升降翻转联动的钻杆拆装设备及钻机的制作方法

1.本技术实施例涉及钻机技术领域，特别是涉及一种升降翻转联动的钻杆拆装设备及钻机。


背景技术：

2.钻机的可分为钻机动力输出部分以及钻杆，钻杆需要安装在动力输出部分的动力头上，以使钻机动力输出部分驱动钻杆转动实现作业。
3.当水平钻机在进行作业时，钻杆和地面需要具有一定的倾斜角，比如倾斜角在20度。在对钻机上的钻杆进行拆装的步骤中，需要将倾斜的钻杆放置于水平的地面上。在对钻机进行钻杆装配的步骤中，需要将水平放置于地面的钻杆倾斜的安装于钻机动力输出部分上。
4.目前采用的钻杆拆装的技术手段是，在钻机上增加一个吊臂装置，换杆时用吊臂将钻杆吊装到动力头上，这种方案虽然减轻了工人装卸钻杆的劳动强度，但吊臂吊装钻杆时动作过多，导致装卸钻杆时间太长。另外的一种方式是采取摆臂的结构形式，使用机械手和一转轴联接，电机直接驱动转轴转动时，带动机械手摆动，实现钻杆的装卸，这种换杆装置结构比较简单，换杆速度也比较快，但当钻杆太重时，转轴无法摆动，还需要采用配合吊臂装卸钻杆，导致整体的设备较为复杂，装卸工序较为繁琐。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术实施例提供一种升降翻转联动的钻杆拆装设备及钻机，主要目的在于提供一种对倾斜钻杆装卸较为便捷的装卸钻杆拆装设备及钻机。
6.为达到上述目的，本技术实施例主要提供如下技术方案：
7.一方面，本技术的实施例提供一种升降翻转联动的钻杆拆装设备，包括：
8.基体；
9.第一旋转基座，以第一轴线可转动地设置于所述基体的第一位置，设置有第一轴套；
10.转杆，其第一端可转动地设置于所述第一轴套；
11.滚动齿轮，设置于所述转杆，所述滚动齿轮随所述转杆同步转动；
12.机械臂抓手，设置于所述转杆，所述机械臂抓手随所述转杆同步转动；
13.第二旋转基座，以第二轴线可转动地设置于所述基体的第二位置；
14.第一齿条，设置于所述第二旋转基座，所述第一齿条与所述滚动齿轮啮合；
15.驱动装置，设置于所述第二旋转基座，其动力输出端与所述转杆传动连接，所述驱动装置用于驱动所述转杆以所述第一轴线转动，驱使所述滚动齿轮在所述第一齿条滚动下，所述转杆与所述滚动齿轮同步转动，以使所述机械臂抓手升降、翻转联动。
16.本技术实施例的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
17.可选的，前述的升降翻转联动的钻杆拆装设备，其中当所述驱动装置驱动所述转
杆以所述第一轴线转动至第一角度，所述转杆保持水平；
18.当所述驱动装置驱动所述转杆以所述第一轴线转动至第二角度，所述转杆与水平面呈预设夹角倾斜。
19.可选的，前述的升降翻转联动的钻杆拆装设备，其中所述驱动装置包括：
20.第二齿条，滑动地连接于所述第二旋转基座，所述第二齿条设置有第二轴套，所述转杆的第一端可转动地设置于所述第二轴套；
21.驱动电机，设置于所述第二旋转基座，所述驱动电机的驱动齿轮与所述第二齿条啮合。
22.可选的，前述的升降翻转联动的钻杆拆装设备，其中所述机械臂抓手包括臂杆以及抓手，所述臂杆的第一端连接所述转杆，所述臂杆的第二端连接所述抓手。
23.可选的，前述的升降翻转联动的钻杆拆装设备，其中所述第二轴线与所述第一轴线平行。
24.可选的，前述的升降翻转联动的钻杆拆装设备，其中所述机械臂抓手为两个，两个机械臂抓手并排地设置于所述转杆。
25.可选的，前述的升降翻转联动的钻杆拆装设备，其中所述驱动装置包括：
26.推拉部件，所述推拉部件设置于所述第二旋转基座，所述推拉部件的推拉端具有第三轴套，所述转杆可转动地设置于所述第三轴套。
27.另一方面，本技术的实施例提供一种钻机，包括：
28.上述的升降翻转联动的钻杆拆装设备，其中，所述基体为所述钻机的钻臂。
29.本技术实施例的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
30.可选的，前述的钻机，其中当所述驱动装置驱动所述转杆以所述第一轴线转动至第一角度，所述转杆保持水平，所述机械臂抓手倾斜向下；
31.当所述驱动装置驱动所述转杆以所述第一轴线转动至第二角度，所述转杆与水平面呈预设夹角倾斜，所述机械臂抓手倾斜向上。
32.可选的，前述的钻机，其中所述第二旋转基座与所述第一旋转基座在所述钻臂的延伸方向上分布。
33.借由上述技术方案，本技术技术方案提供的升降翻转联动的钻杆拆装设备及钻机至少具有下列优点：
