[发明专利]一种钻台机器人

说明书

本发明公开了一种钻台机器人，包括行走装置，行走装置上活动连接有机械臂，机械臂活动连接有末端执行器。本发明机器人具有钻台面管柱单根扶持、管柱立根排放、提升短接抓取、管柱对扣、管柱公母端旋扣的功能，且自动化程度高、作业精度高。

技术领域

本发明属于石油钻井装备技术领域，具体涉及一种钻台机器人。

背景技术

自动化钻机是石油钻井装备发展的方向，更是改善现场作业环境、提高钻井作业效率、减轻劳动力强度、提升装备自动化水平的有效措施，而自动化钻机的主要组成分布之一就是管柱自动化处理系统，具有单一设备多个功能、安全性好、自动化水平高的管柱自动化处理设备越来越受到用户的青睐。

钻机管柱处理的大量任务位于钻台面，常规钻井作业过程钻台面的管柱处理工作包括管柱单根扶持、管柱立根排放、提升短接抓取、管柱对扣、管柱公母端旋扣等，目前这些管柱处理工作主要靠钻井工人拖、拉、扛、拽、抱来完成，可以看出这些工作劳动强度大、作业风险高、任务繁重，需要多名钻工配合完成。现有的钻台面管柱处理设备具有如下不足：1)功能单一，一种设备只能完成管柱作业流程中的一项任务；2)安装受限，多项任务需要安装多个设备来完成，这让本来空间狭小的钻台面更加拥挤，作业风险倍增；3)自动化程度低，现有管柱处理设备基本实现了作业机械化，但是由于自动化水平的不足还需要人工参与操作；4)作业精度差，据不完全统计，现有管柱处理设备基本以连杆机构配套液压控制系统为主，在实际作业过程中末端执行机构误差基本上在30mm以上，过大的误差造成了作业过程的不确定性，大多数时候需要人工干预。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻台机器人，具有钻台面管柱单根扶持、管柱立根排放、提升短接抓取、管柱对扣、管柱公母端旋扣的功能，且自动化程度高、作业精度高。

本发明所采用的技术方案是，一种钻台机器人，包括行走装置，行走装置上活动连接有机械臂，机械臂活动连接有末端执行器。

本发明的特点还在于，

机械臂包括主臂，主臂的一端活动连接有回转座，回转座与主臂之间连接有第II回转轴驱动装置，回转座通过第I回转轴驱动装置与行走装置连接，主臂的另一端与副臂的一端活动连接，主臂与副臂之间连接有第III回转轴驱动装置，副臂的另一端与末端执行器活动连接，副臂与末端执行器之前连接有第IV回转轴驱动装置。

末端执行器包括安装架体，安装架体通过法兰与副臂活动连接，安装架体上靠近法兰的一端对称的设置有连接销轴I和连接销轴II，连接销轴I的上端通过键连接方式设置有左齿轮，连接销轴II的上端通过键连接方式设置有右齿轮，左齿轮与右齿轮啮合，连接销轴I通过键连接有左驱动连杆，连接销轴II通过键连接有右驱动连杆，安装架体上设置有回转驱动装置，回转驱动装置输出端的小齿轮与左齿轮啮合，左驱动连杆与左钳爪的末端铰接，右驱动连杆与右钳爪的末端铰接，安装架体远离法兰的一端的中部设置有连接销轴III，连接销轴III分别与左连杆、右连杆的一端铰接，左连杆的另一端与左钳爪的中部铰接，右连杆的另一端与右钳爪的中部铰接。

安装架体远离法兰的一端对称的铰接有左旋扣滚轮和右旋扣滚轮，左旋扣滚轮与右旋扣滚轮的壁面形成V型，左旋扣滚轮的顶端连接有左旋扣马达，右旋扣滚轮的顶端连接有右旋扣马达。

左旋扣滚轮和右旋扣滚轮的壁面设置有凹槽或花纹。

左钳爪的前端铰接有左滚轮，右钳爪的前端铰接有右滚轮。

行走装置包括设置于立根盒中间的轨道，轨道内设置有行走滑车，行走滑车与第I回转轴驱动装置连接，行走滑车的底部设置有行走驱动装置。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明一种钻台机器人，实现了钻台面管柱单根扶持、管柱立根排放、提升短接抓取、管柱对扣、管柱公母端旋扣等作业功能的一体化集成，减少了钻台面配套设备的数量，降低了各设备作业干涉的风险，压缩了设备投入的成本；