CN111608601A - 一种背钳夹紧装置及动力钳 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背钳夹紧装置及动力钳，涉及维修辅助用具技术领域。包括安装板，以及与所述安装板固定连接的电动驱动机构，所述电动驱动机构的输出端与蜗杆固定连接，所述蜗杆与凸轮传动机构传动连接，所述凸轮传动机构与设置在所述安装板上的连杆传动机构传动连接，所述安装板上还设置有与所述安装板滑动连接的两个夹紧头，两个所述夹紧头相对设置，且两个所述夹紧头分别与所述连杆传动机构连接，所述电动驱动机构带动所述蜗杆转动，所述连杆传动机构带动两个所述夹紧头相互靠近。能够简化连接形式，并提升夹紧的可靠性。

Description

一种背钳夹紧装置及动力钳

技术领域

本发明涉及维修辅助用具技术领域，具体而言，涉及一种背钳夹紧装置及动力钳。

背景技术

目前，在油田的修井作业过程中，大量的工作是将钻杆、油管、抽油杆等工件连接或拆卸，连接或拆卸油管、抽油杆等工件一般由人工使用管钳上卸扣或使用动力钳来完成。人工手动上卸扣劳动强度大效率低，相对而言自动化动力钳具有省时省力的优点。动力钳由主钳和背钳组成，主钳起夹紧和旋转拧扣作用，背钳起夹紧固定作用，通过主钳和背钳的动作相互配合，实现抽油杆的上卸扣。

现有技术中，动力钳的背钳的结构比较复杂，并且需采用油缸或气缸作为驱动力，在油田修井过程中经常出现漏油或打滑引起背钳不能夹紧等现象，或出现对夹紧力控制不精确，甚至夹伤抽油杆等问题，并且制造成本比较高，夹紧度不可靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背钳夹紧装置及动力钳，能够简化连接形式，并提升夹紧的可靠性。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种背钳夹紧装置，包括安装板，以及与所述安装板固定连接的电动驱动机构，所述电动驱动机构的输出端与蜗杆固定连接，所述蜗杆与凸轮传动机构传动连接，所述凸轮传动机构与设置在所述安装板上的连杆传动机构传动连接，所述安装板上还设置有与所述安装板滑动连接的两个夹紧头，两个所述夹紧头相对设置，且两个所述夹紧头分别与所述连杆传动机构连接，所述电动驱动机构带动所述蜗杆转动，所述连杆传动机构带动两个所述夹紧头相互靠近。

可选地，所述凸轮传动机构相对设置于所述蜗杆两侧，所述凸轮传动机构包括相互连接的涡轮和凸轮，且所述涡轮和所述凸轮同心设置，所述涡轮与所述蜗杆传动连接。

可选地，所述夹紧头包括相互连接的颚板和钳牙，所述安装板上对应设置有滑槽，所述夹紧头通过所述颚板与所述安装板滑动连接。

可选地，连杆传动机构包括相对设置的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和所述第二连杆分别与所述安装板转动连接，所述第一连杆和所述第二连杆的第一端分别与所述凸轮抵持，所述第一连杆和所述第二连杆的第二端分别与所述颚板抵持。

可选地，所述第一连杆通过第一转轴与所述安装板转动连接，所述第一连杆第一端与所述第一转轴之间的距离大于所述第一连杆第二端与所述第一转轴之间的距离；所述第二连杆通过第二转轴与所述安装板转动连接，所述第二连杆第一端与所述第二转轴之间的距离大于所述第二连杆第二端与所述第二转轴之间的距离。

可选地，所述第一连杆的两端分别设置有第一滚轮，所述第一连杆的第一端通过所述第一滚轮与所述凸轮抵持，所述第一连杆的第二端通过所述第一滚轮与所述颚板抵持；所述第二连杆的两端分别设置有第二滚轮，所述第二连杆的第一端通过所述第二滚轮与所述凸轮抵持，所述第二连杆的第二端通过所述第二滚轮与所述颚板抵持。

可选地，所述安装板上分别设置有第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件与所述第一连杆连接，所述第二弹性件与所述第二连杆连接，所述第一弹性件和所述第二弹性件用于提供使所述第一连杆和所述第二连杆的第一端朝向所述凸轮运动的趋势。

