CN215595517U - 一种具有翻转兼自动摆角功能上杆机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有翻转兼自动摆角功能上杆机构，结构简单、设计新颖。本实用新型的巧妙之处在于利用了外斜齿轴、内斜齿套、双臂曲柄等形成的复合运动关系，可以同时实现本实用新型的机械臂组件上下钻杆的翻转功能和机械臂组件与地面夹角的摆角调整功能；本机构只要一个驱动装置及一个操作指令就能同时完成机械臂组件的翻转和摆角调整工作，结构简单、操作简便。

Description

一种具有翻转兼自动摆角功能上杆机构

技术领域

本实用新型涉及上杆机构领域，具体为一种具有翻转兼自动摆角功能上杆机构。

背景技术

出于安全、环境污染等多因素考虑，水、电、燃气、电话和有线电视等公用设施管线通常都铺设在地下，地下公用设施埋设在经过开挖回填的沟槽内。然而，开挖沟槽耗费时间，且会破坏道路或构筑物等，因此非开挖施工的水平定向钻机越来越受到青睐。

水平定向钻机在施工时，需要频繁地进行上下钻杆操作，因为钻杆重量大，需要借助上杆机构实现上下钻杆操作。水平定向钻机在施工时，大梁与地平面成一定的角度，从而使钻杆斜向钻入地面，这就要求上杆机构在水平地面夹持钻杆，托举至大梁平行位置时，进行摆角翻转，使钻杆与大梁平行。目前的水平定向钻机上杆机构，不能自动在地面水平角度与大梁平行角度之间转换，上杆及下杆操作仍然需要人工调整钻杆角度，费时费力。虽然现有部分少数上杆机构能够实现翻转和摆角功能，但是其翻转和摆角动作需要两套独立的驱动机构，不仅结构复杂，而且实现机械手翻转和摆角动作需要分别给予指令，操作繁琐复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有翻转兼自动摆角功能上杆机构，机械手上下装卸钻杆的翻转动作和机械手与地面夹角的摆角动作，只需要一个驱动装置及一个操作指令即可同时实现翻转和摆角功能，结构简单，操作简便。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有翻转兼自动摆角功能上杆机构，包括前支座、后支座、定位板、销轴座、轴承座、两个机械臂组件、外斜齿轴、内斜齿套、双臂曲柄、支承架及油缸。

所述前支座及后支座连接于钻机大梁上，且前支座及后支座连接有定位板；

所述定位板连接有销轴座，且销轴座相对于定位板销轴孔可以转动；所述销轴座连接有轴承座，所述轴承座连接有外斜齿轴，且外斜齿轴通过轴承实现轴向定位及径向转动；

所述外斜齿轴连接有内斜齿套，二者通过相对滑移可以实现翻转；

所述内斜齿套连接有双臂曲柄，所述双臂曲柄另一端连接于支承架，且内斜齿套连接有油缸，油缸另一端连接于支承架，所述支承架连接于定位板。

进一步的，所述转动轴可以是旋转马达驱动进而实现该机构的翻转兼自动摆角功能。

本实用新型原理如下：以油缸驱动方式，若执行上杆操作，那么油缸活塞杆向上移动，活塞杆通过驱动内斜齿套及双臂曲柄向上运动，同时外斜齿轴向上摆角，当油缸活塞杆移动至行程高点时，外斜齿轴随之向上摆角与钻机大梁平行，实现机械臂组件上的钻杆与大梁平行，完成摆角调整工作；在内斜齿套及双臂曲柄向上运动过程中，外斜齿轴在内斜齿套和轴承座轴承的直接作用下实现向内翻转，即完成机械臂组件向内翻转工作，将钻杆送至与钻机大梁上的动力头主轴及夹持器的轴心线位置，实现上杆操作。若执行下杆操作，则利用油缸活塞杆向下移动，驱动内斜齿套及双臂曲柄向下运动，外斜齿轴随之向下摆角，同时外斜齿轴带动机械臂组件上的钻杆向外翻转，当油缸活塞杆移动至行程低点时，外斜齿轴随之向下摆角与地面平行并翻转至合适位置，实现机械臂组件上的钻杆与地面平行，完成摆角调整工作及翻转工作，将钻杆运送至地面位置，完成下杆操作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：本实用新型提供了一种具有翻转兼自动摆角功能上杆机构，结构简单、设计新颖。本实用新型的巧妙之处在于利用了外斜齿轴、内斜齿套、双臂曲柄等形成的复合运动关系，可以同时实现本实用新型的机械臂组件上下钻杆的翻转功能和机械臂组件与地面夹角的摆角调整功能。只用一个驱动装置及一个操作指令，即可同时完成机械臂组件的翻转和摆角调整工作，结构简单、操作简便。

