CN211287576U - 一种自动装夹钻杆的机械手装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水平定向钻机技术领域，尤其涉及一种自动装夹钻杆的机械手装置，解决了现有技术中机械手装夹不同型号的钻杆调节过程整体操作较为麻烦的问题。一种自动装夹钻杆的机械手装置，包括机械手转臂，机械手转臂的顶部通过油缸座安装有夹紧油缸，夹紧油缸输出端固定连接有主动卡爪，主动卡爪的下方设有被动卡爪，机械手转臂内设有齿轮，所处齿轮的上下均啮合有齿条，两个齿条分别与主动卡爪、被动卡爪固定连接，主动卡爪与被动卡爪的一端设有抛杆机构。本实用新型，通过液压油缸推动机械手卡爪，利用齿轮与齿条传动的特点，实现自动定位装夹多种型号钻杆，整体操作较为简单，相对实现了自动化的处理，提高了施工效率。

Description

一种自动装夹钻杆的机械手装置

技术领域

本实用新型涉及水平定向钻机技术领域，尤其涉及一种自动装夹钻杆的机械手装置。

背景技术

水平定向钻机是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施的一种施工机械，它广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等柔性管线铺设施工中，它适用于沙土、粘土、 等地况，地下水位较高及卵石地层不适宜我国大部分非硬岩地区都可施工。

在非开挖铺管钻机施工过程中，全自动输送杆机构是非开挖铺管钻机的重要关键组成部件之一，在施工过程中控制钻机的装卸钻杆速度。而机械手是全自动输送杆机构的最为关键执行部件。在施工过程中，夹钳油缸在液压驱动下执行非开挖铺管钻机机械手的夹持与松卸的动作。

现有技术中，非开挖铺管钻机的机械手一般都是夹持固定型号的钻杆，部分采用手动调节机械手来实现装夹不同型号的钻杆，无论是固定型号的机械手还是手动调节的机械手，在工作的流程中更换或者调节较慢，整体的操作都较为麻烦，整体上严重影响了施工效率。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种自动装夹钻杆的机械手装置，解决了现有技术中机械手装夹不同型号的钻杆调节过程整体操作较为麻烦的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种自动装夹钻杆的机械手装置，包括机械手转臂，机械手转臂的顶部通过油缸座安装有夹紧油缸，夹紧油缸输出端固定连接有主动卡爪，主动卡爪的下方设有被动卡爪，机械手转臂内设有齿轮，所处齿轮的上下均啮合有齿条，两个齿条分别与主动卡爪、被动卡爪固定连接，主动卡爪与被动卡爪的一端设有抛杆机构，其中，

抛杆机构包括抛杆连接臂，抛杆连接臂的两侧通过抛杆连接销分别转动连接有抛杆左旋臂、抛杆右旋臂，抛杆左旋臂与主动卡爪转动连接，抛杆右旋臂与被动卡爪转动连接。

优选的，抛杆机构内设置有两组抛杆左旋臂、抛杆右旋臂和抛杆连接臂，两组抛杆左旋臂通过抛杆转轴与主动卡爪转动连接，两组抛杆右旋臂通过抛杆转轴与被动卡爪转动。

优选的，机械手转臂的内设有两个呈平行状态的导轨，两个齿条分别位于两个导轨内。

优选的，抛杆左旋臂、抛杆右旋臂与抛杆连接臂的表面均开设有安装孔，抛杆连接销的外侧套设有复位弹簧，复位弹簧的一端插接到安装孔内。

优选的，抛杆转轴两端均设有卡簧。

优选的，抛杆左旋臂与抛杆右旋臂的形状大小相同，被动爪牙的长度大于抛杆左旋臂和抛杆右旋臂长度之和。

优选的，抛杆机构的侧视图呈“V”字型。

本实用新型至少具备以下有益效果：

本实用新型自动装夹机械手通过液压油缸推动机械手卡爪，利用齿轮与齿条传动的特点，利用抛杆机构中的抛杆左旋臂和抛杆右旋臂中的联动，实现自动定位装夹多种型号钻杆的目的，不需要人力根据不同型号的钻杆粗细进行调节的，不需要更换配合不同型号钻杆的机械手转臂，整体操作较为简单，且相对实现了自动化的处理，提高了施工效率，降低了非开挖设备水平定向钻机的工作难度，以及提高了设备的自动化，适合广泛地使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的抛杆机构结构示意图；