34.本技术实施例提供的技术方案中，在基体上可转动地设置有第一旋转基座以及第二旋转基座，机械臂抓手设置于转杆，转杆的第一端可转动地设置于第一旋转基座的第一轴套，设置于第二旋转基座的驱动装置的动力输出端与转杆传动连接，驱动装置驱动所述转杆以所述第一轴线在第一旋转方向转动下，驱使所述滚动齿轮在所述第一齿条转动下，所述转杆以其自身的轴线正向转动，可以使所述机械臂抓手上升、翻转，以便于将机械臂抓手抓握的钻杆装配于倾斜的钻臂。驱动装置驱动所述转杆以所述第一轴线在第二旋转方向转动下，驱使所述滚动齿轮在所述第一齿条转动下，所述转杆以其自身的轴线反向转动，可以使所述机械臂抓手下降、翻转，以便于将机械臂抓手抓握的钻杆由倾斜的钻臂卸载至水平地面。由于采用驱动装置驱动所述转杆以所述第一轴线转动的驱动方式，相对于现有技术电机直接驱动转轴转动的技术方案，升降翻转联动的钻杆拆装设备可以实现对较大重量的钻杆实现升降和翻转联合动作，设备整体结构简化，装卸工序较为简易。
35.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术实施例的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
36.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
37.图1是本技术的实施例提供的一种升降翻转联动的钻杆拆装设备抬起钻杆状态的结构示意图；
38.图2是图1的a向结构示意图；
39.图3是本技术的实施例提供的一种升降翻转联动的钻杆拆装设备下放钻杆状态的结构示意图；
40.图4是图2的b向结构示意图；
41.图5是本技术的实施例提供的一种升降翻转联动的钻杆拆装设备的内部部分结构连接示意图。
具体实施方式
42.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
43.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
44.图1至图5为本技术提供的升降翻转联动的钻杆拆装设备一实施例，请参阅图1至图5，本技术的一个实施例提出的升降翻转联动的钻杆拆装设备，包括：
45.基体10；
46.第一旋转基座20，以第一轴线21可转动地设置于所述基体10的第一位置，设置有第一轴套22；
47.转杆30，其第一端可转动地设置于所述第一轴套22；
48.滚动齿轮40，设置于所述转杆30，所述滚动齿轮40随所述转杆30同步转动；
49.机械臂抓手5250，设置于所述转杆30，所述机械臂抓手5250随所述转杆30同步转动；
50.第二旋转基座60，以第二轴线61可转动地设置于所述基体10的第二位置；
51.第一齿条70，设置于所述第二旋转基座60，所述第一齿条70与所述滚动齿轮40啮合；
52.驱动装置80，设置于所述第二旋转基座60，其动力输出端与所述转杆30传动连接，所述驱动装置80用于驱动所述转杆30以所述第一轴线21转动，驱使所述滚动齿轮40在所述第一齿条70转动下，所述转杆30与所述滚动齿轮40同步转动，以使所述机械臂抓手5250升
降、翻转联动。
53.本技术实施例提供的技术方案中，在基体10上可转动地设置有第一旋转基座20以及第二旋转基座60，机械臂抓手5250设置于转杆30，转杆30的第一端可转动地设置于第一旋转基座20的第一轴套22，设置于第二旋转基座60的驱动装置80的动力输出端与转杆30传动连接，驱动装置80驱动所述转杆30以所述第一轴线21在第一旋转方向转动下，驱使所述滚动齿轮40在所述第一齿条70转动下，所述转杆30以其自身的轴线正向转动，可以使所述机械臂抓手5250上升、翻转，以便于将机械臂抓手5250抓握的钻杆200装配于倾斜的钻臂。驱动装置80驱动所述转杆30以所述第一轴线21在第二旋转方向转动下，驱使所述滚动齿轮40在所述第一齿条70转动下，所述转杆30以其自身的轴线反向转动，可以使所述机械臂抓手5250下降、翻转，以便于将机械臂抓手5250抓握的钻杆200由倾斜的钻臂卸载至水平地面。由于采用驱动装置80驱动所述转杆30以所述第一轴线21转动的驱动方式，相对于现有技术电机直接驱动转轴转动的技术方案，升降翻转联动的钻杆200拆装设备可以实现对较大重量的钻杆200实现升降和翻转联合动作，设备整体结构简化，装卸工序较为简易。
54.其中，基体10可以为独立的支撑承载体，与钻机独立配套设置。或者，基体10配置为与钻机为一体设备，基体10可以安装于钻机上，如安装于钻机的钻臂。或者，基体10为钻机的钻臂，即，第一旋转基座20，以第一轴线21可转动地设置于钻臂的第一位置，第二旋转基座60以第二轴线61可转动地设置于钻臂的第二位置。所述第二旋转基座60与所述第一旋转基座20可以在所述钻臂的延伸方向上分布。
55.当所述驱动装置80驱动所述转杆30以所述第一轴线21转动至第一角度，所述转杆30保持水平；当所述驱动装置80驱动所述转杆30以所述第一轴线21转动至第二角度，所述转杆30与水平面呈预设夹角倾斜，预设夹角可以与钻臂与水平面的倾斜夹角相同，具体根据实际而定。
