[实用新型]钻机钻杆自动抓取与排放机器人

说明书

本实用新型公开了一种钻机钻杆自动抓取与排放机器人，包括抓杆机械手、主体伸缩机构、推送机构和回转机构。两组抓杆机械手实现对钻杆的夹持，推送机构实现对所夹持钻杆的推送，主体伸缩机构实现对所夹持钻杆的垂直提起与下放，回转机构实现钻杆的转运和摆放。本实用新型旨在代替人工，用于钻机钻杆的自动抓取、移动和排放作业，节省人工，提高钻采作业效率及安全性。

技术领域

本实用新型涉及一种钻机钻杆自动抓取与排放机器人，属于机械设计领域。

背景技术

钻机在现场作业过程中，下钻时需要将在排放架中的钻杆一根接一根地移送至钻井口，并与井口钻杆对接；起钻时需要将井口的钻杆脱扣，并将脱扣后的钻杆一根接一根地由井口移送至排放架整齐排放，这个过程需要人工在钻机二层台上配合作业。在二层台人工作业过程中，钻杆的抓取与排放操作具有重复性高、危险性高和劳动强度大的特点。本实用新型涉及的一种钻机钻杆自动抓取与排放机器人可固定安装于钻机二层台，以代替人工，用于钻杆的抓取、移动和排放作业。节省人工，提高钻采作业效益及安全性。

发明内容

本实用新型旨在代替人工，用于钻机钻杆的自动抓取、移动和排放作业。为实现上述目标，本实用新型采用以下技术方案：

钻机钻杆自动抓取与排放机器人总体由抓杆机械手（A）、推送机构（B）、主体伸缩机构（C）、回转机构（D）构成。推送机构（B）为平行四边形结构，是抓杆机械手（A）与主体伸缩机构（C）的连接单元。两组抓杆机械手（A）分别固定在推送机构（B）立柱（4）的上下两端。推送机构（B）的两根连杆（6）分别与主体伸缩机构（C）的外套筒（12）铰接。主体伸缩机构（C）通过回转轴（23）与回转机构（D）相连。

所述的抓杆机械手（A）由手爪（1）、爪座（2）、爪缸（3）、立柱（4）、支撑座（18）、三角筋板（19）、手爪连接板（20）、手爪驱动板（33）、工型块（21）、爪缸座（22）构成。手爪（1）与爪座（2）之间通过上下各两个手爪连接板（20）铰接，左右手爪（1）通过手爪连接板（20）与工型块（21）铰接，工型块（21）通过大螺母与爪缸（3）的活塞杆伸出端固定。手爪驱动板（33）的一端与工型块（21）铰接，另一端与手爪连接板（20）的中部铰接。爪缸（3）伸缩运动实现手爪（1）张开与抓紧动作。爪座（2）通过沉头螺栓与支撑座（18）固定。爪缸座（22）通过螺栓、螺母与支撑座（18）固定连接。三角筋板（19）通过焊接与支撑座（18）固定连接。支撑座（18）通过螺栓与立柱（4）固定连接。

所述的推送机构（B）由立柱（4）、连杆座（5）、连杆（6）、外套筒（12）、销轴（13）、升降缸（15）、升降缸座（16）、升降缸活塞杆座（17）构成。立柱（4）、外套筒（12）和两根连杆（6）构成一个平行四边形机构。两组连杆座（5）分别通过螺栓固定在立柱（4）的一侧，另两组连杆座（5）分别通过螺栓固定在外套筒（12）的一侧，两根连杆（6）的两端分别与立柱（4）及外套筒（12）上的连杆座（5）铰接。升降缸（15）的底部与升降缸座（16）通销轴（13）铰接，升降缸座（16）过螺栓固定在外套筒（12）的下端。升降缸（15）的伸出端通过销轴（13）与升降缸活塞杆座（17）铰接，升降缸活塞杆座（17）焊接在连杆（6）的下侧。通过升降缸（15）的伸缩推动连杆（6）摆动，进而实现抓杆机械手（A）伸出和收回运动。

所述的主体伸缩机构（C）由连接板（9）、内套筒盖板（10）、主体缸座（11）、外套筒（12）、主体缸（24）、内主体套筒（31）构成。内主体套筒（31）为三面结构，上端焊接法兰，内主体套筒（31）的法兰通过螺栓与连接板（9）固定。内套筒盖板（10）通过两排沉头螺栓与主体套筒（31）固定。主体缸（24）底部的法兰通过螺栓与连接板（9）固定。主体缸（24）的伸出端通过主缸轴销（14）与主体缸座（11）铰接。主体缸座（11）通过螺栓、螺母与外套筒（12）的底板固定连接。内主体套筒（31）及其内套筒盖板（10）整体套装于外套筒（12）内。通过主体缸（24）的伸缩运动实现外套筒（12）相对内主体套筒（31）的伸缩运动。