一种钻杆自动安装装置的制作方法

1.本实用新型涉及工程钻机技术领域，具体涉及一种钻杆自动安装装置。


背景技术：

2.工程钻机在施工过程中，工程钻机本身需要固定以对钻头前进提供后支撑作用，每推进一根钻杆的长度后，需要在头部钻杆与钻机动力头之间加装钻杆以对钻杆整体进行加长，继续进行钻进工作。
3.现有市场上的钻车打钻时主要依靠人工安装钻杆，且人工装卸钻杆时，钻车需停机等待，影响工作效率且工人劳动强度大。自动安装钻杆机构可替代人工安装钻杆，作业时间短，作业效率高。但是现有的自动安装钻杆机构，采用的多为夹臂夹紧，从侧面翻转提送钻杆，夹臂一般设置两个，两个夹臂绕同一根主轴转动，存在如下问题：
4.一、当钻杆与底面成一定倾角工作时，该种结构无法跟随钻杆的角度进行大幅度调整，也就无法完成钻杆的自动安装与拆卸。
5.二、现有的自动安装钻杆设备为单独的设备，设置在钻机的一侧，翻转过程中需要经过人员站立区域，翻转过程存在安全隐患。


技术实现要素：

6.本实用新型克服了现有技术存在的不足，提供了一种钻杆自动安装装置。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
8.一种钻杆自动安装装置，包括底座，所述底座上设置有至少两组伸缩机构，所述伸缩机构设置在钻机钻杆的正下方，所述至少两组伸缩机构沿钻机钻杆的轴向等间距排布，所述伸缩机构的上端设置有用于夹持钻杆的一号夹持器；所述伸缩机构的一侧设置有钻杆传送机构，所述钻杆传送机构通过钻杆支架固定在底座上，所述钻杆传送机构设有递送气缸，所述递送气缸将备用钻杆传送到所述一号夹持器上。
9.本实用新型的钻杆自动安装装置，通过调节伸缩机构的伸缩高度可以调整待安装钻杆的位置，使其与动力头主轴对正，保证了钻机钻杆在任何角度下均可以实现钻杆的自动安装和拆卸；传送机构在水平方向上传送待安装钻杆到一号夹持器上，伸缩机构在动力头主轴下方竖直升降，避开了人员作业区域。
10.进一步地，所述伸缩机构为连杆伸缩机构，所述连杆伸缩机构包括至少两组交叉连杆组，所述交叉连杆组包括两根呈交叉设置并在交点处铰接的连杆，所述至少两组交叉连杆组依次在连杆端头首尾铰接，位于底层的连杆组的下端通过固定块与底座固定连接。本实用新型采用的连杆伸缩机构的行程大，调节简单，可以随时根据钻机钻杆的角度调整高低。
11.进一步地，所述伸缩机构的一侧设置有驱动部件，所述驱动部件的底端与所述底座固定连接，所述驱动部件的上端固定连接有驱动杆，所述驱动杆与所述交叉连杆组固定连接。驱动部件带动连杆伸缩机构，可以实现小行程到大行程的转换。
12.进一步地，所述驱动部件为双作用液压缸。双作用液压缸活塞的两侧均可以输入压力油，从而控制活塞杆的伸出和收回，进而驱动伸缩机构实现升降动作。
13.进一步地，钻杆传送机构包括上端敞口的钻杆箱，所述钻杆箱内装有多根备用钻杆，所述钻杆箱的下端设置有出料口；所述钻杆箱的下方设置有递送气缸，所述递送气缸的前端固定有二号夹持器，所述二号夹持器上端设有开口并且开口正对所述出料口。采用该结构时，二号夹持器可以承接出料口处落下的备用钻杆，简化了取用备用钻杆的步骤。
14.进一步地，所述钻杆箱的底面朝向所述出料口倾斜向下，钻杆箱内的备用钻杆可以自动滚向出料口并在出料口出聚集。
15.进一步地，所述钻杆箱还设置有开关机构，所述开关机构包括设置在钻杆箱的底面上的液压马达、齿轮、齿条和开关板，所述液压马达的输出端同轴固定所述齿轮，所述齿条和所述开关板一体成型，所述齿轮啮合齿条并带动所述开关板控制所述出料口的开启和闭合。
16.进一步地，所述钻杆箱内设置有隔板，所述隔板将所述钻杆箱分割为上腔室和下腔室，所述下腔室内设置开关机构。钻杆箱内上腔室内放置备用钻杆，下腔室内安装开关机构，相互之间不发生干涉。
17.进一步地，所述钻杆支架上端固定有连接座，所述连接座与所述递送气缸的中部铰接连接，所述钻杆箱的一侧设置有调节气缸，所述调节气缸上端固定，调节气缸下端的活塞杆与所述递送气缸的尾端铰接连接，所述递送气、连接座和调节气缸组成杠杆机构。当拆卸的钻杆需要放置到钻杆箱内时，调节气缸的活塞杆可以伸长并控制递送气缸的将钻杆从出料口下端顶入钻杆箱内，从而省掉了放置备用钻杆的操作人员。
18.进一步地，所述钻杆自动安装装置设置在钻机的水平回转机构上。
19.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。
20.一、本实用新型的伸缩机构设置在钻机钻杆正下方，当钻机钻杆底座成一定倾角时，通过调节各组伸缩机构的伸缩高度调整待安装钻杆的位置，使其与动力头主轴对正，保证了钻机钻杆在任何角度下均可以实现钻杆的自动安装和拆卸，实现了钻杆装卸无人化操作，降低了操作人员的劳动负担。
21.二、钻杆通过递送气缸进行水平传送，再通过伸缩机构进行竖直传送，省掉了钻杆翻转的过程，整个过程都在钻机钻杆下方进行，不需要经过操作人员的站立区域，从而避免了机械设备对钻机操作人员带来的潜在风险，保证操作人员的安全。
22.三、本实用新型通过驱动部件驱动连杆伸缩机构，实现小行程到大行程的转换，从而降低了设备成本。