图3为本实用新型的齿轮主视局部结构示意图；

图4为本实用新型的抛杆机构呈直线的状态示意图。

图中：1、机械手转臂；2、油缸座；3、夹紧油缸；4、主动卡爪；5、被动卡爪；6、齿轮；7、齿条；8、抛杆机构；801、抛杆连接臂；802、抛杆连接销；803、抛杆左旋臂；804、抛杆右旋臂；805、抛杆转轴；9、导轨；10、安装孔；11、复位弹簧；12、卡簧。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1-4，一种自动装夹钻杆的机械手装置，包括机械手转臂1，机械手转臂1的顶部通过油缸座2安装有夹紧油缸3，夹紧油缸3输出端固定连接有主动卡爪4，主动卡爪4的下方设有被动卡爪5，机械手转臂1内设有齿轮6，具体的，齿轮6通过转轴安装在机械手转臂1上，所处齿轮6的上下均啮合有齿条7，具体的，夹紧油缸3紧固在机械手转臂1上，另一端与主动卡爪4紧固，而主动卡爪4与齿条7焊接在一起成为一个整体，两个齿条7分别与主动卡爪4、被动卡爪5固定连接，主动卡爪4与被动卡爪5的一端设有抛杆机构8，其中，

抛杆机构8包括抛杆连接臂801，抛杆连接臂801的两侧通过抛杆连接销802分别转动连接有抛杆左旋臂803、抛杆右旋臂804，抛杆左旋臂803与主动卡爪4转动连接，抛杆右旋臂804与被动卡爪5转动连接，具体的，本方案通过夹紧油缸3的推动，由齿条7和齿轮6的传动配合来形成夹持的，不需要人力根据不同型号的钻杆粗细进行调节的，又利用抛杆机构8中的抛杆左旋臂803和抛杆右旋臂804中的杠杆联动的原理，整体操作简单，相对实现了自动化的处理，实现了将钻杆抛出的目的，提高了施工效率。

本方案具备以下工作过程：

在使用时，当液压油进入夹紧油缸3，推动主动卡爪4向右移动，在主动卡爪4运动的过程中，与主动卡爪4相连接的齿条7带动齿轮6转动，齿轮6带动与被动卡爪5相连接的齿条7向左移动，与之相对应被动卡爪5向左移动，与此同时，主动卡爪4与被动卡爪5移动的距离大小是一样的，但方向是相反的，这样保证了在水平方向上的距离是固定的；在主动卡爪4向右移动、被动卡爪5向左移动时，主动卡爪4带动抛杆机构8中的抛杆左旋臂803向右移动，被动卡爪5带动抛杆机构8中的抛杆右旋臂804向左移动，抛杆左旋臂803与抛杆右旋臂804围绕抛杆连接臂801发生转动，由此形成“V”字型来对对钻杆进行夹取，由此由齿条7和齿轮6的传动配合来形成夹持的，是不需要人力根据不同型号的钻杆粗细进行调节的，又利用抛杆机构8中的抛杆左旋臂803和抛杆右旋臂804中的杠杆联动的原理，整体操作简单，相对实现了自动化的处理，实现了将钻杆抛出的目的，提高了施工效率；在夹取完成后，夹紧油缸3回拖时，拉动主动卡爪4向左移动，这时主动卡爪4的齿条7带动齿轮6转动，齿轮6带动被动卡爪5的齿条7向右移动，带动被动卡爪5向右移动，这时将抛杆机构8拉成直线，钻杆也被抛出受到的力释放，这样就完成了对钻杆的装夹和释放，整体上采用本方案的机械手降低了非开挖设备水平定向钻机的工作难度，提高了设备的自动化；在抛出钻杆后，夹紧油缸3再箱左推动一段距离使得主动卡爪4与被动卡爪5之间留出适当的空间，抛杆机构8在复位弹簧11的作用下，抛杆右旋臂804和抛杆左旋臂803复位位置呈“V”型，这样为下一次的装杆、卸杆留下一定的空间。

根据上述工作过程可知：

本实用新型自动装夹机械手通过液压油缸推动机械手卡爪，利用齿轮6与齿条7传动的特点，实现自动定位装夹多种型号钻杆的目的，又利用了杠杆联动的原理，实现了将钻杆抛出的目的，整体操作简单，相对实现了自动化的处理，实现了将钻杆抛出的目的，提高了施工效率。

进一步的，抛杆机构8内设置有两组抛杆左旋臂803、抛杆右旋臂804和抛杆连接臂801，两组抛杆左旋臂803通过抛杆转轴805与主动卡爪4转动连接，两组抛杆右旋臂804通过抛杆转轴805与被动卡爪5转动，具体的，两组的设置是为了在抓取时更加稳固，能够承受的重量更重，稳定性更高。

