滑移式机械手和钻机

1038 编辑：中冶有色技术网来源：徐州徐工基础工程机械有限公司

2024-02-20 13:26:25

权利要求书： 1.一种滑移式机械手，其特征在于，包括钻架、连接座、角度调节机构、旋转梁、夹持机构和滑移机构；所述钻架侧面设置有滑道，所述滑道一端固定在钻架上，另一端为两垂直于地面的长条形板；所述连接座的一端铰接在滑道上，另一端连接角度调节机构；所述角度调节机构固定在连接座上，与旋转梁相连接，所述角度调节机构用于驱动旋转梁绕连接座转动；所述旋转梁上安装有驱动部件，所述驱动部件用于驱动夹持机构转动；所述滑移机构与钻架和连接座铰接。

2.根据权利要求1所述的滑移式机械手，其特征在于，所述连接座为带有螺纹孔的板状件，其上焊接或者安装有油缸铰点。

3.根据权利要求1所述的滑移式机械手，其特征在于，所述旋转梁的中下部与角度调节机构连接。

4.根据权利要求1所述的滑移式机械手，其特征在于，所述角度调节机构一端通过螺栓连接于连接座，另一端与旋转梁连接。

5.根据权利要求1所述的滑移式机械手，其特征在于，所述旋转梁为封闭截面的杆状或梁状结构。

6.根据权利要求1所述的滑移式机械手，其特征在于，所述角度调节机构为蜗轮蜗杆结构、齿轮齿条结构、摆动油缸结构或四杆机构中的任一种。

7.根据权利要求1所述的滑移式机械手，其特征在于，所述驱动部件为马达、油缸、回转减速器中的任一种。

8.根据权利要求1所述的滑移式机械手，其特征在于，所述夹持机构为一根长管，一端设置有键槽、销孔或螺纹孔。

9.根据权利要求1所述的滑移式机械手，其特征在于，所述滑移式机械手还设置有导向装置，所述导向装置包括两根平行放置的横梁和底部支撑件组成，所述底部支撑件用于调节导向装置的倾角。

10.一种钻机，其特征在于，所述钻机包括权利要求1 9任一项所述的滑移式机械手。

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说明书：一种滑移式机械手和钻机技术领域[0001] 本实用新型涉及一种滑移式机械手，用于非开挖领域中使用的自动钻杆装卸装置，属于钻杆夹持装卸装置技术领域。背景技术[0002] 随着国内外管道铺设及钻井工程的大量研究和推进，斜井钻机等井口机械设备以其低廉的施工成本与极高的施工效率得到了广泛应用。斜井钻机工作时将钻头附接在钻杆最前端，通过对首尾相连的钻杆旋转和推进使钻头穿过地层。当斜井钻机钻进完成后，需逐个地卸载钻杆使其从地层回收。其中钻杆装卸装置负责在钻井作业中将钻杆、钻铤或者套管等由地面钻杆排放架自动传送至钻台，在完井作业时再将管具输送至地面排放架。代替了传统手动使用钢丝绳提吊和甩下钻杆的钻杆上、下钻台高危险操作。现有的钻杆装卸装置放杆流程如下：在远离钻机的位置，手动的将钻杆放在装在机构上，通过该机构将钻杆放至动力头与夹钳装置之间(卸杆时反之)。[0003] 然而，现有的钻机在工作时，需要使钻杆与地面呈一定夹角。钻杆装卸装置在远离钻机位置时依旧与地面呈一定角度，即钻杆是水平倾斜的，这将会增加人员放置钻杆的难度及劳动强度。同时，施工人员若在机械抓手抓紧钻杆前双手松开钻杆，钻杆会沿此角度向下滑动导致钻杆装卸装置不能正确地将钻杆放至动力头与夹钳装置之间，放杆失败；严重地，钻杆与夹钳装置发生碰撞导致机器损坏，影响施工效率。实用新型内容

