹持块3的后端部分别开有两槽，两连接板4的前部两侧伸入所述槽中由销8铰接，从而使两连接板4同时与两夹持块3的后端铰接。在两个盖板11的前部分别左右对称开有渐开线形的导向槽11a，两导向槽Ila呈”八”字形布置且大端靠近所在盖板的前端，两个盖板11上的导向槽Ila的位置和形状相同，即两盖板11上相对称地设有导向槽11a。在两夹持块3的上、下表面伸出有同轴线的导向销3b，导向销3b插入两盖板11的导向槽Ila中，夹持块3由液压缸2推动时导向销3b可在槽中滚动，由导向槽Ila 限定夹持块3向前并外扩、向后并内收的运动轨迹。两盖板11的前部居中开有内凹的圆弧形缺口 11b，夹持块3仅其前部能从缺口 lib两侧的前伸部端头伸出，因而两夹持块3的悬臂短，所受弯矩较小，改善了夹持块3的受力状态，强度得到提高，有利于增大夹持力。在两盖板11的前端中部通过螺钉夹装固定有固定块5，该固定块5的前端嵌有突出的第二牙板7，第二牙板7通过螺钉与固定块5固定， 该第二板7的外侧面有防滑沟槽且该外侧面冒出缺口 1 Ib的底部，这样，第二板7才能与管柱外表面相接触。两个夹持块3内凹面3a的前部表面法线向固定块5方向倾斜，在该前部表面上还嵌有突出的第一牙板6，第一牙板6通过螺钉与固定块夹持块3固定。第一牙板6 的外侧面有防滑沟槽并冒出内凹面3a，第一牙板6外侧面的法线也向固定块5的方向倾斜，这样，两个第一牙板6和一个第一牙板7就形成三个夹持部，两夹持块3收拢时，对于不同管径的管柱在其圆周上都能形成三点夹持。导向槽Ila的轨迹为几段圆弧曲线拟合而成，它可使插入其中的导向销3b沿预定的轨迹运动，从而带动夹持块3及固定在夹持块3内凹面上的第一牙板6沿特定的轨迹运动，实现对不同直径的管柱的夹持动作，同时，特定的轨迹可避免夹持块3及其上的第一牙板6在对管柱实施夹持动作时，与其左右或者后面的管柱发生干涉。如图4所示，当导向销3b位于导向槽Ila前端，两夹持块3处于全开位置时，两牙板6的中心线连线与固定块5前端面的距离约380mm，使得本实用新型的三个牙板能夹持大直径的管柱10。如图2所示，为更好地导向并支撑、减摩，在两连接板4之间还装有两滑轮 9，滑轮9位于连接板4后部的两侧，两滑轮9的轮面分别从连接板4的两侧面冒出并抵在两腹板12的内壁上，这样就使夹持块3能够更轻便灵活地运动。本实用新型可用于夹持3. 5 9. 75英寸(88. 9mm 247. 7mm)较大尺寸范围内的不同外径管柱，图5至图8中管柱10的直径分别为9. 75英寸、8英寸、5. 5英寸、3. 5英寸。 图5至图8示出了各组件在不同工作状态下的位置，两夹持块3收拢时，导向销3b沿着导向槽Ila运动，对于不同管径的管柱10在其圆周上都能通过两个第一牙板6和第二牙板7 形成三点夹持，机械手在工作过程中不用更换夹持机械装置，提高了工作效率，降低了工人的劳动强度。本实用新型的工作过程如下本实施例提供的夹持机械装置安装在立根排放机械手上，工作时，根机械手带动夹持机械装置向前运动，直到固定块5上的第二牙板7接触到管柱外表面，机械手停止运动，同时，液压缸2动作，活塞杆回拉并带动连接块4后退，在滑轮8的支撑导向作用下，连接块4带动两夹持块3同步运动，由于导向销3b插入盖板的导向槽Ila内，使导向销3b只能沿着导向槽Ila运动，在连接块4、导向销3b以及导向槽Ila的作用下，左右对称布置的夹持块3向液压缸2回拉的方向运动，同时绕铰接销8向内旋转，直到夹持块3上的第一牙板6压紧管柱的外表面，至此，三个牙板压紧在管柱上，夹紧动作完成。反之，松开管柱时， 液压缸2动作，带动活塞杆外推并使连接块4运动，连接块4带动两夹持块3同步运动，两夹持块3向液压缸外推的方向运动，同时绕铰接销8向外旋转，直到液压缸2的活塞杆完全推出，两夹持块3上的第一牙板6离开管柱表面，让出管柱通道，松开动作完成。
