【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油作业设备，特别涉及一种仿人智能型铁钻工机器人。
技术介绍
1、随着现代化钻井的进程，钻井设备的自动化程度在不断提高，钻具的扭矩旋扣设备也在不断升级换代，从手动吊钳、液气混合动力大钳发展到现在最先进的铁钻工，自动化的旋扣设备在提高钻井生产效率和安全性等方面起到重要作用。现有的铁钻工多为伸缩臂式或轨道式，对于倾斜井口，井口不正，井口内管柱为倾斜状态，伸缩臂式或轨道式铁钻工无法扭转一定角度或前后摆动一定角度，不能准确抓取管柱。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种仿人智能型铁钻工机器人，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、一种仿人智能型铁钻工机器人，包括：
4、主体动力集成系统，所述主体动力集成系统包括主体支架、大腿支架、小腿支架、小膀子支架和大膀子支架，所述大腿支架的上端与所述主体支架的下端两侧转动连接，所述大腿支架的下端与所述小腿支架的上端转动连接，所述小膀子支架和大膀子支架的上端分别与所述主体支架的上端两侧转动连接，各个转动连接处均设有旋转驱动件；
5、仿人手旋扣钳系统，所述仿人手旋扣钳系统与所述小膀子支架连接，所述仿人手旋扣钳系统用于模仿人手实施夹紧并旋紧上端管柱的动作；
6、仿人手背钳系统，所述仿人手背钳系统与所述大膀子支架连接，所述仿人手背钳系统用于模仿人手实施夹紧下端管柱的动作；
7、旋转支撑系统，所述旋转支撑系统的旋转端与所述小腿
8、语音操作控制系统，所述语音操作控制系统与所述主体动力集成系统、仿人手旋扣钳系统、仿人手背钳系统和旋转支撑系统通讯连接。
9、进一步地，所述仿人手旋扣钳系统包括第一肘关节支架、第一小臂支架、第一腕支架、第一手指组件和辊轮组件，所述第一手指组件具有仿人手的各个指部和关节，所述第一肘关节支架的后端与所述小膀子支架的下端转动连接，所述第一肘关节支架的前端与所述第一小臂支架的后端转动连接，所述第一小臂支架的前端与所述第一腕支架的腕部转动连接，所述第一腕支架的前端转动连接有所述第一手指组件，各个转动连接关节处设有关节驱动件，所述辊轮组件设于所述第一手指组件上，所述辊轮组件用于驱动所述上端管柱旋紧。
10、进一步地，所述第一手指组件包括第一大母指上支架、第一大母指尖支架、第一指上节支架、第一指中节支架和第一指尖支架，所述第一腕支架的大母指端与所述第一大母指上支架转动连接，所述第一腕支架的前端与所述第一指上节支架转动连接，所述第一大母指上支架和第一大母指尖支架转动连接，所述第一指上节支架和第一指中节支架转动连接，所述第一指中节支架和第一指尖支架转动连接，各转动连接处为所述第一手指组件的关节。
11、进一步地，所述辊轮组件包括多个辊轮马达和辊轮，所述辊轮马达的下端马达壳体突出来的轴头过盈配合地安装在所述第一手指组件关节处的小孔内，所述辊轮马达的输出轴与所述辊轮连接，所述辊轮设于所述第一手指组件的上方。
12、进一步地，所述仿人手背钳系统包括第二肘关节支架、第二小臂支架、第二腕支架和第二手指组件，所述第二手指组件具有仿人手的各个指部和关节，所述第二肘关节支架的后端与所述大膀子支架的下端转动连接，所述第二肘关节支架的前端与所述第二小臂支架的后端转动连接，所述第二小臂支架的前端与所述第二腕支架的腕部转动连接，所述第二腕支架的前端转动连接有所述第二手指组件，各个转动连接关节处设有关节驱动件。
13、进一步地，所述第二手指组件包括第二大母指上支架、第二大母指尖支架、第二指上节支架、第二指中节支架和第二指尖支架，所述第二腕支架的大母指端与所述第二大母指上支架转动连接，所述第二腕支架的前端与所述第二指上节支架转动连接，所述第二大母指上支架和第二大母指尖支架转动连接，所述第二指上节支架和第二指中节支架转动连接，所述第二指中节支架和第二指尖支架转动连接，各转动连接处为所述第二手指组件的关节。
14、进一步地，所述旋转支撑系统包括下支撑固定底盘和马达减速机，所述马达减速机的输出轴从所述下支撑固定底盘的中部伸入所述下支撑固定底盘内与中间齿轮连接，所述中间齿轮与转换齿轮啮合，所述转换齿轮与外齿圈啮合，所述外齿圈通过轴承与所述下支撑固定底盘连接，所述下支撑固定底盘的上端设有旋转支撑上壳体，所述外齿圈带动所述旋转支撑上壳体转动，所述小腿支架的下端与所述旋转支撑上壳体上的耳板转动连接，所述小腿支架的下端与所述旋转支撑上壳体的转动连接处也设有旋转驱动件。
15、进一步地，还包括防掉落安全系统，所述防掉落安全系统包括钢丝绳和刹车电机，所述钢丝绳的上端与所述主体支架的上横梁连接，所述钢丝绳的下端缠绕在滚筒体上，所述滚筒体两端伸出的轴头固定在所述旋转支撑上壳体的轴承座上，所述刹车电机设于所述滚筒体内。