可选地，所述安装板包括相对设置的第一基板和第二基板，所述电动驱动机构、所述凸轮传动机构、所述连杆传动机构和所述夹紧头均位于所述第一基板和所述第二基板之间。

可选地，所述电动驱动机构包括驱动连接的电动机和减速机，所述减速机通过固定座与所述安装板固定连接。

本发明实施例的另一方面，提供一种动力钳，包括如上所述任意一项所述的背钳夹紧装置。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的背钳夹紧装置及动力钳，通过与安装板固定连接的电动驱动机构，有利于更好的控制背钳的夹紧力，无需担心采用液压控制系统漏油等问题。通过将电动机驱动机构的输出端与蜗杆固定连接，蜗杆可以与电动机驱动机构的输出端同步转动，从而带动与蜗杆传动连接的凸轮传动机构运动。由于凸轮传动机构与设置在安装板上的连杆传动机构传动连接，凸轮传动机构运动时带动连杆传动机构运动。通过将设置在与安装板滑动连接的两个夹紧分别与连杆传动机构连接，从而实现电动驱动结构带动蜗杆转动，蜗杆转动带动凸轮传动机构运动，凸轮传动机构又带动连杆传动机构运动，连杆传动机构带动两个夹紧头相互靠近，进而实现夹紧的目的。并且本申请的背钳夹紧装置不需要依靠液压系统，能够简化连接形式，并提升夹紧的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的背钳夹紧装置的机构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的凸轮传动机构的机构示意图；

图3为本发明实施例提供的背钳夹紧装置的机构示意图之二。

图标：100-背钳夹紧装置；110-安装板；112-滑槽；114-第一基板；116-第二基板；120-电动驱动机构；122-电动机；124-减速机；126-固定座；130-蜗杆；140-凸轮传动机构；142-涡轮；144-凸轮；150-连杆传动机构；151-第一连杆；152-第二连杆；153-第一转轴；154-第二转轴；155-第一滚轮；156-第二滚轮；160-夹紧头；162-颚板；164-钳牙；170-第一弹性件；180-第二弹性件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供一种背钳夹紧装置100，包括安装板110，以及与安装板110固定连接的电动驱动机构120，电动驱动机构120的输出端与蜗杆130固定连接，蜗杆130与凸轮传动机构140传动连接，凸轮传动机构140与设置在安装板110上的连杆传动机构150传动连接，安装板110上还设置有与安装板110滑动连接的两个夹紧头160，两个夹紧头160相对设置，且两个夹紧头160分别与连杆传动机构150连接，电动驱动机构120带动蜗杆130转动，连杆传动机构150带动两个夹紧头160相互靠近。

本申请以夹紧抽油杆为例加以说明，具体的，初始状态下，两个夹紧头160之间具有预设的距离，以使抽油杆可以位于两个夹紧头160之间，可以理解的，安装板110上对应设置有缺口，以便于抽油杆可以穿过安装板110，并且位于两个夹紧头160之间。当受到电动驱动机构120的驱动力之后，两夹紧头160相互靠近，以夹紧抽油杆，以便于动力钳的主钳进行下一步动作，通过主钳和背钳的动作相互配合，实现抽油杆的上卸扣。

通过两夹紧头160夹紧抽油杆时，各个夹紧头160分别动作，以相互靠近，因此，为了保证两夹紧头160动作的一致性和受力的统一性，本申请实施例中，凸轮传动机构140与连杆传动机构150优选对称设置的形式，以提升夹紧时的可靠性。

本发明实施例提供的背钳夹紧装置100，通过与安装板110固定连接的电动驱动机构120，有利于更好的控制背钳的夹紧力，无需担心采用液压控制系统漏油等问题。通过将电动机122驱动机构的输出端与蜗杆130固定连接，蜗杆130可以与电动机122驱动机构的输出端同步转动，从而带动与蜗杆130传动连接的凸轮传动机构140运动。由于凸轮传动机构140与设置在安装板110上的连杆传动机构150传动连接，凸轮传动机构140运动时带动连杆传动机构150运动。通过将设置在与安装板110滑动连接的两个夹紧分别与连杆传动机构150连接，从而实现电动驱动结构带动蜗杆130转动，蜗杆130转动带动凸轮传动机构140运动，凸轮传动机构140又带动连杆传动机构150运动，连杆传动机构150带动两个夹紧头160相互靠近，进而实现夹紧的目的。并且本申请的背钳夹紧装置100不需要依靠液压系统，能够简化连接形式，并提升夹紧的可靠性。