权利要求1.一种夹持机械装置，其特征在于包括壳体(1)及壳体(1)内所装的液压缸(2)，在所述壳体(1)的前部左右对称布置有夹持块(3)，所述夹持块(3)的前半部内侧面是内凹面 (3a)，所述液压缸(2)居中布置在所述壳体(1)后部，所述液压缸(2)活塞杆前端与连接板 (4)铰接，所述壳体(1)为箱体机构，包括上、下盖板(11)和左、右腹板(12)并由底板(13) 将该壳体(1)后端封闭，所述连接板(4)的左、右部分别与所述夹持块(3)后端铰接，在两所述夹持块(3)的中部设有导向销(3b)与所述壳体(1)的所述上、下盖板(11)上的导向槽(Ila)配对。
2.根据权利要求1所述的一种夹持机械装置，其特征在于所述导向槽(Ila)，左右对称开在所述盖板(11)的前部，呈“八”字形布置且大端靠近所述盖板的前端，所述导向销 (3b)插入两所述盖板(11)的所述导向槽(Ila)中；两所述盖板(11)的前部居中开有内凹缺口(11b)，所述夹持块(3)仅其前部能从所述缺口(lib)两侧的前伸部端头伸出，在两所述盖板(11)的前端中部夹装固定有固定块(5)，所述固定块(5)的前端面冒出所述缺口 (lib)的底部，两所述夹持块(3)内凹面(3a)的前部表面法线向所述固定块(5)方向倾斜。
3.根据权利要求2所述的一种夹持机械装置，其特征在于在所述夹持块(3)的所述内凹面(3a)前部嵌有突出的第一牙板(6)和第二牙板(7)，所述第一牙板(6)的外侧面有防滑沟槽且该外侧面的法线向所述固定块(5)方向倾斜；当所述导向销(3b)位于所述导向槽(Ila)前端，两所述夹持块(3)处于全开位置时，两所述第一牙板(6)的中心线连线与所述固定块(5)前端面的距离为360 400mm，所述夹持块(3)的所述内凹面(3a)是半径 290 320mm的圆弧面，所述第二牙板(7)的外侧面有防滑沟槽且该外侧面(6)冒出所述固定块(5)的前端面。
4.根据权利要求1所述的一种夹持机械装置，其特征在于所述连板(4)为两块并将所述液压缸(2)活塞杆夹装后铰接，在两所述夹持块(3)的后端部分别开有两槽，两所述连接板(4)前部两侧伸入所述槽中由销(8)铰接，在两所述连接板(4)之间还装有两滑轮 (8)，两所述滑轮(8)的轮面分别从所述连接板(4)的两侧冒出并抵在两所述腹板(12)的内壁上。
专利摘要本实用新型公开了一种夹持机械装置，包括壳体及壳体内所装的液压缸，在壳体的前部左右对称布置有夹持块，该夹持块的前半部内侧面是内凹面，其特征在于所述液压缸为一个且缸筒居中布置在所述壳体后部，所述液压缸活塞杆前端铰接有连接板，该连接板的左、右部分别与所述夹持块后端铰接；所述壳体至少一个盖板的前部左右对称开有导向槽，在两夹持块的中部设有导向销并插入所述导向槽中；在两盖板的前端中部夹装固定有固定块，两夹持块内凹面的前部表面法线向固定块方向倾斜。本实用新型结构简单、强度高，夹持力大；不用更换夹持机械装置，就可适用外径88.9mm～247.7mm范围内的不同管柱，而且工作时夹持机械装置不会与相邻管柱相干涉。
文档编号E21B19/15GK202249842SQ20112041430
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者张卫珠 申请人:宁波力匠机械制造有限公司