附图说明

图1为本实用新型上杆机构侧视结构图；

图2为本实用新型上杆机构正视结构图；

图3为本实用新型上杆机构的大梁、夹持器和动力头衔接结构示意图；

图4为本实用新型上杆机构上下钻杆交替位置示意图；

图中：1、前支座； 2、后支座；3、定位板；4、销轴座；5、轴承座；6、机械臂组件；7、外斜齿轴；8、内斜齿套； 9、双臂曲柄； 10、支承架；11、油缸；12、钻机大梁；13、钻机动力头；14、钻机夹持器。

具体实施方式

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。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。为了便于描述本实用新型和简化描述，用字母“A”、“B”、“C”、“D”等指代某些连接点的连接关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以依具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种具有翻转兼自动摆角功能上杆机构，包括前支座1、后支座2、定位板3、销轴座4、轴承座5、两机械臂组件6、外斜齿轴7、内斜齿套8、双臂曲柄9、支承架10、油缸11。所述前支座1及后支座2连接于钻机大梁12上，且前支座1及后支座2连接有定位板3；

所述定位板3铰接有销轴座4，即销轴座4与定位板3在连接点B处可以相对转动；

所述销轴座4连接有轴承座5，所述轴承座5轴承连接有外斜齿轴7，即外斜齿轴7与轴承座5在连接点C实现轴向定位及径向转动；

所述外斜齿轴7在连接点D处连接有内斜齿套8，即内斜齿套8与外斜齿轴7在连接点D通过相对滑移实现外斜齿轴7的内外翻转；

所述外斜齿轴7的前端和后端还连接有两个机械臂组件6用于装夹钻杆；

所述内斜齿套8销轴连接有双臂曲柄9；所述双臂曲柄9另一端销轴连接于支承架10，指定二者连接点为A，且内斜齿套8销轴连接有油缸11，油缸11另一端销轴连接于支承架10；所述支承架10螺栓连接于定位板3。

进一步的，所述外斜齿轴7可以是旋转马达驱动进而实现该机构的翻转兼自动摆角功能。

本实施例的原理如下：以油缸驱动方式，若执行上杆操作，那么油缸11活塞杆向上移动并驱动双臂曲柄9以连接点A为轴心向上转动，双臂曲柄9同时带动内斜齿套8在连接点D处轴向滑移，驱动外斜齿轴7以连接点B为轴心向上摆角，当油缸11活塞杆移动至行程高点时，外斜齿轴7随之向上摆角与钻机大梁12平行，实现机械臂组件6上的钻杆与钻机大梁11平行，完成摆角调整工作；同时在双臂曲柄9带动内斜齿套8在连接点D处轴向滑移的过程中，外斜齿轴7在内斜齿套8和轴承座5轴承的直接作用下，带动外斜齿轴7以连接点C和连接点D为轴心线向内翻转，完成机械臂组件6向内翻转工作，将钻杆送至与钻机大梁12上的钻机动力头13主轴及钻机夹持器14轴心线位置，实现上杆操作。

若执行下杆操作，则利用油缸11活塞杆向下移动，驱动双臂曲柄9以连接点A为轴心向下转动，双臂曲柄9同时带动内斜齿套8在连接点D处轴向滑移，驱动外斜齿轴7以连接点B为轴心向下摆角，当油缸11活塞杆移动至行程低点时，外斜齿轴7随之向下摆角与地面平行，实现机械臂组件6上的钻杆与地面平行，完成摆角调整工作；同时在双臂曲柄9带动内斜齿套8在连接点D处轴向滑移的过程中，外斜齿轴7在内斜齿套8和轴承座5轴承的直接作用下，带动外斜齿轴7以连接点C和连接点D为轴心线向外翻转，完成机械臂组件6向外翻转工作，将钻杆运送至地面位置，完成下杆操作。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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)

1.一种具有翻转兼自动摆角功能上杆机构，包括前支座、后支座、定位板、销轴座、轴承座、两个机械臂组件、外斜齿轴、内斜齿套、双臂曲柄、支承架及油缸，其特征在于：所述前支座及后支座连接于钻机大梁上，且前支座及后支座连接有定位板；

所述定位板连接有销轴座，且销轴座相对于定位板销轴孔可以转动；所述销轴座连接有轴承座，所述轴承座连接有外斜齿轴，且外斜齿轴通过轴承实现轴向定位及径向转动；

所述外斜齿轴连接有内斜齿套，二者通过相对滑移可以实现翻转；

所述内斜齿套连接有双臂曲柄，所述双臂曲柄另一端连接于支承架，且内斜齿套连接有油缸，油缸另一端连接于支承架，所述支承架连接于定位板。

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