CN114955578A - 用于抽油管码放的智能辅助机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于抽油管码放的智能辅助机械手，包括安装架，滑移安装于安装架上的移动架。本发明通过机械手来到需要被运送的抽油管上方，其向下伸出将抽油管夹持，而抽油管被夹持在两列弹性轮和一列压轮之间，与抽油管之间呈现滚动连接，压轮是可以通过电机被驱动转动，于是与抽油管之间形成滚动摩擦从而可以带动抽油管在在机械手内移动，调整其位置，因此即便是初始夹持各个抽油管的位置不一样，通过在机械手内灵活移动抽油管达到将将其两端延伸出抽油管的长度一致或者自由调节这个延伸长度，令抽油管最终被码放时，其端部可以达到对齐效果，无需后续的人工调整，人工在夹持操作时即可调节，降低后期劳动强度。

Description

用于抽油管码放的智能辅助机械手
技术领域
本发明涉及抽油管码放技术领域，具体涉及用于抽油管码放的智能辅助机械手。
背景技术
抽油管一般应用于油田的机械式采油中，配合油泵放置于油井以下，再通过油泵向外抽油，其主要即是运用于针对油的输送工序中。
抽油管在生产完毕后需要对齐进行码放堆叠，码放也是针对管类部件的一种常用收集方式，其可以最大化的利用存储或者摆放的空间，但是现有技术中针对抽油管的码放存在有一定的弊端，就是机械手在抓取油管至对应的码放部位后，由于机械手抓持抽油管的部位可能存在偏差，致使相同规格的抽油管被夹持的部位不相同，而现有技术中的机械手在抓持之后就缺少在其抓持过程中对齐抓持部位进行相应的微调或者是大幅调整，导致最终被码放下去的抽油管出现端部参差不齐的现象，还需要后续对齐进行人工调整，相对来说增加了人工的劳动强度，因此需要设计一种在抓取时同时对其进行姿态进行调节的机械手以提高工作效率。
为了解决上述问题，本发明中提出了用于抽油管码放的智能辅助机械手。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供用于抽油管码放的智能辅助机械手，以解决上述技术问题。
(2)技术方案
为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：
用于抽油管码放的智能辅助机械手，包括安装架，滑移安装于安装架上的移动架，固定安装于移动架上的升降装置，升降装置的输出端固定连接有梯形架，梯形架的底部固定安装有固定板，固定板的两端均安装有转动架，转动架的底端通过导向杆连接有夹爪，转动架上固定安装有气缸且气缸的输出端与夹爪固定连接，两个夹爪的内侧均设有一列弹性轮。
进一步地，固定板的顶部固定安装有两列喷管，喷管的喷口穿过固定板延伸至其下方，两列喷管的顶部均通过一根分流管连通。
进一步地，两列喷管的底部均朝向中部倾斜，且两列喷管的倾斜角度均相等。
进一步地，夹爪与其连接的转动架之间同步张合，夹爪相对于转动架的伸缩方向与导向杆的延伸方向相同，夹爪的正向截面呈勺状。
进一步地，弹性轮安装于夹爪内侧的中部，压轮与两列弹性轮在正视方向始终构成等腰三角形，弹性轮与抽油管之间挤压接触。
进一步地，抽油管处于水平状态时，两列弹性轮与抽油管之间的接触位置位于其水平直径所处高度的下方。
进一步地，弹性轮包括有夹持滚轮、套筒、顶杆和弹簧，夹爪开设有内腔，套筒位于夹爪的内侧，顶杆套设于套筒的内侧且其顶端与夹持滚轮固定连接，弹簧弹性支撑于夹持滚轮的底部与夹爪的内腔底部之间，夹持滚轮与抽油管滚动连接。
