具有限位装置的机械手及天井钻机

权利要求书： 1.一种具有限位装置的机械手，其特征在于，包括：

安装座(100)；

抓取组件(200)，包括起落臂(210)和用于抓卸钻杆的转臂(220)，所述转臂(220)套设于所述起落臂(210)，并连接有驱动其绕所述起落臂(210)转动的第一驱动装置(230)；所述转臂(220)设有第一定位卡件(221)；所述起落臂(210)具有供所述转臂(220)抓取钻杆的第一位置和供所述转臂(220)卸载钻杆的第二位置，所述起落臂(210)与所述安装座(100)铰接，所述起落臂(210)绕与所述安装座(100)的铰接处转动，以在第一位置和第二位置之间切换；

限位组件(300)，包括第二定位卡件(310)和限位滑板(320)，所述第二定位卡件(310)套设于所述起落臂(210)，并能沿所述起落臂(210)的轴线方向滑动，所述限位滑板(320)一端与所述第二定位卡件(310)连接，另一端与所述安装座(100)连接；

其中，所述起落臂(210)处于第一位置时，所述第二定位卡件(310)与所述第一定位卡件(221)脱离；所述起落臂(210)处于第二位置时，所述第二定位卡件(310)部分嵌入所述第一定位卡件(221)内，以限制所述转臂(220)绕所述起落臂(210)转动的角度；所述第一驱动装置(230)驱动所述转臂(220)转动至第一定位卡件(221)与第二定位卡件(310)相抵时，所述转臂(220)上的钻杆与天井钻机的主机中心同轴。

2.根据权利要求1所述的一种具有限位装置的机械手，其特征在于：所述起落臂(210)的外周面设置有限位槽(211)，所述第二定位卡件(310)设有与所述限位槽(211)对应的限位条柱(311)，所述限位条柱(311)嵌入所述限位槽(211)内，所述限位条柱(311)能沿所述限位槽(211)的长度延伸方向滑动；所述限位槽(211)的长度延伸方向与所述起落臂(210)的轴线方向一致。

3.根据权利要求1所述的一种具有限位装置的机械手，其特征在于：所述限位滑板(320)一端与所述第二定位卡件(310)铰接，另一端设有滑杆(321)，所述安装座(100)设置有供所述滑杆(321)插入的滑槽(110)；所述起落臂(210)在第一位置和第二位置之间切换时，能带动所述滑杆(321)沿所述滑槽(110)滑动，进而带动所述第二定位卡件(310)沿所述起落臂(210)滑动。

4.根据权利要求1所述的一种具有限位装置的机械手，其特征在于：所述第一定位卡件(221)设有抵接块(222)，所述第二定位卡件(310)设有供所述抵接块(222)嵌入的容纳槽(312)，所述转臂(220)绕所述起落臂(210)转动能带动所述抵接块(222)在所述容纳槽(312)内滑动。

5.根据权利要求1所述的一种具有限位装置的机械手，其特征在于：所述抓取组件(200)还包括安装块(240)和第二驱动装置(250)，所述第二驱动装置(250)用于驱动所述起落臂(210)在第一位置和第二位置之间切换；所述安装块(240)套设于所述起落臂(210)，所述安装块(240)的第一端与所述第一驱动装置(230)连接，所述安装块(240)的第二端与所述第二驱动装置(250)连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有限位装置的机械手，其特征在于：所述第二驱动装置(250)一端与所述安装座(100)铰接，另一端与所述安装块(240)铰接；所述第二驱动装置(250)与所述安装座(100)的铰接位置低于所述第一驱动装置(230)与所述安装座(100)的铰接位置。

7.根据权利要求5所述的一种具有限位装置的机械手，其特征在于：所述第一驱动装置(230)和所述第二驱动装置(250)均为伸缩气杆或伸缩油缸中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种具有限位装置的机械手，其特征在于：所述安装座(100)设有第一抵块(120)和第二抵块(130)，所述起落臂(210)设有第三抵块(212)，所述第一抵块(120)与所述第三抵块(212)相抵以定位所述起落臂(210)的第一位置，所述第二抵块(130)与所述第三抵块(212)相抵以定位所述起落臂(210)的第二位置。

9.根据权利要求1所述的一种具有限位装置的机械手，其特征在于：所述转臂(220)一端套设于所述起落臂(210)，另一端设有用于供钻杆嵌入的卡槽(223)。

10.一种天井钻机，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的具有限位装置的机械手。

说明书： 一种具有限位装置的机械手及天井钻机技术领域[0001] 本实用新型涉及天井钻机技术领域，特别涉及一种具有限位装置的机械手及天井钻机。背景技术[0002] 天井钻机导孔作业时，需要用机械手辅助接钻杆，接钻杆时需要满足机械手的转入位置与主机中心同轴，目前采用的控制方式是机械手转臂油缸内置位移传感器，通过传感器的位置来控制机械手的转臂转入位置，由于受机械结构以及机械手转入惯性的限制，此控制方式存在控制精度不稳定的缺陷。实用新型内容