56.其中，第二轴线61与第一轴线21平行，驱动装置80的动力输出端对所述转杆30施加动力后，第一旋转基座20与第二旋转基座60便于同步转动。
57.例如，实施中，驱动装置80的动力输出端与所述转杆30传动连接，驱动装置80的动力对转杆30施加推力中，驱动装置80在第二旋转基座60上以第二轴线61进行第一旋转方向(如顺时针)的转动，以实现转杆30以第一轴线21进行第一旋转方向的转动，在所述滚动齿轮40在所述第一齿条70滚动下，驱使转杆30与滚动齿轮40同步反向转动，可以使所述机械臂抓手5250下降、翻转，以便于将机械臂抓手5250抓握的钻杆200由倾斜的钻臂卸载至水平地面。驱动装置80的动力输出端与所述转杆30传动连接，驱动装置80的动力对转杆30施加拉力中，驱动装置80在第二旋转基座60上以第二轴线61进行第二旋转方向(如逆时针)的转动，以实现转杆30以第一轴线21进行第二旋转方向的转动，在所述滚动齿轮40在所述第一齿条70滚动下，驱使转杆30与滚动齿轮40同步正向转动，可以使所述机械臂抓手5250下降、翻转，以便于将机械臂抓手5250抓握的钻杆200由倾斜的钻臂卸载至水平地面。
58.滚动齿轮40可以通过键安装于转杆30，以使所述滚动齿轮40随所述转杆30同步转动。
59.机械臂抓手5250包括臂杆51以及抓手52，所述臂杆51的第一端连接所述转杆30，所述臂杆51的第二端连接所述抓手52，所述抓手52为受控的机械手，机械手接收第一操控指令张开，机械手接收第二操控指令抓握。机械手可包括第一夹体以及第二夹体，第一夹体
的第一端与第二夹体的第一端可转动地连接，机械手受第一操控指令、第二操控指令控制，第一夹体的第二端与第二夹体的第二端可张开、闭合，以实现对钻杆200的装卸。
60.当所述驱动装置80驱动所述转杆30以所述第一轴线21转动至第一角度，所述转杆30保持水平，所述机械臂抓手5250倾斜向下，即臂杆51倾斜向下，便于机械手抓握或下放地面水平放置的钻杆200；当所述驱动装置80驱动所述转杆30以所述第一轴线21转动至第二角度，所述转杆30与水平面呈预设夹角倾斜，所述机械臂抓手5250倾斜向上，即臂杆51倾斜向上，便于机械手倾斜的抓握或安装的钻杆200。
61.其中，为了稳固的抓握较长的钻杆200，机械臂抓手5250可以为两个，两个机械臂抓手5250并排地设置于所述转杆30，一个机械臂抓手5250设置于所述转杆30的一端，另一个机械臂抓手5250设置于所述转杆30的另一端。当然，机械臂抓手5250可以为多个(两个以上)，多个个机械臂抓手5250并排地设置于所述转杆30。
62.第一齿条70可以固定于所述第二旋转基座60，驱动装置80对转杆30施加动力中，第一齿条70与滚动齿轮40保持啮合，从而能够驱使滚动齿轮40实现转动。
63.在实现驱动装置80驱动所述转杆30以所述第一轴线21转动的实现方式中，本技术的实施例提供如下的两种具体实现方式：
64.实现方式一：
65.述驱动装置80包括：
66.第二齿条90，滑动地连接于所述第二旋转基座60，所述第二齿条90设置有第二轴套91，所述转杆30的第一端可转动地设置于所述第二轴套91；
67.驱动电机92，设置于所述第二旋转基座60，所述驱动电机92的驱动齿轮与所述第二齿条90啮合。
68.实施中，驱动电机92的驱动齿轮正向转动中，驱使第二齿条90对转杆30施加推力，转杆30远离驱动电机92，以第一轴线21进行第一旋转方向的转动，在所述滚动齿轮40在所述第一齿条70滚动下，驱使转杆30与滚动齿轮40同步反向转动，可以使所述机械臂抓手5250下降、翻转，以便于将机械臂抓手5250抓握的钻杆200由倾斜的钻臂卸载至水平地面。驱动电机92的驱动齿轮反向转动中，驱使第二齿条90对转杆30施加拉力，转杆30靠近驱动电机92，以第一轴线21进行第二旋转方向的转动，在所述滚动齿轮40在所述第一齿条70滚动下，驱使转杆30与滚动齿轮40同步正向转动，以使所述机械臂抓手5250下降、翻转，以便于将机械臂抓手5250抓握的钻杆200由倾斜的钻臂卸载至水平地面。
69.实现方式二：
70.所述驱动装置80包括：
71.推拉部件，所述推拉部件设置于所述第二旋转基座60，所述推拉部件的推拉端具有第三轴套，所述转杆30可转动地设置于所述第三轴套。推拉部件可以为电动推杆、液压缸等。
72.实施中，推拉部件对转杆30施加推力，转杆30远离推拉部件，以第一轴线21进行第一旋转方向的转动，在所述滚动齿轮40在所述第一齿条70滚动下，驱使转杆30与滚动齿轮40同步反向转动，可以使所述机械臂抓手5250下降、翻转，以便于将机械臂抓手5250抓握的钻杆200由倾斜的钻臂卸载至水平地面。推拉部件对转杆30施加拉力，转杆30靠近推拉部件，以第一轴线21进行第二旋转方向的转动，在所述滚动齿轮40在所述第一齿条70滚动下，
