石油管材搬运远程遥控机械手制造技术

本发明专利技术涉及一种石油管材搬运远程遥控机械手，包括电控柜、油路控制块和执行机构，电控柜放置于地面操作室中，并通过电缆与油路控制块连接，油路控制块和执行机构安装于油田二次平台上，油路控制块通过液压管与执行机构连接。本发明专利技术可替换原本在油田二次平台上作业的操作人员，降低人工成本，并降低安全隐患，实现管道搬运自动化控制，提高生产效率；机械臂采用二节臂，其伸缩利用平行四边形原理，两节臂之间采用一对固定在臂端的齿轮啮合实现第二节臂对第一节臂的从动，取消第二节臂的驱动油缸，简化了机械手的结构；通过设置在油路控制块上的比例阀控制机械臂的旋转和伸展，两动作协调实现走直线的运动轨迹，运行速度控制精确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械手，具体地说，涉及一种用于搬运石油管材的远程遥控机械手。
技术介绍
现有的石油钻井平台30米高二次平台石油钻杆在存取和摆放的过程中，主要依靠人工将钻杆拖到钻杆库中，操作人员必须暴露在30米高的环境中来完成钻杆的存取和摆放，即使在下雨、高温、严寒的环境，也要进行钻杆的存取和摆放工作，由于平台很高，钻杆相当长，所以施工环境恶劣，安全性没有保障，且操作人员施工时体力消耗大，对操作人员的身体和生命都存在很大的威胁。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有石油钻井过程中油田钻井二次平台石油管材搬运作业环境恶劣、危险系数高、劳动量大等上述不足，提供了一种石油管材搬运远程遥控机械手，改善了工作人员的工作环境，降低劳动负荷并提高工作效率。本专利技术的技术方案为:一种石油管材搬运远程遥控机械手，包括电控柜、油路控制块和执行机构，电控柜放置于地面操作室中，并通过电缆与油路控制块连接，油路控制块和执行机构安装于油田二次平台上，油路控制块通过液压管与执行机构连接。优选的是，执行机构包括基座和连接有抱爪机构的机械臂，基座上安装有液压马达和转动基座， 机械臂安装在转动基座上，转动基座通过蜗轮蜗杆机构与液压马达连接。优选的是，机械臂为二节臂，第一节臂与第二节臂连接处的臂端均固定有一个齿轮，第一节臂与第二节臂通过两个齿轮啮合连接。优选的是，第一节臂一端轴接在转动基座上，另一端通过连接座与第二节臂的一端连接，第二节臂的另一端与抱爪机构连接，齿轮轴接在连接座上。优选的是，抱爪机构包括抱爪连接座和安装在抱爪连接座上的抱爪组件，抱爪连接座连接在第二节臂的臂端。优选的是，抱爪安装座上安装有可180度翻转的齿轮齿条式摆动油缸，该齿轮齿条式摆动油缸与抱爪组件连接。优选的是，转动基座与第一节臂之间连接有推动油缸，油路控制块通过液压管与推动油缸连接。 优选的是，蜗轮蜗杆机构包括蜗轮和与蜗轮连接的蜗杆，蜗轮与转动基座连接，蜗杆与连接在液压马达上的齿轮连接。优选的是，电控柜上装有监视器，该监视器与安装于油田二次平台上的摄像头连接。优选的是，油路控制块上设置有比例电磁阀和比例控制阀，其中，比例电磁阀用于控制机械臂的旋转，比例控制阀用于控制机械臂的伸缩。本专利技术的有益效果为:本专利技术可替换原本在油田二次平台上作业的操作人员，降低了人工成本，并降低了安全隐患，实现了管道搬运自动化控制，提高了生产效率；采用蜗轮蜗杆机构实现设备的旋转，并利用这一机构的自锁特性消除了设备倒转的隐患；机械臂采用二节臂，其伸缩利用平行四边形原理，两节臂之间采用一对固定在臂端的齿轮啮合实现第二节臂对第一节臂的从动，使抱爪组件实现只作水平移动，且取消了第二节臂的驱动油缸，只保留第一节臂上的推动油缸，简化了机械手的结构；通过设置在油路控制块上的比例阀控制机械臂的旋转和伸展，两动作协调实现走直线的运动轨迹，运行速度控制精确；采用液压作为动力源，传递动力大且控制精确、稳定。