16、进一步地，所述旋转驱动件均采用伺服电机，所述关节驱动件采用液压缸、气缸或电驱丝杠。
17、进一步地，所述语音操作控制系统包括通过扣件安装在仪表控制外壳内的语音采集模块、语音前级处理模块、语音训练模块、语音识别模块、语音提示模块和输出控制模块，触摸屏固定在所述仪表控制外壳正面开口位置，伺服电机a的上端输出轴与所述仪表控制外壳连接，所述伺服电机a的下端与所述主体支架的上横梁连接；语音采集模块用于将用户的声音转换成语音脉冲序列进行预处理；语音前级处理模块对语音脉冲序列进行滤除干扰信号、提取语音特征矢量，将提取的语音特征矢量量化成标准语音特征矢量；语音训练模块将多次采集、提取的标准语音特征矢量进行概率统计，建立语音模型；语音识别模块将重新采集的标准语音特征矢量与语音模板库中的语音模型进行比较，判断当前语音命令功能；语音提示模块根据语音识别模块的结果提示用户进行相关操作或说明当前完成的功能；输出控制模块根据语音识别模块的结果输出相应的控制信号。
18、综上，本专利技术的技术效果和优点：本专利技术的主体动力集成系统为类似于人体四肢的关节动作的连杆结构，旋转支撑系统能够带动其他系统旋转，整体适应性高，尤其能够适应不同大小和倾斜角度的倾斜井口，动作灵活，拧螺纹时，各个方向都可以扭动一定角度，在倾斜井口内能够准确抓取管柱，适应有限的井内空间操作，在倾斜井口的应用上具有实用性；仿人手旋扣钳系统和仿人手背钳系统能够仿人体动作的手臂旋紧螺纹，模拟人体拧紧的动作；本专利技术能够通过语音识别进行设备操作，智能化自动化程度高。
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1.一种仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述仿人手旋扣钳系统包括第一肘关节支架、第一小臂支架、第一腕支架、第一手指组件和辊轮组件，所述第一手指组件具有仿人手的各个指部和关节，所述第一肘关节支架的后端与所述小膀子支架的下端转动连接，所述第一肘关节支架的前端与所述第一小臂支架的后端转动连接，所述第一小臂支架的前端与所述第一腕支架的腕部转动连接，所述第一腕支架的前端转动连接有所述第一手指组件，各个转动连接关节处设有关节驱动件，所述辊轮组件设于所述第一手指组件上，所述辊轮组件用于驱动所述上端管柱旋紧。
3.根据权利要求2所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述第一手指组件包括第一大母指上支架、第一大母指尖支架、第一指上节支架、第一指中节支架和第一指尖支架，所述第一腕支架的大母指端与所述第一大母指上支架转动连接，所述第一腕支架的前端与所述第一指上节支架转动连接，所述第一大母指上支架和第一大母指尖支架转动连接，所述第一指上节支架和第一指中节支架转动连接，所述第一指中节支架和第一指尖支架转动连
4.根据权利要求3所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述辊轮组件包括多个辊轮马达和辊轮，所述辊轮马达的下端马达壳体突出来的轴头过盈配合地安装在所述第一手指组件关节处的小孔内，所述辊轮马达的输出轴与所述辊轮连接，所述辊轮设于所述第一手指组件的上方。
5.根据权利要求1所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述仿人手背钳系统包括第二肘关节支架、第二小臂支架、第二腕支架和第二手指组件，所述第二手指组件具有仿人手的各个指部和关节，所述第二肘关节支架的后端与所述大膀子支架的下端转动连接，所述第二肘关节支架的前端与所述第二小臂支架的后端转动连接，所述第二小臂支架的前端与所述第二腕支架的腕部转动连接，所述第二腕支架的前端转动连接有所述第二手指组件，各个转动连接关节处设有关节驱动件。
6.根据权利要求5所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述第二手指组件包括第二大母指上支架、第二大母指尖支架、第二指上节支架、第二指中节支架和第二指尖支架，所述第二腕支架的大母指端与所述第二大母指上支架转动连接，所述第二腕支架的前端与所述第二指上节支架转动连接，所述第二大母指上支架和第二大母指尖支架转动连接，所述第二指上节支架和第二指中节支架转动连接，所述第二指中节支架和第二指尖支架转动连接，各转动连接处为所述第二手指组件的关节。
7.根据权利要求2所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述旋转支撑系统包括下支撑固定底盘和马达减速机，所述马达减速机的输出轴从所述下支撑固定底盘的中部伸入所述下支撑固定底盘内与中间齿轮连接，所述中间齿轮与转换齿轮啮合，所述转换齿轮与外齿圈啮合，所述外齿圈通过轴承与所述下支撑固定底盘连接，所述下支撑固定底盘的上端设有旋转支撑上壳体，所述外齿圈带动所述旋转支撑上壳体转动，所述小腿支架的下端与所述旋转支撑上壳体上的耳板转动连接，所述小腿支架的下端与所述旋转支撑上壳体的转动连接处也设有旋转驱动件。