[0004] 鉴于以上问题，本实用新型提供一种滑移式机械抓手，通过滑移油缸驱动使钻杆能相对于地面旋转一定角度。当到达预设角度（钻杆与地面水平）时，通过机械结构或者电子控制使油缸伸出受限停止动作，钻杆装卸装置在滑移油缸驱动下向下滑移，随后夹持装置将钻杆自动放至地面排放架。本装置可有效降低操作难度，增加施工安全性。[0005] 本实用新型提供的技术方案如下：[0006] 一种滑移式机械手，包括钻架、连接座、角度调节机构、旋转梁、夹持机构和滑移机构；所述钻架侧面设置有滑道，所述滑道一端固定在钻架上，另一端为两垂直于地面的长条形板；所述连接座的一端铰接在滑道上，另一端连接角度调节机构；所述角度调节机构固定在连接座上，与旋转梁相连接，所述角度调节机构用于驱动旋转梁绕连接座转动；所述旋转梁上安装有驱动部件，所述驱动部件用于驱动夹持机构转动；所述滑移机构与钻架和连接座铰接。[0007] 进一步的，所述连接座为带有螺纹孔的板状件，其上焊接或者安装有油缸铰点。[0008] 进一步的，所述旋转梁的中下部与角度调节机构连接。[0009] 进一步的，所述角度调节机构一端通过螺栓连接于连接座，另一端与旋转梁连接。[0010] 进一步的，所述旋转梁为封闭截面的杆状或梁状结构。[0011] 进一步的，所述角度调节机构为蜗轮蜗杆结构、齿轮齿条结构、摆动油缸结构或四杆机构中的任一种。[0012] 进一步的，所述驱动部件为马达、油缸、回转减速器中的任一种。[0013] 进一步的，所述夹持机构为一根长管，一端设置有键槽、销孔或螺纹孔。[0014] 进一步的，所述滑移式机械手还设置有导向装置，所述导向装置包括两根平行放置的横梁和底部支撑件组成，所述底部支撑件用于调节导向装置的倾角。[0015] 本实用新型还提供一种钻机，包括上述的滑移式机械手。有益效果

[0016] 本实用新型所述的滑移式机械手在工作时，旋转梁可在旋转油缸的驱动下摆动，从而调节了抓手上抓紧的钻杆与地面间的夹角，既可以避免钻杆的低端触地，也可以使钻杆轴线与地面平行，加装自动落杆机构之后可以使钻杆自动落至摆放架；以上操作改变了传统的用人工提升/拆卸钻杆的操作方式；操作人员仅需在驾驶室即可实现安装、拆卸钻杆，极大减轻了工人的劳动强度。附图说明[0017] 图1为本实用新型中钻机施工时的侧视图，其中，钻杆装卸装置夹持钻杆位于第一位置；[0018] 图2为本实用新型中钻机施工时的侧视图，其中，钻杆装卸装置夹持钻杆位于第二位置；[0019] 图3为本实用新型的一种可限位角度可调式机械抓手的结构示意图；[0020] 图4为本实用新型的图3的左视图；[0021] 图5为本实用新型的上杆时导向装置示意简图；[0022] 图6为本实用新型的落杆时导向装置示意简图；[0023] 图中：1、钻架；2、连接座；3、角度调节机构；4、旋转梁；5、夹持机构；6、滑移机构；11、铰点二；21、铰点一；61、油缸。

