[发明专利]一种新型自动摆角上杆机构

说明书

本发明公开了一种新型自动摆角上杆机构，结构简单、设计新颖，本发明的巧妙之处在于利用齿轮与齿形轨道啮合传动的关系，使得本发明的机械臂组件上下钻杆的翻转和机械臂组件与地面夹角的摆角调整，只用一个驱动装置，只需一个操作指令，即可同时完成机械臂组件的翻转与摆角调整工作，结构简单，操作简便。

技术领域

本发明涉及上杆机构领域，具体为一种新型自动摆角上杆机构。

背景技术

出于安全和环境污染的考虑，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。地下公用设施有时可以埋设在随后回填的沟槽内。然而，开沟耗费时间，继而会毁坏现有构筑物或道路。因而可以进行非开挖施工的水平定向钻机越来越受到青睐。

水平定向钻机在进行施工时，需要频繁的进行上下钻杆操作，因为钻杆重量较大，需要借助上杆机构实现上下杆操作，而因为水平定向钻机在进行施工时，其大梁需要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，进行角度的翻转，使得钻杆与大梁平行，而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，上杆操作及下杆操作仍然需要人工进行调整钻杆角度，费时费力。虽然现有部分少数能够实现自动调整角度上杆机械手机构，但是其翻转和摆角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变化需要分别给与指令，操作繁琐复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型自动摆角上杆机构，机械手上下装卸钻杆的翻转和机械手与地面夹角的摆角，只用一个驱动元件，只需一个操作指令，即可同时完成，结构简单，操作简便。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型自动摆角上杆机构，包括前支座、后支座、两个机械臂组件、转动轴及驱动装置。

所述前支座及后支座固定在钻机大梁上。

所述两个机械臂组件分别安装在转动轴的前端及后端。

所述前支座上设有固定的销轴座，所述后支座上设有升降装置；所述升降装置内设有垂直方向的齿形轨道；所述齿形轨道可以是齿条，也可是齿链。

所述转动轴的前端设置在销轴座上，后端设置在升降装置内，所述转动轴后端设置有与升降装置内的齿形轨道啮合的齿轮。

所述齿轮升至升降装置的高点时，所述转动轴与钻机大梁平行；所述齿轮降至升降装置的低点时，所述转动轴与地面平行。

所述驱动装置可以是带动转动轴后端沿升降装置做升降运动的垂直升降驱动装置，如油缸或气缸等。

进一步的，所述驱动装置也可以是带动转动轴旋转的旋转马达。

本发明的原理如下：

1、若驱动装置选用垂直升降驱动方式，可以选择油缸或者气缸，驱动转动轴的后端向上升起，当齿轮行进至升降装置高点时，转动轴与钻机大梁平行，实现机械臂组件抓手上的钻杆与钻机大梁平行，完成摆角调整工作；在齿轮沿齿形轨道上升的过程中，在齿轮和齿形轨道的共同作用下，带动转动轴向内旋转，完成机械臂组件向内翻转的工作，将钻杆送至与钻机大梁上的动力头主轴轴心位置，实现上杆操作。若要执行下杆操作，则利用驱动装置驱动转动轴的后端向下降落，当齿轮降至升降装置低点时，转动轴与地面平行，实现机械臂组件抓手上的钻杆与地面平行；在齿轮沿齿形轨道下降的过程中，在齿轮和齿形轨道的共同作用下，带动转动轴向外旋转，完成机械臂组件向外翻转的工作，将钻杆带至地面位置，实现下杆操作。