一种自动化扶管机械臂的制作方法

本实用新型涉及一种自动化扶管机械臂，属于机械自动化技术领域。

背景技术：

目前，我国石油钻井钻台面扶管作业主要是通过人工扶管，自动化程度较低，需要多名操作人员辅助进行上钻杆、钻杆进洞、排立柱、下立柱等工作，浪费人力，工作效率较低。

并且，石油钻井过程会有落石，人工辅助作业时，会有被砸伤的风险；钻杆比较长，钻杆的摆动幅度较大，若钻杆倾倒，也会对人造成伤害，安全隐患较大。

因此，为提高扶管工作效率，降低扶管作业风险，急需找到一种可实现自动化的扶管机械臂。

现有技术中，也存在某些利用自动化扶管机械臂进行扶管作业的情况，但这些扶管机械臂大都移动形式单一，仅能完成小幅度的上下移动，无法根据需要而灵活移动，从而导致扶管效率较低；且这些机械臂的抓取也不够灵活、稳固，容易造成钻杆倾倒，从而导致人员受伤。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种自动化扶管机械臂，其包含臂部、和手爪部，可实现石油钻井台面钻杆、钻铤和套管的排放、取出、立根等的自动化操作，也可适应坡道与猫道进行管柱上下钻台面扶管操作。本实用新型提供的这种自动化扶管机械臂能够代替钻台面人工扶管作业，具有降低扶管作业劳动强度，提高扶管作业效率以及安全性的优势。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供了一种自动化扶管机械臂，所述自动化扶管机械臂包含臂部和手爪部；

所述臂部包含连接头、大臂、小臂、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一三角架、第二三角架、第一伺服油缸、第二伺服油缸、回转架以及旋转马达；所述第一三角架与第二三角架均含有顶点、第一端点和第二端点；所述顶点通过第一连接轴同时连接有大臂和小臂；所述大臂与小臂不与第一连接轴的另一端分别通过第二连接轴与第三连接轴连接于回转架与连接头；所述第一三角架与第二三角架的第一端点分别连接有第一连杆和第二连杆；所述第一三角架与第二三角架的第二端点分别连接有第三连杆和第四连杆；所述第一连杆和第二连杆不与第一三角架和第二三角架相连的另一端分别连接于回转架；所述第三连杆和第四连杆不与第一三角架和第二三角架相连的另一端分别连接于连接头；所述第一连杆和第二连杆位于大臂上方；所述第三连杆和第四连杆位于小臂上方；所述第一伺服油缸的两端分别通过第四连接轴和第五连接轴连接大臂与回转架；所述第二伺服油缸的两端分别通过第六连接轴和第七连接轴连接小臂与大臂；所述回转架的一侧安装有旋转马达；所述回转架的内部安装有回转驱动装置以及减速装置。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一三角架与第二三角架完全相同且相互平行。

在本实用新型的一种实施方式中，所述减速装置位于回转驱动装置内部。

在本实用新型的一种实施方式中，所述减速装置内部设置有回转接头。

在本实用新型的一种实施方式中，所述减速装置上方设置有回转接头盖。

在本实用新型的一种实施方式中，所述回转接头盖上方安装有中空盖。

在本实用新型的一种实施方式中，所述机械臂通过法兰盘与底座部相连接。

在本实用新型的一种实施方式中，所述手爪部包含油缸、直通接头、连接板、行程导向块、连接块、第一连杆、第二连杆、第一手爪臂以及第二手爪臂；所述连接板的内部设置有行程导向块；所述连接板的一端连接有油缸；所述油缸上设置有直通接头；所述连接板不与油缸相连的另一端通过连接块连接有第一连杆、第二连杆；所述第一连杆通过第一连接轴连接有第一手爪臂；所述第二连杆通过第二连接轴连接有第二手爪臂。