[0003] 本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种具有限位装置的机械手，设有机械结构的限位装置对机械手的转入位置进行限定，极大地提升了控制机械手转入位置精度的稳定性。[0004] 本实用新型还提出一种具有上述机械手的天井钻机。[0005] 根据本实用新型第一方面实施例的一种具有限位装置的机械手，包括：安装座；抓取组件，包括起落臂和用于抓卸钻杆的转臂，所述转臂套设于所述起落臂，并连接有驱动其绕所述起落臂转动的第一驱动装置；所述转臂设有第一定位卡件；所述起落臂具有供所述转臂抓取钻杆的第一位置和供所述转臂卸载钻杆的第二位置，所述起落臂与所述安装座铰接，所述起落臂绕与所述安装座的铰接处转动，以在第一位置和第二位置之间切换；限位组件，包括第二定位卡件和限位滑板，所述第二定位卡件套设于所述起落臂，并能沿所述起落臂的轴线方向滑动，所述限位滑板一端与所述第二定位卡件连接，另一端与所述安装座连接；其中，所述起落臂处于第一位置时，所述第二定位卡件与所述第一定位卡件脱离；所述起落臂处于第二位置时，所述第二定位卡件部分嵌入所述第一定位卡件内，以限制所述转臂绕所述起落臂转动的角度；所述第一驱动装置驱动所述转臂转动至第一定位卡件与第二定位卡件相抵时，所述转臂上的钻杆与天井钻机的主机中心同轴。[0006] 根据本实用新型实施例的具有限位装置的机械手，至少具有如下有益效果：[0007] 通过机械手通过设置限位装置，极大地提升了控制机械手转入位置精度的稳定性，降低了故障率，提升了施工效率；限位装置采用纯机械结构，能适用复杂的矿山环境，使用寿命长、易维护；限位结构简单，且与机械手设置为一个整体，制造成本低，且便于对现有设备进行改进。[0008] 根据本实用新型的一些实施例，所述起落臂的外周面设置有限位槽，所述第二定位卡件设有与所述限位槽对应的限位条柱，所述限位条柱嵌入所述限位槽内，所述限位条柱能沿所述限位槽的长度延伸方向滑动；所述限位槽的长度延伸方向与所述起落臂的轴线方向一致。[0009] 根据本实用新型的一些实施例，所述限位滑板一端与所述第二定位卡件铰接，另一端设有滑杆，所述安装座设置有供所述滑杆插入的滑槽；所述起落臂在第一位置和第二位置之间切换时，能带动所述滑杆沿所述滑槽滑动，进而带动所述第二定位卡件沿所述起落臂滑动。[0010] 根据本实用新型的一些实施例，所述第一定位卡件设有抵接块，所述第二定位卡件设有供所述抵接块嵌入的容纳槽，所述转臂绕所述起落臂转动能带动所述抵接块在所述容纳槽内滑动。[0011] 根据本实用新型的一些实施例，所述抓取组件还包括安装块和第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述起落臂在第一位置和第二位置之间切换；所述安装块套设于所述起落臂，所述安装块的第一端与所述第一驱动装置连接，所述安装块的第二端与所述第二驱动装置连接。[0012] 根据本实用新型的一些实施例，所述第二驱动装置一端与所述安装座铰接，另一端与所述安装块铰接；所述第二驱动装置与所述安装座的铰接位置低于所述第一驱动装置与所述安装座的铰接位置。[0013] 根据本实用新型的一些实施例，所述第一驱动装置和所述第二驱动装置均为伸缩气杆或伸缩油缸中的一种。[0014] 根据本实用新型的一些实施例，所述安装座设有第一抵块和第二抵块，所述起落臂设有第三抵块，所述第一抵块与所述第三抵块相抵以定位所述起落臂的第一位置，所述第二抵块与所述第三抵块相抵以定位所述起落臂的第二位置。[0015] 根据本实用新型的一些实施例，所述转臂一端套设于所述起落臂，另一端设有用于供钻杆嵌入的容纳槽。[0016] 根据本实用新型第二方面实施例的天井钻机，包括上述的具有限位装置的机械手。[0017] 根据本实用新型实施例的天井钻机，由于包括具有限位装置的机械手，也即具备机械手的全部有益效果；机械手通过设置限位装置，极大地提升了控制机械手转入位置精度的稳定性，降低了故障率，提升了施工效率；限位装置采用纯机械结构，能适用复杂的矿山环境，使用寿命长、易维护；限位结构简单，且与机械手设置为一个整体，制造成本低，且便于对现有设备进行改进。[0018] 本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。附图说明[0019] 下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：[0020] 图1为本实用新型一种实施例的机械手的结构示意图；[0021] 图2为本实用新型一种实施例的机械手的结构分解图；[0022] 图3为本实用新型一种实施例的机械手将钻杆送至与天井钻机主机中心同轴位置时的结构示意图；[0023] 图4为图2中限位组件的结构示意图。[0024] 附图标号：[0025] 安装座100、滑槽110、第一抵块120、第二抵块130；[0026] 抓取组件200、起落臂210、限位槽211、第三抵块212、转臂220、第一定位卡件221、抵接块222、卡槽223、第一驱动装置230、安装块240、第二驱动装置250；[0027] 限位组件300、第二定位卡件310、限位条柱311、容纳槽312、限位滑板320、滑杆321。

