CN112253018B - 一种限位插销以及应用该限位插销的钻杆机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种限位插销以及应用该限位插销的钻杆机械手，属于钻机装备技术领域，限位插销包括固定座，固定座上设有滑槽，滑槽上滑动连接有滑块，滑块的一端连接有可使滑块沿滑槽移动的伸缩机构，滑块内设有垂直于滑块移动方向的限位腔，限位腔内设有能够沿其移动的限位块，限位块包括限位块本体和与限位块本体可拆卸连接的接头，接头远离伸缩机构的一端伸出滑块与插销本体连接。钻杆机械手的回转定位装置和水平定位装置均采用限位插销进行定位。本发明通过采用机械式的限位插销进行定位，解决了定位装置易受环境影响而失灵的问题，提高了定位装置的可靠性。

Description

一种限位插销以及应用该限位插销的钻杆机械手

技术领域

本发明属于钻机装备技术领域，涉及一种限位插销以及应用该限位插销的钻杆机械手。

背景技术

现有装卸钻杆机械手的定位装置是通过在机械手的末端设置同步定位传感器组件，实现机械手的回转臂与机架上的钻杆夹持器轴线平行；通过水平定位传感器组件，实现机械手的回转臂与水平面之间的夹角为零。其定位装置包括控制器和与其相连的传感器模块，通过传感器与传感器感应块实现机械手的定位。

此种定位方法的不足在于：煤矿井下钻机潮湿的工作环境，容易使传感器失灵；钻机工作过程中，运动机构的振动也易造成传感器的损坏，使其失灵。另外，由于感器为高精度灵敏仪器，需要专用的保护装置以防止被外物损坏，否则，易被外物损坏。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种限位插销以及应用该限位插销的钻杆机械手，以解决定位装置易受环境影响而失灵的问题，提高定位装置的可靠性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种限位插销，包括固定座，固定座上设有滑槽，滑槽上滑动连接有滑块，滑块的一端连接有可使滑块沿滑槽移动的伸缩机构，滑块内设有垂直于滑块移动方向的限位腔，限位腔内设有能够沿其移动的限位块，限位块包括限位块本体和与限位块本体可拆卸连接的接头，接头远离伸缩机构的一端伸出滑块与插销本体连接。

可选地，所述限位块与滑块之间设有缓冲机构。

可选地，所述缓冲机构为设置在插销本体两侧的弹性件。

可选地，所述弹性件为压簧或弹性垫，弹性件位于开设在滑块端部的限位槽内。

可选地，所述弹性件为拉簧，一侧与滑块连接，另一侧与限位块连接。

可选地，所述限位块呈T型，具有大端和小端，限位块的大端与限位腔滑动连接，限位块的小端伸出滑块与插销本体可拆卸连接。

可选地，所述限位块具有中心孔，接头的一端位于中心孔内，接头的另一端伸出滑块与插销本体螺纹连接。

可选地，所述伸缩机构为单向液压缸，伸缩机构的输出端与滑块铰接。

一种钻杆机械手，包括机械手转动臂、回转定位装置和水平定位装置，机械手转动臂包括回转筒，回转定位装置包括位于回转筒内孔中的限位插销和开设在回转筒内孔上且与限位插销相匹配的回转定位孔，水平定位装置包括固定在钻机提升架上的限位插销和开设在回转筒外侧且与限位插销相匹配的水平定位孔，限位插销应用上述所述的限位插销。

可选地，所述回转定位装置的限位插销通过连接架与钻机机架固定连接。

本发明的有益效果在于：

1.本发明采用机械式的限位插销进行定位，不易受周围环境的影响，可靠性高，更加适于煤矿井下恶劣的工作环境。

2.本发明的回转定位装置与水平定位装置采用相同的结构，零件通用性较好，不仅利于安装维护，而且有利于降低制造成本。

3.本发明在限位插销和限位块之间设置缓冲机构，不仅可以起缓冲减震的作用，使限位插销的运动更加平稳；还降低了该装置所承受来自于其它方向上的撞击力，提高了使用寿命。

4.本发明通过采用机械式限位代替传感器限位，简化了定位系统，降低了机械手定位装置的成本。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为机械手的结构示意图；

