一种石油修井作业机器人的控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种石油修井作业机器人的控制系统，包括底座装置、大臂装置、管钳装置和用于驱动机器人行走的液压缸，所述液压缸设置在底座装置的底部，所述底座装置上设有中控台，所述底座装置的中部和尾部设有摆臂传输装置，底座装置的尾端设有用于检测油井杆管长度的测长装置，底座装置的前端设有导正装置和所述管钳装置，所述大臂装置设置在底座装置的中部；所述大臂装置、管钳装置和摆臂传输装置通过液压泵驱动；所述大臂装置上设有用于检测大臂装置伸缩位置的位移传感器，所述管钳装置和液压缸上设有用于检测管钳装置和液压缸位置信息的接近传感器。

The control system of a robot for oil workover

【技术实现步骤摘要】
一种石油修井作业机器人的控制系统
本技术涉及石油修井设备
，具体涉及一种石油修井作业机器人的控制系统。
技术介绍
在油田生产过程中，常会发生一些油井或设备故障，造成减产甚至停产，为了使油井恢复正常生产，必须采取相应的措施，进行修井作业，排除故障。现有技术中，油井的环境条件各异，且存在变化的可能，工修井作业需根据最新情况对修井作业机器人进行调整，协同控制修井机器人的各个执行机构，保证修井作业顺利进行，而目前并没有针对石油修井作业机器人专门的控制系统。
技术实现思路
本技术为克服上述现有技术存在的不足，提供了一种石油修井作业机器人的控制系统，通过在大臂装置上设置位移传感器，及时获取大臂装置的位置信息，更加精准的控制大臂装置的移动行程以及被大臂装置抓取的油井杆管的位置；通过在管钳装置和液压缸上设置接近传感器，实时检测管钳装置和液压缸的到位信息，更加精准的控制管钳装置及液压缸的运动。本技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种石油修井作业机器人的控制系统，包括底座装置、大臂装置、管钳装置和用于驱动机器人行走的液压缸，所述液压缸设置在底座装置的底部，所述底座装置上设有中控台，所述底座装置的中部和尾部设有摆臂传输装置，底座装置的尾端设有用于检测油井杆管长度的测长装置，底座装置的前端设有导正装置和所述管钳装置，所述大臂装置设置在底座装置的中部；所述大臂装置、管钳装置和摆臂传输装置通过液压泵驱动；所述大臂装置上设有用于检测大臂装置伸缩位置的位移传感器，所述管钳装置和液压缸上设有用于检测管钳装置和液压缸位置信息的接近传感器。所述中控台的型号为西门子S7-300系列PLC，所述接近传感器型号为FI8-G18-OP6L-Q12，位移传感器型号可采用RHM1150MR021A01或CI8H-1A70R02T31010SS2B70A。优选地，所述大臂装置、管钳装置、液压缸和摆臂传输装置与液压泵间均连接有液压控制模块，所述中控台与所述液压控制模块、接近传感器和位移传感器均电连接。优选地，所述中控台与接近传感器间电连接有数字量输入模块，所述中控台与位移传感器间电连接有模拟量输入模块，用于控制所述液压缸的所述液压控制模块为电磁阀，用于控制所述管钳装置和大臂装置的所述液压控制模块为比例阀与放大器模块，所述中控台和电磁阀间电连接有数字量输出模块，所述中控台和比例阀与放大器模块间电连接有模拟量输出模块。所述数字量输入模块型号为6ES7321-1BH02-0AA0或6ES7321-1BL00-0AA0，所述数字量输出模块型号为6ES7322-1BH01-0AA0或6ES7322-1BL00-0AA0，所述模拟量输入模块型号为6ES7331-7KF02-0AB0，所述模拟量输出模块型号为6ES7332-5HD01-0AB0，所述比例阀与放大器模块型号为DKZA/-A-171-D3/PA-GK。优选地，所述液压泵包括用于驱动液压缸、导正装置、大臂装置和摆臂传输装置的主泵、用于驱动管钳装置的管钳泵和在断电状态下提供动力的发动机泵，所述液压泵由电机传动系统提供动力，由中控台协同控制。优选地，所述中控台还电连接有人机交互界面。本技术的有益效果是：1、在作业时，摆臂传输装置将油井杆管摆动至举升位置并传送至测长装置检测处，进行油井杆管的测长；大臂装置将油井杆管抓取并将油井杆管竖立在吊装位置；通过在大臂装置上设置位移传感器，及时获取大臂装置的位置信息，更加精准的控制大臂装置的移动行程以及被大臂装置抓取的油井杆管的位置；通过在管钳装置和液压缸上设置接近传感器，实时检测管钳装置和液压缸的到位信息，更加精准的控制管钳装置及液压缸的运动。2、通过中控台与各个液压控制模块、接近传感器和位移传感器均电连接，实现大臂装置、管钳装置、液压缸和摆臂传输装置的闭环控制，提高了大臂装置、管钳装置、液压缸以及摆臂传输装置的移动精度。