驱使转杆30与滚动齿轮40同步正向转动，以使所述机械臂抓手5250下降、翻转，以便于将机械臂抓手5250抓握的钻杆200由倾斜的钻臂卸载至水平地面。
73.基于上述实施例所述的升降翻转联动的钻杆200拆装设备，请参阅图1至图3，本技术的一个实施例提出的钻机包括：
74.升降翻转联动的钻杆200拆装设备，包括：
75.基体10；
76.第一旋转基座20，以第一轴线21可转动地设置于所述基体10的第一位置，设置有第一轴套22；
77.转杆30，其第一端可转动地设置于所述第一轴套22；
78.滚动齿轮40，设置于所述转杆30，所述滚动齿轮40随所述转杆30同步转动；
79.机械臂抓手5250，设置于所述转杆30，所述机械臂抓手5250随所述转杆30同步转动；
80.第二旋转基座60，以第二轴线61可转动地设置于所述基体10的第二位置；
81.第一齿条70，设置于所述第二旋转基座60，所述第一齿条70与所述滚动齿轮40啮合；
82.驱动装置80，设置于所述第二旋转基座60，其动力输出端与所述转杆30传动连接，所述驱动装置80用于驱动所述转杆30以所述第一轴线21转动，驱使所述滚动齿轮40在所述第一齿条70转动下，所述转杆30与所述滚动齿轮40同步转动，以使所述机械臂抓手5250升降、翻转联动。
83.其中，所述基体10为所述钻机的钻臂。
84.具体的，本实施例中所述的升降翻转联动的钻杆拆装设备可直接采用上述实施例提供的所述升降翻转联动的钻杆拆装设备，具体的实现结构可参见上述实施例中描述的相关内容，此处不再赘述。
85.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
86.可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
87.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本技术的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
88.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个申请方面中的一个或多个，在上面对本技术的示例性实施例的描述中，本技术的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的装置解释成反映如下意图：即所要求保护的本技术要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，申请方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本技术的单独实施例。
89.本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的部件进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的部件组合成一
个部件，以及此外可以把它们分成多个子部件。除了这样的特征中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何装置的所有部件进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。
90.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本技术的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。本技术的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以它们的组合实现。
91.应该注意的是上述实施例对本技术进行说明而不是对本技术进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或组件。位于部件或组件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件或组件。本技术可以借助于包括有若干不同部件的装置来实现。在列举了若干部件的权利要求中，这些部件中的若干个可以是通过同一个部件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
92.以上所述，仅是本技术的较佳实施例而已，并非对本技术作任何形式上的限制，依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。