CN202012302U

CN202012302U - 一种联动机械手

Info

Publication number: CN202012302U
Application number: CN2011200370621U
Authority: CN
Inventors: 毕跃明; 何亮; 赵京艳; 金福久; 郑永谭; 杜洪亮; 牟忠良
Original assignee: China National Petroleum Corp; China Petroleum Technology and Development Corp; CNPC Liaohe Baoshi Petroleum Equipment Co Ltd
Current assignee: China National Petroleum Corp; China Petroleum Technology and Development Corp; CNPC Liaohe Baoshi Petroleum Equipment Co Ltd
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2011-02-11
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2021-02-11

Abstract

本实用新型公开了一种联动机械手，属于石油钻机的钻杆排放作业设备领域。包括扶正钳和下臂，所述下臂包括扶正钳安装座、主臂、主臂变幅缸及扶正钳变幅缸，所述扶正钳与所述扶正钳安装座连接，所述扶正钳安装座的一端与所述主臂的上端连接，另一端与所述扶正钳变幅缸的一端铰接，所述扶正钳变幅缸的另一端与所述主臂铰接，所述主臂变幅缸一端与所述主臂的中部铰接，另一端与机器人立柱铰接，所述主臂的下端与所述机器人立柱铰接。本实用新型在起钻、连接立根或下钻时，通过联动机械手配合重载排管机器人工作，代替了传统的人工操作，降低了工人劳动强度，改善了工人的工作环境，避免了人身伤害。

Description

一种联动机械手

技术领域

本实用新型涉及石油钻机的钻杆排放作业设备，特别涉及一种用于陆地及海洋钻机钻台重载排管机器人的具有扶正功能的联动机械手。

背景技术

据统计，在钻井作业中有1/3的时间用于起下钻和管子的处理作业上。钻柱的移运和排放是管子处理中的重要环节。

传统的操作方式中，起下钻移动钻杆立根时，不但需要钻井工人在钻台手扶立根，还需要井架工人在二层平台上用手操作，排放立根和开合吊卡。上述的操作过程都离不开操作人员。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

起下钻和管子的处理作业是钻井过程中最危险最艰苦的工作之一，尤其在海上或极地环境作业中。在传统的操作方式中，操作人员劳动重复性很高，强度很大，生产效率低，容易产生疲劳进而引发安全事故。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中存在的不足，提供了一种联动机械手，该机械手用于陆地及海洋钻机钻台重载排管机器人，在起钻、连接立根或下钻时，通过联动机械手配合重载排管机器人工作，代替了传统的人工操作，降低了工人劳动强度，改善了工人的工作环境，避免了人身伤害。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种联动机械手，包括扶正钳和下臂，所述下臂包括扶正钳安装座、主臂、主臂变幅缸及扶正钳变幅缸，所述扶正钳与所述扶正钳安装座连接，所述扶正钳安装座的一端与所述主臂的上端连接，另一端与所述扶正钳变幅缸的一端铰接，所述扶正钳变幅缸的另一端与所述主臂铰接，所述主臂变幅缸一端与所述主臂的中部铰接，另一端与机器人立柱铰接，所述主臂的下端与所述机器人立柱铰接。

具体地，所述扶正钳包括座体、管子探测器、门销、左臂板、右臂板及磁力开关；所述管子探测器包括探测滚轮和探测器支架，所述探测器支架铰接在所述座体上，并且下端与所述磁力开关接触，上端与所述探测滚轮连接；所述左臂板的后端铰接在所述座体的一侧，所述右臂板的后端铰接在所述座体的另一侧，所述左臂板和所述右臂板上分别铰接有一个所述门销；所述门销通过平键与门销摆杆连接，所述门销摆杆与门销油缸下端铰接，两个所述门销油缸上端分别对应与所述左臂板和所述右臂板铰接；所述磁力开关控制所述门销摆杆摆动。

进一步地，所述的联动机械手，还包括调节器，所述调节器包括调节器油缸和调整块，所述调节器油缸设在所述座体上，所述调整块与所述调节器油缸的缸杆连接，所述调整块的两侧均设有连杆，一侧的所述连杆与所述左臂板连接，另一侧的所述连杆与所述右臂板连接。

