[发明专利]用于自动钻机的钻杆螺纹对中装置及对中调节方法

权利要求书

1.一种用于自动钻机的钻杆螺纹对中装置，其特征在于，包括图像采集模块、与所述图像处理模块通信连接的控制器以及分别与所述控制器连接的执行机构和数据库模块；

所述图像采集模块包括固定在待接钻杆夹持器上的第一摄像机、设置在主动钻杆安装座上的第二摄像机以及分别于所述第一摄像机和第二摄像机通信连接的图像处理单元，所述第一摄像机迎向主动钻杆设置用于获取主动钻杆的主动钻杆图像，所述第二摄像机迎向待接钻杆设置用于获取待接钻杆的待接钻杆图像；所述图像处理单元用于将获取到的待接钻杆图像和主动钻杆图像进行预处理后发送给控制器；

所述数据库模块用于存储预先拍摄的偏差图像及对应的调整参数，同时还用于存储调整过程中产生的新图像及最优调整参数作为参考数据；

所述控制器用于获取经预处理后的待接钻杆图像和主动钻杆图像，并将经预处理后的待接钻杆图像和主动钻杆图像与数据库模块中的偏差图像进行对比，查找与待接钻杆图像和主动钻杆图像最接近的偏差图像，并按照最接近的偏差图像所对应的调整参数控制执行机构带动待接钻杆运动，直至待接钻杆的中心轴线与主动钻杆的中心轴线的偏差处于误差范围内，完成对中调节。

2.根据权利要求1所述的用于自动钻机的钻杆螺纹对中装置，其特征在于，该钻杆螺纹对中装置还包括安装在所述执行机构上的传感器模块，所述传感器模块包括分别于所述控制器通信连接的分别用于采集执行机构的位置参数和速度参数的位置传感器组件和速度传感器组件；所述位置传感器组件和速度传感器组件将采集到的位置参数和速度参数实时传送至控制器，形成控制器的闭环控制。

3.根据权利要求1所述的用于自动钻机的钻杆螺纹对中装置，其特征在于，所述执行机构为四自由度调节结构。

4.根据权利要求3所述的用于自动钻机的钻杆螺纹对中装置，其特征在于，所述执行机构包括通过调节机构固定在钻机架上的夹持器；所述调节机构包括X向调节机构、Y向调节机构、Z向调节机构和角度调节机构；

所述X向调节机构包括沿着所述节执行机构的延伸方向布置的X向滑轨以及安装在所述X向滑轨上的X向滑动座，所述X向滑动座通过X向驱动器驱动其沿X向滑轨移动；

所述Y向调节机构包括设置在所述X向滑动座顶部的Y向滑轨以及安装在所述Y向滑轨上的Y向滑动座，所述Y向滑动座通过Y向驱动器驱动其沿Y向滑轨移动；

所述角度调节机构包括设置在Y向滑动座与夹持器之间的旋转座，所述旋转座的下方设有旋转驱动器，所述旋转驱动器驱动旋转座转动进而调节夹持器的旋转角度；

所述Z向调节机构包括垂直安装在X向滑动座与夹持器之间的伸缩机构，通过伸缩机构的伸缩调节X向滑动座与夹持器之间的距离。

5.一种利用权利要求1-4任一所述的钻杆螺纹对中装置进行钻杆螺纹对中调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：分别获取主动钻杆的螺纹图像和待接钻杆的螺纹图像，并对获取到的图像进行图像预处理；

S2：根据经图像预处理后的螺纹图像与数据库模块中的偏差图像进行对比，并将经预处理后的待接钻杆图像和主动钻杆图像与数据库模块中的偏差图像进行对比，查找与待接钻杆图像和主动钻杆图像最接近的偏差图像，并按照最接近的偏差图像所对应的调整参数控制执行机构带动待接钻杆运动；

S3：重复步骤S1和S2，直至待接钻杆的中心轴线与主动钻杆的中心轴线的偏差处于误差范围内，完成对中调节。