阅读说明：本技术 一种钻台面可折叠摆管机器人 (Foldable pipe swinging robot for drilling platform surface ) 是由 赵奎 魏志强 杜鹏 刘鲁西 崔海朋 石江超 徐以军 雷凯 朱宁 贾志刚 马志宇 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及石油装备技术领域,公开了一种钻台面可折叠摆管机器人,包括水平移动机构、回转机构,折叠机构；水平移动机构包括底座,回转机构包括回转盘；回转机构固定在底座上,折叠机构固定在回转盘上；折叠机构包括螺旋摆动缸、翻转连接架和机械臂,螺旋摆动缸底部安装在回转盘上,顶部设有翻转连接架；翻转连接架上端面固定安装手臂座；手臂座上设有机械臂；手臂座与机械臂之间安装磁致伸缩油缸。其优点在于,折叠机构实现钻台面摆管机器人的90度翻转,从而实现完全避让送甩钻通道,节约空间。(The invention relates to the technical field of petroleum equipment, and discloses a foldable pipe swinging robot for a drilling platform surface, which comprises a horizontal moving mechanism, a swing mechanism and a folding mechanism, wherein the horizontal moving mechanism is arranged on the swing mechanism; the horizontal moving mechanism comprises a base, and the slewing mechanism comprises a slewing disc; the rotating mechanism is fixed on the base, and the folding mechanism is fixed on the rotating disc; the folding mechanism comprises a spiral swinging cylinder, a turnover connecting frame and a mechanical arm, wherein the bottom of the spiral swinging cylinder is arranged on the rotary disc, and the top of the spiral swinging cylinder is provided with the turnover connecting frame; the upper end surface of the turnover connecting frame is fixedly provided with an arm seat; the arm seat is provided with an arm; a magnetostrictive oil cylinder is arranged between the arm seat and the mechanical arm. The folding mechanism has the advantages that the folding mechanism realizes 90-degree turnover of the drill table surface swing pipe robot, so that a drill channel is completely avoided, fed and thrown, and the space is saved.)

一种钻台面可折叠摆管机器人

技术领域

本技术属于石油装备技术领域，涉及一种钻台面可折叠摆管机器人。

背景技术

自动化钻修井是石油装备的发展方向，当今油田对钻修井作业提速增效、降低人工成本、减轻劳动力及钻机自动化水平等有了较高的认识和要求。

在石油钻井过程中，动力猫道先将单根管从场区输送到钻台面，铁钻工配合液压吊卡立在钻台面上接立柱，摆管机器人进行摆管作业，将立柱从管区移送到井口，或者从井口移送至管区，再有铁钻工上扣将管柱放入井中。常规的摆管机器人安装完毕后矗立于钻台面上，仅能通过拆卸的方式完成对猫道机的避让，耗费时间比较长，占用大量人力成本，作业效率低。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种可以精确控制机械臂的回转角度，实现机械臂翻转的钻台面可折叠摆管机器人，从而实现完全避让猫道机输送通道，提高作业效率，降低劳动强度。技术方案为：

一种钻台面可折叠摆管机器人，包括水平移动机构、回转机构，折叠机构；水平移动机构包括底座，回转机构包括回转盘；回转机构固定在底座上，折叠机构固定在回转盘上；折叠机构包括螺旋摆动缸、翻转连接架和机械臂，螺旋摆动缸底部安装在回转盘上，顶部设有翻转连接架；翻转连接架上端面固定安装手臂座；手臂座上设有机械臂；手臂座与机械臂之间安装磁致伸缩油缸。

翻转连接架包括与螺旋摆动缸两侧边固定连接的竖板，与竖板上端垂直固定连接的固定板，竖板和固定板之间设有三角支撑板；固定板上设有手臂座。

水平移动机构还包括导轨和行走马达，行动马达驱动底座沿导轨水平运动；回转机构还包括回转驱动马达、回转式减速器，回转式减速器位于底座与回转盘之间，回转驱动马达驱动回转盘旋转，回转式减速器与回转驱动马达传动连接。

底座底部设有滑块，滑块上设有与导轨相对应的滑槽；导轨安装在底板上，导轨两端设有接近开关。

机械臂包括前臂和后臂，两者之间设有连接座；前臂、后臂与连接座之间铰接，后臂底部与手臂座铰接，顶部设有后臂拉杆，后臂拉杆与连接座、后臂铰接；前臂上设有夹爪，前臂拉杆与连接座、夹爪铰接。

底板一侧设有拖链，拖链另一端与底座连接。

前臂长度不大于1/2后臂长度。

底座设有编码器，底座、底板上设有齿轮齿条传动总成，行走马达带动齿轮与齿条啮合行走，编码器通过轴与齿轮啮合。

本发明具有如下优点：其结构紧凑、布局合理，翻转机构通过螺旋摆动油缸，实现钻台面摆管机器人的翻转，从而实现完全避让动力猫道，前臂和后臂可以保持平行状态，节约设备占用空间；通过控制磁致伸缩液压缸伸缩，完成机械臂的伸出和缩回运动，实现夹爪的水平直线运动；通过底座集成的直线移动机构可实现钻台面摆管机器人的水平精确移动，实现管区各位置立柱摆放；回转机构通过回转减速器，可以精确控制摆管机器人的回转角度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为机械臂折叠90度的结构示意图；