8.根据权利要求7所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，还包括防掉落安全系统，所述防掉落安全系统包括钢丝绳和刹车电机，所述钢丝绳的上端与所述主体支架的上横梁连接，所述钢丝绳的下端缠绕在滚筒体上，所述滚筒体两端伸出的轴头固定在所述旋转支撑上壳体的轴承座上，所述刹车电机设于所述滚筒体内。
9.根据权利要求2或5或7所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述旋转驱动件均采用伺服电机，所述关节驱动件采用液压缸、气缸或电驱丝杠。
10.根据权利要求1所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述语音操作控制系统包括通过扣件安装在仪表控制外壳内的语音采集模块、语音前级处理模块、语音训练模块、语音识别模块、语音提示模块和输出控制模块，触摸屏固定在所述仪表控制外壳正面开口位置，伺服电机A的上端输出轴与所述仪表控制外壳连接，所述伺服电机A的下端与所述主体支架的上横梁连接；语音采集模块用于将用户的声音转换成语音脉冲序列进行预处理；语音前级处理模块对语音脉冲序列进行滤除干扰信号、提取语音特征矢量，将提取的语音特征矢量量化成标准语音特征矢量；语音训练模块将多次采集、提取的标准语音特征矢量进行概率统计，建立语音模型；语音识别模块将重新采集的标准语音特征矢量与语音模板库中的语音模型进行比较，判断当前语音命令功能；语音提示模块根据语音识别模块的结果提示用户进行相关操作或说明当前完成的功能；输出控制模块根据语音识别模块的结果输出相应的控制信号...
【技术特征摘要】
1.一种仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述仿人手旋扣钳系统包括第一肘关节支架、第一小臂支架、第一腕支架、第一手指组件和辊轮组件，所述第一手指组件具有仿人手的各个指部和关节，所述第一肘关节支架的后端与所述小膀子支架的下端转动连接，所述第一肘关节支架的前端与所述第一小臂支架的后端转动连接，所述第一小臂支架的前端与所述第一腕支架的腕部转动连接，所述第一腕支架的前端转动连接有所述第一手指组件，各个转动连接关节处设有关节驱动件，所述辊轮组件设于所述第一手指组件上，所述辊轮组件用于驱动所述上端管柱旋紧。
3.根据权利要求2所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述第一手指组件包括第一大母指上支架、第一大母指尖支架、第一指上节支架、第一指中节支架和第一指尖支架，所述第一腕支架的大母指端与所述第一大母指上支架转动连接，所述第一腕支架的前端与所述第一指上节支架转动连接，所述第一大母指上支架和第一大母指尖支架转动连接，所述第一指上节支架和第一指中节支架转动连接，所述第一指中节支架和第一指尖支架转动连接，各转动连接处为所述第一手指组件的关节。
4.根据权利要求3所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述辊轮组件包括多个辊轮马达和辊轮，所述辊轮马达的下端马达壳体突出来的轴头过盈配合地安装在所述第一手指组件关节处的小孔内，所述辊轮马达的输出轴与所述辊轮连接，所述辊轮设于所述第一手指组件的上方。
5.根据权利要求1所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述仿人手背钳系统包括第二肘关节支架、第二小臂支架、第二腕支架和第二手指组件，所述第二手指组件具有仿人手的各个指部和关节，所述第二肘关节支架的后端与所述大膀子支架的下端转动连接，所述第二肘关节支架的前端与所述第二小臂支架的后端转动连接，所述第二小臂支架的前端与所述第二腕支架的腕部转动连接，所述第二腕支架的前端转动连接有所述第二手指组件，各个转动连接关节处设有关节驱动件。
6.根据权利要求5所述的仿人智能型铁钻工机器人，其特征在于，所述第二手指组件包括第二大母指上支架、第二大母指尖支架、第二指上节支架、第二指中节支架和第二指尖支架，所述第二腕支架的大母指端与所述第二大母指上支架转动连接，所述第二腕支架的...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯立东，王玉明，刘传庆，李春炎，赵永进，
申请(专利权)人：合力天津能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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