如图1和图2所示，凸轮传动机构140相对设置于蜗杆130两侧，凸轮传动机构140包括相互连接的涡轮142和凸轮144，且涡轮142和凸轮144同心设置，涡轮142与蜗杆130传动连接。

具体的，涡轮142的部分轮齿部位于凸轮144的外圈，避免涡轮142与蜗杆130传动连接时，由于凸轮144的影响干涉涡轮142与蜗杆130的正常传动连接，以保证传动的稳定性及可靠性。另外，可根据实际需要调整凸轮144曲线，以控制夹紧力，有利于提升夹紧的可靠性。

涡轮142和凸轮144通过侧面固定连接，且涡轮142和凸轮144同心设置，涡轮142和凸轮144上分别设置有定位孔，涡轮142和凸轮144的定位孔通过旋转轴与安装板110转动连接。涡轮142的定位孔位于涡轮142的中心位置，凸轮144的定位孔位于凸轮144的中心位置或偏心位置，只要保证传递至夹紧头160处的夹紧力满足实际需要即可。

如图1所示，夹紧头160包括相互连接的颚板162和钳牙164，安装板110上对应设置有滑槽112，夹紧头160通过颚板162与安装板110滑动连接。

具体的，安装板110上设置的滑槽112用于使颚板162位于滑槽112内，并沿滑槽112滑动，以使两夹紧头160相互靠近或远离。本实施例对夹紧头160的设置形式不作具体限制，示例的，只要保证颚板162的宽度与滑槽112相匹配即可。其中，不同抽油杆的夹持位置不同，尺寸也不同，即不同抽油杆四方位置的大小及在抽油杆上的高度不同，夹紧头160可根据要夹持的抽油杆的型号更换不同的长度颚板162的夹紧头160。例如，当需要夹持较粗的抽油杆时，一般来说夹持的四方位置尺寸较大，可以根据需要缩短颚板162的长度。当需要夹持较细的抽油杆时，一般来说夹持的四方位置尺寸较小，则可以根据需要加长颚板162的长度，这样一来，可以保证夹持的稳定性。当然，颚板162的长度不能过短，需要保证颚板162相互靠近过程中，不能脱离滑槽112，从滑槽112内掉落，以保证使用时的稳定性及可靠性。另外，钳牙164张角的大小也可以根据抽油杆的粗细对应设置。例如，当需要夹持较粗的抽油杆时，可以根据需要加长钳牙164的张角，当需要夹持较细的抽油杆时，则可以根据需要缩短钳牙164的张角，以使夹紧头160与抽油杆之间更好的配合。同样的，当需要夹持油管时，则可以根据油管直径设置为将钳牙164设置为圆弧形，以使钳牙164与管柱表面充分接触，从而保证夹持的稳定性。

如图1所示，连杆传动机构150包括相对设置的第一连杆151和第二连杆152，第一连杆151和第二连杆152分别与安装板110转动连接，第一连杆151和第二连杆152的第一端分别与凸轮144抵持，第一连杆151和第二连杆152的第二端分别与颚板162抵持。

具体的，第一连杆151和第二连杆152沿蜗杆130的中心线对称设置，且第一连杆151和第二连杆152分别与安装板110转动连接，请参照图1，第一连杆151的第一端与蜗杆130左侧的凸轮144抵持，第二连杆152的第一端与蜗杆130右侧的凸轮144抵持，当蜗杆130转动时，分别带动蜗杆130左侧和右侧的凸轮144转动，进而带动第一连杆151和第二连杆152运动。当第一连杆151和第二连杆152运动时，使得第一连杆151和第二连杆152的第二端相互靠近，在第一连杆151和第二连杆152的第二端相互靠近的过程中与颚板162抵持，并推动颚板162运动。

请继续参考图1，第一连杆151通过第一转轴153与安装板110转动连接，第一连杆151第一端与第一转轴153之间的距离大于第一连杆151第二端与第一转轴153之间的距离；第二连杆152通过第二转轴154与安装板110转动连接，第二连杆152第一端与第二转轴154之间的距离大于第二连杆152第二端与第二转轴154之间的距离。

