一种角度可调节式大型机械手装置的制作方法

本发明属于机械手装置，更具体涉及一种角度可调节式大型机械手装置。

背景技术：

水平定向钻机是应用非开挖技术，通过使用多根钻杆钻出导向孔，并经过一级一级地扩孔、拖管完成地下或水下铺设管道。目前，大型水平定向钻机大都是通过随车直臂吊车吊装的，至少需要三个人同时工作，且上、下钻杆的效率及其低下，由于上卸钻杆时间长，造成主机工作停顿，使得整个工期加长，成本居高不下；另外，在吊装钻杆时因一人扶着钻杆站在钻机大梁高处，存在严重的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种工作效率较高且安全性能较好的角度可调节式大型机械手装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种角度可调节式大型机械手装置，包括机架、用于放置钻杆的钻杆架和用于抓取钻杆的机械手，所述钻杆架的一端通过与所述机架的端部转动连接，所述机架上设有用于带动钻杆架绕机架端部转动的油缸，所述油缸的活塞自由端与所述钻杆架连接，所述机架与所述钻杆架连接的一端设有机械手。通过本发明实现上钻杆和下钻杆工作，在上下钻杆时，主机可继续工作，缩短工期，降低成本；并且，本发明自动上下钻杆，无需人工，安全性能较高。

在一些实施方式中，所述机械手包括固定臂和转动臂，所述固定臂与所述机架连接，所述转动臂与所述固定臂转动连接。由此机械手可以调整角度。

在一些实施方式中，转动臂的抓手设有用于夹紧钻杆的夹钳。使机械手抓紧钻杆，防止机械手在旋转调整角度时钻杆滑落。

在一些实施方式中，所述机架包括相连接的方框体和支撑腿，所述方框体和所述支撑腿垂直设置。支撑腿具有一定的高度，便于后期安装机械手的固定臂。

在一些实施方式中，所述方框体的端部设有固定座，所述钻杆架的端部设有转动板，所述转动板的自由端与所述固定座通过螺栓转动连接。由此实现钻杆架相对于机架的转动连接。

在一些实施方式中，所述方框体中部横设有第一横梁构成日字型，所述油缸安装在所述第一横梁上。由此使得油缸可带动钻杆架可绕机架的端部转动。

在一些实施方式中，所述方框体与钻杆架连接的一端还设有两根安装支撑腿，所述固定臂的端部固定连接在两根所述安装支撑腿上。由此使转动臂处于适合的高度位置抓取钻杆。

在一些实施方式中，所述钻杆架的两端设有用于阻挡钻杆的挡杆。当钻杆架倾斜时，档杆防止钻杆滑落。

附图说明

图1是本发明一实施方式的一种角度可调节式大型机械手装置的下行的示意图；

图2是本发明一实施方式的一种角度可调节式大型机械手臂装置抓取钻杆示意图；

图3是本发明一实施方式的一种角度可调节式大型机械手臂装置抓取钻杆并上行的示意图；

图4是本发明一实施方式的一种角度可调节式大型机械手臂装置上行并调整角度翻转示意图；

图5是本发明一实施方式的一种角度可调节式大型机械手臂装置下钻杆的示意图。

具体实施方式

图1-5示意性地显示了本发明一种实施方式的角度可调节式大型机械手臂装置。如图1-5所示，角度可调节式大型机械手装置包括机架1、用于放置钻杆的钻杆架2和用于抓取钻杆的机械手3。

