CN216142722U - 一种全工况扶正机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全工况扶正机械手，包括通过伸缩臂总成固定于修井机后支架上的伸缩臂总成、设置在伸缩臂总成上的升降臂总成以及通过水平调整机构设置在升降臂总成上的机械手，伸缩臂总成包括轨道梁和套装于轨道梁内的移动梁；升降臂总成包括竖直穿设在移动梁上的滑杆、位于滑杆顶端的安装座、安装在安装座上的摆动液压缸以及与摆动液压缸连接的第一套筒。该全工况扶正机械手，可以适应猫道摆放在主机正面0°方向和侧面90°方向两个工况，适用工况范围广，扩大了修井自动化作业系统的作业范围和能力；自动化程度高，能够降低修井作业的劳动强度，且结构紧凑，便于安装，调节性能好。

Description

一种全工况扶正机械手

技术领域

本实用新型属于石油钻机和修井机自动化作业技术领域，具体涉及一种全工况扶正机械手。

背景技术

扶正机械手是修井机自动化作业系统的重要组成部分，它的主要功能是实现接油管至井口中心和推送油管至猫道。在实际修井自动化作业中，受井场条件等方面的影响，猫道需要摆放在主机正面（0°方向）、侧面（90°方向）两个位置。在已有的扶正机械手中，多数只能实现前后伸缩，适应猫道摆放在主机正面（0°方向）的工况，不能适应猫道摆放在主机侧面（90°方向）的工况。

因此针对这一现状，迫切需要设计和生产一种全工况扶正机械手，以满足这两种工况的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全工况扶正机械手，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种全工况扶正机械手，包括通过伸缩臂总成固定于修井机后支架上的伸缩臂总成、设置在伸缩臂总成上的升降臂总成以及通过水平调整机构设置在升降臂总成上的机械手，

伸缩臂总成包括轨道梁和套装于轨道梁内的移动梁；

升降臂总成包括竖直穿设在移动梁上的滑杆、位于滑杆顶端的安装座、安装在安装座上的摆动液压缸以及与摆动液压缸连接的第一套筒；

机械手包括安装在第一套筒内的扶正臂以及设置在扶正臂端部的扶正手。

在进一步的实施例中，所述第一套筒与摆动液压缸连接处设有连接法兰，摆动液压缸通过连接法兰带动第一套筒旋转。

在进一步的实施例中，所述连接法兰的一侧通过侧板安装有角度传感器，角度传感器测量摆动液压缸摆动的角度。

在进一步的实施例中，所述滑杆上活动套设有固定在移动梁上的第二套筒，第二套筒上设有固定滑杆的固定机构以及驱动滑杆升降的驱动机构，且滑杆底端设有限位块。

在进一步的实施例中，所述固定机构包括一对水平螺纹穿设在第二套筒上的固定丝杆，一对所述固定丝杆上均螺纹套设有与第二套筒转动连接的从动齿轮，一对从动齿轮之间啮合有主动齿轮，主动齿轮一端驱动连接有固定在第二套筒上的第一电机。

在进一步的实施例中，所述驱动机构包括位于滑杆一侧的驱动节齿轮以及与驱动节齿轮驱动连接的第二电机，第二电机固定在第二套筒上，滑杆上构造有与驱动节齿轮啮合的齿条。

在进一步的实施例中，所述水平调整机构包括开设在扶正臂上的第二螺纹孔，第二螺纹孔设有多对，所述第一套筒上穿设有与第二螺纹孔适配的螺钉。

在进一步的实施例中，所述扶正手上构造有与油管适配的凹槽，凹槽内镶嵌有多个永磁铁。

在进一步的实施例中，所述轨道梁远离升降臂总成的一端设有伸缩液压缸，轨道梁靠近升降臂总成的一端设有位置传感器，位置传感器测量移动梁伸出的位置，移动梁位于轨道梁内部的一端设有滑块，轨道梁内构造有与滑块适配的滑槽，且轨道梁底壁远离伸缩液压缸的一侧设有滚轮。

