CN102242611B - 海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，包括钻具库、机械手、行走机构和液压系统，钻具库用于存放钻具，容量大，能够存储近100杆钻具；机械手用于完成钻具的夹持和存取；行走机构用于钻具在孔口和钻具库之间的移运、定位。通过液压系统实现顺序控制，完成海底锥探和钻探中各类杆件在孔口与钻具库之间的移运、定位、排放、储运等作业流程，同时可以配合动力头、孔口夹持器完成钻具的自动接卸功能，实现海底锥探和钻探过程的全部自动化工作。本发明结构简单，控制方便，工作可靠稳定，满足海床式钻机钻探取芯和锥探两大任务，能实现钻探深度200m，锥探深度30m的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，是海底机器人的一部分，属于海底锥钻技术领域。
背景技术
海洋蕴藏着丰富的资源，有甚至可以颠覆现有社会结构的生物和矿产资源，是人类未来发展的战略性矿产资源、金属资源、水资源和食物资源基地。对海洋，尤其是深海资源的积极探索与开发，能够为人们普遍关心的一些全球性问题提供理想的解决方案。
我国海洋勘探尚处于初级阶段，导致这种情况的原因有很多，缺少大型多功能的海底勘探设备是其主要原因。由于起步较晚，研发技术和生产工艺落后，导致与发达国家相比，存在很大的差距。从总体上看，我国现有的海底勘探取样技术存在以下不足：
1.目前海洋勘探设备主要为船载式，船载式钻机对钻探船要求较高，并且钻进取样时需要很长的钻杆来补偿海水深度，故取样成本高，效率低。
2.目前国内常采用活塞式或是重力式取样筒取样, 取样质量较差，面对海底中硬地层的工况条件则无能为力。
3.随着海洋能源勘探开发技术、深水油气勘探开发技术、天然气水合物勘探开发技术成为研发热点，深海矿产资源勘查技术也向着大深度、近海底、多功能和原位方向发展。目前国内钻机的海底取样设备功能单一，可靠性和效率较低。
4.对于深孔取样海床式钻机来说，设备在海底工作，人无法观察到其工作状态，无法实施传统的手工提下钻，因此必须实现井口作业的机械化、自动化和智能化。
以上原因致使我国海洋基础调查评价程度很低, 正规海域综合调查几乎空白, 难以满足海洋资源开发、海底工程及码头建设、海防建设、综合科学研究及海洋环境保护的需要。
发明内容
本发明的目的是为海底锥探和钻探一体化装备提供配套的机器人系统，即能适用于海底作业的自动化存取杆系统，且在海底钻井起下钻作业过程中承担对井口管状类钻具（钻杆、岩心管、探杆等）进行夹持、提升、平移、下放等操作，并采用机、电、液一体化控制，实现钻具在井口与钻具库之间的自动移运、定位、排放、储运等作业流程，同时可以配合动力头、孔口夹持器完成钻具的自动接卸功能，实现钻井过程中的全部自动化。
为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：提供一种海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，包括钻具库，机械手及行走机构和液压系统；
所述的钻具库包括有底座、套筒、库架、指梁、拉杆、动力头导轨、动力头、弹性橡胶和弹簧定位销式锁定机构，所述的钻具库有两个库架分布在动力头的两侧；库架焊接在底座上，弹簧定位销式锁定机构也焊在库架内的底座上，套筒固定在弹簧定位销式锁定机构上，杆件放在套筒里，指梁的三条边通过角钢固定在库架的中上部框架上，弹性橡胶通过螺钉固定在指梁的每一列小孔和端头中，拉杆一端固定在指梁上，另一端固定在库架上；
