CN219094478U - 一种钻机机械抓手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻机机械抓手，涉及石油钻井机械技术领域，包括顶板，顶板的顶端分别固定设有连接杆和集电箱，连接杆的顶端固定设有连接板，顶板底端的两侧均固定设有竖板，其中一个竖板的一侧固定设有第一电机，两个竖板之间固定设有支撑杆，支撑杆的表面固定设有稳定板，稳定板的底端固定设有固定板；本实用新型的有益效果是：通过第一电机转动会带动双向丝杆转动，双向丝杆带动两个移动板移动，两个移动板带动其中两个抓手组件移动，从而改变相邻的两个夹爪之间的距离，更加灵活，设置的缓冲垫具有弹性，能够防止过于用力而导致钻杆管柱损坏。

Description

一种钻机机械抓手

技术领域

本实用新型涉及一种机械抓手，特别涉及一种钻机机械抓手，属于石油钻井机械技术领域。

背景技术

钻机管柱机械抓手是钻机机械自动化的重要组成部分，其主要用于夹持各种钻完井管柱，由于工作环境恶劣和劳动强度大，因此需要使用机械抓手来代替人工实现钻杆管柱的抓取，钻杆管柱基本作用是:(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3)传递动力；(4)输送钻井液。

其中申请号为“CN201621501480.5”所公开的“一种自动化钻机管柱机械抓手”，包括安装底座；相平行的第一固定轴和第二固定轴；安装于第一固定轴和第二固定轴上的第一夹持机构；安装于所第一固定轴和第二固定轴上的第二夹持机构；第一主动夹爪、第一从动夹爪、第二主动夹爪和第二从动夹爪具有同一内切圆；驱动机构；驱动机构能够驱动第一主动夹爪和第二主动夹爪，以使第一主动夹爪、第一从动夹爪、第二主动夹爪和第二从动夹爪与钻完井管柱的圆周相切，钻完井管柱的中心轴线与内切圆的中心重合。该钻机管柱机械抓手能够在管柱定位控制时可根据内切圆中心的位置实现精准快速定位。经再一步检索发现，其申请号为“CN202020143859.9”所公开的“一种钻机排管机械手”，其包括行走部，行走部与回转盘的顶部固定连接，回转盘的底部固定设有安装座，后臂的一端与安装座枢接，后拉杆的一端与安装座枢接，后拉杆的另一端与连接座枢接，后臂的另一端与连接座枢接；前臂的一端的侧臂与连接座枢接，前拉杆的一端与连接座枢接，前拉杆的另一端与夹爪座枢接，前臂与夹爪座枢接；后臂靠近连接座的一端的侧臂与连接板的一端枢接，连接板另一端与前臂远离夹爪座的一端端部枢接。其有益效果是：确保在机械手运动的过程中，夹爪机构始终保持水平的状态，减少管柱运动过程中对机械手额外施加的载荷力，以及方便管柱的夹持、移送；具有抓取范围大的优点，实现较小的油缸行程来完成手臂的伸缩作业，但是上述两种机械手还存在以下缺陷：

无法调整相邻的两个夹爪之间的距离，不够灵活，同时用于夹持钻杆管柱的夹爪容易因过于用力损坏钻杆管柱。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钻机机械抓手，以解决上述背景技术中提出的现有的无法调整相邻的两个夹爪之间的距离，不够灵活，同时用于夹持钻杆管柱的夹爪容易因过于用力损坏钻杆管柱的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种钻机机械抓手，包括顶板，所述顶板的顶端分别固定设有连接杆和集电箱，所述连接杆的顶端固定设有连接板，所述顶板底端的两侧均固定设有竖板，其中一个所述竖板的一侧固定设有第一电机，两个所述竖板之间固定设有支撑杆，所述支撑杆的表面固定设有稳定板，所述稳定板的底端固定设有固定板，所述支撑杆的表面滑动连接有两个滑板，两个所述竖板之间通过密封轴承转动连接有双向丝杆，所述双向丝杆的表面通过丝杆螺母螺纹连接有两个移动板，所述顶板的底端设有三个抓手组件。