具体实施方式[0028] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。[0029] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。[0030] 在本实用新型的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。[0031] 本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。[0032] 参照图1至图4，本实用新型一种实施例的具有限位装置的机械手，包括安装座100、与安装座100铰接的抓取组件200和与安装座100铰接的限位组件300，抓取组件200用于抓取钻杆并将钻杆送至天井钻机。安装座100与天井钻机的主机连接，抓取组件200抓取钻杆之后，需要将钻杆送至与天井钻机的主机中心同轴位置，因此需要对抓取组件200进行定位，以确保抓取组件200将钻杆送至与主机中心同轴位置时，抓取组件200会停止。目前大部分是采用位移传感器来控制抓取组件200的停止位置，而天井钻机大部分的使用场景都是环境较为恶劣的矿山等地，位移传感器的使用精度容易受到环境的影响，同时由于抓取组件200转动惯性的存在，多次使用后，抓取组件200停止的位置会有一定的偏差，严重影响了更换钻杆的效率。为此，本申请重新设计了一款纯机械式的限位组件300，替换现有的位移传感器，从而极大地提升了限位组件300的环境适应能力，降低了生产成本和维护成本，且采用纯机械结构限位，极大地提升了抓取组件200准确停在停止位置的稳定性。

[0033] 参照图1、图3所示，抓取组件200包括起落臂210和用于抓卸钻杆的转臂220，转臂220套设于起落臂210，并连接有驱动其绕起落臂210转动的第一驱动装置230；转臂220设有第一定位卡件221；起落臂210具有供转臂220抓取钻杆的第一位置和供转臂220卸载钻杆的第二位置，起落臂210与安装座100铰接，起落臂210绕与安装座100的铰接处转动，以在第一位置和第二位置之间切换。具体的，转臂220的一端套设于起落臂210，转臂220的另一端设置有用于供钻杆嵌入的卡槽223；起落臂210的一端与安装座100铰接，转臂220套设于起落臂210的另一端。起落臂210上还套设有安装块240，安装块240与起落臂210通过键等方式连接，也即安装块240不能绕起落臂210发生相对转动；第一驱动装置230为伸缩油缸或伸缩气缸等，第一驱动装置230的固定端与起落臂210连接，第一驱动装置230的活动端与安装块

240连接。

[0034] 图1所示为处于第一位置时的起落臂210，此时起落臂210为水平状态，此时第一驱动装置230驱动转臂220绕起落臂210转动，即可实现对放置于钻杆库内钻杆的抓取。需要了解的是，转臂220抓取了钻杆之后，仍要恢复至图1位置。图3为处于第二位置时的起落臂210，此时起落臂210处于竖直状态，此时第一驱动装置230驱动转臂220绕起落臂210转动，即可带动钻杆移动至与天井钻机的主机中心同轴位置，而限位组件300则是用于确保转臂

220在转动到钻杆与天井钻机的主机中心同轴位置时会停止继续转动。

[0035] 在本实用新型的一些实施例中，抓取组件200还包括安装块240和第二驱动装置250，第二驱动装置250用于驱动起落臂210在第一位置和第二位置之间切换；安装块240套设于起落臂210，安装块240的第一端与第一驱动装置230连接，安装块240的第二端与第二驱动装置250连接。具体的，参照图2所示，第二驱动装置250为伸缩油缸或伸缩气缸等，第二驱动装置250一端与安装座100铰接，另一端与安装块240铰接。安装块240的中部套设于起落臂210，安装块240的上部与第一驱动装置230铰接，安装块240的下部与第二驱动装置250铰接。

