專利名稱：鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆探工程中的鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手，是鉆探設(shè)備中的重要組成部分，屬于鉆探機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)鉆機(jī)都沒有配備能自動(dòng)存取鉆桿和探桿的裝置，鉆桿和探桿的存取很大程度依賴于人力，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低，還存在很多安全生產(chǎn)的隱患。尤其在一些特殊的工作環(huán)境下，如礦井礦山、山體斜坡或海洋勘查等惡劣環(huán)境下的鉆進(jìn)則更需要解決鉆探設(shè)備的鉆桿和探桿的自動(dòng)化存取，以解決靠人力存取桿的問題，更為實(shí)現(xiàn)鉆探的自動(dòng)化及遠(yuǎn)程控制提供可靠的技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決人工存取鉆桿和探桿的問題而提供的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 控制方便的鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手，以實(shí)現(xiàn)鉆桿和探桿的自動(dòng)化存取，為提高鉆探效率、為實(shí)現(xiàn)鉆探的自動(dòng)化及遠(yuǎn)程控制提供可靠的技術(shù)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是提供一種鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手，包括手爪機(jī)構(gòu)、手臂機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)三部分，所述的手爪機(jī)構(gòu)由液壓缸B、手爪外殼、滑塊、連桿、手指和銷釘組成，所述的液壓缸B兩端分別固定在手爪外殼和滑塊上，連桿兩端分別通過銷釘與滑塊和手指鉸接；所述的手臂機(jī)構(gòu)由液壓缸D、支架、導(dǎo)軌架、導(dǎo)軌組成，所述的液壓缸D兩端分別固定在導(dǎo)軌架和支架上，導(dǎo)軌架與固定板鉸接，導(dǎo)軌一端固定在支架上；所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由液壓缸A、液壓缸C、固定板和搖桿組成，所述的液壓缸A兩端分別與搖桿和固定板鉸接，液壓缸C兩端分別與導(dǎo)軌架和搖桿鉸接；所述的手爪機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，分別固定在手臂機(jī)構(gòu)的支架的兩端，手臂機(jī)構(gòu)通過導(dǎo)軌架與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的固定板鉸接； 通過手爪機(jī)構(gòu)夾緊和松開桿件，手臂機(jī)構(gòu)帶動(dòng)手爪前后伸縮，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)手臂機(jī)構(gòu)和手爪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型所述的兩個(gè)手爪機(jī)構(gòu)分別固定在手臂機(jī)構(gòu)的支架兩端，兩個(gè)手爪機(jī)構(gòu)上下垂直布置且同步運(yùn)動(dòng)。上下垂直布置且同步運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)手爪機(jī)構(gòu)保證夾持桿件的可靠性及夾持運(yùn)送過程中始終處于垂直狀態(tài)。本實(shí)用新型所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中液壓缸A的伸縮帶動(dòng)手爪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)60°，液壓缸C 的伸縮也帶動(dòng)機(jī)械手爪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)60°，手爪機(jī)構(gòu)經(jīng)過兩次回轉(zhuǎn)60°準(zhǔn)確地到達(dá)存取工作位置。本實(shí)用新型鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型的兩個(gè)手爪機(jī)構(gòu)分別固定在支架的兩端，相距一定距離，兩個(gè)手爪機(jī)構(gòu)上下垂直布置且同步運(yùn)行，保證了鉆桿和探桿夾持的可靠性及運(yùn)送過程中處于垂直狀態(tài)。2.本實(shí)用新型的機(jī)械手的手指采用滑塊與連桿結(jié)合的設(shè)計(jì)，手指的夾緊和張開為平移式，使其對(duì)不同直徑的鉆桿或探桿都能準(zhǔn)確的定心。3.本實(shí)用新型在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中采用了兩個(gè)液壓缸和搖桿來(lái)控制機(jī)械手的回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)的角度大，控制方便。4.本實(shí)用新型鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用本存取機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作，解決人力存取鉆桿和探桿的問題，提高了工作效率，增強(qiáng)了生產(chǎn)的安全性。