具体的，当第一连杆151的第一端受力时，第一连杆151绕第一转轴153转动，由于第一连杆151第一端与第一转轴153之间的距离大于第一连杆151第二端与第一转轴153之间的距离，即第一连杆151施力的力臂(第一连杆151第一端与第一转轴153之间的部分)更长，对第一连杆151的第一端施加较小的力就可以为夹紧头160提供更大的夹紧力，从而保证夹持的可靠性。同样的，当第二连杆152的第一端受力时，第二连杆152绕第二转轴154转动，由于第二连杆152第一端与第二转轴154之间的距离大于第二连杆152第二端与第二转轴154之间的距离，即第二连杆152施力的力臂(第二连杆152第一端与第二转轴154之间的部分)更长，对第二连杆152的第一端施加较小的力就可以为夹紧头160提供更大的夹紧力，从而保证夹持的可靠性。

如图1所示，第一连杆151的两端分别设置有第一滚轮155，第一连杆151的第一端通过第一滚轮155与凸轮144抵持，第一连杆151的第二端通过第一滚轮155与颚板162抵持；第二连杆152的两端分别设置有第二滚轮156，第二连杆152的第一端通过第二滚轮156与凸轮144抵持，第二连杆152的第二端通过第二滚轮156与颚板162抵持。

具体的，通过在第一连杆151第一端设置的第一滚轮155，使第一连杆151的第一端通过第一滚轮155与凸轮144抵持，当涡轮142带动凸轮144转动时，凸轮144与第一滚轮155之间在抵持的同时可相对滚动，可以减小接触面之间的摩擦力，有利于延长连杆传动机构150的使用寿命。通过在第一连杆151第二端设置的第一滚轮155，使第一连杆151的第二端通过第一滚轮155与颚板162抵持，使颚板162与第一滚轮155之间在抵持的同时可相对滚动，避免产生相对滑动，可以减小接触面之间的摩擦力。

同样的，通过在第二连杆152第一端设置的第二滚轮156，使第二连杆152的第一端通过第二滚轮156与凸轮144抵持，当涡轮142带动凸轮144转动时，凸轮144与第二滚轮156之间在抵持的同时可相对滚动，可以减小接触面之间的摩擦力，有利于延长连杆传动机构150的使用寿命。通过在第二连杆152第二端设置的第二滚轮156，使第二连杆152的第二端通过第二滚轮156与颚板162抵持，使颚板162与第二滚轮156之间在抵持的同时可相对滚动，避免产生相对滑动，可以减小接触面之间的摩擦力。

另外，颚板162与第一滚轮155的抵持面为弧形，且该弧形的凸面朝向第一滚轮155，这样一来，当第一连杆151绕第一转轴153转动，并通过第一滚轮155推动颚板162时，使颚板162的受力更加平稳，有利于提升夹紧头160夹紧时的稳定性。同样的，颚板162与第二滚轮156的抵持面也为弧形，且该弧形的凸面朝向第二滚轮156，这样一来，当第二连杆152绕第二转轴154转动，并通过第二滚轮156推动颚板162时，使颚板162的受力更加平稳，有利于提升夹紧头160夹紧时的稳定性。

如图1所示，安装板110上分别设置有第一弹性件170和第二弹性件180，第一弹性件170与第一连杆151连接，第二弹性件180与第二连杆152连接，第一弹性件170和第二弹性件180用于提供使第一连杆151和第二连杆152的第一端朝向凸轮144运动的趋势。

具体的，第一弹性件170和第二弹性件180可采用拉伸弹簧或者弹性橡胶等，考虑到使用场地的问题，本申请优选采用拉伸弹簧，以保证连接的稳定性及可靠性。示例的，第一弹性件170的一端与安装板110连接，另一端与第一连杆151连接；第二弹性件180的一端与安装板110连接，另一端与第二连杆152连接，第一弹性件170与第一连杆151的连接处可以位于第一连杆151的第一端和第一转轴153之间，第二弹性件180和第二连杆152的连接处可以位于第二连杆152的第一端和第二转轴154之间，以使第一连杆151和第二连杆152的第一端具有朝向凸轮144运动的趋势。另外，也可以直接将第一连杆151和第二连杆152通过弹性件连接，即弹性件的一端设置于第一连杆151的第一端和第一转轴153之间，另一端设置于第二连杆152的第一端和第二转轴154之间，以使第一连杆151和第二连杆152的第一端具有朝向凸轮144运动的趋势。