进一步地，所述的联动机械手，还包括推动器，所述推动器包括推动器支架、推动器油缸及推动滚轮，所述推动器支架上端铰接在所述座体上，所述推动器支架下端与所述推动滚轮连接，所述推动器支架中部与所述推动器油缸下端铰接，所述推动器油缸上端铰接在所述座体上。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：在起钻、连接立根或下钻时，通过联动机械手配合重载排管机器人工作，代替了传统的人工操作，降低了工人劳动强度，改善了工人的工作环境，避免了人身伤害；同时，本发明实施例提供的联动机械手适应性强，可以在多种钻机和钻井平台上作业；而且，使用本发明实施例提供的联动机械手在作业过程中使自动化与机械化相结合，提高了工作效率，加快了钻井速度，缩短了钻井周期，降低了海上钻井成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例提供的联动机械手与机器人立柱的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的扶正钳装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的扶正钳装置的剖切示意图。

附图中，各标号所代表的组件列表如下：

1、下臂，2、扶正钳，3、立柱；

11、主臂，12、扶正钳安装座，13、主臂变幅缸，14、扶正钳变幅缸，21、管子探测器，22、推动器，23、门销，24、调节器，25、左臂板，26、右臂板，27、座体，28、磁力开关，31、主臂铰支座，32、主臂变幅缸铰支座；

211、探测滚轮，212、探测器支架，221、推动滚轮，222、推动器支架，223、推动器油缸，231、门销油缸，232、门销摆杆，233、平键，234、门销轴，241、调节器油缸，242、调整块，243、连杆。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例

参照图1，本实施例提供了一种联动机械手，包括扶正钳2和下臂1，下臂1包括扶正钳安装座12、主臂11、主臂变幅缸13及扶正钳变幅缸14。扶正钳2安装在扶正钳安装座12上，扶正钳安装座12的一端与主臂11的上端连接，另一端与扶正钳变幅缸14的上端铰接，扶正钳变幅缸14的下端与主臂11铰接，主臂变幅缸13一端与主臂11的中部铰接，另一端通过主臂变幅缸铰支座32与机器人立柱3铰接，主臂11的下端通过主臂铰支座31与机器人立柱3铰接。当主臂变幅缸13伸出时，主臂11会绕铰接联接处摆动，实现扶正钳2的伸出。当主臂11摆动伸出时，扶正钳变幅缸14自动调整伸出位置，保持扶正钳安装座12的水平状态。

联动机械手的下臂1可以通过关联控制主臂变幅缸13和扶正钳变幅缸14的伸出位置，来实现扶正钳2的伸出和保持扶正钳2的垂直状态。在起钻、连接立根或下钻时，该联动机械手配合重载排管机器人工作，利用扶正钳2扶正、夹持钻具，利用下臂1灵活、顺利的移动钻具，代替了传统的人工操作，降低了工人劳动强度，改善了工人的工作环境，避免了人身伤害；同时，使用本实施例提供的联动机械手在作业过程中使自动化与机械化相结合，提高了工作效率，加快了钻井速度，缩短了钻井周期，降低了海上钻井成本。

具体地，参照图2，扶正钳2包括座体27、管子探测器21、门销23、左臂板25、右臂板26及磁力开关28。参照图3，管子探测器21包括探测滚轮211和探测器支架212，探测器支架212铰接在座体27上，并且下端与磁力开关28接触，上端与探测滚轮211连接；左臂板25的后端铰接在座体27的左侧，右臂板26的后端铰接在座体27的右侧，门销23有两个，左臂板25通过门销轴234铰接其中一个门销23，右臂板26通过门销轴234铰接另一个门销23；门销23通过平键233与门销摆杆232连接，门销摆杆232与门销油缸231下端铰接，门销油缸231上端分别对应与左臂板25和右臂板26铰接；磁力开关28控制门销摆杆232摆动。

当管子探测器21碰到钻具时，管子探测器支架212下端与磁力开关28分开，磁力开关28控制门销摆杆232摆动，门销摆杆232带动门销23旋转90°左右使两个门销23闭合，将钻具限制在扶正钳2内。扶正钳2能自动夹持钻具，节省了人力资源。

进一步地，本实施例提供的联动机械手，还包括调节器24，调节器24包括调节器油缸241和调整块242，调节器油缸241设在座体27上，调整块242与调节器油缸241的缸杆连接，调整块242的两侧均设有连杆243，一侧的连杆243与左臂板25连接，另一侧的连杆243与右臂板26连接。