进一步地，导向杆包括有导向筒和滑杆，导向筒固定连接于转动架的底端，滑杆固定连接于夹爪的顶端，滑杆套设于导向筒的内部，滑杆的伸缩方向与气缸的伸缩幅度和方向始终保持一致。
进一步地，固定板的顶部固定安装有电机，电机的输出端固定连接有第一齿轮，固定板的中部安装有一列压轮，其中一个压轮上设有与第一齿轮啮合连接的第二齿轮。
(3)有益效果：
A、本发明通过机械手来到需要被运送的抽油管上方，其向下伸出将抽油管夹持，而抽油管被夹持在两列弹性轮和一列压轮之间，与抽油管之间呈现滚动连接，压轮是可以通过电机被驱动转动，于是与抽油管之间形成滚动摩擦从而可以带动抽油管在在机械手内移动，调整其位置，因此即便是初始夹持各个抽油管的位置不一样，通过在机械手内灵活移动抽油管达到将将其两端延伸出抽油管的长度一致或者自由调节这个延伸长度，令抽油管最终被码放时，其端部可以达到对齐效果，无需后续的人工调整，人工在夹持操作时即可调节，降低后期劳动强度。
B、本发明通过喷管的开口对准抽油管截面的斜上方，可以令喷管在喷出气流时，将位于上方向的加工碎屑或灰尘吹走，并且由于喷管也呈现为阵列式安装，而抽油管也可以随着压轮的滚动而沿着夹爪的延伸方向自由移动，但是其不论移动的幅度有多大，其仍然有一部分位于机械手的内侧，这就令抽油管可以随着压轮的滚动，一边调整夹持位置，一边可以令喷管不断切换其吹风的覆盖位置，达到对抽油管同步调节和清洁的目的。
C、本发明通过气缸拉动夹爪缩短，那么弹性轮与压轮之间的夹持大小也随之缩小，先将抽油管至于夹爪的内侧，随后控制气缸向内部收缩，夹爪向缩回的过程中首先会是弹性轮出现与抽油管之间的接触，压轮与弹性轮会将抽油管向内收紧并对其定位，而夹持滚轮通过弹簧被弹性支撑住，当夹爪向内侧收拢时夹持滚轮会与抽油管之间呈现挤压的关系，而当压力过大时，弹簧会首先收缩，防止夹持滚轮压坏抽油管，给予其一定的适应性缓冲空间。
附图说明
图1为本发明用于抽油管码放的智能辅助机械手整体示意图；
图2为本发明用于抽油管码放的智能辅助机械手整体外观正视图；
图3为本发明用于抽油管码放的智能辅助机械手的外观示意图；
图4为本发明用于抽油管码放的智能辅助机械手的正视图；
图5为本发明用于抽油管码放的智能辅助机械手图4的A部分放大示意图；
图6为本发明用于抽油管码放的智能辅助机械手梯形架的结构示意图图；
图7为本发明用于抽油管码放的智能辅助机械手夹爪的侧视图。
附图标记如下：
安装架1、移动架2、升降装置3、梯形架4、固定板5、转动架6、夹爪7、导向杆8、导向筒81、滑杆82、气缸9、弹性轮10、夹持滚轮101、套筒102、顶杆103、弹簧104、电机11、第一齿轮12、压轮13、第二齿轮131、喷管14、分流管15。
具体实施方式
下面结合附图1-7和实施例对本发明进一步说明：
如图1至图7所示，本发明实施例提供了用于抽油管码放的智能辅助机械手，包括安装架1，滑移安装于安装架1上的移动架2，固定安装于移动架2上的升降装置3，升降装置3的输出端固定连接有梯形架4，梯形架4的底部固定安装有固定板5，固定板5的两端均安装有转动架6，转动架6的底端通过导向杆8连接有夹爪7，转动架6上固定安装有气缸9且气缸9的输出端与夹爪7固定连接，两个夹爪7的内侧均设有一列弹性轮10，固定板5的顶部固定安装有电机11，电机11的输出端固定连接有第一齿轮12，固定板5的中部安装有一列压轮13，其中一个压轮13上设有与第一齿轮12啮合连接的第二齿轮131；