进一步的，机械手转臂1的内设有两个呈平行状态的导轨9，两个齿条7分别位于两个导轨9内，具体的，两个齿条7分别装入相对应的导轨9内，保证两齿条7能在导轨9上自由滑动，再调试将两齿条7位置以齿轮6为中心分别错开，两个齿条7带动主动卡爪4和被动卡爪5完成对钻杆的抓取和拿放。

进一步的，抛杆左旋臂803、抛杆右旋臂804与抛杆连接臂801的表面均开设有安装孔10，抛杆连接销802的外侧套设有复位弹簧11，复位弹簧11的一端插接到安装孔10内，具体的，复位弹簧11使抛杆连接销802在转动时具有弹性，在无外力的作用下可以进行复位，相对没有复位弹簧11的在夹持时夹持的效果更好。

进一步的，抛杆转轴805两端均设有卡簧12，具体的，卡簧12属于紧固件的一种，供装在轴槽或孔槽中，起着阻止抛杆转轴805向运动的作用。

进一步的，抛杆左旋臂803与抛杆右旋臂804的形状大小相同，被动卡爪5的长度大于抛杆左旋臂803和抛杆右旋臂804长度之和，具体的，被动卡爪5安装在机械手转臂1的底部，与主动卡爪4保持平行，在夹紧油缸3进行运动时，是位于上方的齿条7作用给下方的齿条7，由此被动卡爪5发生运动，在此过程中，被动卡爪5在放开钻杆，抛杆右旋臂804和抛杆左旋臂803呈一条线时，被动卡爪5还是与机械手转臂1接触，因此对其长度有一定的限定。

进一步的，抛杆机构8的侧视图呈“V”字型，具体的，动卡卡爪与被动卡爪5加持部分采用V字型设计结构，能使圆心在竖直方向上的位置保持不变，这样的结合就能达到定心的作用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种自动装夹钻杆的机械手装置，包括机械手转臂（1），其特征在于，所述机械手转臂（1）的顶部通过油缸座（2）安装有夹紧油缸（3），所述夹紧油缸（3）输出端固定连接有主动卡爪（4），所述主动卡爪（4）的下方设有被动卡爪（5），所述机械手转臂（1）内设有齿轮（6），所处齿轮（6）的上下均啮合有齿条（7），两个所述齿条（7）分别与所述主动卡爪（4）、所述被动卡爪（5）固定连接，所述主动卡爪（4）与所述被动卡爪（5）的一端设有抛杆机构（8），其中，

所述抛杆机构（8）包括抛杆连接臂（801），所述抛杆连接臂（801）的两侧通过抛杆连接销（802）分别转动连接有抛杆左旋臂（803）、抛杆右旋臂（804），所述抛杆左旋臂（803）与所述主动卡爪（4）转动连接，所述抛杆右旋臂（804）与所述被动卡爪（5）转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动装夹钻杆的机械手装置，其特征在于，所述抛杆机构（8）内设置有两组抛杆左旋臂（803）、抛杆右旋臂（804）和抛杆连接臂（801），两组所述抛杆左旋臂（803）通过抛杆转轴（805）与所述主动卡爪（4）转动连接，两组所述抛杆右旋臂（804）通过抛杆转轴（805）与所述被动卡爪（5）转动。

3.根据权利要求1所述的一种自动装夹钻杆的机械手装置，其特征在于，所述机械手转臂（1）的内设有两个呈平行状态的导轨（9），两个所述齿条（7）分别位于两个所述导轨（9）内。

4.根据权利要求1所述的一种自动装夹钻杆的机械手装置，其特征在于，所述抛杆左旋臂（803）、所述抛杆右旋臂（804）与所述抛杆连接臂（801）的表面均开设有安装孔（10），所述抛杆连接销（802）的外侧套设有复位弹簧（11），所述复位弹簧（11）的一端插接到所述安装孔（10）内。

5.根据权利要求2所述的一种自动装夹钻杆的机械手装置，其特征在于，所述抛杆转轴（805）两端均设有卡簧（12）。

6.根据权利要求1所述的一种自动装夹钻杆的机械手装置，其特征在于，所述抛杆左旋臂（803）与所述抛杆右旋臂（804）的形状大小相同，所述被动卡爪（5）的长度大于所述抛杆左旋臂（803）和所述抛杆右旋臂（804）长度之和。

7.根据权利要求1所述的一种自动装夹钻杆的机械手装置，其特征在于，所述抛杆机构（8）的侧视图呈“V”字型。

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