在进一步的实施例中，所述轨道梁上设置有连接件，所述连接件包括固定在轨道梁上的连接板以及设置在连接板上的T形连接头，T形连接头上开设有第一螺纹孔。

本实用新型的技术效果和优点：该全工况扶正机械手，通过移动梁沿滑槽在轨道梁内伸缩，利用位置传感器，能够测量移动梁伸出的位置，便于自动控制，可快速稳定地把扶正手送至待命位、井口中心和猫道位，适应猫道放置修井机正面0°方向的作业工况；摆动液压缸通过连接法兰和第一套筒带动扶正臂旋转，通过角度传感器，能够测量摆动液压缸摆动的角度，便于自动控制，可快速稳定地把扶正手旋转至待命位、井口中心和猫道位，适应猫道放置修井机侧面90°方向的作业工况；通过调整第一套筒上的螺钉与扶正臂上不同位置的第二螺纹孔连接，可调整扶正臂的工作长度；通过第一电机驱动主动齿轮转动，在一对从动齿轮的传动下可驱使一对固定丝杆与滑杆抵接，实现对升降臂总成的固定，通过启动驱动节齿轮驱动第二电机正转或反转，在驱动节齿轮与齿条的驱动配合，能够驱使滑杆升降，实现对升降臂总成的高度调整。该全工况扶正机械手，可以适应猫道摆放在主机正面0°方向和侧面90°方向两个工况，适用工况范围广，扩大了修井自动化作业系统的作业范围和能力；自动化程度高，能够降低修井作业的劳动强度，且结构紧凑，便于安装，调节性能好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的升降臂总成结构示意图；

图3为本实用新型的第二套筒结构示意图；

图4为本实用新型的机械手结构示意图；

图5为本实用新型的连接件结构示意图；

图6为本实用新型的伸缩臂总成内部结构示意图。

图中：1伸缩臂总成、101伸缩液压缸、102轨道梁、103移动梁、104位置传感器、105滑块、106滑槽、107滚轮、2连接件、201连接板、202T形连接头、203第一螺纹孔、3升降臂总成、301滑杆、302安装座、303摆动液压缸、304连接法兰、305第一套筒、306角度传感器、4水平调整机构、401第二螺纹孔、5机械手、501扶正臂、502扶正手、503永磁铁、6第二套筒、7固定机构、701从动齿轮、702固定丝杆、703第一电机、704主动齿轮、8驱动机构、801驱动节齿轮、802第二电机、9限位块、10齿条。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型作详细说明，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖范围之内。

为了适应猫道放置修井机正面0°方向的作业工况，如图1、图6所示，包括通过伸缩臂总成1固定于修井机后支架上的伸缩臂总成1、设置在伸缩臂总成1上的升降臂总成3以及通过水平调整机构4设置在升降臂总成3上的机械手5，伸缩臂总成1包括轨道梁102和套装于轨道梁102内的移动梁103；轨道梁102远离升降臂总成3的一端设有伸缩液压缸101，轨道梁102靠近升降臂总成3的一端设有位置传感器104，位置传感器104型号在本申请文件中不做限定，主要用于测量移动梁103伸出的位置，移动梁103位于轨道梁102内部的一端设有滑块105，轨道梁102内构造有与滑块105适配的滑槽106，且轨道梁102底壁远离伸缩液压缸101的一侧设有滚轮107，通过滑块105、滑槽106以及滚轮107的配合，可提高移动梁103伸缩的稳定性；在伸缩液压缸101的作用下，移动梁103沿滑槽106在轨道梁102内伸缩，利用位置传感器104，能够测量移动梁103伸出的位置，便于自动控制，可快速稳定的地把扶正手502送至待命位、井口中心和猫道位，适应猫道放置修井机正面0°方向的作业工况。

