自动装卸钻杆机构的制作方法

1.本实用新型涉及钻机设备技术领域，尤其是一种自动装卸钻杆机构。


背景技术：

2.钻机是在勘探或矿产资源开发中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备，现有的钻机大多通过人力装卸钻杆，由于钻杆的尺寸和重量都较大，特别对于装卸长度较大的钻杆，需要操作人员搬运较重的钻杆，并爬到钻机上动力头的位置，扶正并装卸钻杆，因此人工操作难度较高、效率较低，且容易发生安全事故，同时，现有的钻杆装卸装置大多和钻机一体化设计，其储杆仓占用大量的钻机空间，因而储杆量较少，整体体积较大，结构复杂，增加了钻机整体的设计难度。


技术实现要素：

3.本技术人针对上述现有钻杆装卸装置存在的无法自动化、耗费人工劳动力导致效率较低、安全性较差以及装置结构复杂等缺点，提供一种可自动化装卸钻杆、无需已依附钻机独立设置的安全性较好、结构简单合理的自动装卸钻杆机构。
4.为实现上述技术目的，本实用新型提供了以下技术方案并产生以下有益效果：
5.一种自动装卸钻杆机构，转动机构的底座固定在钻机上，底座设有回转支承，底座通过回转支承带动旋转；平移机构的滑动轨道与转动机构的第一油缸的活塞杆连接，第一油缸带动平移机构绕轴转动；滑动轨道上设置第二油缸，滑座套设在滑动轨道上，第二油缸的活塞杆与滑座平行并连接带动滑座在滑动轨道上滑动；滑座一侧竖直设置第三油缸，第三油缸底部设置夹持机构，第三油缸带动夹持机构升降；夹持机构的机械爪与第四油缸铰接，第四油缸带动机械爪旋转。
6.本实用新型安装于钻机上用于抓取放置于地面或者钻杆备用架上的钻杆并安装于钻机的动力头上，或者将钻机动力头上的钻杆拆卸后放于地面或者钻杆备用架上，可以减少储杆仓在钻机上的占用空间，且通过油缸实现了钻杆装卸自动化、提高了安全性，省去了较多的人力劳动工作量，灵活配合各种钻机，实现多种状态控制与调整，同时不受钻杆尺寸的限制，为独立机构、无需依附于钻机，因而不增加钻机本身结构的设计难度。
7.作为上述技术方案的进一步改进：
8.平移机构的滑动轨道上设置连接架，第二油缸的缸筒与连接架上端固定，第一油缸的活塞杆与连接架铰接。
9.转动机构的底座上表面固定有支撑座，支撑座上端与平移机构的滑动轨道末端铰接，第一油缸的缸筒与支撑座下端铰接。
10.本实用新型的底座可带动自动装卸钻杆机构360
°
旋转，因而钻机的位置无需受到钻杆摆放位置的限制，第一油缸起到举升作用，第一油缸带动滑动轨道末端铰接点为圆心转动，可实现所需的起塔角度。
11.平移机构的滑座上表面前端的中央对称设置两块连接板，第二油缸的活塞杆与连
接板铰接。
12.本实用新型的滑座可滑动套设在滑动轨道上，由第二油缸推动其滑动，从而可将夹持机构推动至钻杆位置附近。
13.升降机构包括竖直固定在滑座一侧中央的第三油缸和位于滑座两侧、沿滑座轴向方向相对于第三油缸对称设置的两个滑套和两根滑杆。
14.第三油缸的活塞杆及滑杆下端与夹持机构的连接杆连接。
15.本实用新型的升降机构可在第三油缸的推动下升降至钻杆的位置。
16.夹持机构包括连接杆和设置在连接杆两端的机械爪。
17.连接杆两端对称设有两个支架。
18.支架内设有第四油缸，机械爪上端与第四油缸的活塞杆铰接，机械爪的中部与支架的一端下侧铰接。
19.支架为u型支架。
20.本实用新型的夹持机构的机械手可绕轴旋转从而将钻杆从地面上提起并夹紧。
附图说明
21.图1为本实用新型的立体图（显示卡爪的两个状态）。
22.图2为本实用新型的转动机构平面旋转示意图（两个旋转位置状态）。
23.图3为本实用新型的转动机构垂直平面旋转示意图（两个举升位置状态）。
24.图4为本实用新型的平移机构水平滑动示意图（两个滑移位置状态）。
25.图5为本实用新型的升降机构竖直滑动示意图（两个升降位置状态）。
26.图中：1、转动机构；11、底座；12、回转支承；13、支撑座；14、第一油缸；15、连接架；2、平移机构；21、第二油缸；22、滑动轨道；23、滑座；231、连接板；3、升降机构；31、第三油缸；32、滑杆；33、滑套；4、夹持机构；41、连接杆；42、支架；43、第四油缸；44、机械爪。
具体实施方式
27.下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