附图说明
23.下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
24.图1为本实用新型的结构主视图。
25.图2为本实用新型侧视示意图。
26.图3为本实用新型钻杆传送机构局部视图。
27.图中：1为底座；2为伸缩机构，21为交叉连杆组，22为连杆，23为滑动块，24为驱动部件，25为驱动杆，26为固定块；3为一号夹持器；
28.4为钻杆传送机构，41为钻杆箱，411为上腔室，412为下腔室，413为隔板，42为备用钻杆，43为出料口，44为递送气缸，45为二号夹持器，46为开关机构，461为液压马达，462为齿轮，463为齿条，464为开关板，47为连接座，48为调节气缸；
29.5为钻杆支架，6为钻机桅杆，7为桅杆支架，8为钻机水平回转机构。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例做进一步的说明。
31.如图1、图2所示，一种钻杆自动安装装置，设置在钻机水平回转机构8上，包括底座1，底座1上设置有两组伸缩机构2，伸缩机构2设置在钻机钻杆的正下方沿钻机钻杆的轴向设置，伸缩机构2的上端设置有用于夹持钻杆的一号夹持器3；伸缩机构2的一侧设置有钻杆传送机构4，钻杆传送机构4通过钻杆支架5固定在底座1上，钻杆传送机构4设有递送气缸，递送气缸将备用钻杆42传送到一号夹持器3上。
32.其中伸缩机构2为连杆伸缩机构，连杆伸缩机构包括至少两组交叉连杆组21和驱动部件24，交叉连杆组21包括两根呈交叉设置并在交点处铰接的连杆22，至少两组交叉连杆组21依次在连杆22端头首尾铰接，于底层的连杆组21的下端通过固定块26与底座1固定连接。
33.伸缩机构2的一侧设置有驱动部件24，驱动部件24的底端与底座1固定连接，驱动部件24的另一端固定连接有驱动杆25，驱动杆25与交叉连杆组21固定连接。本实施例中，驱动部件24为双作用液压缸，并通过电磁阀控制压力油的流入流出，双作用液压缸活塞的两侧均可以输入压力油，从而驱动伸缩机构实现升降动作，同时钻机动力头上装有激光位移传感器，可以测量动力头主轴与待安装钻杆的高度偏差，并基于所测量的高度偏差数值，通过电磁阀控制液压油缸进行高度的调整，使待安装的钻头与动力头主轴完全对正。
34.钻杆传送机构4包括上端敞口的钻杆箱41，钻杆箱41内装有多组备用钻杆42，钻杆箱41的下端设置有出料口43，钻杆箱41的下方设置有递送气缸44，递送气缸44的前端固定有二号夹持器45，二号夹持器45上端设有开口并且开口正对出料口43。钻杆箱41的底面朝向出料口43处倾斜向下，钻杆箱41内的备用钻杆42可以自动滚向出料口并在出料口出聚集，从而方便取用钻杆。
35.如图3所示，钻杆箱41还设置有开关机构46，开关机构46包括设置在钻杆箱41的底面上的液压马达461、齿轮462、齿条463和开关板464，液压马达461的输出端同轴固定齿轮462，齿条463和开关板464一体成型，齿轮462啮合齿条463并带动开关板464在钻杆箱41的底面上滑动，从而控制出料口43的开启和闭合。钻杆箱41内设置有隔板413，所述隔板413将钻杆箱41分割为上腔室411和下腔室412，下腔室412内设置开关机构46，上腔室放置备用钻杆42。
36.如图3所示，所述钻杆支架5上端固定有连接座47，所述连接座47与所述递送气缸44的中部铰接连接，所述钻杆箱41的一侧设置有调节气缸48，所述调节气缸48上端固定，调节气缸48下端的活塞杆与所述递送气缸44的尾端铰接连接，所述递送气缸44、连接座47和调节气缸48组成杠杆机构。当拆卸的钻杆需要放置到钻杆箱41内时，调节气缸48的活塞杆伸长并控制递送气缸的将钻杆从出料口43下端顶入钻杆箱41内。
37.本实施例的工作过程如下：
38.钻杆安装时，气动马达461带动齿轮462转动，通过齿条463控制开关板46打开，备用钻杆42掉落到二号夹持器45开口内，之后递送气缸44推动二号夹持器45，二号夹持器45将备用钻杆42递送到一号夹持器3上，递送气缸44活塞杆缩回，二号夹持器45返回到出料口下方。
39.同时，操作人员控制液压油缸的活塞杆伸长并带动伸缩机构2上升到动力头主轴附近，此时设置在动力头上的激光位移传感器，测量动力头主轴与一号夹持器3上的备用钻杆42的高度偏差，基于所测量的高度偏差数值，通过电磁阀控制液压油缸进行高度的调整，使备用钻杆42与动力头主轴完全对正，操作人员再控制钻机动力头主轴转动，旋进备用钻杆42进行固定。
40.钻杆拆卸时，操作人员控制液压油缸的活塞杆伸长，一号夹持器3夹紧钻杆，此时钻机动力头主轴反转松开螺纹，一号夹持器3取下钻杆，伸缩机构2返回初始位置并放置在二号夹持器45上，递送气缸44控制二号夹持器45返回出料口43下方，调节气缸48活塞杆伸出使二号夹持器45的钻杆通过出料口43顶入钻杆箱41内。
41.上述实施方式仅示例性说明本实用新型的原理及其效果，而非用于限制本实用新型。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。