图3为回转机构示意图；

图4位翻转连接架的示意图；

图5为本发明在钻台面上折叠后的示意图。

其中，1-夹爪；2-前臂拉杆；3-前臂；4-连杆；5-连接座；6-后臂拉杆；7-后臂；8-磁致伸缩油缸；9-手臂座；10-翻转连接架；101-竖板；1011-圆形结构；1012-方形结构；1013-螺栓固定槽；102-固定板；103-三角支撑架；11-螺旋摆动缸；12-回转盘；1201-支撑板；13-回转式减速器；131-编码器；14-底座；15-导轨；16-滑块；17-底板；18-接近开关；19-拖链；20-齿条；21-行走马达；22-回转驱动马达；23-编码器；24-动力猫道。

具体实施方式

下面结合附图1-5和实例对本发明作进一步说明：

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

一种钻台面可折叠摆管机器人，包括水平移动机构、回转机构，折叠机构；其中

水平移动机构包括底座14、导轨15和行走马达21，行动马达21驱动底座14沿导轨15水平运动；底座14底部设有开槽，行走马达21位于底座槽体内。底座14上设有编码器23，底座14、底板17上设有齿轮齿条传动总成，行走马达21带动齿轮与齿条20啮合行走，编码器23通过轴与齿轮啮合。底座14底部设有滑块16，滑块16上设有与导轨相对应的滑槽；导轨15安装在底板17上，导轨15两端设有接近开关18；底板17一侧设有拖链19，拖链19另一端与底座14连接，拖链19与接近开关18，均用来控制底座14的水平运动行程，如图1-2所示。

如图3所示，回转机构包括回转驱动马达22、回转式减速器13、回转盘12，回转盘12底部安装在底座14上端面，顶部设有折叠机构，回转驱动马达22驱动回转盘12旋转；底座14与回转盘12之间设有回转式减速器13，回转式减速器13与回转驱动马达22传动连接，回转式减速器13安装有编码器23，可准确调节回转角度。

折叠机构包括螺旋摆动缸11、翻转连接架10和机械臂，机械臂上设有夹爪1，螺旋摆动缸11底部安装在回转盘12上，顶部设有翻转连接架10；翻转连接架10上端面固定安装手臂座9；手臂座9上设有机械臂，两者铰接；手臂座9与机械臂之间安装磁致伸缩油缸8，通过其伸缩实现夹爪1的水平移动；螺旋摆动缸11可以带动翻转连接架10、机械臂旋转90度，实现机械臂的折叠；回转盘12上端面固定安装支撑板1201，机械臂竖直工作，支撑板1201与翻转连接架10通过螺栓固定连接，克服机械臂抖动；折叠时将支撑板1201与翻转连接架10之间的连接螺栓去掉，实现折叠；前臂3长度不大于1/2后臂7长度，尽可能减轻机械臂的重量；

机械臂包括前臂3和后臂7，两者之间设有连接座5，前臂3、后臂7与连接座5之间铰接，后臂7底部与手臂座9铰接，顶部设有后臂拉杆6，后臂拉杆6与连接座5、后臂7铰接；前臂拉杆2与连接座5和夹爪1铰接。

如图4所示，翻转连接架10包括与螺旋摆动缸11两侧边固定连接的竖板101，与竖板101上端垂直固定连接的固定板102，竖板101和固定板102之间设有三角支撑板103；固定板102上设有手臂座9；竖板101包括圆形结构1011和方形结构1012，其连接处设有螺栓固定槽1013，竖板101通过1013与支撑板1201螺栓固定连接；圆形结构1011和方形结构1012为一体结构，其中圆形结构1011通过螺栓与螺旋摆动缸11两侧连接。

工作原理：水平移动时，行动马达21驱动底座14沿导轨15水平运动，底座14上设有编码器23，编码器23通过轴与齿轮啮合，底座14、底板17上设有齿轮齿条传动总成，行走马达21带动齿轮与齿条20啮合行走，拖链19与接近开关18，均用来控制底座14的水平运动行程，编码器23控制底座的移动速度和距离；

机械臂竖直工作时，支撑板1201与翻转连接架10通过螺栓固定连接，克服机械臂抖动；折叠时将支撑板1201与翻转连接架10之间的连接螺栓去掉，实现折叠，此时前臂3和后臂7保持折叠平行折叠状态，减少机械臂的空间使用范围，如图2所示；回转式减速器13安装有编码器23，可准确调节回转角度；手臂座9与机械臂之间安装磁致伸缩油缸8，通过其伸缩实现夹爪1的水平移动。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。