具体实施方式实施例

[0024] 一种滑移式机械手，包括钻架1、连接座2、角度调节机构3、旋转梁4、夹持机构5和滑移机构6。所述钻架1侧面设置有滑道，所述滑道一端固定在钻架上，另一端为两垂直于地面的长条形板。所述连接座2的一端铰接在滑道上，另一端连接角度调节机构3；所述角度调节机构3固定在连接座2上，与旋转梁4相连接，所述角度调节机构3用于驱动旋转梁4绕连接座2转动；所述旋转梁4上安装有驱动部件，所述驱动部件用于驱动夹持机构5转动；所述滑移机构6与钻架1和连接座2铰接，所述连接座2上设置有滑移机构6的铰点一21，钻架侧面设置有滑移机构6的铰点二11，油缸61固定在两铰点上，驱动机械手在滑移机构的滑道上移动。[0025] 所述滑道一端固定在钻架上，固定形式包括但不限于焊接、安装等，另一端为具有两垂直于地面的长条形板以供机械手在其上滑动。[0026] 所述连接座2固定在滑道上，所述连接座2为带有螺纹孔的板状件，其上焊接或者安装有油缸铰点；[0027] 所述角度调节机构3为蜗轮蜗杆结构、齿轮齿条结构、摆动油缸结构或者四杆机构（及其变形）中的任一种。角度调节机构3使钻杆实现轴线与地面平行或者呈一定角度，其一端通过螺栓连接于连接座2，另一端与旋转梁4连接，此处为回转减速器。[0028] 所述旋转梁4为封闭截面的杆状或梁状结构，所述旋转梁4的中下部与角度调节机构3连接，旋转梁4两端装有驱动夹持机构5转动的驱动部件，所述驱动部件包括但不限于马达、油缸、回转减速器等。[0029] 所述夹持机构5一端连接于旋转梁4上，为一根长管，一端设置有键槽、销孔或螺纹孔，用于固定在驱动部件的驱动轴上（固定形式还包括焊接等）；另一端设置有铰点，所述铰点与机械抓手连接并设置有与钻杆尺寸大致匹配的圆弧以抓取钻杆。[0030] 所述滑移机构6包括钻架上的铰点二、其上的滑道、连接座铰点一和滑移油缸，机械手可通过滑移机构沿滑道移动，滑移机构驱动方式包括但不限于链式传动、齿轮齿条传动、油缸推动、蜗轮蜗杆传动和齿轮传动等。[0031] 所述滑移式机械手还设置有导向装置7，所述导向装置7包括两根平行放置的横梁和底部支撑件组成，所述底部支撑件用于调节导向装置的倾角，使钻杆可以在其上来回地自由滚动。[0032] 图1为本实用新型中钻杆位于第一位置时的斜井钻机侧视图；从图可知，钻杆位于第一位置时，其处于夹钳装置附近（靠近地面）。[0033] 图2表示本实用新型中钻杆位于第二位置时的水平定向钻机侧视图；从图可知，钻杆位于第二位置时，其远离夹钳装置。[0034] 如图3、图4所示，本实用新型实施方式中的钻杆装卸装置大体构成如下：包括钻架及其上的滑道、连接座、角度调节机构、旋转梁、夹持机构和滑移机构。实施例

[0035] 下面分两种情况来具体地阐述本实用新型的实施方式：[0036] 1)落杆时[0037] 此时，钻杆装卸装置位于第二位置（图2）；夹持机构抓取钻杆向外翻转并将钻杆送至钻机外侧，待翻转动作完成后，角度调节机构通过调节旋转梁与地面的夹角使钻杆与地面平行，滑移油缸伸出将钻杆装卸装置往夹钳处推动，到最低点后夹持机构松开。此时，钻杆沿着预先设置好角度的导向装置自动滚至摆杆架（图5）。[0038] 2)上杆时(图6)[0039] 此时，钻杆装卸装置位于第一位置（图1）；钻杆沿着预先设置好角度的导向装置自动从摆杆架滚至夹持结构（图6）；夹持结构抓取钻杆后滑移油缸收缩，钻杆装卸装置沿滑道向远离夹钳方向移动，到达第二位置后（图2），角度调节机构驱动旋转梁使钻杆由与地面平行变为与钻架平行，随后夹持机构在马达驱动下将钻杆翻转至钻机内侧。[0040] 通过以上动作，完成本实施例。[0041] 整个过程无需人员操作，在使用本实用新型的钻机进行放杆及收杆时，此种装卸钻杆方式可极大减少劳动强度与劳动力成本。实施例

[0042] 一种钻机，包括上述的滑移式机械手。