所述的机械手由底板、左侧板、右侧板、挡板、上机械手爪、下机械手爪 、手爪框架、连接板、伸缩给进油缸、槽钢和滑块构成，手爪框架包括上机械手爪框架和下机械手爪框架，滑块包括上滑块和下滑块，左侧板、右侧板通过螺栓固定在底板上，槽钢焊在左侧板和右侧板上，下机械手爪框架两侧对称设置有下导杆和四个下滑块，上机械手爪框架两侧也对称设置有上导杆和四个上滑块；连接板连接上机械手爪框架和下机械手爪框架，安装在连接板上的伸缩给进油缸推动上机械手爪、下机械手爪，在上、下导杆的作用下同步前后运动，即通过伸缩给进油缸的伸缩完成机械手的前后运动；
所述的行走机构由支架、矩形导轨、齿条、导向套、导向杆、升降液压缸、滑套、行走液压马达、支撑板和消隙齿轮机构构成，支架焊接在底座上，矩形导轨由型钢焊接而成，齿条和导向套固定在矩形导轨两侧，滑套套在矩形导轨上，行走液压马达通过螺栓固定在支撑板上，消隙齿轮与齿条接触；行走液压马达驱动消隙齿轮在齿条上运动，实现机械手的左右运动和定位；四根导向杆穿过导向套分布在矩形导轨两侧，并与机械手的底板连接，通过升降液压缸的伸缩使坐在行走机构上的机械手完成上下方向的运动；
所述的液压系统包括液压油箱、滤油器、电机、液压泵、溢流阀、压力表、三位四通电磁阀组、单向调速阀、平衡阀、液控单向阀组和分流集流阀，所述的滤油器、溢流阀与液压油箱连接，滤油器的输出端连接液压泵后与电机连接，液压泵、溢流阀同时与压力表连接，液压泵、溢流阀同时还与四个三位四通电磁阀组连接组成4个液压支路，其中第Ⅰ液压支路的三位四通电磁阀组连接有单向调速阀、分流集流阀、液控单向阀组，用于控制机械手升降液压缸的液压系统；第Ⅱ液压支路的三位四通电磁阀组连接有平衡阀和分流集流阀组成控制机械手左右行走机构液压系统；第Ⅲ液压支路的三位四通电磁阀组连接有单向调速阀，组成控制机械手伸缩给进油缸的液压系统；第Ⅳ液压支路的三位四通电磁阀组连接有液控动单向阀组、分流集流阀组成控制机械手的上机械手爪和下机械手爪夹紧液压缸的液压系统；通过4组三通四位电磁阀组实现对机械手顺序控制，且每个支路单独完成动作。
本发明所述的钻具库中的弹簧定位销式锁定机构由挡块、燕尾槽导轨、燕尾槽滑块、锁紧螺栓、锁紧螺母、弹簧组成，所述的燕尾槽导轨焊接在底座上，燕尾槽导轨两端设有挡块，燕尾槽导轨的上表面加工了10个V形槽，燕尾槽滑块与燕尾槽导轨配合，锁紧螺栓下端为V字形结构，通过弹簧与锁紧螺母配合，使锁紧螺栓的下端的V字形结构与燕尾槽导轨表面的V形槽卡紧，实现10个位置的定位。
本发明所述的钻具库中存放有小钻杆、大岩心管、探杆、大钻杆和小岩心管。
本发明所述的机械手的上机械手爪与下机械手爪总体结构相同，由夹紧液压缸、外板、限位板、连接销、第二滑块、同步杆和末端机械手爪构成；夹紧液压缸通过螺栓固定在外板上，外板由板件焊成，限位板上开有四个槽，通过四个连接销连接四对同步杆和第二滑块，使夹紧液压缸的往复运动转化为机械手爪的开合运动。
本发明所述的末端机械手爪采用了V形结构，上机械手爪的手爪内设有五段阶梯圆弧，下机械手爪内安装有垫衬。
本发明所述的行走机构中的消隙齿轮机构由销钉、上消隙齿轮、下消隙齿轮、螺钉、扭转弹簧构成，上消隙齿轮和下消隙齿轮叠加在一起，通过销钉、螺钉和扭转弹簧使上下消隙齿轮错开，上消隙齿轮的一边与行走机构中的齿条的一侧接触，下消隙齿轮的一边与齿条的另一侧接触，达到消除齿轮间隙的作用，通过行走液压马达驱动消隙齿轮机构在齿条上左右运动实现机械手左右方向的运动。
本发明所述的钻具库、机械手和行走机构三部分相互关联，采用液压控制阀实现顺序动作，完成在钻探取芯和锥钻过程中钻具的自动存取功能，实现整个过程在海底的自动化作业。
本发明的自动化存取杆系统具有以下优点：
1. 本发明的自动存取杆系统采用海床式结构，能够实现深海复杂环境下自动化作业，且工作可靠稳定，可同时适用于钻探和锥探两大任务。
2. 本发明的自动存取杆系统钻具库容量大，能够存储近100根钻具，能实现钻探深度200m，锥探深度30m的要求。
