[发明专利]石油钻井机二层台排管机器人及方法

权利要求书

1.一种石油钻井机二层台排管机器人，其特征是：包括管柱爪（10）、伸缩臂（20）、回转机构（30）、滑动底座（40）、导轨和导轨伸缩机构，所述管柱爪（10）活动连接在伸缩臂（20）的一端，伸缩臂（20）的上端连接于回转机构（30），回转机构（30）设置在滑动底座（40）上，滑动底座（40）可在伸缩导轨（50）上动力行走，伸缩导轨（50）安装于翻转二层台（60）底部；

伸缩臂（20）驱动管柱爪（10）前后方向运动，且管柱爪（10）的运动轨迹在一水平面上；回转机构（30）驱动管柱爪（10）和伸缩臂（20）旋转，用以改变管柱爪（10）工作的方向；滑动底座（40）可在伸缩导轨（50）上动力行走，用以带动管柱爪（10）沿轨道方向平移；伸缩臂（20）、回转机构（30）和滑动底座（40）的组合动作可以使管柱爪（10）在一特定平面内自由运动；

所述伸缩导轨（50）包括导轨（51）、滑杆（52）、导轨滚轮（53）、导轨滑动轨（54）、导轨挂钩（55）、导轨挂耳（56）、导轨驱动油缸（57），滑杆（52）、导轨滚轮（53）和导轨挂钩（55）固定在导轨（51）上，导轨滑动轨（54）焊接固定于二层台（61）上，导轨驱动油缸（57）两端分别铰接于导轨（51）和导轨滑动轨（54），导轨挂钩（55）共四件焊接固定于翻转二层台（60）。

2.根据权利要求1所述的石油钻井机二层台排管机器人，其特征是：所述管柱爪（10）与连接座（11）连接在一起，所述的管柱爪（10）的一侧设有管柱档杆（12），与管柱爪（10）两侧的挡槽配合，管柱档杆驱动杆（13）两端分别与管柱档杆（12）和曲柄（14）固定连接，并安装到连接座（11），使管柱档杆（12）可以在U形的管柱爪（10）上做开合运动，档杆驱动器（15）一端与曲柄（14）铰接，另一端与连接座（11）铰接。

3.根据权利要求1所述的石油钻井机二层台排管机器人，其特征是：所述伸缩臂（20）包括伸缩臂座（21）、主臂（22）、副臂（23）、副臂平衡臂（24）、机械爪平衡臂（25）、机械爪平衡杠杆（26）、驱动油缸（27），所述主臂（22）上端与伸缩臂座（21）铰接，下端与机械爪平衡杠杆（26）和副臂（23）铰接，所述副臂（23）的另一端与管柱爪（10）铰接，副臂平衡臂（24）上端与伸缩臂座（21）铰接，下端与副臂（23）铰接，机械爪平衡臂（25）共两件，其中一件的两端分别与伸缩臂座（21）和机械爪平衡杠杆（26）铰接，另一件的两端分别与管柱爪（10）和机械爪平衡杠杆（26）铰接，所述伸缩臂的驱动油缸（27）的一端铰接到主臂（22），另一端铰接于副臂（23）。

4.根据权利要求3所述的石油钻井机二层台排管机器人，其特征是：所述伸缩臂的驱动油缸（27）、驱动主臂（22）和副臂（23）产生夹角，使管柱爪（10）可以前伸，伸缩臂座（21）、主臂（22）、副臂（23）和副臂平衡臂（24），此四件相互铰接为四连杆机构，当主臂（22）和副臂（23）相互运动产生夹角时，此夹角一直保持被垂面等分。

5.根据权利要求1所述的石油钻井机二层台排管机器人，其特征是：所述回转机构（30）包括回转座（31）、回转支撑轴承（32）、回转驱动齿轮（33）、回转驱动马达（34），所述回转支撑轴承（32）是一个外圈带齿轮的推力球轴承，内圈与滑动底座（40）固定连接，外圈与回转座（31）连接，回转驱动马达（34）与滑动底座（40）固定连接，马达轴与回转驱动齿轮（33）固定连接，回转驱动齿轮（33）与回转支撑轴承（32）外圈的齿啮合；回转驱动马达（34）转动时，驱动回转支撑轴承（32）外圈旋转，带动回转座（31）转动。

6.根据权利要求1所述的石油钻井机二层台排管机器人，其特征是：所述滑动底座（40）包括底座体（41）、滑动轴套（42）、底座滚轮（43）、底座驱动马达（44）、底座驱动齿轮（45）、齿条（46），所述底座滚轮（43）设有多件，与底座体（41）固定连接并可以自由转动，滑动轴套（42）与底座体（41）固定连接，底座驱动马达（44）固定于底座体（41）上，底座驱动马达（44）的输出轴带动底座驱动齿轮（45）旋转，齿条（46）固定在伸缩导轨（50）上，滑动轴套（42）与位于伸缩导轨（50）上的滑杆（52）形成滑动配合；底座驱动马达（44）带动驱动齿轮（45）在旋转，通过动驱动齿轮（45）与齿条（46）的啮合，带动滑动底座（40）沿导轨（51）滑动，从而实现驱动其承载的部件一起运动。