图2为限位插销的结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图。

附图标记：基座1、水平定位装置2、回转筒3、回转定位装置4、固定座5、滑块6、插销本体7、上封盖8、油缸座9、活塞杆10、缸筒11、复位弹簧12、下底座13、限位块14、缓冲机构15。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参阅图1～图3，一种限位插销，包括固定座5，固定座5上设有滑槽，滑槽上滑动连接有滑块6，滑块6的一端连接有可使滑块6沿滑槽移动的伸缩机构，滑块6内设有限位腔，限位腔具有垂直于滑槽长度方向的一对边，限位腔内设有限位块14，限位块14与该对边滑动连接，即限位块14可沿垂直于滑槽长度方向的一对边滑动，限位块14沿滑槽方向远离伸缩机构的一侧连接有其头部可插入与其相匹配的定位孔中的插销本体7。

本发明的插销本体7不仅可沿纵向(即滑槽长度方向)运动，还可沿横向(即垂直于滑槽长度方向)运动，能够实现在横向上的自适应调节运动，进而降低了与其相匹配的定位孔的位置精度。

优选地，限位块14呈T型，具有大端和小端，限位块14的大端与限位腔滑动连接，限位块14的小端伸出滑块6与插销本体7可拆卸连接。

优选地，滑块6包括呈近似T型的上封盖8和近似呈U型的下底座13，上封盖8和下底座13围成呈矩形的限位腔，限位腔的前侧壁上沿伸缩机构的伸缩方向设有避让孔，限位块14的一端伸出避让孔与插销本体7固定连接，限位块14的另一端与限位腔滑动连接，伸缩机构的输出端与下底座13铰接。

为了方便易损件的维护和更换，本发明的限位块14为分体结构，限位块14包括限位块本体和与限位块本体可拆卸连接的接头。

优选地，限位块14具有中心孔，接头的一端位于中心孔内，接头的另一端伸出滑块6与插销本体7螺纹连接。

为了使限位插销的运动更加平稳，降低沿横向运动时的撞击力，本发明在限位块14与滑块6之间设有具有缓冲减震作用的缓冲机构15，缓冲机构15可为设置在插销本体7两侧的弹性件。

优选地，弹性件为压簧或弹性垫，弹性件位于开设在滑块6端部的限位槽内。

优选地，弹性件为拉簧，一侧与滑块6连接，另一侧与限位块14连接。

优选地，伸缩机构为单向液压缸。

一种钻杆机械手，包括机械手转动臂、回转定位装置4和水平定位装置2，机械手转动臂包括回转筒3，回转定位装置4包括位于回转筒内孔中的限位插销和开设在回转筒内孔上且与限位插销相匹配的回转定位孔，水平定位装置2包括固定在钻机提升架上的限位插销和开设在回转筒外侧且与限位插销相匹配的水平定位孔；回转定位装置4的限位插销通过连接架与钻机机架固定连接。

实施例

一种钻杆机械手，参阅图1～图3，包括机械手转动臂、回转定位装置4和水平定位装置2，机械手转动臂包括回转筒3，回转定位装置4包括位于回转筒内孔中的限位插销和开设在回转筒内孔上且与限位插销相匹配的回转定位孔，水平定位装置2包括固定在钻机提升架上的限位插销和开设在回转筒外侧且与限位插销相匹配的水平定位孔。

具体地，水平定位装置2位于基座1上，基座1通过焊接固定在钻机提升架上，回转筒3设置在机械手转动臂上，且回转筒外侧开设有水平定位孔，与水平定位装置2的插销本体7楔合实现水平定位，设置在机械手转动臂内部的回转定位装置4与钻机机架固定连接，且回转筒的内孔上开设有回转定位孔与回转定位装置4的插销本体7楔合实现回转定位。水平定位装置2与回转定位装置4因安装空间受限，部分零件的尺寸可能不同，但其工作原理与结构组成都一致。