通过移动架2在安装架1上沿着滑轨移动，可以将吊装的机械手拖带到各个位置，从而夹持或者码放抽油管，当其来到需要被运送的抽油管上方，其向下伸出将抽油管夹持，而抽油管被夹持在两列弹性轮10和一列压轮13之间，与抽油管之间呈现滚动连接，而其中一个压轮13是可以通过电机11被驱动转动，于是与抽油管之间形成滚动摩擦从而可以带动抽油管在在机械手内移动，调整其位置，因此考虑到夹持各个抽油管的位置不一样，而抽油管的规格又是相同的，因此需要通过在机械手内灵活移动抽油管达到将其两端延伸出抽油管的长度一致或者自由调节这个延伸长度，令抽油管最终被码放时，其端部可以达到对齐效果，无需后续的人工调整。
如图6所示，在一个实施例中，固定板5的顶部固定安装有两列喷管14，喷管14的喷口穿过固定板5延伸至其下方，两列喷管14的顶部均通过一根分流管15连通；
分流管15外接气泵，通过气泵送气并分流到各个喷管14处喷出，相邻两个喷管14之间呈等距设置，而可以向位于机械手内侧的抽油管表面均匀喷射气流。
如图4所示，在一个实施例中，两列喷管14的底部均朝向中部倾斜，且两列喷管14的倾斜角度均相等；
喷管14的开口对准抽油管截面的斜上方，可以令喷管14在喷出气流时，可以令气流一最大限度覆盖到抽油管的表面，从而加工位于上方向的加工碎屑或灰尘吹走，并且由于喷管14也呈现为阵列式安装，而抽油管也可以随着压轮13的滚动而沿着夹爪7的延伸方向自由移动，但是其不论移动放的幅度有多大，其仍然有一部分位于机械手的内侧，这就令抽油管可以随着压轮13的滚动，一边调整夹持位置，一边可以令喷管14不断切换其吹风的覆盖位置，达到对不同抽油管的不同位置进行清洁的目的。
如图5、6所示，在一个实施例中，夹爪7与其连接的转动架6之间同步张合，夹爪7相对于转动架6的伸缩方向与导向杆8的延伸方向相同，夹爪7的正向截面呈勺状；
夹爪7的内部开设有一个与夹爪7长度方向一致的内腔，而弹性轮10则位于该内腔之中，并且夹持滚轮101向上延伸出该内腔从而与抽油管挤压接触。
如图4所示，在一个实施例中，弹性轮10安装于夹爪7内侧的中部，压轮13与两列弹性轮10在正视方向始终构成等腰三角形，弹性轮10与抽油管之间挤压接触；
如图4所示，在一个实施例中，抽油管处于水平状态时，两列弹性轮10与抽油管之间的接触位置位于其水平直径所处高度的下方；
在抽油管水平方向上，其最宽的位置为其横向直径处，而确保两个弹性轮10位于该横向直径的下方可以将抽油管直接拖住，不会致使抽油管从中部向下滑脱，从而得出压轮13与两列弹性轮10之间的设计条件必然是三者连线为锐角三角形，例如当该三角形为直角三角形时，两列弹性轮10分别位于其横向直径的两端，当该三角形为钝角三角形时，两列弹性轮10分别位于其横向直径的上方，上述这两种状态均不能对抽油管实现稳定夹持，因此设定其为锐角三角形是非常有必要的。
如图4、5所示，在一个实施例中，弹性轮10包括有夹持滚轮101、套筒102、顶杆103和弹簧104，夹爪7开设有内腔，套筒102位于夹爪7的内侧，顶杆103套设于套筒102的内侧且其顶端与夹持滚轮101固定连接，弹簧104弹性支撑于夹持滚轮101的底部与夹爪7的内腔底部之间，夹持滚轮101与抽油管滚动连接；