优选的，所述第一电机为正反转电机，所述第一电机的传动轴与双向丝杆的一端固定连接，两个所述移动板的顶端分别与两个滑板的底端固定连接，两个所述移动板的表面和固定板的表面均开设有第一辅助槽，所述固定板的表面开设有第一通孔，所述双向丝杆穿过第一通孔，所述连接杆的顶端固定设有安装板，所连接板的四个边角均开设有安装孔。

优选的，三个所述抓手组件均包括肩臂板、第二电机、第三电机和缓冲组件，三个所述肩臂板分别通过转轴转动设置在三个第一辅助槽的内壁，三个所述肩臂板的底端均固定设有长臂板，三个所述长臂板的表面均开设有第二辅助槽，且三个第二辅助槽的内壁均通过转轴转动连接有小臂板，三个所述小臂板的表面均开设有第二通孔，其中一个所述第二电机固定设置在固定板的一侧，另外两个所述第二电机分别固定设置在两个移动板的一侧，三个所述第二电机的传动轴分别与三个肩臂板的一侧固定连接，三个所述第三电机的传动轴分别与三个小臂板的一侧固定连接，三个所述第三电机和三个第二电机均为正反转电机。

优选的，三个所述缓冲组件均包括匚形板和固定组件，三个所述匚形板分别滑动设置在三个小臂板的表面，三个所述匚形板的表面均开设有出板槽和与第二通孔相连通的第三通孔，其中两个所述匚形板的背面和另一个匚形板的正面均固定设有缓冲垫。

优选的，三个所述固定组件均包括安装筒，三个所述安装筒分别固定设置在三个小臂板的一侧，三个所述安装筒的表面分别与三个出板槽的内壁滑动连接，三个所述安装筒的内壁均滑动连接有挡盘，三个所述挡盘的一端均固定设有弹簧，三个所述弹簧的一端分别与三个安装筒一端的内壁固定连接，三个所述挡盘的表面均开设有方形孔，三个所述方形孔的内壁均滑动连接有限位条，三个所述限位条的一端分别与三个安装筒一端的内壁固定连接，三个所述挡盘的另一端均固定设有与第二通孔相滑动的限位杆，三个所述限位杆的表面均开设有与限位条相滑动的方形槽，三个所述限位杆的表面分别与三个第三通孔的内壁滑动连接，三个所述限位杆的一端均固定设有助力块，三个所述助力块的一侧均设置为斜面。

优选的，所述集电箱的内部分别固定设有单片机和与单片机电性连接的无线传输模块，所述集电箱的一侧固定设有与无线传输模块电性连接的天线。

优选的，所述第一电机、三个第二电机和三个第三电机均通过单片机与外接电源电性连接。

与相关技术相比较，本实用新型提供的一种钻机机械抓手具有如下有益效果：

1、通过第一电机转动会带动双向丝杆转动，双向丝杆带动两个移动板移动，两个移动板带动其中两个抓手组件移动，从而改变相邻的两个夹爪之间的距离，更加灵活；

2、三个第三电机转动能够带动三个小臂板转动，三个第二电机转动能够带动三个肩臂板转动，进而通过长臂板带动小臂板移动，从而实现钻杆管柱的夹取，设置的缓冲垫具有弹性，能够防止过于用力而导致钻杆管柱损坏；

3、通过设置的固定组件，方便拆卸缓冲组件，当需要对缓冲垫进行水洗或更换新的缓冲垫时，向接近安装筒的方向挤压限位杆，限位杆通过挡盘挤压弹簧，当限位杆完全滑入第二通孔时，水平移动匚形板，匚形板会通过斜面挤压限位杆，促使助力块完全滑入第二通孔，此时助力块和限位杆均不能阻挡匚形板，设置的限位条和方形孔配合，避免挡盘在弹簧形变时转动，从而对弹簧进行保护，方形槽防止限位杆在缩入第二通孔时与限位条碰撞。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型图1的A处放大结构示意图；

