CN110107233B - 具有钻杆对中功能的夹持装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有钻杆对中功能的夹持装置，包括通过调节执行机构固定在钻机机架上的夹持器；所述调节执行机构包括X向调节机构、Y向调节机构、Z向调节机构和角度调节机构；本夹持装置可实现三个平移、一个转动共计四个自由度的运动，在进行钻杆接扣时时，可对中调整钻杆夹持位置；并且，在对中时可多自由度调整待接钻杆螺纹位置，提高了螺纹对中的准确性；此外，本申请将X向调节机构、Y向调节机构、Z向调节机构和角度调节机构集成在一起，整个夹持装置集成度高，且结构稳定。

Description

具有钻杆对中功能的夹持装置
技术领域
本发明涉及一种具有钻杆对中功能的夹持装置。
背景技术
煤矿自动控制钻机(井下瓦斯抽采钻机201410618071.8、一种矿用液压钻机的全自动控制方法201410394711.1)是近几年出现的一种新型煤矿安全装备，其自动化程度高、安全性好、减人提效效果显著，是煤矿钻机发展的必然趋势。但是，由于目前的钻杆自动接扣装置只在上下方向具有简单的支撑作用，且支撑位置、高度固定，左右、前后无法调整，对中作用十分有限，常常无法对准，导致螺纹磨损严重，钻杆寿命急剧缩短。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有钻杆对中功能的夹持装置，以解决现有目前钻杆自动接扣装置只具备简单的支撑作用，不能对钻杆进行多自由度调整的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有钻杆对中功能的夹持装置，包括通过调节执行机构固定在钻机机架上的夹持器；所述调节执行机构包括X向调节机构、Y向调节机构、Z向调节机构和角度调节机构；
所述X向调节机构包括沿着所述节执行机构的延伸方向布置的X向滑轨以及安装在所述X向滑轨上的X向滑动座，所述X向滑动座通过X向驱动器驱动其沿X向滑轨移动；
所述Y向调节机构包括设置在所述X向滑动座顶部的Y向滑轨以及安装在所述Y向滑轨上的Y向滑动座，所述Y向滑动座通过Y向驱动器驱动其沿Y向滑轨移动；
所述角度调节机构包括设置在Y向滑动座与夹持器之间的旋转座，所述旋转座的下方设有旋转驱动器，所述旋转驱动器驱动旋转座转动进而调节夹持器的旋转角度；
所述Z向调节机构包括垂直安装在X向滑动座与夹持器之间的伸缩机构，通过伸缩机构的伸缩调节X向滑动座与夹持器之间的距离。
进一步地，所述X向滑轨包括与所述钻机机架连接的一侧设有与钻机机架相配合的台阶，所述台阶与钻机机架固定连接，所述X向滑座包括滑座主体以及设置在滑座主体的两侧分别设有一个截面呈L型的固定部，所述固定部的垂直部与所述座主体一体成型，固定部的水平部向X向滑座的中部延伸，所述X向滑轨镶嵌在所述固定部与滑座主体之间。
进一步地，所述X向滑轨上设有若干沿其延伸方向分布的若干第一定位孔，所述固定部的水平部设有若干与第一定位孔相配合的第二定位孔。
进一步地，所述旋转驱动器设置在Y向滑动座的中部下方，旋转驱动器的驱动轴穿过所述Y向滑动座与所述旋转座固定连接。
进一步地，所述Z向驱动器通过花键或平键与所述旋转座连接。
进一步地，所述Z向调节机构还包括固定板，所述夹持器固定在所述固定板上，该Z向调节机构设有至少两个伸缩机构，且两个所述伸缩机构分别安装在Y向滑轨的两侧。
进一步地，所述伸缩机构包括Z向驱动器，所述Z向驱动器的上端与所述固定板固定连接，下端部向下延伸与所述X向滑动座接触作用。
