CN210594172U - 杆件或管件夹持机械手及机械手总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油井维修设备领域，尤其涉及一种杆件或管件夹持机械手及机械手总成，既可以对杆件或管件进行夹持运送，同时还能辅助杆件或管件在转动过程中进行扶持。一种杆件或管件夹持机械手，包括手爪与驱动油缸；所述手爪成对设置，且每对手爪镜像设置，所述手爪与驱动油缸连接；所述驱动油缸包括第一缸体与活塞杆，所述第一缸体与机械手本体固定连接，所述活塞杆与手爪连接，所述驱动油缸设有限位装置。油缸驱动手爪实现夹持动作，限位装置可以控制活塞杆的行程，当活塞杆运动使手爪张开时，提前使活塞杆停止运动，此时手爪只能张开一个较小的开口，此时手爪不再完全夹紧杆件或管件，同时还可以继续对杆件或管件起到扶持作用。

Description

杆件或管件夹持机械手及机械手总成

技术领域

本实用新型涉及油井维修设备领域，尤其涉及一种杆件或管件夹持机械手及机械手总成。

背景技术

抽油杆是抽油机井的细长杆件，它上接光杆，下接抽油泵起传递动力的作用。在对油井进行维修时，需要将油井内的抽油杆向上吊起，将抽油杆一节一节地拆下，完成维修后需要将抽油杆再一节一节地安装回油井内。抽油杆端部是通过螺纹方式相互连接的，因此在拆卸抽油杆时，需要将吊起的抽油杆先进行转动，使螺纹连接处分离，然后将其转运到一旁暂存，当安装抽油杆时需要先将抽油杆抓取到安装位置后，再进行转动，使螺纹连接处接合。由于抽油杆既需要转动，又需要抓取，单一设备难以满足要求，当抽油杆被夹紧时则无法转动。因此抽油杆的拆装过程中难以实现自动化，造成拆装效率底下。

抽油管位于抽油杆外侧，同样是一节一节进行连接，在拆装过程中需要分别进行拆卸与安装，安装过程与抽油杆相似。

公开号为CN203867495U，名称为新型液压自动修井机油管抓取机械手的中国实用新型专利；公开号为CN205704241U，名称为一种管柱抓取机械手的中国实用新型专利；公开号为CN203003893U，名称为一种机械手的中国实用新型专利均公开了可抓取管件的机械手。

上述专利方案中所公开的技术方案只能解决杆件或管件抓取的问题，针对抽油杆或抽油杆在拆装过程中的转动仍然不适用，不能在抽油杆或抽油杆拆装过程中进行扶持。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种杆件或管件夹持机械手及机械手总成，既可以对杆件或管件进行夹持运送，同时还能辅助杆件或管件在转动过程中进行扶持。

本实用新型提供方案如下：

一种杆件或管件夹持机械手，包括手爪与驱动油缸；

所述手爪成对设置，且每对手爪镜像设置，所述手爪与驱动油缸连接；

所述驱动油缸包括第一缸体与活塞杆，所述第一缸体与机械手本体固定连接，所述活塞杆与手爪连接，所述驱动油缸设有限位装置。

油缸驱动手爪实现夹持动作，限位装置可以控制活塞杆的行程，当活塞杆运动使手爪张开时，提前使活塞杆停止运动，此时手爪只能张开一个较小的开口，此时手爪不再完全夹紧抽油杆或抽油管，同时还可以继续起到扶持作用。

优选的，所述手爪包括夹臂与连杆，所述夹臂与机械手本体可转动地连接，所述连杆两端分别可转动地连接到夹臂与活塞杆。夹臂与连杆均采用对称设计的方式，可以实现同步开合。

优选的，所述夹臂中部与机械手本体可转动地连接，夹臂一端与连杆可转动地连接，另一端的内侧设有具有圆弧面的抓取部。圆弧面的抓取部可以实现对抽油杆或抽油管的完全夹紧，另外，配合限位装置工作时，抓取部只打开较小的开口，此时不再处于完全夹紧状态，而且抽油杆或抽油管又不易从两个抓取部之间的缝隙中漏出。

优选的，所述限位装置包括限位油缸，所述限位油缸设置在驱动油缸尾端。限位油缸位于驱动油缸尾部，用于限制驱动油缸活塞杆的行程。

优选的，所述限位油缸包括第二缸体与限位活塞，所述限位活塞设置在第二缸体内，所述第二缸体与第一缸体之间设有隔板，所述隔板有连通第一缸体与第二缸体的通孔，所述活塞杆可在通孔内滑动，且与通孔密封连接。当限位活塞缩回至底部时，驱动油缸的活塞杆可以正常伸缩运动；当需要对手爪的开度进行限位时，首先使活塞杆完全伸出，手爪为完全夹紧状态，然后使限位活塞向活塞杆方向运动，此时当活塞杆回缩时，已经不能回缩到位，到达限位活塞位置时即停止，此时的手爪只打开一个较小的开口。当抽油杆或抽油管拆装时为竖直状态，抽油杆或抽油管不被完全夹紧，可以在开口内自由转动，并且带有圆弧面的抓取部仍然可以实现对竖直方向的抽油杆或抽油管起到扶持作用，防止抽油杆或抽油管倾倒。

