机械臂及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种机械臂及其控制方法，属于石油机械领域。该机械臂包括：机械臂总成、单油路控制阀、双油路控制阀和控制器，其中，机械臂总成包括：伺服缸和位移传感器，伺服缸上设置有伺服缸前油路和伺服缸后油路，伺服缸与推拉机械手连接；伺服缸前油路与伺服缸后油路分别连接液压油箱，单油路控制阀设置于伺服缸后油路上，双油路控制阀设置于伺服缸前油路与伺服缸后油路上；控制器分别与位移传感器和单油路控制阀连接。本发明专利技术解决了在油、水井口进行起下油管的相关操作时，操作过程复杂，操作安全性较低的问题，实现了简化操作过程，提高操作安全性的效果，本发明专利技术用于油、水井起下油管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油机械领域，特别涉及一种机械臂及其控制方法。
技术介绍
修井作业是油田开发过程中保持油、水井正常生产的重要手段。在日常油、水井修井作业中，需要经常将油管起出或者放入，离不开大量的起下油管操作。现有技术中，在修井作业现场起下油管时，需要至少2名操作人员在井口进行作业，操作人员需站立在井口旁边，完成起下油管的相关操作。在需要摘挂吊环时，操作人员使用双手将修井机上的两个吊环挂在吊卡上；当需要推拉油管时，操作人员借助手臂的力量将需要起出或下入的油管推至油管枕外或从油管枕外接收油管并拉送到井内油管中心等所需位置，以便于后续的起下油管操作。在进行作业时，需要操作人员将油管推拉至该预设位置，由于是人工操作，容易出现油管无法有效准确到达预设位置的情况，有时需要反复操作数次才能放好；此外，油管的推拉需要操作人员的配合，如果操作人员稍有疏忽，或者配合稍有失误，比较容易导致操作人员的磕、碰、伤、残问题发生。因此，操作过程复杂，操作安全性较低。
技术实现思路
为了解决在油、水井口进行起下油管的相关操作时，操作过程复杂，操作安全性较低的问题，本专利技术提供了一种机械臂及其控制方法。所述技术方案如下：一方面，提供了一种机械臂，包括：机械臂总成、单油路控制阀、双油路控制阀和控制器，所述机械臂总成包括：伺服缸和位移传感器，所述伺服缸上设置有伺服缸前油路和伺服缸后油路，所述伺服缸与推拉机械手连接，所述伺服缸前油路到井口的距离大于所述伺服缸后油路到井口的距离；所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路分别连接液压油箱，所述单油路控制阀设置于所述伺服缸后油路上，用于控制所述伺服缸后油路的导通和截止，所述双油路控制阀设置于所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路上，用于通过分别控制所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路的导通和截止来调整油路方向，使所述机械臂的位置得到调整；所述控制器分别与所述位移传感器和所述单油路控制阀连接，所述控制器用于根据所述位移传感器检测的位置信息判断所述机械臂当前的位置与预设位置是否相同，在所述机械臂当前的位置与所述预设位置相同时，指示所述单油路控制阀控制所述伺服缸后油路关断，使所述机械臂停止运动。可选的，所述机械臂总成还包括：机械臂外套、外套支撑板、机械臂本体、臂腔定位板、臂头连接螺孔和外套连接板，其中，所述位移传感器、所述外套支撑板、所述伺服缸沿所述机械臂外套的长度方向依次排布在所述机械臂外套的内腔中；所述外套支撑板将所述机械臂外套的内腔隔为两部分，所述两部分中位于所述外套支撑板的一侧的部分设置有所述位移传感器，位于所述外套支撑板的另一侧的部分设置有所述伺服缸，且所述外套支撑板的另一侧连接所述伺服缸的尾部，所述伺服缸头部设置有活塞杆；所述机械臂本体套接在所述伺服缸上，所述机械臂本体的内腔上设置有所述臂腔定位板，所述活塞杆与所述臂腔定位板连接，所述机械臂本体能够在所述活塞杆的带动下沿所述机械臂外套的长度方向在所述机械臂外套的内腔及所述内腔之外往复移动，所述机械臂本体沿所述机械臂外套的长度方向的一端位于所述内腔之内，所述另一端设置有用于外连推拉机械手的臂头连接螺孔；所述机械臂外套另一端还设置有置放所述推拉机械手的矩形凹槽，所述机械臂外套垂直于所述机械臂外套高度方向的底面设置有所述外套连接板，所述外套连接板用于外连固定支撑座。可选的，所述机械臂总成还包括：定位螺母，所述活塞杆通过所述定位螺母与所述臂腔定位板固定连接；所述机械臂外套上及所述外套支撑板上均设置有供所述伺服缸前油路、所述伺服缸后油路和所述位移传感器的导线进出的孔。可选的，所述机械臂外套为长方体。可选的，所述机械臂还包括：电源，所述电源为直流电源，所述电源提供的直流电压小于或等于36伏。可选的，双油路控制阀能够脚踏操作或手动操作。可选的，所述机械臂还包括：定位开关盒，所述定位开关盒包括：控制开关和定位开关；所述定位开关盒与所述控制器连接，所述控制开关用于控制所述控制器的开启或关闭，所述定位开关用于通过所述控制器控制所述位移传感器的开启或关闭。可选的，所述机械臂还包括：双路阀传感器，所述双路阀传感器用于感知所述双油路控制阀的操作动作，并向所述控制器发送所述双油路控制阀的操作动作对应的信号。另一方面，提供一种机械臂控制方法，包括：位移传感器检测机械臂当前的位置；所述位移传感器向控制器发送第一位置信息，所述第一位置信息指示所述机械臂当前的位置；所述控制器根据所述第一位置信息判断所述机械臂当前的位置与预设位置是否相同；如果所述机械臂当前的位置与所述预设位置相同，则所述控制器指示单油路控制阀控制伺服缸后油路关断，使所述机械臂停止运动；如果所述机械臂当前的位置与所述预设位置不同，则通过控制双油路控制阀调整油路方向，使得所述机械臂的位置调整至所述预设位置。可选的，所述方法还包括：定位开关盒中的定位开关向所述控制器发送定位关闭信号；通过控制所述双油路控制阀调整油路方向，使得所述机械臂的位置调整；所述定位开关向所述控制器发送定位开启信号；位移传感器检测调整后的机械臂的位置；所述位移传感器向所述控制器发送第二位置信息，所述第二位置信息指示所述调整后的机械臂的位置；所述控制器将所述调整后的机械臂的位置确定为预设位置。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术提供了一种机械臂及其控制方法，由于该机械臂设置了控制器与位移传感器，控制器能够根据位移传感器所采集的位置信息中的当前位置，判断当前位置与预设位置是否相同，在当前位置与预设位置相同时，控制机械臂的供油，使得机械臂在预设位置停止运动，又由于安装了臂头连接螺孔，可以完成对推拉机械手的定位安装。因此，机械臂可以在进行起下油管作业时，控制推拉机械手完成推拉油管至油管枕外、井内油管中心等所需位置的操作，简化了操作过程，提高了操作的安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种起下油管系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种机械臂的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种机械臂的局部结构示意图；...