本发明的有益效果为：本夹持装置可实现三个平移、一个转动共计四个自由度的运动，在进行钻杆接扣时时，可对中调整钻杆夹持位置；并且，在对中时可多自由度调整待接钻杆螺纹位置，提高了螺纹对中的准确性；此外，本申请将X向调节机构、Y向调节机构、Z向调节机构和角度调节机构集成在一起，整个夹持装置集成度高，且结构稳定。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明一个实施例的主视图；
图2为本发明一个实施例的左视图；
图3为图2的B-B剖视图；
图4为图3的C-C剖视图；
图5为本发明一个实施例的仰视图。
图6为本发明一个实施例的X向滑轨的机构示意图。
其中：1、夹持器；2、X向滑动座；3、X向滑轨；31、台阶；32、第一定位孔；4、X向驱动器；5、Y向滑轨；6、Y向滑动座；7、钻机机架；8、固定板；9、Z向驱动器；10、转动座；11、旋转驱动器；12、定位器；13、Y向驱动器。
具体实施方式
如图1至图5所示的具有钻杆对中功能的夹持装置，该夹持装置包括通过调节执行机构固定在钻机机架上的夹持器1；所述调节执行机构包括X向调节机构、Y向调节机构、Z向调节机构和角度调节机构。其中，夹持器1可以是各种形式的现有夹持装置，本申请中所述X向是指与钻杆延伸方向同向的方向，Y向指的是在水平面的投影与钻杆延伸方向相垂直的方向，Z向是指与上述X向和Y向正交的方向，角度调节机构的旋转调节方向为以Z向为旋转轴进行旋转。本夹持装置可实现三个平移、一个转动共计四个自由度的运动，在进行钻杆接扣时时，可对中调整钻杆夹持位置，以提高了螺纹对中的准确性。并且，本申请将X向调节机构、Y向调节机构、Z向调节机构和角度调节机构集成在一起，整个夹持装置集成度高，且结构稳定。
下面分别对各个组件进行详细描述：
所述X向调节机构包括沿着所述节执行机构的延伸方向布置的X向滑轨3以及安装在所述X向滑轨3上的X向滑动座2，所述X向滑动座2通过X向驱动器4驱动其沿X向滑轨3移动；所述X向滑轨3包括与所述钻机机架7连接的一侧设有与钻机机架7相配合的台阶31，所述台阶31与钻机机架7固定连接，所述X向滑座包括滑座主体以及设置在滑座主体的两侧分别设有一个截面呈L型的固定部，所述固定部的垂直部与所述座主体一体成型，固定部的水平部向X向滑座的中部延伸，所述X向滑轨3镶嵌在所述固定部与滑座主体之间。X向滑轨3沿钻机给进方向(即待接钻杆轴线)设置在钻机机架7上。X向滑座套在X向滑轨3上，通过安装在钻机机架7上的X向驱动器4的驱动可沿滑轨移动。
如图6所示，所述X向滑轨3上设有若干沿其延伸方向分布的若干第一定位孔32，所述固定部的水平部设有若干与第一定位孔32相配合的第二定位孔，当调节到固定位置后，可通过定位器12对X向滑动座2进行固定。
所述Y向调节机构包括设置在所述X向滑动座2顶部的Y向滑轨5以及安装在所述Y向滑轨5上的Y向滑动座6，所述Y向滑动座6通过Y向驱动器13驱动其沿Y向滑轨5移动；Y向滑轨5安装在X向滑动座2顶部，与X向滑轨3垂直设置。Y向滑动座6嵌套在Y向滑轨5中，通过安装在X向滑动座2上的Y向驱动器13的驱动可沿滑轨移动。
所述角度调节机构包括设置在Y向滑动座6与夹持器1之间的旋转座，所述旋转座的下方设有旋转驱动器11，所述旋转驱动器11驱动旋转座转动进而调节夹持器1的旋转角度；所述旋转驱动器11设置在Y向滑动座6的中部下方，旋转驱动器11的驱动轴穿过所述Y向滑动座6与所述旋转座固定连接。转动座10安装在夹持器1的底部并与夹持器1固连，以轴-孔配合的方式与Y向滑动座6连接，并通过安装在Y向滑动座6下方的旋转驱动器11的驱动实现绕轴Z的转动。旋转驱动器11可通过花键、平键等轴传动方式与转动座10连接。
所述Z向调节机构包括垂直安装在X向滑动座2与夹持器1之间的伸缩机构，通过伸缩机构的伸缩调节X向滑动座2与夹持器1之间的距离；所述Z向调节机构还包括固定板8，所述夹持器1固定在所述固定板8上，该Z向调节机构设有至少两个伸缩机构，且两个所述伸缩机构分别安装在Y向滑轨5的两侧；所述伸缩机构包括Z向驱动器9，所述Z向驱动器9的上端与所述固定板8固定连接，下端部向下延伸与所述X向滑动座2接触作用。固定板8安装在转动座10的上方并与夹持器1固连，Z向驱动器9上端与固定板8固连，下端伸出后与X向滑动座2作用，通过该作用力实现夹持器1的Z向移动。