优选的，所述限位活塞面向活塞杆的一侧设有可以容纳活塞杆端部的凹槽。在限位活塞一侧设置凹槽，当限位活塞工作时，可以将限位活塞直接推至最顶端，此时凹槽为活塞杆的运动提供了空间，使活塞杆让然可以回缩，由于限位活塞的位置不需要精确控制，只需推至顶端即可实现限位作用，使控制过程更加简单。

优选的，所述活塞杆设有活塞环，所述活塞环与第一缸体内侧密封连接，且与第一缸体的尾端之间设置弹簧。利用弹簧的弹力作为活塞杆的驱动力之一，一方面可以减少对液压油的油压要求，另一方面，本机械手操作高度较高，距离液压站距离较远，即使当液压系统出现问题不能维持压力时，弹簧任然能活塞杆提供驱动力。所述弹簧为多个同轴设置的碟簧。

优选的，所述机械手本体的侧面设有导向装置，所述导向装置包括左右对称的两个导向板，以及设置在两导向板之间的触发装置。导向装置方便在抓取抽油杆或抽油管时，使抽油杆或抽油管准确的进入到两手爪之间。

优选的，所述触发装置包括滑块与触发开关，所述滑块的滑动方向与所述驱动油缸的伸缩方向平行，所述触发开关位于滑块运动范围中靠近驱动油缸的一端。当抓取抽油杆或抽油管时，抽油杆或抽油管向手爪方向运动，并推动滑块，当滑块使触发开关被触发时，则说明抽油杆或抽油管的位置已经到位。

一种杆件或管件夹持机械手总成，包括上述的杆件或管件夹持机械手，该总成还包括安装架，所述机械手为两个，分别设置在所述安装架的两端，且两个所述机械手的手爪所在的运动平面相互平行。由于抽油杆或抽油管长度较长，且直径较小，因此使用两个机械手可以实现两端夹持，使抽油杆或抽油管被夹持或扶持时更加稳定。

本实用新型具有以下有益效果：

1.机械手通过油缸驱动可以实现对抽油管的快速夹紧与释放；

2.限位装置可以控制活塞杆的行程，当抽油杆或抽油管需要绕自身轴线进行旋转时，通过第二缸体限定驱动油缸活塞杆的行程，使手爪张开较小开口时即达到活塞杆的最大收缩行程，防止因活塞杆收缩过度而导致手爪不能抓住抽油杆或抽油管；

3.导向装置既可以增加手爪抓取抽油杆或抽油管的准确度，同时还能在抽油杆或抽油管到达夹持位置时发送信号。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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是手爪闭合状态下内部结构示意图；

图2是本实用新型外部结构示意图；

图3是本实用新型使用状态示意图；

图4是手爪打开状态下内部结构示意图；

图5是手爪半打开状态下内部结构示意图；

图中，1-机械手本体，2-手爪，3-驱动油缸，4-导向装置，5-安装架，6- 抽油杆，21-连杆，22-夹臂，23-抓取部，31-第一缸体，32-活塞杆，33-第二缸体，34-限位活塞，35-隔板，36-凹槽，37-活塞环，38-弹簧，41-导向板， 42-滑块，43-触发开关。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1图2所示，本实施例中提供一种杆件或管件夹持机械手，在机械手本体上1设置有手爪2与驱动油缸3，手爪2包括连杆21与夹臂22，驱动油缸 3包括第一缸体31与活塞杆32。连杆21两端分别与夹臂22以及活塞杆32可转动地连接，夹臂22中部可转动地安装在机械手本体1上，其一端与连杆21 连接，另一端设有带有圆弧面的抓取部23。第一缸体31与机械手本体1固定连接，活塞杆32一端位于第一缸体31内，另一端与连杆21连接。手爪2成对设置，且在机械手本体1上左右对称设置。

第一缸体31尾端设有第二缸体33，第二缸体33内设有限位活塞34。第一缸体31与第二缸体33之间设有隔板35，隔板35上设有通孔，活塞杆32贯穿通孔，且与通孔密封连接。限位活塞34与活塞杆32同轴设置，并且限位活塞 34在面对活塞杆32的一侧设有能容纳活塞杆32插入的凹槽36。活塞杆32圆周面上设有活塞环37，活塞环37与第一缸体31内壁密封连接，并且通过弹簧 38与第一缸体31尾端连接，弹簧38可使用多组碟簧。

机械手本体1一侧设有导向装置4。导向装置4包括对称设置的两个导向板41，导向板41外端设有扩口。导向装置4还包括滑块42与触发开关43，滑块42位于两导向板41之间，触发开关43位于滑块42滑动范围内靠近驱动油缸3的一端。导向板41的对称面与手爪2的对称面位于同一平面。

如图3所示，一种杆件或管件夹持机械手总成，包括安装架5，安装架5 两端分别设置一个上述的夹持机械手。

本实用新型工作原理如下：

如图1所示，以夹持抽油杆6为例，图1状态为手爪2完全闭合的状态，此时活塞杆32向外部完全伸出，活塞杆32推动连杆21，连杆21推动夹臂22 转动，使抓取部23向内侧闭合，实现对抽油杆6的夹紧。