3. 本发明的自动存取杆系统结构简单，控制方便，能够满足深海作业的要求，可广泛应用海洋资源开发、海底工程及码头建设、海防建设、综合科学研究及海洋环境保护中涉及到的钻探或锥探任务。
附图说明
图1为本发明的海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统结构示意图。
图2为本发明中钻具库总体示意图。
图3为本发明中指梁结构示意图。
图4为本发明中弹簧定位销式锁定机构示意图。
图5为本发明中弹簧定位销式锁定机构局部放大图。
图6为本发明中机械手后视图。
图7为本发明中机械手前视图。
图8为本发明中机械手去除右侧板后内部结构示意图。
图9、图10为本发明中机械手爪结构图。
图11为本发明中行走机构结构图。
图12为本发明中消隙齿轮结构图。
图13为本发明中自动存取杆液压系统图。
图中：1-钻具库、2-机械手、3-行走机构、4-底座、5-套筒、6-库架、7-小钻杆、8-指梁、9-拉杆、10-大岩心管、11-动力头导轨、12-动力头、13-探杆、14-大钻杆、15-小岩心管、16-弹性橡胶、17-弹簧定位销式锁定机构、18-挡块、19-燕尾槽导轨、20-燕尾槽滑块、21-锁紧螺栓、22-锁紧螺母、23-弹簧、24-底板、25-左侧板、26-挡板、27-上机械手爪、28-上机械手爪框架、29-连接板、30-伸缩给进油缸、31-槽钢、32-右侧板、33-下机械手爪、34-下机械手框架、35-下滑块、36-下导杆、37-上滑块、38-上导杆、39-支撑板、43-夹紧液压缸、44-外板、45-限位板、46-连接销、47-第二滑块、48-同步杆、49-末端机械手爪、50-支架、51-矩形导轨、52-齿条、53-导向套、54-导向杆、55-升降液压缸、56-滑套、57-行走液压马达、58-消隙齿轮机构、59-销钉、60-上消隙齿轮、61-下消隙齿轮、62-螺钉、63-扭转弹簧、64-液压油箱、65-滤油器、66-电机、67-液压泵、68-溢流阀、69-压力表、70-三位四通电磁阀组、71-单向调速阀、72-平衡阀、73-液控单向阀组、74-分流集流阀。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
实施例1：本发明的一种海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，其结构如图1和图13所示，包括有钻具库1、机械手2、行走机构3和液压控制系统：
钻具库1：固定在底座4上，用于存放各类钻具，容量大，能够存储近100根钻具。
机械手2：是本系统的核心部件，用于完成钻具在孔口和钻具库之间的夹紧和移运。
行走机构3：用于钻具的移位和定位，使机械手2能完成左右、上下四个方向的运动，完成存取杆任务。
液压控制系统：采用液压控制，本系统所有动作由液压阀操控，实现顺序控制。
如图2、3所示，钻具库1包括有底座4、套筒5、库架6、指梁8、拉杆9、动力头导轨11、动力头12、弹性橡胶16和弹簧定位销式锁定机构17，钻具库1有两个库架6分布在动力头12的两侧；库架6焊在底座4上，弹簧定位销式锁定机构17也焊在库架内的底座4上，套筒5固定在弹簧定位销式锁定机构17上，杆件放在套筒5里，指梁8的三条边通过角钢固定在库架6的中上部框架上，弹性橡胶16通过螺钉固定在指梁的每一列小孔和端头中，拉杆9一端固定在指梁8上，另一端固定在库架6上。
根据钻探和锥探工艺，所述的钻具库1中共存放有五类钻具：小钻杆7、大岩心管10、探杆13、大钻杆14和小岩心管15。所述的指梁8、拉杆9和弹性橡胶16起到了对杆件的夹持作用，能保持钻具在钻杆库内处于竖直放置状态。
