不易发生碰撞的管具夹持用机械总成.pdf

本发明公开了不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，包括基座、上臂、前臂、机械手和角度传感器，所述上臂一端通过连接销与基座铰接，另一端与前臂铰接，在上臂和机座之间还连接基座油缸和角度传感器，在上臂与前臂的铰接处还设置上臂前臂油缸和角度传感器；所述前臂顶端铰接机械手，在机械手上还安装重力传感器和接触式传感器，在机械手与前臂之间还设置机械手油缸。本发明通过上述设计，该种机械总成上设置多种传感器，能够感触到靠近机械爪的管体、重量变化情况以及运动参数情况，避免机械总成与二层台管排架和钻台碰撞，以及惯性力过大导致的机械臂失稳的情况。

1.  不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，其特征在于：包括基座（1）、上臂（3）、前臂（4）、机械手（5）和角度传感器（10），所述上臂（3）一端通过连接销与基座（1）铰接，另一端与前臂（4）铰接，在上臂（3）和机座（1）之间还连接基座油缸（2）和角度传感器（10），在上臂（3）与前臂（4）的铰接处还设置上臂前臂油缸（7）和角度传感器（10）；所述前臂（4）顶端铰接机械手（5），在机械手（5）上还安装重力传感器（8）和接触式传感器（9），在机械手（5）与前臂（4）之间还设置机械手油缸（6）。

2.  根据权利要求1所述的不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，其特征在于：所述机械手（5）前端固定有钳牙板。

3.  根据权利要求2所述的不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，其特征在于：所述机械手（5）内部设置柱塞油缸。

4.  根据权利要求2所述的不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，其特征在于：所述机械手（5）能够在水平面内做360°旋转。

5.  根据权利要求1所述的不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，其特征在于：所述上臂（3）与基座（1）铰接端为弧形结构。

不易发生碰撞的管具夹持用机械总成
技术领域
本发明涉及石油机械领域，具体涉及不易发生碰撞的管具夹持用机械总成。
背景技术
钻井作业中管具排放技术的发展经历3个阶段，分别为机械化、半自动化和全自动化。经过60年的发展，国外的管具排放技术已经很成熟，形成各种类型的排放系统：水平型、垂直型、水平垂直型和二层台排放系统等。国外有代表性的供应商是美国国民油井华高公司和挪威的MH公司。目前两家公司的技术均主要用于海洋大型钻井平台，部分产品也只用于大型陆地钻井钻机。由于系统笨重和结构复杂，无法在中深井和浅井陆地机使用。为了研发出适合中深井和浅井陆地机使用的系统，提高作业的效率，使系统轻便、紧凑，需要使结构更加的简化、体积质量不断的减小，其中的一个重要方面就是管具夹持装置的设计，如今的夹持装置在夹紧操作的过程中无法自行判断，避免与二层台管牌架和钻台发生碰撞，夹持装置的机械臂容易失稳。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，该种机械总成上设置多种传感器，能够感触到靠近机械爪的管体、重量变化情况以及运动参数情况，避免机械总成与二层台管排架和钻台碰撞，以及惯性力过大导致的机械臂失稳的情况。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：不易发生碰撞的管具夹持用机械总成，包括基座、上臂、前臂、机械手和角度传感器，所述上臂一端通过连接销与基座铰接，另一端与前臂铰接，在上臂和机座之间还连接基座油缸和角度传感器，在上臂与前臂的铰接处还设置上臂前臂油缸和角度传感器；所述前臂顶端铰接机械手，在机械手上还安装重力传感器和接触式传感器，在机械手与前臂之间还设置机械手油缸。
机械手上安装的接触式传感器，用于对管体和机械手之间的相对位置进行检测，同时通过重力传感器感应管体的重力情况后，机械总成实现对管体的快速准确的夹紧或下放操作。同时在基座一侧的铰接处，上臂与前臂的铰接处均设置角位移传感器，随时监控上臂、前臂和机座转动角度位移的变化情况，避免移动角度过大而出现与二层台管排架和钻台碰撞，以及惯性力过大导致的机械臂失稳的情况发生，保证操作的安全可靠。
所述机械手前端固定有钳牙板。方便夹紧管体。
所述机械手内部设置柱塞油缸。用以为钳牙板提供夹紧操作的动力。
所述机械手能够在水平面内做360°旋转。方便转动更好的实现夹持操作。
所述上臂与基座铰接端为弧形结构。使得上臂、基座和基座油缸之间的连接更加紧凑，避免该机械总成在运动的过程中刮伤其它的机械部件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、机械手上安装的接触式传感器，用于对管体和机械手之间的相对位置进行检测，同时通过重力传感器感应管体的重力情况后，机械总成实现对管体的快速准确的夹紧或下放操作；另外，角位移传感器，随时监控上臂、前臂和机座转动角度位移的变化情况，避免移动角度过大而出现与二层台管排架和钻台碰撞，以及惯性力过大导致的机械臂失稳的情况发生，保证操作的安全可靠。
2、钳牙板的设置，能够更好的实现对管体的夹紧。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中附图标记分别表示为：1、基座；2、基座油缸；3、上臂；4、前臂；5、机械手；6、机械手油缸；7、上臂前臂油缸；8、重力传感器；9、接触式传感器；10、角度传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述，本发明的实施例不限于此。
实施例1：
如图1所示，本发明包括基座1、上臂3、前臂4、机械手5和角度传感器10，所述上臂3一端通过连接销与基座1铰接，另一端与前臂4铰接，在上臂3和机座1之间还连接基座油缸2和角度传感器10，在上臂3与前臂4的铰接处还设置上臂前臂油缸7和角度传感器10；所述前臂4顶端铰接机械手5，在机械手5上还安装重力传感器8和接触式传感器9，在机械手5与前臂4之间还设置机械手油缸6。
当有管具靠近机械手时，机械手上安装的接触式传感器，用于对管体和机械手之间的相对位置进行检测，同时通过重力传感器感应管体的重力情况后，机械总成实现对管体的快速准确的夹紧或下放操作。同时在基座一侧的铰接处，上臂与前臂的铰接处均设置角位移传感器，随时监控上臂、前臂和机座转动角度位移的变化情况，避免移动角度过大而出现与二层台管排架和钻台碰撞，以及惯性力过大导致的机械臂失稳的情况发生，保证操作的安全可靠。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上优选如下：所述机械手5前端固定有钳牙板。方便夹紧管体。
所述机械手5内部设置柱塞油缸。
所述机械手5能够在水平面内做360°旋转。
所述上臂3与基座1铰接端为弧形结构。使得上臂、基座和基座油缸之间的连接更加紧凑，避免该机械总成在运动的过程中刮伤其它的机械部件。
如上所述便可实现该发明。