[发明专利]海洋钻井平台管柱自动化移运装置

摘要

本发明公开了一种海洋钻井平台管柱自动化移运装置，解决了现有管柱移运机构自由度低，精确度及连贯性不高等问题。包括底座、机械臂系统及末端执行器，其中的机械臂系统由四根机械臂组成，前两根机械臂较长，可以高效快速的将抓取装置移送到钻杆附近；后两根机械臂较短，刚度也比大臂好，可以补偿大臂带来的精度误差，从而对抓取管柱进行精确定位。另外，机械臂系统及末端执行器处多个关节和自由度的设计使抓取过程中更有连续性，提高了抓取的准确度和灵活性。

主权项

一种海洋钻井平台管柱自动化移运装置，包括机体执行系统，以及为机体执行系统提供动力和控制的液压系统；所述机体执行系统包括底座回转装置、机械臂系统及末端执行器，其特征在于：所述底座回转装置，包括底座、第一回转支承、第一液压马达、第一回转接头、第一传动齿轮；所述底座基体为圆柱状，内部中空，底座通过其底部的法兰盘结构螺栓固定在钻井平台上，底座侧壁开有进入口，上述液压系统中的液压站通过该进入口放入底座内，底座上端面中心设有回转支承槽，底座侧面还设有方形凹槽，第一液压马达固定在该方形凹槽内；所述第一回转支承的内圈为直齿结构，第一液压马达的输出轴与第一传动齿轮键连接，第一传动齿轮与第一回转支承内圈的直齿结构相啮合，第一传动齿轮与第一回转支承坐入回转支承槽内，第一回转支承的外圈螺栓连接在底座上；所述第一回转接头，包括第一底盘及第一铰支座，第一铰支座焊接在底盘中心，底盘与第一回转支承的内圈螺栓连接；所述机械臂系统，包括第一臂、第二臂、第三臂及第四臂，臂内部中空，第一臂与第二臂等长，第三臂与第四臂等长，第一臂是第三臂长度的5‑8倍，第一臂至第四臂的横截面积逐级递减，其中第一臂的尾端与第一回转接头的第一铰支座铰接，第一臂的两侧与第一铰支座之间对称设置两个第一液压缸，第一臂的前端与第二臂的后端铰接，第二臂的尾端与第一臂的上端之间设置第二液压缸，第二臂的前端与第三臂的后端铰接，第三臂的尾端与第二臂的上端之间设置第三液压缸，第三臂的前端与第四臂的尾端铰接，第四臂的中部与第三臂的中部之间设置第四液压缸，第四臂的前端铰接末端执行器；上述第一臂与回转接头之间、四个臂之间及第四臂与末端执行器之间共形成5个竖直方向转动关节，且转动关节的轴线相互平行；所述末端执行器，包括第二回转接头、回转台、第二液压马达、第二回转支承、第二传动齿轮、支架及机械抓手；所述第二回转接头，包括第二底盘及第二铰支座，第二铰支座与第四臂的前端铰接，第二铰支座与第四臂之间还连接有第五液压缸，第二液压马达螺栓固定在第二底盘上；所述回转台，其上表面设有圆形槽，第二回转支承的外圈与第二传动齿轮相啮合并共同坐入该圆形槽中心，第二回转接头的第二底盘嵌入该圆形槽内，且第二回转接头的第二底盘与第二回转支承内圈螺栓连接，回转台与第二回转支承外圈螺栓连接，第二液压马达的输出轴与第二传动齿轮键连接；所述支架的基体为长条状，其中部铰接在回转台正下方，并在支架与回转台之间设置三角支撑机构；所述机械抓手，包括夹持式抓手、驱动机构及传力机构，所述夹持式抓手，包括手部、手腕及手臂，夹持式抓手的两根手臂上方分别铰接在上述支架的一端，支架的另一端对称铰接另一夹持式抓手；所述驱动机构包括第六液压缸，第六液压缸垂直固定在两手臂中间的支架下底板上，第六液压缸顶杆的末端固定连接块；所述传力机构，包括偶数根连杆，连杆的两端分别铰接在夹持式抓手的手腕部及连接块之间，上述连杆镜像设置。