本发明钻具库中的弹簧定位销式锁定机构17的结构如图4和图5所示，由挡块18、燕尾槽导轨19、燕尾槽滑块20、锁紧螺栓21、锁紧螺母22、弹簧23组成，所述的燕尾槽导轨19焊接在底座4上，燕尾槽导轨19两端设有挡块18，燕尾槽导轨19的上表面加工了10个V形槽，燕尾槽滑块20与燕尾槽导轨19配合，锁紧螺栓21下端为V字形结构，通过弹簧23与锁紧螺母22配合，使锁紧螺栓21的下端的V字形结构与燕尾槽导轨19表面的V形槽卡紧，每一列燕尾槽滑块20上通过螺钉固定有10个套筒5，用于存放钻具。当机械手2抓住套筒移出一定距离后，锁紧螺栓21能与燕尾槽导轨19表面的V形槽锁紧，进行定位。
本发明机械手2的结构参见图6、图7和图8，机械手2由底板24、左侧板、右侧板、挡板26、上机械手爪、下机械手爪 、手爪框架、连接板29、伸缩给进油缸30、槽钢31和滑块构成，手爪框架包括上机械手爪框架和下机械手爪框架，滑块包括上滑块和下滑块，左侧板25、右侧板32通过螺栓固定在底板24上，槽钢31焊在左侧板25和右侧板32上，下机械手爪框架34两侧对称设置有下导杆36和四个下滑块35，上机械手爪框架28两侧也对称设置有上导杆38和四个上滑块37；上机械手爪框架28、下机械手爪框架34由连接板29连接，伸缩给进油缸30安装在连接板29上，当伸缩给进油缸30的伸缩推动上机械手爪框架28和下机械手框架34中的上滑块37、下滑块35沿着对称的2根上导杆38、下导杆36同步前后运动，通过伸缩给进油缸30的伸缩完成机械手2的前后运动。
如图9、图10所示，机械手2的上机械手爪27与下机械手爪33总体结构相同，由夹紧液压缸43、外板44、限位板45、连接销46、第二滑块47、同步杆48和末端机械手爪49构成；夹紧液压缸通过螺栓固定在外板44上，外板由板件焊成，限位板45上开有四个腰形槽，通过四个连接销46连接四对同步杆48、第二滑块47和末端机械手爪49，并穿过限位板45上的四个腰形槽使夹紧液压缸43的往复运动转化为机械手爪49的开合运动；末端机械手爪49采用了V形结构，但是，上机械手爪和下机械手爪的手爪内结构不同，上机械手爪的手爪内设有五段阶梯圆弧，便于夹持不同直径的钻具，下机械手爪内安装有垫衬便于对钻具定位。
本发明的行走机构3结构如图11所示，行走机构由支架50、矩形导轨51、齿条52、导向套53、导向杆54、升降液压缸55、滑套56、行走液压马达57、支撑板39和消隙齿轮机构58构成，支架50焊接在底座4上，矩形导轨51由型钢焊接而成，齿条52和导向套53固定在矩形导轨51两侧，滑套56套在矩形导轨51上，行走液压马达57通过螺栓固定在支撑板39上，消隙齿轮与齿条52接触；行走液压马达57驱动消隙齿轮机构58在齿条52上运动，从而实现机械手2的左右运动和定位；矩形导轨51两侧各有2根导向杆54和1个升降液压缸55穿过导向套53，并与机械手2的底板24连接，通过升降液压缸55的伸缩使坐在滑套56上的机械手2完成上下方向的运动。
如图12所示，所述的行走机构3中的消隙齿轮机构58由销钉59、上消隙齿轮60、下消隙齿轮61、螺钉62、扭转弹簧63构成，上消隙齿轮60和下消隙齿轮61具有相同齿轮参数，且只有一半齿宽，上消隙齿轮60、下消隙齿轮61叠加在一起，通过花键套在行走液压马达57的主动轴上，通过销钉59、螺钉62和扭转弹簧63使上下消隙齿轮错开，利用扭转弹簧63的压力使上消隙齿轮60的一边与走机构3中的齿条52的一侧接触，下消隙齿轮的61的一边与齿条52的另一侧接触，达到消除齿轮间隙的作用，通过行走液压马达57驱动消隙齿轮机构58在齿条52上左右运动来实现机械手2左右方向的运动。