圖1是本實(shí)用新型鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的手爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手的各機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型的機(jī)械手處于初始位置的示意圖。圖5是本實(shí)用新型的機(jī)械手向左回轉(zhuǎn)60°的示意圖。圖6是本實(shí)用新型的機(jī)械手向右回轉(zhuǎn)60°的示意圖。上述圖中1-手爪機(jī)構(gòu)、2-手臂機(jī)構(gòu)、3-回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、4-液壓缸A、5_固定板、6-液壓缸D、7-液壓缸B、8-手爪殼、9-滑塊、10-連桿、11-手指、12-銷釘、13-支架、14-導(dǎo)軌架、 15-導(dǎo)軌、16-液壓缸C、17-搖桿。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實(shí)用新型一種鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，主要由手爪機(jī)構(gòu)1、手臂機(jī)構(gòu)2、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3三部分，各部分相互配合，完成鉆/探桿的自動(dòng)存取。如圖2所示，所述的手爪機(jī)構(gòu)1其結(jié)構(gòu)由液壓缸B7、手爪外殼8、滑塊9、連桿10、 手指11，銷釘12組成，液壓缸B7兩端分別固定在手爪外殼8和滑塊9上，連桿10兩端分別通過銷釘與滑塊9和手指11鉸接。如圖3所示，所述的手臂機(jī)構(gòu)2由液壓缸D6、支架13、導(dǎo)軌架14、導(dǎo)軌15組成，所述的液壓缸D6兩端分別固定在導(dǎo)軌架14和支架13上，導(dǎo)軌架與固定板5鉸接，導(dǎo)軌15 — 端固定在支架13上；所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由液壓缸A 4、液壓缸C16、固定板5和搖桿17組成， 所述的液壓缸A 4兩端分別與搖桿17和固定板5鉸接，液壓缸C16兩端分別與導(dǎo)軌架14 和搖桿17鉸接；所述的手爪機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，分別固定在手臂機(jī)構(gòu)的支架13的上下兩端，手臂機(jī)構(gòu)通過導(dǎo)軌架14與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的固定板5鉸接；通過上、下兩個(gè)同步運(yùn)行的手爪機(jī)構(gòu)中的手指11準(zhǔn)確可靠地夾緊鉆桿或探桿，手臂機(jī)構(gòu)帶動(dòng)手爪機(jī)構(gòu)前后伸縮，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)手臂機(jī)構(gòu)和手爪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)，將鉆桿或探桿自動(dòng)存放到指定的位置或從指定的位置取出。如圖4、5、6所示，在各液壓缸作用下機(jī)械手的三個(gè)位置機(jī)械手初始位置、機(jī)械手向左回轉(zhuǎn)60°、機(jī)械手向右回轉(zhuǎn)60°。本實(shí)用新型鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手的工作過程將鉆桿或探桿取出過程固定板5與水平面呈固定角度，液壓缸A 4、液壓缸C16 縮回，搖桿17位置發(fā)生變化，手爪機(jī)構(gòu)和手臂機(jī)構(gòu)向左回轉(zhuǎn)60°，使手爪機(jī)構(gòu)到達(dá)左鉆具庫(kù)位置，液壓缸D6伸長(zhǎng)，在導(dǎo)軌15的作用下，手爪機(jī)構(gòu)1伸到鉆桿或探桿位置，液壓缸B7 伸長(zhǎng)，帶動(dòng)滑塊9、連桿10運(yùn)動(dòng)，使手指11閉合，準(zhǔn)確可靠地夾緊鉆桿或探桿。然后液壓缸D6縮回，將鉆桿或探桿從鉆具庫(kù)的卡槽中拉出；液壓缸A 4、液壓缸C16伸出，手爪機(jī)構(gòu)1和手臂機(jī)構(gòu)2向右回轉(zhuǎn)60°，回到機(jī)械手的初始位置。液壓缸D6伸出，將手爪機(jī)構(gòu)1送至動(dòng)力頭下面，在動(dòng)力頭配合下完成鉆桿或探桿的旋扣，液壓缸B7縮回，手爪機(jī)構(gòu)松開鉆桿或探桿，液壓缸D6縮回，機(jī)械手回到初始位置，等待下一次的工作。取右鉆具庫(kù)中的鉆具的過程與上面相似。鉆桿或探桿存放過程液壓缸D6伸長(zhǎng)，在導(dǎo)軌15的作用下，手爪機(jī)構(gòu)1到達(dá)動(dòng)力頭位置處，液壓缸B7伸長(zhǎng)，使手指11閉合夾緊鉆具，液壓缸D6縮回，手爪機(jī)構(gòu)回到初始位置，液壓缸A 4、液壓缸C16縮回，手爪機(jī)構(gòu)1和手臂機(jī)構(gòu)2向左回轉(zhuǎn)60°，到達(dá)左鉆具庫(kù)位置，液壓缸D6伸長(zhǎng)，使手指夾緊鉆具送到達(dá)空的卡槽位置，液壓缸B7縮回，使手指11松開鉆具，液壓缸D6縮回，液壓缸A 4、液壓缸C16伸出，手爪機(jī)構(gòu)1和手臂機(jī)構(gòu)2向右回轉(zhuǎn) 60°，機(jī)械手回到初始位置，等待下一次的工作。