[0036] 需要了解的是，起落臂210的转动方向与转臂220的转动方向垂直。[0037] 在本实用新型的一些具体实施例中，第二驱动装置250与安装座100的铰接位置低于第一驱动装置230与安装座100的铰接位置，且第二驱动装置250与安装座100的铰接位置应当更加靠近转臂220，以避免起落臂210对第二驱动装置250的转动路径造成阻碍。[0038] 限位组件300包括第二定位卡件310和限位滑板320，第二定位卡件310套设于起落臂210，并能沿起落臂210的轴线方向滑动，限位滑板320一端与第二定位卡件310连接，另一端与安装座100连接；其中，起落臂210处于第一位置时，第二定位卡件310与第一定位卡件221脱离；起落臂210处于第二位置时，第二定位卡件310部分嵌入第一定位卡件221内，以限制转臂220绕起落臂210转动的角度；第一驱动装置230驱动转臂220转动至第一定位卡件

221与第二定位卡件310相抵时，转臂220上的钻杆与天井钻机的主机中心同轴。

[0039] 在本实用新型的一些实施例中，起落臂210的外周面设置有限位槽211，第二定位卡件310设有与限位槽211对应的限位条柱311，限位条柱311嵌入限位槽211内，限位条柱311能沿限位槽211的长度延伸方向滑动；限位槽211的长度延伸方向与起落臂210的轴线方向一致。具体的，参照图4所示，限位槽211设置有多个，且绕起落臂210的外周均匀间隔设置，第二定位卡件310的限位条柱311对应限位槽211设置有多个，多个限位条柱311与多个限位槽211一一对应。通过设置限位条柱311和限位槽211，限制了第二定位卡件310绕起落臂210转动。

[0040] 需要注意的是，限位槽211的长度大于限位条柱311的长度，因此第二定位卡件310能沿起落臂210的长度延伸方向滑动。[0041] 可以理解的是，第二定位卡件310和起落臂210也可以是通过键等方式连接。[0042] 参照图4所示，在本实用新型的一些具体实施例中，第一定位卡件221设有抵接块222，第二定位卡件310设有供抵接块222嵌入的容纳槽312，转臂220绕起落臂210转动能带动抵接块222在容纳槽312内滑动。第一定位卡件221为空心圆柱形，起落臂210穿设于第一定位卡件221。第一定位卡件221朝向安装座100的一端设置有抵接块222，抵接块222设有三个且绕圆周均匀间隔设置；第二定位卡件310同样为空心圆柱形，起落臂210穿设于第二定位卡件310，第二定位卡件310朝向转臂220的一端设置有容纳槽312，容纳槽312对应抵接块

222设置有三个。第一定位卡件221与转臂220固定连接，例如焊接。当抵接块222嵌入容纳槽

312内后，此时转臂220绕起落臂210转动，会带动第一定位卡件221沿容纳槽312滑动，当第一定位卡件221滑动至与容纳槽312的槽壁相抵位置时，此时转臂220上的钻杆刚好到达与天井钻机的主机中心同轴位置。

[0043] 需要了解的是，也可以是在第一定位卡件221朝向安装座100的一端设置容纳槽312，在第二定位卡件310朝向转臂220的一端设置抵接块222。

[0044] 在本实用新型的一些实施例中，限位滑板320一端与第二定位卡件310铰接，另一端设有滑杆321，安装座100设置有供滑杆321插入的滑槽110；起落臂210在第一位置和第二位置之间切换时，能带动滑杆321沿滑槽110滑动，进而带动第二定位卡件310沿起落臂210滑动。具体的，参照图1至图3所示，滑槽110为倾斜设置，限位滑板320为固定长度，滑槽110的长度设置应当确保当起落臂210处于第一位置时，第二定位卡件310与第一定位卡件221脱离，起落臂210处于第二位置时，第二定位卡件310刚好嵌入第一定位卡件221内。当起落臂210处于第一位置时，限位滑板320的滑杆321与滑槽110上部的一端接触，当起落臂210处于第二位置时，限位滑板320的滑杆321与滑槽110下部的一端接触。[0045] 在本实用新型的一些实施例中，安装座100设有第一抵块120和第二抵块130，起落臂210设有第三抵块212，第一抵块120与第三抵块212相抵以定位起落臂210的第一位置，第二抵块130与第三抵块212相抵以定位起落臂210的第二位置。[0046] 根据本实用新型实施例的具有限位装置的机械手，通过机械手通过设置限位装置，极大地提升了控制机械手转入位置精度的稳定性，降低了故障率，提升了施工效率；限位装置采用纯机械结构，能适用复杂的矿山环境，使用寿命长、易维护；限位结构简单，且与机械手设置为一个整体，制造成本低，且便于对现有设备进行改进。[0047] 参照图1至图4，本实用新型另一实施例的天井钻机，包括上述的具有限位装置的机械手。天井钻机包括主机，安装座100安装于主机上。天井钻机由于包括具有限位装置的机械手，也即具备机械手的全部有益效果，在此不做赘述。[0048] 上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。