【技术保护点】
一种机械臂，其特征在于，包括：机械臂总成、单油路控制阀、双油路控制阀和控制器，所述机械臂总成包括：伺服缸和位移传感器，所述伺服缸上设置有伺服缸前油路和伺服缸后油路，所述伺服缸与推拉机械手连接，所述伺服缸前油路到井口的距离大于所述伺服缸后油路到井口的距离；所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路分别连接液压油箱，所述单油路控制阀设置于所述伺服缸后油路上，用于控制所述伺服缸后油路的导通和截止，所述双油路控制阀设置于所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路上，用于通过分别控制所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路的导通和截止来调整油路方向，使所述机械臂的位置得到调整；所述控制器分别与所述位移传感器和所述单油路控制阀连接，所述控制器用于根据所述位移传感器检测的位置信息判断所述机械臂当前的位置与预设位置是否相同，在所述机械臂当前的位置与所述预设位置相同时，指示所述单油路控制阀控制所述伺服缸后油路关断，使所述机械臂停止运动。

【技术特征摘要】
1.一种机械臂，其特征在于，包括：
机械臂总成、单油路控制阀、双油路控制阀和控制器，
所述机械臂总成包括：伺服缸和位移传感器，所述伺服缸上设置有伺服缸
前油路和伺服缸后油路，所述伺服缸与推拉机械手连接，所述伺服缸前油路到
井口的距离大于所述伺服缸后油路到井口的距离；
所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路分别连接液压油箱，所述单油路控
制阀设置于所述伺服缸后油路上，用于控制所述伺服缸后油路的导通和截止，
所述双油路控制阀设置于所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路上，用于通过
分别控制所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路的导通和截止来调整油路方
向，使所述机械臂的位置得到调整；
所述控制器分别与所述位移传感器和所述单油路控制阀连接，所述控制器
用于根据所述位移传感器检测的位置信息判断所述机械臂当前的位置与预设位
置是否相同，在所述机械臂当前的位置与所述预设位置相同时，指示所述单油
路控制阀控制所述伺服缸后油路关断，使所述机械臂停止运动。
2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，
所述机械臂总成还包括：机械臂外套、外套支撑板、机械臂本体、臂腔定
位板、臂头连接螺孔和外套连接板，
其中，所述位移传感器、所述外套支撑板、所述伺服缸沿所述机械臂外套
的长度方向依次排布在所述机械臂外套的内腔中；
所述外套支撑板将所述机械臂外套的内腔隔为两部分，所述两部分中位于

\t所述外套支撑板的一侧的部分设置有所述位移传感器，位于所述外套支撑板的
另一侧的部分设置有所述伺服缸，且所述外套支撑板的另一侧连接所述伺服缸
的尾部，所述伺服缸头部设置有活塞杆；
所述机械臂本体套接在所述伺服缸上，所述机械臂本体的内腔上设置有所
述臂腔定位板，所述活塞杆与所述臂腔定位板连接，所述机械臂本体能够在所
述活塞杆的带动下沿所述机械臂外套的长度方向在所述机械臂外套的内腔及所
述内腔之外往复移动，所述机械臂本体沿所述机械臂外套的长度方向的一端位
于所述内腔之内，所述另一端设置有用于外连推拉机械手的臂头连接螺孔；
所述机械臂外套另一端还设置有置放所述推拉机械手的矩形凹槽，所述机
械臂外套垂直于所述机械臂外套高度方向的底面设置有所述外套连接板，所述
外套连接板用于外连固定支撑座。
3.根据权利要求2所述的机械...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿玉广，孙连会，谷全福，王树义，王铁峰，曾良军，李宝军，李世杰，黄树，刘德文，杨达玉，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11