为了适应猫道放置修井机侧面90°方向的作业工况，如图2所示，升降臂总成3包括竖直穿设在移动梁103上的滑杆301、位于滑杆301顶端的安装座302、安装在安装座302上的摆动液压缸303以及与摆动液压缸303连接的第一套筒305；第一套筒305与摆动液压缸303连接处设有连接法兰304，摆动液压缸303通过连接法兰304带动第一套筒305旋转；连接法兰304的一侧通过侧板安装有角度传感器306，角度传感器306的型号在本申请文件中不做限定，主要用于测量摆动液压缸303摆动的角度；摆动液压缸303通过连接法兰304和第一套筒305带动扶正臂501旋转，通过角度传感器306，能够精确测量摆动液压缸303摆动的角度，便于自动控制，可精确地把扶正手502旋转至待命位、井口中心和猫道位，适应猫道放置修井机侧面90°方向的作业工况。

为了平稳接住油管，如图4所示，机械手5包括安装在第一套筒305内的扶正臂501以及设置在扶正臂501端部的扶正手502；扶正手502上构造有与油管适配的凹槽，凹槽内镶嵌有多个永磁铁503，在扶正手502接油管时，可防止油管反弹。

为了实现对升降臂总成3的固定与升降调节，如图3所示，滑杆301上活动套设有固定在移动梁103上的第二套筒6，第二套筒6上设有固定滑杆301的固定机构7以及驱动滑杆301升降的驱动机构8，且滑杆301底端设有限位块9，限位块9与滑杆301螺纹连接；固定机构7包括一对水平螺纹穿设在第二套筒6上的固定丝杆702，一对固定丝杆702上均螺纹套设有与第二套筒6转动连接的从动齿轮701，一对从动齿轮701之间啮合有主动齿轮704，主动齿轮704一端驱动连接有固定在第二套筒6上的第一电机703，一对固定丝杆702螺纹方向相反，通过第一电机703驱动主动齿轮704转动，在一对从动齿轮701的传动下，能够驱使一对固定丝杆702在第二套筒6内同步移动，当一对固定丝杆702与滑杆301抵接时，便可实现对升降臂总成3的固定；驱动机构8包括位于滑杆301一侧的驱动节齿轮801以及与驱动节齿轮801驱动连接的第二电机802，第二电机802固定在第二套筒6上，滑杆301上构造有与驱动节齿轮801啮合的齿条10，当一对固定丝杆702远离滑杆301时，启动驱动节齿轮801驱动第二电机802正转或反转，通过驱动节齿轮801与齿条10的驱动配合，能够驱使滑杆301升降，实现对升降臂总成3的高度调整，第一电机703与第二电机802均通过L形固定板固定在第二套筒6上。

为了调整扶正臂501的工作长度，如图4所示，水平调整机构4包括开设在扶正臂501上的第二螺纹孔401，第二螺纹孔401设有多对，第一套筒305上穿设有与第二螺纹孔401适配的螺钉；通过调整第一套筒305上的螺钉与扶正臂501上不同位置的第二螺纹孔401连接，可调整扶正臂501的工作长度。

为了便于伸缩臂总成1的安装，如图5所示，轨道梁102上设置有连接件2，连接件2包括固定在轨道梁102上的连接板201以及设置在连接板201上的T形连接头202，T形连接头202上开设有第一螺纹孔203，用于与修井机后支架连接，T形连接头202与连接板201一体成型。

工作原理：该全工况扶正机械手，使用时，在伸缩液压缸101的作用下，移动梁103沿滑槽106在轨道梁102内伸缩，利用位置传感器104，能够精确测量移动梁103伸出的位置，便于自动控制，可精确地把扶正手502送至待命位、井口中心和猫道位，适应猫道放置修井机正面0°方向的作业工况；摆动液压缸303通过连接法兰304和第一套筒305带动扶正臂501旋转，通过角度传感器306，能够精确测量摆动液压缸303摆动的角度，便于自动控制，可精确地把扶正手502旋转至待命位、井口中心和猫道位，适应猫道放置修井机侧面90°方向的作业工况；通过调整第一套筒305上的螺钉与扶正臂501上不同位置的第二螺纹孔401连接，可调整扶正臂501的工作长度；通过第一电机703驱动主动齿轮704转动，在一对从动齿轮701的传动下驱使一对固定丝杆702在第二套筒6内同步移动，当一对固定丝杆702与滑杆301抵接时，便可实现对升降臂总成3的固定，当一对固定丝杆702远离滑杆301时，启动驱动节齿轮801驱动第二电机802正转或反转，通过驱动节齿轮801与齿条10的驱动配合，能够驱使滑杆301升降，用于调整升降臂总成3的高度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种全工况扶正机械手，包括通过伸缩臂总成（1）固定于修井机后支架上的伸缩臂总成（1）、设置在伸缩臂总成（1）上的升降臂总成（3）以及通过水平调整机构（4）设置在升降臂总成（3）上的机械手（5），其特征在于：