在本实用新型的一种实施方式中，所述第一手爪臂和第二手爪臂的内部均设置有压板。

在本实用新型的一种实施方式中，所述压板通过聚胺脂垫套安装于第一手爪臂和第二手爪臂的内部。

在本实用新型的一种实施方式中，所述手爪部安装于臂部靠近小臂的一端。

有益效果：

(1)本实用新型的扶管机械臂可实现石油钻井台面钻杆、钻铤和套管的排放、取出、立根等的自动化操作；

(2)本实用新型的扶管机械臂可适应坡道与猫道进行管柱上下钻台面扶管操作；

(3)本实用新型的扶管机械臂能够代替钻台面人工扶管作业，具有降低扶管作业劳动强度，提高扶管作业效率以及安全性的优势。

附图说明

图1为本实用新型扶管机械臂的整体示意图；

图2为本实用新型臂部的整体示意图；

图3为本实用新型臂部的的零部件示意图；

图4为本实用新型手爪部的整体示意图；

图5为本实用新型手爪部的零部件示意图；

其中，臂部600、连接头601、大臂602、小臂603、第一连杆604、第二连杆605、第三连杆606、第四连杆607、第一三角架608、第二三角架609、第一伺服油缸610、第二伺服油缸611、回转架612、旋转马达613、顶点614、第一端点615、第二端点616、第一连接轴617、第二连接轴618、第三连接轴619、第四连接轴620、第五连接轴621、第六连接轴622、第七连接轴623、回转驱动装置624、减速装置625、回转接头626、回转接头盖627、中空盖628、手爪部700、手爪油缸701、直通接头702、连接板703、行程导向块704、连接块705、第一连杆706、第二连杆707、第一手爪臂708、第二手爪臂709、第一连接轴710、第二连接轴711、压板712、聚胺脂垫套713。

具体实施方式

为使得本实用新型实现上述目的、特征和优点且能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-3，本实用新型的自动化扶管机械手包含臂部600以及手爪部700；

所述机械臂600包含连接头601、大臂602、小臂603、第一连杆604、第二连杆605、第三连杆606、第四连杆607、第一三角架608、第二三角架609、第一伺服油缸610、第二伺服油缸611、回转架612以及旋转马达613；所述第一三角架608与第二三角架609均含有顶点614、第一端点615和第二端点616；所述顶点614通过第一连接轴617同时连接有大臂602和小臂603；所述大臂602与小臂603不与第一连接轴617相连的另一端分别通过第二连接轴618与第三连接轴619连接于回转架612与连接头601；所述第一三角架608与第二三角架609的第一端点615分别连接有第一连杆604和第二连杆605；所述第一三角架608与第二三角架609的第二端点616分别连接有第三连杆606和第四连杆607；所述第一连杆604和第二连杆605不与第一三角架608和第二三角架609相连的另一端分别连接于回转架612；所述第三连杆606和第四连杆607不与第一三角架608和第二三角架609相连的另一端分别连接于连接头601；所述第一连杆604和第二连杆605位于大臂上方；所述第三连杆606和第四连杆607位于小臂上方；所述第一伺服油缸610的两端分别通过第四连接轴620和第五连接轴621连接大臂602与回转架612；所述第二伺服油缸611的两端分别通过第六连接轴622和第七连接轴623连接小臂603与大臂602；所述回转架612的一侧安装有旋转马达613；所述回转架612的内部安装有回转驱动装置624以及减速装置625。

作为优选，所述第一三角架608与第二三角架609完全相同且相互平行。

作为优选，所述减速装置625位于回转驱动装置624内部。

作为优选，所述减速装置625内部设置有回转接头626。

作为优选，所述减速装置625上方设置有回转接头盖627。

作为优选，所述回转接头盖627上方安装有中空盖628。

当旋转马达运作时，整个机械臂可通过回转驱动装置在底座部上方进行左右旋转；

当第一伺服油缸运作时，大臂可以回转架为轴进行上下摆动；

当第二伺服油缸运作时，小臂可以三角架为轴进行上下摆动。

如图4-5，所述手爪部700包含手爪油缸701、直通接头702、连接板703、行程导向块704、连接块705、第一连杆706、第二连杆707、第一手爪臂708以及第二手爪臂709；所述连接板703的内部设置有行程导向块704；所述连接板703的一端连接有手爪油缸701；所述手爪油缸701上设置有直通接头702；所述连接板703不与手爪油缸701相连的另一端通过连接块705连接有第一连杆706、第二连杆707；所述第一连杆706通过第一连接轴710连接有第一手爪臂708；所述第二连杆707通过第二连接轴711连接有第二手爪臂709。

作为优选，所述第一手爪臂708和第二手爪臂709的内部均设置有压板712。

作为优选，所述压板712通过聚胺脂垫套713安装于第一手爪臂708和第二手爪臂709的内部。

可通过手爪油缸控制第一手爪臂与第二手爪臂松开或抓紧钻杆、钻铤和套管等进行扶管作业。

如图1，所述手爪部700安装于臂部600靠近小臂603的一端。

本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡是在本实用新型构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。