如图13所示，本发明中的液压系统包括液压油箱64、滤油器65、电机66、液压泵67、溢流阀68、压力表69、三位四通电磁阀组70、单向调速阀71、平衡阀72、液控单向阀组73、分流集流阀74，共组成四个支路。第Ⅰ液压支路为机械手2升降机构的液压系统。为了保持两升降液压缸55的同步问题，这里采用了分流集流阀74，为了升降过程的平稳性，采用单向调速阀71。为了保持液压缸能精确地锁定在某个位置上，采用液动单向阀组73进行锁紧。第Ⅱ液压支路为机械手2左右行走机构液压系统。采用两个行走液压马达57驱动消隙齿轮机构58沿着齿条52运动来实现。通过分流集流阀74和平衡阀72来满足同步和锁紧的要求。第Ⅲ支路为伸缩给进机构液压系统。采用单向调速阀71来调节伸缩的速度，保证系统运行的平稳。第Ⅳ支路为上、下机械手爪27、33夹紧钻具的液压系统。为了保证同步，这里采用了分流集流阀74，同时采用液控单向阀组73来锁紧位置。
本发明的一种海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，其工作过程是：
1、工作前，机械手2处于孔口原点位置，开始工作时，行走液压马达57驱动消隙齿轮机构58沿齿条52运动，使机械手2到达需要使用的钻具前方。
2、伸缩给进油缸30伸出，使上机械手爪27和下机械手爪33上的V形结构与钻具的中心对齐，夹紧液压缸43有杆腔进油，末端机械手爪49在限位板45、连接销46、第二滑块47、同步杆48的作用下夹紧钻具，上机械手爪27用于夹紧，下机械手爪33内安装有垫衬，便于对钻具定位。
3、然后伸缩给进油缸30缩回，上机械手爪27、下机械手爪33拖动套筒5带动燕尾槽滑块20在燕尾槽导轨19上移除一个节距，使燕尾槽滑块20上的第二个套筒移到第一个套筒位置，第三个套筒移到第二个套筒位置，依次而行。
4、此时，2个升降液压缸55在四根导向杆54的作用下伸出，推动机械手2向上运动一定距离，使钻具从套筒5中提升并取出。
5、行走液压马达57驱动消隙齿轮机构58沿齿条52运动，使带着钻具的机械手2运动到孔口位置，伸缩给进油缸30伸出，使钻具与孔口和动力头12对心。
6、升降液压缸55下降，机械手2将钻具放入设在下部的夹持器中，夹持器夹紧钻具，动力头12沿动力头导轨11下移，旋转，上扣，使钻具与孔内钻具连接，夹紧液压缸43无杆腔进油，末端机械手爪49在限位板45、连接销46、第二滑块47、同步杆48的作用下松开钻具，伸缩给进油缸30缩回，回到原点位置，等待下一次的下钻。
本发明结构简单，控制方便，工作可靠稳定，使用本发明能降低取样成本，提高工作效率，满足海床式钻机钻探取芯和锥探两大任务，可广泛应用海洋资源开发、海底工程及码头建设、海防建设、综合科学研究及海洋环境保护中涉及到的钻探或锥探任务。
Claims (6)
1.一种海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，包括钻具库，机械手及行走机构和液压系统，其特征在于：
所述的钻具库包括有底座、套筒、库架、指梁、拉杆、动力头导轨、动力头、弹性橡胶和弹簧定位销式锁定机构，所述的钻具库有两个库架分布在动力头的两侧；库架焊接在底座上，弹簧定位销式锁定机构也焊在库架内的底座上，套筒固定在弹簧定位销式锁定机构上，杆件放在套筒里，指梁的三条边通过角钢固定在库架的中上部框架上，弹性橡胶通过螺钉固定在指梁的每一列小孔和端头中，拉杆一端固定在指梁上，另一端固定在库架上；
所述的机械手由底板、左侧板、右侧板、挡板、上机械手爪、下机械手爪 、手爪框架、连接板、伸缩给进油缸、槽钢和滑块构成，手爪框架包括上机械手爪框架和下机械手爪框架，滑块包括上滑块和下滑块，左侧板、右侧板通过螺栓固定在底板上，槽钢焊在左侧板和右侧板上，下机械手爪框架两侧对称设置有下导杆和四个下滑块，上机械手爪框架两侧也对称设置有上导杆和四个上滑块；连接板连接上机械手爪框架和下机械手爪框架，安装在连接板上的伸缩给进油缸推动上机械手爪、下机械手爪，在上、下导杆的作用下同步前后运动，即通过伸缩给进油缸的伸缩完成机械手的前后运动；