伸缩臂总成（1）包括轨道梁（102）和套装于轨道梁（102）内的移动梁（103）；

升降臂总成（3）包括竖直穿设在移动梁（103）上的滑杆（301）、位于滑杆（301）顶端的安装座（302）、安装在安装座（302）上的摆动液压缸（303）以及与摆动液压缸（303）连接的第一套筒（305）；

机械手（5）包括安装在第一套筒（305）内的扶正臂（501）以及设置在扶正臂（501）端部的扶正手（502）。

2.根据权利要求1所述的一种全工况扶正机械手，其特征在于：所述第一套筒（305）与摆动液压缸（303）连接处设有连接法兰（304），摆动液压缸（303）通过连接法兰（304）带动第一套筒（305）旋转。

3.根据权利要求2所述的一种全工况扶正机械手，其特征在于：所述连接法兰（304）的一侧通过侧板安装有角度传感器（306），角度传感器（306）测量摆动液压缸（303）摆动的角度。

4.根据权利要求1所述的一种全工况扶正机械手，其特征在于：所述滑杆（301）上活动套设有固定在移动梁（103）上的第二套筒（6），第二套筒（6）上设有固定滑杆（301）的固定机构（7）以及驱动滑杆（301）升降的驱动机构（8），且滑杆（301）底端设有限位块（9）。

5.根据权利要求4所述的一种全工况扶正机械手，其特征在于：所述固定机构（7）包括一对水平螺纹穿设在第二套筒（6）上的固定丝杆（702），一对所述固定丝杆（702）上均螺纹套设有与第二套筒（6）转动连接的从动齿轮（701），一对从动齿轮（701）之间啮合有主动齿轮（704），主动齿轮（704）一端驱动连接有固定在第二套筒（6）上的第一电机（703）。

6.根据权利要求5所述的一种全工况扶正机械手，其特征在于：所述驱动机构（8）包括位于滑杆（301）一侧的驱动节齿轮（801）以及与驱动节齿轮（801）驱动连接的第二电机（802），第二电机（802）固定在第二套筒（6）上，滑杆（301）上构造有与驱动节齿轮（801）啮合的齿条（10）。

7.根据权利要求1所述的一种全工况扶正机械手，其特征在于：所述水平调整机构（4）包括开设在扶正臂（501）上的第二螺纹孔（401），第二螺纹孔（401）设有多对，所述第一套筒（305）上穿设有与第二螺纹孔（401）适配的螺钉。

8.根据权利要求7所述的一种全工况扶正机械手，其特征在于：所述扶正手（502）上构造有与油管适配的凹槽，凹槽内镶嵌有多个永磁铁（503）。

9.根据权利要求8所述的一种全工况扶正机械手，其特征在于：所述轨道梁（102）远离升降臂总成（3）的一端设有伸缩液压缸（101），轨道梁（102）靠近升降臂总成（3）的一端设有位置传感器（104），位置传感器（104）测量移动梁（103）伸出的位置，移动梁（103）位于轨道梁（102）内部的一端设有滑块（105），轨道梁（102）内构造有与滑块（105）适配的滑槽（106），且轨道梁（102）底壁远离伸缩液压缸（101）的一侧设有滚轮（107）。

10.根据权利要求1所述的一种全工况扶正机械手，其特征在于：所述轨道梁（102）上设置有连接件（2），所述连接件（2）包括固定在轨道梁（102）上的连接板（201）以及设置在连接板（201）上的T形连接头（202），T形连接头（202）上开设有第一螺纹孔（203）。

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