手动调整调节器24，使左臂板25和右臂板26的开口根据钻具管径的大小改变，可以使扶正钳2适应不同管径的钻具，使本实施例提供的机械手应用范围更广泛、适应性更强。

进一步地，同时参照图2和图3，本实施例提供的联动机械手，还包括推动器22，推动器22包括推动器支架222、推动器油缸223及推动滚轮221，推动器支架222上端铰接在座体27上，推动器支架222下端与推动滚轮221连接，推动器支架222中部与推动器油缸223下端铰接，推动器油缸223上端铰接在座体27上。

推动器22的设置使扶正钳2具有扶正功能，在作业过程中，通过手动推动器22调整钻具能更精准的对口。

在作业过程中，手动调整调节器24改变左臂板25和右臂板26的开口，使扶正钳2适应作业钻具的管径。调整完成后，扶正钳2在排管机器人的下臂1推动下，自动向前伸出，当管子探测器21碰到钻具时，管子探测器支架212下端与磁力开关28分开，磁力开关28控制门销摆杆232摆动，门销摆杆232带动门销23旋转90°左右使两个门销23闭合，将钻具限制在扶正钳2内，在钻具对扣时手动调整推动器22能够将钻具精准对扣。

本实施例提供的联动机械手在起钻时，当排管机器人移动立根到立根盒时，联动机械手配合其工作，起到扶正钻杆或立根，并引导其在给定的立根盒中的位置存放；在连接立根或下钻时，扶正钻杆或立根，使其与放入鼠洞的钻杆或井口的钻柱精确对正，便于上扣。本实施例提供的联动机械手减少了起钻、连接立根或下钻时的人工操作环节，降低了工人劳动强度，改善了工人的工作环境，避免了人身伤害；同时，本发明实施例提供的联动机械手适应性强，可以在多种钻机和钻井平台上作业；而且，使用本发明实施例提供的联动机械手在作业过程中使自动化与机械化相结合，提高了工作效率，加快了钻井速度，缩短了钻井周期，降低了海上钻井成本。本发明实施例提供的联动机械手是一种安全、简单、成本低、效率高的钻杆立根、钻杆单根移送扶正装置，在油田具有广泛的应用前景。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种联动机械手，其特征在于：包括扶正钳和下臂，所述下臂包括扶正钳安装座、主臂、主臂变幅缸及扶正钳变幅缸，所述扶正钳与所述扶正钳安装座连接，所述扶正钳安装座的一端与所述主臂的上端连接，另一端与所述扶正钳变幅缸的一端铰接，所述扶正钳变幅缸的另一端与所述主臂铰接，所述主臂变幅缸一端与所述主臂的中部铰接，另一端与机器人立柱铰接，所述主臂的下端与所述机器人立柱铰接。

2.根据权利要求1所述的联动机械手，其特征在于：

所述扶正钳包括座体、管子探测器、门销、左臂板、右臂板及磁力开关；

所述管子探测器包括探测滚轮和探测器支架，所述探测器支架铰接在所述座体上，并且下端与所述磁力开关接触，上端与所述探测滚轮连接；

所述左臂板的后端铰接在所述座体的一侧，所述右臂板的后端铰接在所述座体的另一侧，所述左臂板和所述右臂板上分别铰接有一个所述门销；

所述门销通过平键与门销摆杆连接，所述门销摆杆与门销油缸下端铰接，两个所述门销油缸上端分别对应与所述左臂板和所述右臂板铰接；

所述磁力开关控制所述门销摆杆摆动。

3.根据权利要求2所述的联动机械手，其特征在于：还包括调节器，所述调节器包括调节器油缸和调整块，所述调节器油缸设在所述座体上，所述调整块与所述调节器油缸的缸杆连接，所述调整块的两侧均设有连杆，一侧的所述连杆与所述左臂板连接，另一侧的所述连杆与所述右臂板连接。

4.根据权利要求2或3任一权利要求所述的联动机械手，其特征在于：还包括推动器，所述推动器包括推动器支架、推动器油缸及推动滚轮，所述推动器支架上端铰接在所述座体上，所述推动器支架下端与所述推动滚轮连接，所述推动器支架中部与所述推动器油缸下端铰接，所述推动器油缸上端铰接在所述座体上。