机架1为带有支撑腿11的方框体12，方框体12与支撑腿11垂直设置。支撑腿11具有一定的高度，便于后期安装机械手3的固定臂31。机架1除了起到限定钻杆架2和机械手3的位置作用外，还用于支撑钻杆架2和机械手3，需要一定的牢度。为了增加机架1的牢度，支撑腿11之间设有固定横梁111，固定横梁111与支撑腿11垂直设置。钻杆架2位于机架1的上方。钻杆架2的一端与机架1的一端转动连接。具体的，机架1朝向钻杆架2一面的端部设有固定座13，钻杆架2朝向机架1一面的端部设有转动板21。转动板21的自由端与固定座13通过螺栓22转动连接，从而实现钻杆架2相对于机架1的转动连接。。机架1上设有油缸4。油缸4的活塞自由端与钻杆架2连接。具体的，油缸4安装在机架1的中部位置。具体地，方框体12的中部设有第一横梁(图中未标出)，方框体12与第一横梁构成日字型，油缸4安装在第一横梁上，使得油缸4可带动钻杆架2可绕机架1的端部转动。油缸4的活塞与钻杆架2的中部位置连接。使油缸4能够带动钻杆架2沿着机架1的端部进行转动。机架1与钻杆机连接的一端设有机械手3。机械手3包括固定臂31和转动臂32。固定臂31与转动臂32转动连接，在没有阻挡的情况下，转动臂32可绕固定臂31作任意角度的转动，便于机械手3调整角度。固定臂31和转动臂32的转动连接属于本领域人员所熟知的技术，在此不在累述。固定臂31与机架1连接，机架1在安装机械手3的一端还另外设有两条安装支撑腿14，安装支撑腿14与支撑腿11平行设置。机械手3的固定臂31固定安装在这另外设置的两条安装支撑腿14上。具体地，两条安装支撑腿14之间设有第二横梁141，固定臂31的一端固定套设在第二横梁141上，固定臂31的稳固不动，便于转动臂32转动调整钻杆5的角度，并且使转动臂32处于适合的高度位置抓取钻杆5。转动臂32的自由端设有抓手321，便于将钻杆5抓起，另外，机架1的方框体11方便抓手321伸入到钻杆5的下方将其抓取，简化操作，提高工作效率。在机械手3抓取钻杆5调整角度时，为了防止钻杆5的滑落，转动臂32的抓手321设有用于夹紧钻杆的夹钳322，当抓手321抓取钻杆5时，将钻杆5夹紧。

在进行上钻杆操作时，钻杆架在油缸的作用下朝向机械手转动，钻杆架上的钻杆由于重力的作用靠近机械手，便于机械手的抓取。在进行下钻杆操作时，钻杆架在油缸的作用下背离机械手转动，便于机械手将抓取的钻杆放置在机架上。

如图1-4所示，本发明在进行上钻杆操作时，油缸4的活塞伸出作用于钻杆架2，使钻杆架2围绕机架1与钻杆架2相连接的端部转动至钻杆架2朝向机械手3倾斜，钻杆架2上的钻杆5由于重力的作用靠近机械手，并且当一根钻杆5被抓起后，下一根钻杆5由于重力作用再次靠近机械手3，使得抓取动作简便。机械手4将钻杆5抓起后，通过调整转动臂32将钻杆5调整至与大梁6平行，然后再将钻杆5放置到动力头中心7上，从而完成上钻杆操作。

如图5所示，本发明在进行下钻杆操作时，油缸4的活塞缩回作用于钻杆架2，使钻杆架2围绕机架1与钻杆架2相连接的端部转动至背向机械手3倾斜，再由机械手3将钻杆5抓回并放置在钻杆架上。钻杆5由于重力的作用，在钻杆架2上集中于背离抓手3的一端，为后来被放置的钻杆5提供空间，简化操作。

由于钻杆架2的倾斜，为了防止钻杆架2上的钻杆5滑落，在钻杆架2的两端设有档杆23，用于阻挡钻杆5。在该实施例中，钻杆架2为方框体状，在方框体状的钻杆架的四个角上各设有一个档杆23。

通过本发明实现上钻杆和下钻杆工作，在上下钻杆时，主机可继续工作，缩短工期，降低成本；并且，本发明自动上下钻杆，无需人为扶杆，安全性能较高。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。