图3为本实用新型图1的B处放大结构示意图；

图4为本实用新型小臂板的剖面结构示意图。

图中：1、顶板；2、连接杆；3、集电箱；4、连接板；5、竖板；6、第一电机；7、抓手组件；71、肩臂板；72、第二电机；73、第三电机；74、长臂板；75、小臂板；8、缓冲组件；81、匚形板；82、出板槽；83、缓冲垫；9、固定组件；91、安装筒；92、助力块；93、挡盘；94、弹簧；95、方形孔；96、限位条；97、限位杆；98、方形槽；10、支撑杆；11、稳定板；12、固定板；13、滑板；14、双向丝杆；15、移动板；16、天线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

请参阅图1-4，本实用新型提供了一种钻机机械抓手，包括顶板1，顶板1的顶端分别固定设有连接杆2和集电箱3，连接杆2的顶端固定设有连接板4，顶板1底端的两侧均固定设有竖板5，其中一个竖板5的一侧固定设有第一电机6，两个竖板5之间固定设有支撑杆10，支撑杆10的表面固定设有稳定板11，稳定板11的底端固定设有固定板12，支撑杆10的表面滑动连接有两个滑板13，两个竖板5之间通过密封轴承转动连接有双向丝杆14，双向丝杆14的表面通过丝杆螺母螺纹连接有两个移动板15，顶板1的底端设有三个抓手组件7；

第一电机6为正反转电机，第一电机6的传动轴与双向丝杆14的一端固定连接，两个移动板15的顶端分别与两个滑板13的底端固定连接，两个移动板15的表面和固定板12的表面均开设有第一辅助槽，固定板12的表面开设有第一通孔，双向丝杆14穿过第一通孔，连接板4的四个边角均开设有安装孔，通过第一电机6带动双向丝杆14转动，双向丝杆14带动两个移动板15移动，两个移动板15带动其中两个抓手组件7移动，从而改变相邻的两个夹爪之间的距离，更加灵活，通过四个安装孔和螺栓将整个机构与外设的驱动机构固定连接，通过外设的驱动机构实现整个机构在水平方向上的运动或竖直方向上的运动；

集电箱3的内部分别固定设有单片机和与单片机电性连接的无线传输模块，集电箱3的一侧固定设有与无线传输模块电性连接的天线16，单片机通过无线传输模块与外设的控制主机电性连接，进而实现第一电机6、三个第二电机72和三个第三电机73的远程控制，通过天线16提高无线传输模块的传输稳定性；

第一电机6通过单片机与外接电源电性连接；

请参阅图1-4，本实用新型提供了一种钻机机械抓手还包括有三个抓手组件7，三个抓手组件7均包括肩臂板71、第二电机72、第三电机73和缓冲组件8，三个肩臂板71分别通过转轴转动设置在三个第一辅助槽的内壁，三个肩臂板71的底端均固定设有长臂板74，三个长臂板74的表面均开设有第二辅助槽，且三个第二辅助槽的内壁均通过转轴转动连接有小臂板75，三个小臂板75的表面均开设有第二通孔，其中一个第二电机72固定设置在固定板12的一侧，另外两个第二电机72分别固定设置在两个移动板15的一侧，三个第二电机72的传动轴分别与三个肩臂板71的一侧固定连接，三个第三电机73的传动轴分别与三个小臂板75的一侧固定连接，三个第三电机73和三个第二电机72均为正反转电机；

三个第二电机72和三个第三电机73均通过单片机与外接电源电性连接；

具体的，如图1、图2、图3、图4所示，首先单片机通过无线传输模块与外设的控制主机电性连接，进而实现第一电机6、三个第二电机72和三个第三电机73的远程控制，三个第三电机73转动能够带动三个小臂板75转动，三个第二电机72转动能够带动三个肩臂板71转动，进而通过长臂板74带动小臂板75移动，从而实现钻杆管柱的夹取。

实施例2：

三个缓冲组件8均包括匚形板81和固定组件9，三个匚形板81分别滑动设置在三个小臂板75的表面，三个匚形板81的表面均开设有出板槽82和与第二通孔相连通的第三通孔，其中两个匚形板81的背面和另一个匚形板81的正面均固定设有缓冲垫83；