当抽油管的直径相对较小时，需要针对夹爪7的伸长幅度进行调整，通过气缸9拉动夹爪7缩短，那么弹性轮10与压轮13之间的夹持大小也随之缩小，先将抽油管至于夹爪7的内侧，随后控制气缸9向内部收缩，夹爪7向缩回的过程中首先会是弹性轮10出现与抽油管之间的接触，压轮13与弹性轮10会将抽油管向内收紧并对其定位，此处抽油管被夹持在压轮13和弹性轮10之间并且与压轮13和弹性轮10之间为滚动接触的关系，而弹性轮10又被分为夹持滚轮101、套筒102、顶杆103、和弹簧104，夹持滚轮101通过弹簧104被弹性支撑住，当夹爪7向内侧收拢时夹持滚轮101会与抽油管之间呈现挤压的关系，而当压力过大时，弹簧104会首先收缩，防止夹持滚轮101压坏抽油管，给予其一定的适应性缓冲空间。
如图3所示，在一个实施例中，导向杆8包括有导向筒81和滑杆82，导向筒81固定连接于转动架6的底端，滑杆82固定连接于夹爪7的顶端，滑杆82套设于导向筒81的内部，滑杆82的伸缩方向与气缸9的伸缩幅度和方向始终保持一致；
导向杆8在此处起到了一个导向的作用，气缸9在伸长时其会与带动夹爪7在其眼神方向上同步伸长，导向筒81和滑杆82的配合可以分担气缸9的很大一部分斜向下的径向力，令气缸9的动力主要以控制夹爪7伸缩为主，气缸9缩短时导向杆8一同随之缩短，伸长时亦然，并且其夹爪7的可伸长或者缩短的幅度始终大于气缸9。
本发明有益效果：
本发明通过机械手来到需要被运送的抽油管上方，其向下伸出将抽油管夹持，而抽油管被夹持在两列弹性轮和一列压轮之间，与抽油管之间呈现滚动连接，压轮是可以通过电机被驱动转动，于是与抽油管之间形成滚动摩擦从而可以带动抽油管在在机械手内移动，调整其位置，因此即便是初始夹持各个抽油管的位置不一样，通过在机械手内灵活移动抽油管达到将将其两端延伸出抽油管的长度一致或者自由调节这个延伸长度，令抽油管最终被码放时，其端部可以达到对齐效果，无需后续的人工调整，人工在夹持操作时即可调节，降低后期劳动强度。
本发明通过喷管的开口对准抽油管截面的斜上方，可以令喷管在喷出气流时，将位于上方向的加工碎屑或灰尘吹走，并且由于喷管也呈现为阵列式安装，而抽油管也可以随着压轮的滚动而沿着夹爪的延伸方向自由移动，但是其不论移动的幅度有多大，其仍然有一部分位于机械手的内侧，这就令抽油管可以随着压轮的滚动，一边调整夹持位置，一边可以令喷管不断切换其吹风的覆盖位置，达到对抽油管同步调节和清洁的目的。
本发明通过气缸拉动夹爪缩短，那么弹性轮与压轮之间的夹持大小也随之缩小，先将抽油管至于夹爪的内侧，随后控制气缸向内部收缩，夹爪向缩回的过程中首先会是弹性轮出现与抽油管之间的接触，压轮与弹性轮会将抽油管向内收紧并对其定位，而夹持滚轮通过弹簧被弹性支撑住，当夹爪向内侧收拢时夹持滚轮会与抽油管之间呈现挤压的关系，而当压力过大时，弹簧会首先收缩，防止夹持滚轮压坏抽油管，给予其一定的适应性缓冲空间。
工作原理：
移动架2在安装架1上沿着滑轨移动，可以将吊装的机械手拖带到各个位置，从而夹持或者码放抽油管，机械手向下伸出将抽油管夹持，而抽油管被夹持在弹性轮10和压轮13之间，与抽油管之间呈现滚动连接，而其中一个压轮13是可以通过电机11被驱动转动，于是与抽油管之间形成滚动摩擦从而可以带动抽油管在在机械手内移动，调整其被夹持的位置；
