CN104625707B - 用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具，包括吸盘、转动轴、传力套筒和螺母套筒，转动轴设于吸盘突起段的中心通孔内，转动轴一端设有卡接槽，另一端设有弹簧容纳腔，在弹簧容纳腔内设有弹簧。螺母套筒驱动端从传力套筒最小内孔中进入，在螺母套筒驱动端头紧配合套装有防脱套圈，传力套筒通过最大内孔套在转动轴上并与转动轴固定连接；弹簧被压缩于弹簧容纳腔底部和螺母套筒驱动端端面之间。本拧螺丝工具可以与机械手配合完成测井探管放射源仓门上螺丝的拧紧和拧开，以关闭或打开仓门，操作快速容易，精度高。本拧螺丝工具具有柔性连接，可以提供有效的缓冲空间，对设备进行保护。

Description

用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具
技术领域
本发明涉及测井探管放射源装卸技术，具体指一种用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具，本拧螺丝工具用于与机械手配合完成测井探管放射源仓门上螺丝的拧紧和拧开，以关闭或打开仓门，用于安装或取下放射源，属于测井探管放射源装卸技术领域。
背景技术
在石油勘查中需要用到测井探管，测井探管内装入放射源，然后将放有放射源的测井探管送入井下，利用放射源来检测该区域是否存在石油。在测井探管上设有可打开和关闭的仓门，仓门下部通过转动机构与测井探管可转动连接，仓门上或者测井探管内设有专门放置放射源的空腔，放射源即放置在该空腔中。
目前，放射源的装卸都是通过人工完成的，打开仓门前，需要先拧松仓门上部与测井探管连接的螺钉，再将仓门打开；放射源装载后再关闭仓门并拧紧螺钉即可。虽然人工装卸很简单，但由于放射源对人体的危害性，所以并不适合长期这样操作，故目前正考虑利用工业机器人（机械手）自动完成放射源的装卸，即通过机械手打开和关闭存放放射源的仓门，再取放放射源。要打开和关闭仓门，首先面对的就是拧螺钉，虽然现有通过机器自动拧螺钉的工具比较多，但因为本应用场合拧螺钉的工具需要与机械手配合完成，而现有拧螺钉的工具在与机械手结合过程中会大大增加结构的复杂程度。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具，本拧螺丝工具可以与机械手配合完成测井探管放射源仓门上螺丝的拧紧和拧开，以关闭或打开仓门，操作快速容易，精度高。
本发明的技术方案是这样实现的：
用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具，包括吸盘、转动轴、传力套筒和螺母套筒，吸盘一面用于与机械臂末端带电时吸合连接，吸盘另一面沿中心突起形成突起段，突起段设有穿透吸盘的中心通孔，转动轴可转动地设于中心通孔内，转动轴朝向机械臂端面周围设有凸沿，吸盘上设有对应的沉台，凸沿落在沉台上使转动轴只能单向进出，转动轴凸沿所在端面设有卡接槽，卡接槽用于与电机输出轴对应卡接以由电机驱动转动轴转动；所述转动轴另一端面沿长度方向设有弹簧容纳腔，在弹簧容纳腔内设有弹簧；
所述传力套筒具有大小不同的两段内孔，螺母套筒驱动端从传力套筒最小内孔中进入，并与传力套筒最小内孔以可同步转动和轴向滑动方式连接，在螺母套筒驱动端头紧配合套装有防脱套圈，防脱套圈与传力套筒孔壁上的台阶对应以防止螺母套筒从传力套筒中脱落，传力套筒通过最大内孔套在转动轴上并与转动轴固定连接；所述弹簧被压缩于弹簧容纳腔底部和套圈端面或者螺母套筒驱动端端面之间；螺母套筒另一端为动作端，动作端上设有螺母卡槽，该动作端设有永磁铁芯以吸合待操作的螺丝。
进一步地，所述传力套筒最小内孔和最大内孔之间设有中间内孔，最小内孔和中间内孔之间形成限位台阶，该限位台阶即构成传力套筒孔壁上与防脱套圈对应的防止防脱套圈脱落的台阶，传力套筒表面与吸盘突起段表面平滑过度。
更进一步地，所述吸盘用于与机械臂末端吸合的那面设有吸合凹槽，吸合凹槽周围的槽壁敞开形成导向斜面，吸合凹槽与机械臂末端形状对应。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本拧螺丝工具可以与机械手配合完成测井探管放射源仓门上螺丝的拧紧和拧开，以关闭或打开仓门，操作快速容易，精度高。
2、本拧螺丝工具具有柔性连接，可以提供有效的缓冲空间，对设备进行保护，且本结构可以有效地运用于工业机器人环境中。
3、由于电机和拧螺丝工具可以分离，因此机械臂可以更换不同的拧螺丝工具。
附图说明
图1为本发明剖面结构图。
图2为本发明外部结构图。
图3为图2左视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
参加图1、图2和图3，从图上可以看出，本发明用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具，主要包括吸盘1、转动轴2、传力套筒3和螺母套筒4，吸盘1一面用于与机械臂末端带电时自动吸合，吸盘1另一面沿中心突起形成突起段5，突起段设有穿透吸盘的中心通孔，转动轴2可转动地设于中心通孔内。转动轴2朝向机械臂端面（图1左端）周围设有凸沿6，吸盘上设有对应的沉台，凸沿落在沉台上使转动轴只能从左端单向进出。转动轴2凸沿所在端面设有卡接槽7（实际为十字型卡槽，见图3），卡接槽用于与电机输出轴对应卡接以由电机驱动转动轴转动。电机埋设于机械臂末端内，仅露出输出轴头部。所述转动轴2另一端面沿长度方向设有弹簧容纳腔，在弹簧容纳腔内设有弹簧8。