所述的行走机构由支架、矩形导轨、齿条、导向套、导向杆、升降液压缸、滑套、行走液压马达、支撑板和消隙齿轮机构构成，支架焊接在底座上，矩形导轨由型钢焊接而成，齿条和导向套固定在矩形导轨两侧，滑套套在矩形导轨上，行走液压马达通过螺栓固定在支撑板上，消隙齿轮与齿条接触；行走液压马达驱动消隙齿轮在齿条上运动，实现机械手的左右运动和定位；四根导向杆穿过导向套分布在矩形导轨两侧，并与机械手的底板连接，通过升降液压缸的伸缩使坐在行走机构上的机械手完成上下方向的运动；
所述的液压系统包括液压油箱、滤油器、电机、液压泵、溢流阀、压力表、三位四通电磁阀组、单向调速阀、平衡阀、液控单向阀组和分流集流阀，所述的滤油器、溢流阀与液压油箱连接，滤油器的输出端连接液压泵后与电机连接，液压泵、溢流阀同时与压力表连接，液压泵、溢流阀同时还与四个三位四通电磁阀组连接组成4个液压支路，其中第Ⅰ液压支路的三位四通电磁阀组连接有单向调速阀、分流集流阀、液控单向阀组，用于控制机械手升降液压缸的液压系统；第Ⅱ液压支路的三位四通电磁阀组连接有平衡阀和分流集流阀组成控制机械手左右行走机构液压系统；第Ⅲ液压支路的三位四通电磁阀组连接有单向调速阀，组成控制机械手伸缩给进油缸的液压系统；第Ⅳ液压支路的三位四通电磁阀组连接有液控动单向阀组、分流集流阀组成控制机械手的上机械手爪和下机械手爪夹紧液压缸的液压系统；通过4组三通四位电磁阀组实现对机械手顺序控制，且每个支路单独完成动作。
2.根据权利要求1所述的海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，其特征在于：所述的钻具库中的弹簧定位销式锁定机构由挡块、燕尾槽导轨、燕尾槽滑块、锁紧螺栓、锁紧螺母、弹簧组成，所述的燕尾槽导轨焊接在底座上，燕尾槽导轨两端设有挡块，燕尾槽导轨的上表面加工了10个V形槽，燕尾槽滑块与燕尾槽导轨配合，锁紧螺栓下端为V字形结构，通过弹簧与锁紧螺母配合，使锁紧螺栓的下端的V字形结构与燕尾槽导轨表面的V形槽卡紧，实现10个位置的定位。
3.根据权利要求1所述的海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，其特征在于：所述的钻具库中存放有小钻杆、大岩心管、探杆、大钻杆和小岩心管。
4.根据权利要求1所述的海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，其特征在于：所述的机械手的上机械手爪与下机械手爪总体结构相同，由夹紧液压缸、外板、限位板、连接销、第二滑块、同步杆和末端机械手爪构成；夹紧液压缸通过螺栓固定在外板上，外板由板件焊成，限位板上开有四个槽，通过四个连接销连接四对同步杆和第二滑块，使夹紧液压缸的往复运动转化为机械手爪的开合运动。
5.根据权利要求4所述的海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，其特征在于：所述的末端机械手爪采用了V形结构，上机械手爪的手爪内设有五段阶梯圆弧，下机械手爪内安装有垫衬。
6.根据权利要求1所述的海底锥探和钻探一体化装备的自动存取杆系统，其特征在于：所述的行走机构中的消隙齿轮机构由销钉、上消隙齿轮、下消隙齿轮、螺钉、扭转弹簧构成，上消隙齿轮和下消隙齿轮叠加在一起，通过销钉、螺钉和扭转弹簧使上下消隙齿轮错开，上消隙齿轮的一边与行走机构中的齿条的一侧接触，下消隙齿轮的一边与齿条的另一侧接触，达到消除齿轮间隙的作用，通过行走液压马达驱动消隙齿轮机构在齿条上左右运动实现机械手左右方向的运动。
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