具体的，如图1、图3、图4所示，首先设置的缓冲垫83具有弹性，能够防止过于用力而导致钻杆管柱损坏，设置的匚形板81能够沿着小臂板75水平滑动，最终脱离小臂板75，设置的出板槽82能够避免匚形板81在移动时与安装筒91碰撞。

实施例3：

三个固定组件9均包括安装筒91，三个安装筒91分别固定设置在三个小臂板75的一侧，三个安装筒91的表面分别与三个出板槽82的内壁滑动连接，三个安装筒91的内壁均滑动连接有挡盘93，三个挡盘93的一端均固定设有弹簧94，三个弹簧94的一端分别与三个安装筒91一端的内壁固定连接，三个挡盘93的表面均开设有方形孔95，三个方形孔95的内壁均滑动连接有限位条96，三个限位条96的一端分别与三个安装筒91一端的内壁固定连接，三个挡盘93的另一端均固定设有与第二通孔相滑动的限位杆97，三个限位杆97的表面均开设有与限位条96相滑动的方形槽98，三个限位杆97的表面分别与三个第三通孔的内壁滑动连接，三个限位杆97的一端均固定设有助力块92，三个助力块92的一侧均设置为斜面；

具体的，如图1、图3、图4所示，首先当需要对缓冲垫83进行水洗或更换新的缓冲垫83时，向接近安装筒91的方向挤压限位杆97，限位杆97通过挡盘93挤压弹簧94，当限位杆97完全滑入第二通孔时，水平移动匚形板81，匚形板81会通过斜面挤压限位杆97，促使助力块92完全滑入第二通孔，此时助力块92和限位杆97均不能阻挡匚形板81，取下匚形板81后，弹簧94伸长，弹簧94推动限位杆97恢复原位，设置的限位条96和方形孔95配合，避免挡盘93在弹簧94形变时转动，从而对弹簧94进行保护，方形槽98防止限位杆97在缩入第二通孔时与限位条96碰撞。

工作原理：具体使用时，本实用新型一种钻机机械抓手，单片机通过无线传输模块与外设的控制主机电性连接，进而实现第一电机6、三个第二电机72和三个第三电机73的远程控制，通过天线16提高无线传输模块的传输稳定性，通过第一电机6转动会带动双向丝杆14转动，双向丝杆14带动两个移动板15移动，两个移动板15带动其中两个抓手组件7移动，从而改变相邻的两个夹爪之间的距离，更加灵活，三个第三电机73转动能够带动三个小臂板75转动，三个第二电机72转动能够带动三个肩臂板71转动，进而通过长臂板74带动小臂板75移动，从而实现钻杆管柱的夹取，设置的缓冲垫83具有弹性，能够防止过于用力而导致钻杆管柱损坏，设置的匚形板81能够沿着小臂板75向下滑动，最终脱离小臂板75，设置的出板槽82能够避免匚形板81在移动时与安装筒91碰撞，当需要对缓冲垫83进行水洗或更换新的缓冲垫83时，向接近安装筒91的方向挤压限位杆97，限位杆97通过挡盘93挤压弹簧94，当限位杆97完全滑入第二通孔时，水平移动匚形板81，匚形板81会通过斜面挤压限位杆97，促使助力块92完全滑入第二通孔，此时助力块92和限位杆97均不能阻挡匚形板81，取下匚形板81后，弹簧94伸长，弹簧94推动限位杆97恢复原位，设置的限位条96和方形孔95配合，避免挡盘93在弹簧94形变时转动，从而对弹簧94进行保护，方形槽98防止限位杆97在缩入第二通孔时与限位条96碰撞，于是通过设置的固定组件9，方便拆卸缓冲组件8；