3、数字量输入模块将接近传感器获取的位置信息转化为数字量输入中控台中；模拟量输入模块将位移传感器获取的位置信息转化为动态模拟量输入中控台中，比例阀与放大器模块具有压力补偿性能，实现大臂装置和管钳装置的灵活、稳定控制；数字量输出模块将中控台的控制信号转化为数字量对电磁阀进而对液压缸进行伸缩控制；模拟量输出模块将中控台的控制信号转化为模拟量对管钳装置和大臂装置进行动态控制。4、发动机泵的设置保证在无电源的条件下实现设备的装卸。5、人机交互界面的设置便于工作人员对各个执行机构进行协同控制，同时便于实时获取各个执行机构的位置信息。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的模块图；图中：1、底座装置，2、导正装置，3、大臂装置，31、位移传感器，4、摆臂传输装置，5、测长装置，6、管钳装置，61、接近传感器，7、中控台，71、人机交互界面，72、数字量输入模块，73、模拟量输入模块，74、数字量输出模块，75、模拟量输出模块，76、比例阀与放大器模块，8、液压缸，81、电磁阀，9、液压泵，91、主泵，92、管钳泵，93、发动机泵。具体实施方式为了更好地理解本技术，下面结合附图来详细解释本技术的实施方式。如图1-2所示，一种石油修井作业机器人的控制系统，包括底座装置1、大臂装置3、管钳装置6和用于驱动机器人行走的液压缸8，所述液压缸8设置在底座装1置的底部，所述底座装置1上设有中控台7，所述底座装置1的中部和尾部设有摆臂传输装置4，底座装置1的尾端设有用于检测油井杆管长度的测长装置5，底座装置1的前端设有导正装置2和所述管钳装置6，所述大臂装置3设置在底座装置1的中部；所述大臂装置3、管钳装置6和摆臂传输装置4通过液压泵9驱动；所述大臂装置3上设有用于检测大臂装置3伸缩位置的位移传感器31，所述管钳装置6和液压缸8上设有用于检测管钳装置6和液压缸8位置信息的接近传感器61。所述中控台7的型号为西门子S7-300系列PLC，所述接近传感器61型号为FI8-G18-OP6L-Q12，位移传感器31型号可采用RHM1150MR021A01或CI8H-1A70R02T31010SS2B70A。通过在大臂装置3上设置位移传感器31，及时获取大臂装置3的位置信息，更加精准的控制大臂装置3的移动行程以及被大臂装置3抓取的油井杆管的位置；通过在管钳装置6和液压缸8上设置接近传感器61，实时检测管钳装置6和液压缸8的到位信息，更加精准的控制管钳装置6及液压缸8的运动。所述大臂装置3、管钳装置6、液压缸8和摆臂传输装置4与液压泵9间均连接有液压控制模块，所述中控台7与所述液压控制模块、接近传感器61和位移传感器31均电连接。通过中控台7与各个液压控制模块、接近传感器61和位移传感器31均电连接，实现大臂装置3、管钳装置6、液压缸8和摆臂传输装置4的闭环控制，提高了大臂装置3、管钳装置6、液压缸8以及摆臂传输装置4的移动精度。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油修井作业机器人的控制系统，包括底座装置、大臂装置、管钳装置和用于驱动机器人行走的液压缸，所述液压缸设置在底座装置的底部，其特征在于，所述底座装置上设有中控台，所述底座装置的中部和尾部设有摆臂传输装置，底座装置的尾端设有用于检测油井杆管长度的测长装置，底座装置的前端设有导正装置和所述管钳装置，所述大臂装置设置在底座装置的中部；所述大臂装置、管钳装置和摆臂传输装置通过液压泵驱动；所述大臂装置上设有用于检测大臂装置伸缩位置的位移传感器，所述管钳装置和液压缸上设有用于检测管钳装置和液压缸位置信息的接近传感器；所述大臂装置、管钳装置、液压缸和摆臂传输装置与液压泵间均连接有液压控制模块，所述中控台与所述液压控制模块、接近传感器和位移传感器均电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种石油修井作业机器人的控制系统，包括底座装置、大臂装置、管钳装置和用于驱动机器人行走的液压缸，所述液压缸设置在底座装置的底部，其特征在于，所述底座装置上设有中控台，所述底座装置的中部和尾部设有摆臂传输装置，底座装置的尾端设有用于检测油井杆管长度的测长装置，底座装置的前端设有导正装置和所述管钳装置，所述大臂装置设置在底座装置的中部；所述大臂装置、管钳装置和摆臂传输装置通过液压泵驱动；所述大臂装置上设有用于检测大臂装置伸缩位置的位移传感器，所述管钳装置和液压缸上设有用于检测管钳装置和液压缸位置信息的接近传感器；所述大臂装置、管钳装置、液压缸和摆臂传输装置与液压泵间均连接有液压控制模块，所述中控台与所述液压控制模块、接近传感器和位移传感器均电连接。


2.如权利要求1所述的一种石油修井作业机器人的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜志强，侯树旺，谢俊飞，
申请(专利权)人：济南芯乐智能设备有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37