限位插销结构包括固定座5、滑块6、插销本体7、上封盖8、油缸座9、活塞杆10、伸缩机构、复位弹簧12、下底座13、限位块14、缓冲机构15，伸缩机构为单向液压缸，单向液压缸的活塞杆10沿纵向滑动设置在缸筒11内，且活塞杆10与缸筒11之间设置有复位弹簧12。活塞杆10的自由端与限位块14铰接。

滑块6沿纵向滑动设置在固定座5上，固定座5固定至基座1上；滑块沿设置在固定座5的滑槽内往复滑动，实现滑块6沿纵向运动的导向。滑块6包括呈近似T型的上封盖8和近似呈U型的下底座13，上封盖8和下底座13围成呈矩形的限位腔，限位腔的前侧壁上沿伸缩机构的伸缩方向设有避让孔，限位块14的一端伸出避让孔与插销本体7固定连接，限位块14的另一端与限位腔滑动连接，伸缩机构的输出端与下底座13铰接；限位块14在滑块的限位腔内能够沿横向滑动；插销本体7与滑块之间设置有缓冲机构15。

在本实施例中，缓冲机构15为弹性件，优选为螺旋弹簧，也可以是板簧、碟形弹簧等。

钻杆机械手的定位过程如下：机械手转动臂在转动过程中，单作用液压缸失压，在复位弹簧12的作用下，活塞杆10复位，插销本体7沿着回转筒3表面滑动，一旦转动臂运动到位，插销本体7楔合回转筒3上的定位孔，卡住转动臂，实现水平定位或回转定位；需要转动臂再次转动时，给单作用液压缸加压，带动活塞杆10回缩，进而插销本体7与转动臂回转筒3上的定位孔分离，之后转动臂可以进行转动。

由于限位块14能够沿着横向滑动，而且插销本体7与滑块之间设置有缓冲机构15，当插销本体7沿着回转筒3表面滑动并且楔合回转筒3上的定位孔时，缓冲机构15起缓冲减震作用，尤其适合煤矿井下污染源较多、回转筒3表面易于磨损和黏上污物的场合，使插销本体7在回转筒3表面的运动更加平稳。同时，缓冲机构15降低了来自横向上的撞击力，提高了该装置的使用寿命。

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 (8)

1.一种钻杆机械手，包括机械手转动臂、回转定位装置和水平定位装置，机械手转动臂包括回转筒，回转定位装置包括位于回转筒内孔中的限位插销和开设在回转筒内孔上且与限位插销相匹配的回转定位孔，水平定位装置包括固定在钻机提升架上的限位插销和开设在回转筒外侧且与限位插销相匹配的水平定位孔，其特征在于：限位插销包括固定座，固定座上设有滑槽，滑槽上滑动连接有滑块，滑块的一端连接有可使滑块沿滑槽移动的伸缩机构，滑块内设有垂直于滑块移动方向的限位腔，限位腔内设有能够沿其移动的限位块，限位块包括限位块本体和与限位块本体可拆卸连接的接头，接头远离伸缩机构的一端伸出滑块与插销本体连接；限位块与滑块之间设有缓冲机构。

2.根据权利要求1所述的一种钻杆机械手，其特征在于：所述缓冲机构为设置在插销本体两侧的弹性件。

3.根据权利要求2所述的一种钻杆机械手，其特征在于：所述弹性件为压簧或弹性垫，弹性件位于开设在滑块端部的限位槽内。

4.根据权利要求2所述的一种钻杆机械手，其特征在于：所述弹性件为拉簧，一侧与滑块连接，另一侧与限位块连接。

5.根据权利要求1所述的一种钻杆机械手，其特征在于：所述限位块呈T型，具有大端和小端，限位块的大端与限位腔滑动连接，限位块的小端伸出滑块与插销本体可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的一种钻杆机械手，其特征在于：所述限位块具有中心孔，接头的一端位于中心孔内，接头的另一端伸出滑块与插销本体螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种钻杆机械手，其特征在于：所述伸缩机构为单向液压缸，伸缩机构的输出端与滑块铰接。

8.根据权利要求1所述的一种钻杆机械手，其特征在于：所述回转定位装置的限位插销通过连接架与钻机机架固定连接。

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