如图4所示，图4中状态为手爪2完全打开的状态，此时第二缸体34位于最尾端，不影响活塞杆32的运动，活塞杆32完全缩回时即可使手爪2实现与夹紧完全相反的动作，实现对抽油杆6的释放。

如图5所示，图5中状态为手爪2半打开状态。当抽油杆6在拆装过程中需要转动时，手爪2起初为图1中的闭合状态，此时限位活塞34向前运动，然后活塞杆32回缩。活塞杆32的回缩本来应当实现对抽油杆6的释放，但是由于限位活塞34的位置变化，导致活塞杆32不能完全缩回，到达限位活塞34 处即停止，此时活塞杆32只能缩回很小的距离。这种状态下手爪2只是轻微张开，不再对抽油杆6完全夹紧，但是由于张开幅度较小，还未达到对抽油杆6完全释放的状态。在抽油杆6转动过程中，手爪2依然可以起到扶持作用，防止抽油杆6倾倒。

在夹持机械手总成中，为实现夹持工件稳定、牢靠，两机械手在安装架上设定距离较远。机械手夹持、抓取工件时依靠加预紧力的碟形弹簧来实现，此时活塞杆32和限位活塞34都不工作，打开机械手手爪2由活塞杆32加压完成，限位活塞34不工作。对工件定中心和扶正时，限位活塞34可以控制活塞杆32 的行程，在活塞杆32运动使手爪张开前，限位活塞34移至极限位置停止，当活塞杆32缩回使手爪2打开时，活塞杆32仅能缩回一微小距离；或者在手爪 2打开状态下，限位活塞34移向活塞杆32，使其逆行(反夹紧方向)直至限位活塞34移至极限位停止，这样手爪2同样可以张开些许距离，在手爪2不完全张开状态下，工件可在上卸扣时自由转动。

夹持抽油管的工作过程与夹持抽油杆6的工作过程近似。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.杆件或管件夹持机械手，包括手爪(2)与驱动油缸(3)，其特征在于：

所述手爪(2)成对设置，且每对手爪(2)镜像设置，所述手爪(2)与驱动油缸(3)连接；

所述驱动油缸(3)包括第一缸体(31)与活塞杆(32)，所述第一缸体(31)与机械手本体(1)固定连接，所述活塞杆(32)与手爪(2)连接，所述驱动油缸(3)设有限位装置。

2.根据权利要求1所述的杆件或管件夹持机械手，其特征在于：所述手爪(2)包括夹臂(22)与连杆(21)，所述夹臂(22)与机械手本体(1)可转动地连接，所述连杆(21)两端分别可转动地连接到夹臂(22)与活塞杆(32)。

3.根据权利要求2所述的杆件或管件夹持机械手，其特征在于：所述夹臂(22)中部与机械手本体(1)可转动地连接，夹臂(22)一端与连杆(21)可转动地连接，另一端的内侧设有具有圆弧面的抓取部(23)。

4.根据权利要求1所述的杆件或管件夹持机械手，其特征在于：所述限位装置包括限位油缸，所述限位油缸设置在驱动油缸(3)尾端。

5.根据权利要求4所述的杆件或管件夹持机械手，其特征在于：所述限位油缸包括第二缸体(33)与限位活塞(34)，所述限位活塞(34)设置在第二缸体(33)内，所述第二缸体(33)与第一缸体(31)之间设有隔板(35)，所述隔板(35)有连通第一缸体(31)与第二缸体(33)的通孔，所述活塞杆(32)可在通孔内滑动，且与通孔密封连接。

6.根据权利要求5所述的杆件或管件夹持机械手，其特征在于：所述限位活塞(34)面向活塞杆(32)的一侧设有可以容纳活塞杆(32)端部的凹槽(36)。

7.根据权利要求1所述的杆件或管件夹持机械手，其特征在于：所述活塞杆(32)设有活塞环(37)，所述活塞环(37)与第一缸体(31)内侧密封连接，且与第一缸体(31)的尾端之间设置弹簧(38)。

8.根据权利要求1-6任一权利要求所述的杆件或管件夹持机械手，其特征在于：所述机械手本体(1)的侧面设有导向装置(4)，所述导向装置(4)包括左右对称的两个导向板(41)，以及设置在两导向板(41)之间的触发装置。

9.根据权利要求8所述的杆件或管件夹持机械手，其特征在于：所述触发装置包括滑块(42)与触发开关(43)，所述滑块(42)的滑动方向与所述驱动油缸(3)的伸缩方向平行，所述触发开关(43)位于滑块(42)运动范围中靠近驱动油缸(3)的一端。

10.杆件或管件夹持机械手总成，其特征在于：包括如权利要求1-9任一权利要求所述的杆件或管件夹持机械手，该总成还包括安装架(5)，所述机械手为两个，分别设置在所述安装架(5)的两端，且两个所述机械手的手爪(2)所在的运动平面相互平行。

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