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种钻机机械抓手，包括顶板（1），其特征在于，所述顶板（1）的顶端分别固定设有连接杆（2）和集电箱（3），所述连接杆（2）的顶端固定设有连接板（4），所述顶板（1）底端的两侧均固定设有竖板（5），其中一个所述竖板（5）的一侧固定设有第一电机（6），两个所述竖板（5）之间固定设有支撑杆（10），所述支撑杆（10）的表面固定设有稳定板（11），所述稳定板（11）的底端固定设有固定板（12），所述支撑杆（10）的表面滑动连接有两个滑板（13），两个所述竖板（5）之间通过密封轴承转动连接有双向丝杆（14），所述双向丝杆（14）的表面通过丝杆螺母螺纹连接有两个移动板（15），所述顶板（1）的底端设有三个抓手组件（7）。

2.根据权利要求1所述的一种钻机机械抓手，其特征在于：所述第一电机（6）为正反转电机，所述第一电机（6）的传动轴与双向丝杆（14）的一端固定连接，两个所述移动板（15）的顶端分别与两个滑板（13）的底端固定连接，两个所述移动板（15）的表面和固定板（12）的表面均开设有第一辅助槽，所述固定板（12）的表面开设有第一通孔，所述双向丝杆（14）穿过第一通孔，所述连接板（4）的四个边角均开设有安装孔。

3.根据权利要求2所述的一种钻机机械抓手，其特征在于：三个所述抓手组件（7）均包括肩臂板（71）、第二电机（72）、第三电机（73）和缓冲组件（8），三个所述肩臂板（71）分别通过转轴转动设置在三个第一辅助槽的内壁，三个所述肩臂板（71）的底端均固定设有长臂板（74），三个所述长臂板（74）的表面均开设有第二辅助槽，且三个第二辅助槽的内壁均通过转轴转动连接有小臂板（75），三个所述小臂板（75）的表面均开设有第二通孔，其中一个所述第二电机（72）固定设置在固定板（12）的一侧，另外两个所述第二电机（72）分别固定设置在两个移动板（15）的一侧，三个所述第二电机（72）的传动轴分别与三个肩臂板（71）的一侧固定连接，三个所述第三电机（73）的传动轴分别与三个小臂板（75）的一侧固定连接，三个所述第三电机（73）和三个第二电机（72）均为正反转电机。

4.根据权利要求3所述的一种钻机机械抓手，其特征在于：三个所述缓冲组件（8）均包括匚形板（81）和固定组件（9），三个所述匚形板（81）分别滑动设置在三个小臂板（75）的表面，三个所述匚形板（81）的表面均开设有出板槽（82）和与第二通孔相连通的第三通孔，其中两个所述匚形板（81）的背面和另一个匚形板（81）的正面均固定设有缓冲垫（83）。

5.根据权利要求4所述的一种钻机机械抓手，其特征在于：三个所述固定组件（9）均包括安装筒（91），三个所述安装筒（91）分别固定设置在三个小臂板（75）的一侧，三个所述安装筒（91）的表面分别与三个出板槽（82）的内壁滑动连接，三个所述安装筒（91）的内壁均滑动连接有挡盘（93），三个所述挡盘（93）的一端均固定设有弹簧（94），三个所述弹簧（94）的一端分别与三个安装筒（91）一端的内壁固定连接，三个所述挡盘（93）的表面均开设有方形孔（95），三个所述方形孔（95）的内壁均滑动连接有限位条（96），三个所述限位条（96）的一端分别与三个安装筒（91）一端的内壁固定连接，三个所述挡盘（93）的另一端均固定设有与第二通孔相滑动的限位杆（97），三个所述限位杆（97）的表面均开设有与限位条（96）相滑动的方形槽（98），三个所述限位杆（97）的表面分别与三个第三通孔的内壁滑动连接，三个所述限位杆（97）的一端均固定设有助力块（92），三个所述助力块（92）的一侧均设置为斜面。

6.根据权利要求3所述的一种钻机机械抓手，其特征在于：所述集电箱（3）的内部分别固定设有单片机和与单片机电性连接的无线传输模块，所述集电箱（3）的一侧固定设有与无线传输模块电性连接的天线（16）。

7.根据权利要求6所述的一种钻机机械抓手，其特征在于：所述第一电机（6）、三个第二电机（72）和三个第三电机（73）均通过单片机与外接电源电性连接。

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