28.本实用新型安装于钻机上（图中未示出）用于抓取放置于地面或者钻杆备用架上的钻杆并安装于钻机的动力头上，或者将钻机动力头上的钻杆拆卸后放于地面或者钻杆备用架上，可以减少储杆仓在钻机上的占用空间。如图1至图5所示，本实用新型包括与钻机固定的转动机构1、设置在转动机构1的活动端的平移机构2、设置在平移机构2活动端的升降机构3和设置在升降机构3的活动端的夹持机构4，转动机构1带动本实用新型360
°
旋转，且转动机构1的活动端在竖直平面上绕轴转动，以带动平移机构2、升降机构3和夹持机构4靠近地面钻杆放置位置或动力头附近，平移机构2的活动端沿水平方向上移动，以带动升降机构3和夹持机构4进一步靠近钻杆安放位置，升降机构3的活动端沿竖直方向上移动，以带动夹持机构4精准对准钻杆位置或动力头位置，夹持机构4的活动端绕轴转动，以抓取或松开钻杆，因而实现了钻杆装卸自动化、提高了安全性，省去了较多的人力劳动工作量。
29.如图1、图2和图3所示，转动机构1的圆盘底座11底面可以直接固定在钻机平台上，底座11一侧设有回转支承12，底座11通过回转支承12旋转，可以带动自动装卸钻杆机构绕底座11中心360
°
旋转，钻机的位置无需受到钻杆摆放位置的限制，底座11上表面固定有支
撑座13，支撑座13上端与平移机构2的滑动导轨22末端铰接；第一油缸14一端与支撑座13下端铰接，另一端铰接在滑动轨道22设置的连接架15上，第一油缸14起到举升作用，第一油缸14活塞杆推动或拉动连接架15并带动滑动轨道22以滑动轨道22末端铰接点为圆心转动，实现本实用新型的起塔角度。
30.如图1和图4所示，平移机构2的滑座23可滑动地套设在滑动轨道22上，滑座23上表面前端的中央对称设置两块连接板231，第二油缸21的活塞杆通过销轴与连接板231连接，第二油缸21的缸筒与连接架15上端固定，滑座23上设置升降机构3。
31.如图1和图5所示，升降机构3包括竖直固定在滑座23一侧中央的第三油缸31和位于滑座23相对的两侧、沿滑座23轴向方向相对于第三油缸31对称设置的两个滑套33和两根滑杆32，两根滑杆32穿过滑套33，第三油缸31的活塞杆及两根滑杆32下端与夹持机构4连接，在第三油缸31活塞杆的推动或拉动下，滑杆32在滑套33内上下滑动并带动夹持机构4上下移动，使之可以向下移动至钻杆的位置或将钻杆从地面上提起。
32.如图1和图5所示，夹持机构4包括连接杆41和设置在连接杆41两端的机械爪44，连接杆41两端对称设有两个u型支架42，支架42内设有可摆动的第四油缸43，机械爪44上端与第四油缸43的活塞杆连接，机械爪44的中部与支架42的一端下侧铰接，在第四油缸43的推动下机械爪44绕轴转动以抓取钻杆。
33.安装钻杆时，转动机构1的底座11转动并带动本实用新型旋转至钻杆周围后，第一油缸14的活塞杆给连接架15施加拉力，连接架15向下运动并拉动平移机构2的滑动轨道22在垂直平面上绕轴向下转动，当滑动轨道22旋转至水平位置，平移机构2的第二油缸21的活塞杆推动滑座23沿滑动轨道22滑动，直至滑动到钻杆上方，再启动升降机构3，第三油缸31的活塞杆推动夹持机构4向下滑动，夹持机构4的机械爪44在第四油缸43的扭转下旋转并夹紧钻杆；然后启动转动机构1将本实用新型转动并举升至动力头周围后，平移机构2的滑座23滑动、夹持机构4调整滑动直至使钻杆位于动力头正下方，再将动力头向下转动，使动力头与钻杆连接，动力头与钻杆初步连接后，夹持机构4的机械爪44将钻杆松开。拆卸钻杆时，启动并调整平移机构2及升降机构3，使夹持机构4的机械爪44推动至动力头下方后，机械爪44将钻杆夹持固定，动力头向上转动，启动平移机构2使滑座23向下滑动从而使钻杆与动力头分离，然后启动转动机构1使滑动轨道在垂直平面上向下转动直至水平位置，同时底座11绕中心旋转带动本实用新型旋转至钻杆预存放位置上方，然后启动升降机构3从而带动夹持机构4向下，最后夹持机构4松开机械爪44，从而松开钻杆。以上动作并不是每一次装卸都必不可少的，仅是代表本实用新型具有多个方向的自由度，可以灵活配合各种钻机，实现多种状态控制与调整。本实用新型不受钻杆尺寸的限制，且为独立机构、无需依附于钻机，因而不增加钻机本身结构的设计难度。
34.以上描述是对本实用新型的解释，不是对本实用新型的限定，在不违背本实用新型精神的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。