將鉆具存放到右鉆具庫(kù)中的過程與上面相似。本實(shí)用新型的自動(dòng)存取桿機(jī)械手是通過手爪機(jī)構(gòu)、手臂機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的各液壓缸互相配合進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆桿或探桿的抓取或存放。本實(shí)用新型的鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用本機(jī)械手可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化存取鉆探桿的操作，提高了工作效率，增強(qiáng)了生產(chǎn)的安全性，尤其在一些特殊的環(huán)境，如礦井、山體斜坡或海底勘查等惡劣環(huán)境下能實(shí)現(xiàn)了鉆探設(shè)備存取的自動(dòng)化及遠(yuǎn)程控制。
權(quán)利要求1.一種鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手，包括手爪機(jī)構(gòu)、手臂機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)三部分，其特征在于所述的手爪機(jī)構(gòu)由液壓缸B、手爪外殼、滑塊、連桿、手指和銷釘組成，所述的液壓缸B兩端分別固定在手爪外殼和滑塊上，連桿兩端分別通過銷釘與滑塊和手指鉸接；所述的手臂機(jī)構(gòu)由液壓缸D、支架、導(dǎo)軌架、導(dǎo)軌組成，所述的液壓缸D兩端分別固定在導(dǎo)軌架和支架上，導(dǎo)軌架與固定板鉸接，導(dǎo)軌一端固定在支架上；所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由液壓缸A、液壓缸C、固定板和搖桿組成，所述的液壓缸A兩端分別與搖桿和固定板鉸接，液壓缸C兩端分別與導(dǎo)軌架和搖桿鉸接；所述的手爪機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，分別固定在手臂機(jī)構(gòu)的支架的兩端，手臂機(jī)構(gòu)通過導(dǎo)軌架與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的固定板鉸接；通過手爪機(jī)構(gòu)夾緊和松開桿件，手臂機(jī)構(gòu)帶動(dòng)手爪前后伸縮，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)手臂機(jī)構(gòu)和手爪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手，其特征在于所述的兩個(gè)手爪機(jī)構(gòu)分別固定在手臂機(jī)構(gòu)的支架兩端，兩個(gè)手爪機(jī)構(gòu)上下垂直布置且同步運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中液壓缸A的伸縮帶動(dòng)手爪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)60°，液壓缸C的伸縮也帶動(dòng)機(jī)械手爪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn) 60°，手爪機(jī)構(gòu)經(jīng)過兩次回轉(zhuǎn)60°準(zhǔn)確地到達(dá)存取工作位置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鉆桿和探桿自動(dòng)存取機(jī)械手,包括手爪機(jī)構(gòu)、手臂機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。通過上下設(shè)置的兩個(gè)手爪機(jī)構(gòu)能準(zhǔn)確可靠地抓取鉆桿或探桿，手臂機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)手爪機(jī)構(gòu)前后伸縮，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)手爪機(jī)構(gòu)和手臂機(jī)構(gòu)左右回轉(zhuǎn)。本機(jī)械手采用全液壓驅(qū)動(dòng)，在手爪機(jī)構(gòu)、手臂機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的相互配合下，由同步運(yùn)行的兩手爪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同直徑鉆桿或探桿的抓取夾持，手臂機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確地將鉆桿或探桿送到預(yù)定存取的工作位置，完成鉆桿和探桿的無(wú)人化存取。本機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制方便，可適應(yīng)各種不同的工作環(huán)境。
文檔編號(hào)B25J9/08GK202155880SQ20112025272
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者張偉, 張琦, 朱文林, 李舉, 李衛(wèi), 李波, 許文藝, 郭文龍 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)