如图1和图3所示，安装板110包括相对设置的第一基板114和第二基板116，电动驱动机构120、凸轮传动机构140、连杆传动机构150和夹紧头160均位于第一基板114和第二基板116之间。

这样一来，可以减少电动驱动机构120、凸轮传动机构140、连杆传动机构150和夹紧头160等部件受外界环境影响的几率，减少上述零部件受磕碰的概率，使相互间的传动更加平稳可靠，提升了背钳夹紧装置100的稳定性。

如图1所示，电动驱动机构120包括驱动连接的电动机122和减速机124，减速机124通过固定座126与安装板110固定连接。这样一来，可以直接将驱动部分集成与背钳夹紧装置100处，无需更加液压系统进行驱动。另外，本申请的电动机122可以根据需要选择合适的功率和扭矩，避免控制不当造成夹伤抽油杆等问题。

本发明实施例还公开了一种动力钳，包括前述实施例中的背钳夹紧装置100。该动力钳包含与前述实施例中的背钳夹紧装置100相同的结构和有益效果。背钳夹紧装置100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背钳夹紧装置，其特征在于，包括安装板，以及与所述安装板固定连接的电动驱动机构，所述电动驱动机构的输出端与蜗杆固定连接，所述蜗杆与凸轮传动机构传动连接，所述凸轮传动机构与设置在所述安装板上的连杆传动机构传动连接，所述安装板上还设置有与所述安装板滑动连接的两个夹紧头，两个所述夹紧头相对设置，且两个所述夹紧头分别与所述连杆传动机构连接，所述电动驱动机构带动所述蜗杆转动，所述连杆传动机构带动两个所述夹紧头相互靠近。

2.根据权利要求1所述的背钳夹紧装置，其特征在于，所述凸轮传动机构相对设置于所述蜗杆两侧，所述凸轮传动机构包括相互连接的涡轮和凸轮，且所述涡轮和所述凸轮同心设置，所述涡轮与所述蜗杆传动连接。

3.根据权利要求2所述的背钳夹紧装置，其特征在于，所述夹紧头包括相互连接的颚板和钳牙，所述安装板上对应设置有滑槽，所述夹紧头通过所述颚板与所述安装板滑动连接。

4.根据权利要求3所述的背钳夹紧装置，其特征在于，连杆传动机构包括相对设置的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和所述第二连杆分别与所述安装板转动连接，所述第一连杆和所述第二连杆的第一端分别与所述凸轮抵持，所述第一连杆和所述第二连杆的第二端分别与所述颚板抵持。

5.根据权利要求4所述的背钳夹紧装置，其特征在于，所述第一连杆通过第一转轴与所述安装板转动连接，所述第一连杆第一端与所述第一转轴之间的距离大于所述第一连杆第二端与所述第一转轴之间的距离；所述第二连杆通过第二转轴与所述安装板转动连接，所述第二连杆第一端与所述第二转轴之间的距离大于所述第二连杆第二端与所述第二转轴之间的距离。

6.根据权利要求4或5所述的背钳夹紧装置，其特征在于，所述第一连杆的两端分别设置有第一滚轮，所述第一连杆的第一端通过所述第一滚轮与所述凸轮抵持，所述第一连杆的第二端通过所述第一滚轮与所述颚板抵持；所述第二连杆的两端分别设置有第二滚轮，所述第二连杆的第一端通过所述第二滚轮与所述凸轮抵持，所述第二连杆的第二端通过所述第二滚轮与所述颚板抵持。

7.根据权利要求4或5所述的背钳夹紧装置，其特征在于，所述安装板上分别设置有第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件与所述第一连杆连接，所述第二弹性件与所述第二连杆连接，所述第一弹性件和所述第二弹性件用于提供使所述第一连杆和所述第二连杆的第一端朝向所述凸轮运动的趋势。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的背钳夹紧装置，其特征在于，所述安装板包括相对设置的第一基板和第二基板，所述电动驱动机构、所述凸轮传动机构、所述连杆传动机构和所述夹紧头均位于所述第一基板和所述第二基板之间。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的背钳夹紧装置，其特征在于，所述电动驱动机构包括驱动连接的电动机和减速机，所述减速机通过固定座与所述安装板固定连接。

10.一种动力钳，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的背钳夹紧装置。

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