气缸9拉动夹爪7缩短，那么弹性轮10与压轮13之间的夹持大小也随之缩小，先将抽油管至于夹爪7的内侧，随后控制气缸9向内部收缩，夹爪7向缩回的过程中首先会是弹性轮10出现与抽油管之间的接触，压轮13与弹性轮10会将抽油管向内收紧并对其定位，气缸9的伸长或者缩短可以根据被夹持的抽油管口径大小进行调整，从而达到对不同规格抽油管起到夹持的目的。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.用于抽油管码放的智能辅助机械手，包括安装架(1)、滑移安装于安装架(1)上的移动架(2)和固定安装于所述移动架(2)上的升降装置(3)，所述升降装置(3)的输出端固定连接有梯形架(4)，其特征在于：所述梯形架(4)的底部固定安装有固定板(5)，所述固定板(5)的两端均安装有转动架(6)，所述转动架(6)的底端通过导向杆(8)连接有夹爪(7)，所述转动架(6)上固定安装有气缸(9)且气缸(9)的输出端与夹爪(7)固定连接，两个所述夹爪(7)的内侧均设有一列弹性轮(10)。
2.如权利要求1所述的用于抽油管码放的智能辅助机械手，其特征在于：所述固定板(5)的顶部固定安装有两列喷管(14)，所述喷管(14)的喷口穿过固定板(5)延伸至其下方，两列所述喷管(14)的顶部均通过一根分流管(15)连通。
3.如权利要求2所述的用于抽油管码放的智能辅助机械手，其特征在于：两列所述喷管(14)的底部均朝向中部倾斜，且两列所述喷管(14)的倾斜角度均相等。
4.如权利要求1所述的用于抽油管码放的智能辅助机械手，其特征在于：所述夹爪(7)与其连接的转动架(6)之间同步张合，所述夹爪(7)相对于转动架(6)的伸缩方向与导向杆(8)的延伸方向相同，所述夹爪(7)的正向截面呈勺状。
5.如权利要求1所述的用于抽油管码放的智能辅助机械手，其特征在于：所述弹性轮(10)安装于夹爪(7)内侧的中部，所述压轮(13)与两列弹性轮(10)在正视方向始终构成等腰三角形，所述弹性轮(10)与抽油管之间挤压接触。
6.如权利要求1所述的用于抽油管码放的智能辅助机械手，其特征在于：所述抽油管处于水平状态时，两列所述弹性轮(10)与抽油管之间的接触位置位于其水平直径所处高度的下方。
7.如权利要求1所述的用于抽油管码放的智能辅助机械手，其特征在于：所述弹性轮(10)包括有夹持滚轮(101)、套筒(102)、顶杆(103)和弹簧(104)，所述夹爪(7)开设有内腔，所述套筒(102)位于夹爪(7)的内侧，所述顶杆(103)套设于套筒(102)的内侧且其顶端与夹持滚轮(101)固定连接，所述弹簧(104)弹性支撑于夹持滚轮(101)的底部与夹爪(7)的内腔底部之间，所述夹持滚轮(101)与抽油管滚动连接。
8.如权利要求1所述的用于抽油管码放的智能辅助机械手，其特征在于：所述导向杆(8)包括有导向筒(81)和滑杆(82)，所述导向筒(81)固定连接于转动架(6)的底端，所述滑杆(82)固定连接于夹爪(7)的顶端，所述滑杆(82)套设于导向筒(81)的内部，所述滑杆(82)的伸缩方向与气缸(9)的伸缩幅度和方向始终保持一致。
9.如权利要求1-8中任一项所述的用于抽油管码放的智能辅助机械手，其特征在于：所述固定板(5)的顶部固定安装有电机(11)，所述电机(11)的输出端固定连接有第一齿轮(12)，所述固定板(5)的中部安装有一列压轮(13)，其中一个所述压轮(13)上设有与第一齿轮(12)啮合连接的第二齿轮(131)。
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