所述传力套筒3具有大小不同的两段内孔，螺母套筒4驱动端从传力套筒最小内孔中进入，并与传力套筒最小内孔以可同步转动和轴向滑动方式连接。在螺母套筒4驱动端头部紧配合套装有防脱套圈9，防脱套圈9与传力套筒孔壁上的台阶对应以防止螺母套筒从传力套筒中脱落，传力套筒3通过最大内孔套在转动轴2上并与转动轴通过螺钉10固定连接。所述弹簧被压缩于弹簧容纳腔底部和套圈端面/螺母套筒驱动端端面之间。本发明螺母套筒采用现有标准的磁性套筒，与动力连接的那端称为驱动端，与待作业的螺母卡接的那端称为动作端。动作端上设有螺母卡槽11，该动作端设有永磁铁芯以吸合待操作的螺丝。
为了方便对套圈限位，所述传力套筒最小内孔和最大内孔之间设有中间内孔，最小内孔和中间内孔之间形成限位台阶12，该限位台阶即构成传力套筒孔壁上与防脱套圈对应的防止防脱套圈脱落的台阶，传力套筒表面与吸盘突起段表面平滑过度。
为了使机械臂准确快速地吸合本工具，所述吸盘1用于与机械臂末端吸合的那面设有吸合凹槽13，吸合凹槽周围的槽壁敞开形成导向斜面14，吸合凹槽与机械臂末端形状对应。
所述螺母套筒与传力套筒最小内孔连接结构主要有两种：1、传力套筒最小内孔为正多边形孔（如六方孔），螺母套筒驱动端横截面为对应的正多边形结构。2、传力套筒最小内孔壁上设有轴向的导向突起，螺母套筒驱动端圆周面上设有对应的卡槽，导向突起位于卡槽中可轴向滑动，即通过键和键槽方式连接。
本发明使用说明：
拧松螺丝过程：机械臂移动到本工具放置位置--工具支架处，机械臂末端线圈上电产生电磁场，在电磁吸力作用下，本工具上的吸盘自动与机械臂末端吸合在一起；然后机械臂带动拧螺丝工具移动到测井探管舱门的螺丝处，使螺母套筒将待拧松的螺钉套住，并且施加一定压力由弹簧将螺母套筒往前推，然后启动电机，通过转动轴、传力套筒驱动螺母套筒一起转动，从而将螺钉拧松，螺母套筒内的永磁铁芯吸附螺丝边拧松边往外移，最终将螺丝拧松并从测井探管舱门上脱落。最后机械臂移动拧螺丝工具到工具支架处，机械臂末端线圈断电，拧螺丝工具放到工具支架上。
拧紧螺丝过程跟拧松螺丝过程类似，只是电机转动方向相反而已。
本发明拧螺丝工具末端采用弹簧柔性连接，有效地提供了缓冲距离，更利于机械臂作业。
本工具上螺母套筒的规格就决定了本工具的规格，机械臂末端可以针对不同的螺丝更换拧螺丝工具。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1. 用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具，其特征在于：包括吸盘、转动轴、传力套筒和螺母套筒，吸盘一面用于与机械臂末端带电时吸合连接，吸盘另一面沿中心突起形成突起段，突起段设有穿透吸盘的中心通孔，转动轴可转动地设于中心通孔内，转动轴朝向机械臂端面周围设有凸沿，吸盘上设有对应的沉台，凸沿落在沉台上使转动轴只能单向进出，转动轴凸沿所在端面设有卡接槽，卡接槽用于与电机输出轴对应卡接以由电机驱动转动轴转动；所述转动轴另一端面沿长度方向设有弹簧容纳腔，在弹簧容纳腔内设有弹簧；
所述传力套筒具有大小不同的两段内孔，螺母套筒驱动端从传力套筒最小内孔中进入，并与传力套筒最小内孔以可同步转动和轴向滑动方式连接，在螺母套筒驱动端头紧配合套装有防脱套圈，防脱套圈与传力套筒孔壁上的台阶对应以防止螺母套筒从传力套筒中脱落，传力套筒通过最大内孔套在转动轴上并与转动轴固定连接；所述弹簧被压缩于弹簧容纳腔底部和防脱套圈端面或者螺母套筒驱动端端面之间；螺母套筒另一端为动作端，动作端上设有螺母卡槽，该动作端设有永磁铁芯以吸合待操作的螺丝。
2. 根据权利要求1所述的用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具，其特征在于：所述传力套筒最小内孔和最大内孔之间设有中间内孔，最小内孔和中间内孔之间形成限位台阶，该限位台阶即构成传力套筒孔壁上与防脱套圈对应的防止防脱套圈脱落的台阶，传力套筒表面与吸盘突起段表面平滑过度。
3. 根据权利要求1所述的用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具，其特征在于：所述吸盘用于与机械臂末端吸合的那面设有吸合凹槽，吸合凹槽周围的槽壁敞开形成导向斜面，吸合凹槽与机械臂末端形状对应。
4. 根据权利要求1所述的用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具，其特征在于：所述螺母套筒与传力套筒最小内孔连接结构为：传力套筒最小内孔为正多边形孔，螺母套筒驱动端横截面为对应的正多边形结构。
5. 根据权利要求1所述的用于测井探管放射源装卸的机械手可更换拧螺丝工具，其特征在于：所述螺母套筒与传力套筒最小内孔连接为：传力套筒最小内孔壁上设有轴向的导向突起，螺母套筒驱动端圆周面上设有对应的卡槽，导向突起位于卡槽中可轴向滑动。
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