本夹持装置可实现三个平移、一个转动共计四个自由度的运动，在进行钻杆接扣时时，可对中调整钻杆夹持位置；并且，在对中时可多自由度调整待接钻杆螺纹位置，提高了螺纹对中的准确性。
本申请的工作原理为：
本夹持装置具有两种工作状态：正常夹持状态和钻杆对中状态。
(1)正常夹持状态：此时定位器12伸出，上端卡入X向滑轨3的定位槽中，保持夹持器1位置固定，可实现一般的钻杆夹持功能。
(2)钻杆对中状态：此时定位器12缩回。夹持器1可实现X向、X向、Z向三个自由度的平移以及绕Z轴转动。
Y向平移：安装在X向滑动座2上的Y向驱动器13推动Y向滑动座6，带动夹持器1沿Y向滑轨5移动。
X向平移：安装在X向滑动座2上的X向驱动器4推动X向滑动，带动夹持器1X向滑轨3上移动。
Z向平移：安装在固定板8上的Z向驱动器9，下端伸出后与X向滑动座2作用，由于转动座10与Y向滑动座6在Z向方向无约束，因此Z向驱动器9可推动夹持器1沿Z向方向移动。
绕Z轴转动：旋转驱动器通过花键、平键等方式与转动座10连接，即可驱动夹持器1绕轴Z转动。
最后说明的是，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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种具有钻杆对中功能的夹持装置，其特征在于，包括通过调节执行机构固定在钻机机架上的夹持器；所述调节执行机构包括X向调节机构、Y向调节机构、Z向调节机构和角度调节机构；
所述X向调节机构包括沿着所述调节执行机构的延伸方向布置的X向滑轨以及安装在所述X向滑轨上的X向滑动座，所述X向滑动座通过X向驱动器驱动其沿X向滑轨移动；
所述Y向调节机构包括设置在所述X向滑动座顶部的Y向滑轨以及安装在所述Y向滑轨上的Y向滑动座，所述Y向滑动座通过Y向驱动器驱动其沿Y向滑轨移动；
所述角度调节机构包括设置在Y向滑动座与夹持器之间的旋转座，所述旋转座的下方设有旋转驱动器，所述旋转驱动器驱动旋转座转动进而调节夹持器的旋转角度；所述旋转驱动器设置在Y向滑动座的中部下方，旋转驱动器的驱动轴穿过所述Y向滑动座与所述旋转座固定连接；
所述Z向调节机构包括垂直安装在X向滑动座与夹持器之间的伸缩机构，通过伸缩机构的伸缩调节X向滑动座与夹持器之间的距离；
所述Z向调节机构还包括固定板，所述夹持器固定在所述固定板上，该Z向调节机构设有至少两个伸缩机构，且两个所述伸缩机构分别安装在Y向滑轨的两侧；所述伸缩机构包括Z向驱动器，所述Z向驱动器的上端与所述固定板固定连接，下端部向下延伸与所述X向滑动座接触作用。
2.根据权利要求1所述的具有钻杆对中功能的夹持装置，其特征在于，所述X向滑轨包括与所述钻机机架连接的一侧设有与钻机机架相配合的台阶，所述台阶与钻机机架固定连接，所述X向滑座包括滑座主体以及设置在滑座主体的两侧分别设有一个截面呈L型的固定部，所述固定部的垂直部与所述滑座主体一体成型，固定部的水平部向X向滑座的中部延伸，所述X向滑轨镶嵌在所述固定部与滑座主体之间。
3.根据权利要求2所述的具有钻杆对中功能的夹持装置，其特征在于，所述X向滑轨上设有若干沿其延伸方向分布的若干第一定位孔，所述固定部的水平部设有若干与第一定位孔相配合的第二定位孔。
4.根据权利要求1所述的具有钻杆对中功能的夹持装置，其特征在于，所述Z向驱动器通过花键或平键与所述旋转座连接。
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