附图说明图1为本专利技术执行机构的结构示意图。其中，1、基座，2、液压马达，3、蜗轮蜗杆机构，4、转动基座，5、推动油缸，6、第一节臂，7、连接座，8、齿轮，9、第二节臂，10、抱爪连接座，11、抱爪组件。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术提供的一种石油管材搬运远程遥控机械手，包括电控柜、油路控制块和执行机构，电控柜放置于地面操作室中，并通过电缆与油路控制块连接，油路控制块和执行机构安装于油田二次平台上，油路控制块通过液压管与执行机构连接。 执行机构包括基座I和连接有抱爪机构的机械臂，基座I上安装有液压马达2和转动基座4，机械臂安装在转动基座4上，转动基座4通过蜗轮蜗杆机构3与液压马达2连接。机械臂为二节臂，第一节臂6与第二节臂9连接处的臂端均固定有一个齿轮8，第一节臂6与第二节臂9通过两个齿轮8啮合连接；第一节臂6 —端轴接在转动基座4上，另一端通过连接座7与第二节臂9的一端连接，第二节臂9的另一端与抱爪机构连接，齿轮8轴接在连接座7上，转动基座4与第一节臂6之间连接有推动油缸5，油路控制块通过液压管与推动油缸5连接。上述机械臂利用平行四边形原理，取消了第二节臂9的驱动油缸，只保留第一节臂6上的推动油缸5，使抱爪机构只作水平移动，简化了机械手的结构。抱爪机构包括抱爪连接座10和安装在抱爪连接座10上的抱爪组件11，抱爪连接座10连接在第二节臂9的臂端。抱爪安装座10上安装有可180度翻转的齿轮齿条式摆动油缸，该齿轮齿条式摆动油缸与抱爪组件11连接，丨呆作时控制油缸翻转带动抱爪组件翻转，操作方便、快速，定位精确，机械手旋转后不需要做任务调节，节省了工作时间，提高了工作效率。上述蜗轮蜗杆机构3包括蜗轮和与蜗轮连接的蜗杆，蜗轮与转动基座4连接，蜗杆与连接在液压马达2上的齿轮连接，实现机械手的旋转，且利用其自锁特性消除机械手倒转的隐患。为了降低劳动危险性，电控柜上装有监视器，该监视器与安装于油田二次平台上的摄像头连接，操作人员通过监视器观察整个工作现场情况，及时准确地控制机械手的搬运。油路控制块上设置有比例电磁阀和比例控制阀，其中，比例电磁阀用于控制机械臂的旋转，比例控制阀用于控制机械臂的伸缩。工作原理:操作人员通过观察监视器操作电控柜给出指令，与电控柜连接的油路控制块接收指令信号，转化信号从而控制油缸工作，机械手伸展至钻杆附近，旋转调整至合适位置，操作抱爪组件张开，操作机械手前移将钻杆夹入抱爪组件，控制抱爪组件夹紧，机械手收缩将钻杆拉出，然后机械手旋转将钻杆移到指定位置。机械臂的旋转:液压马达旋转将其动力传递给相连的齿轮，并带动与齿轮相连的蜗杆转动，由于蜗轮蜗杆相连，又通过蜗轮将动力传递给机械臂，从而实现实现机械臂旋转运作。旋转速度的控制采用比例电磁阀，可精确控制设备旋转速度。其中采用蜗轮蜗杆机构，利用结构本身的自锁特性，有效的消除了设备倒转的隐患。机械臂的伸缩:采用液压缸驱动，运用平行四边形原理，支撑抱爪组件的部位始终是水平移动，确保不会出现上下波动；同时伸缩速度用比例电磁阀控速，实现速度的精确设置，使机械手调整在合适的运行状态。抱爪组件的伸缩:同样选用液压油缸驱动，力矩传递稳定，安全可靠。抱爪组件的旋转:可180度翻转的齿轮齿条式摆动油缸驱动，可同时满足机械手在前后不同的方向夹取钻杆，启动时油缸转轴直接翻转180度，抱爪组件直接旋转至要求位置，操作简便快捷， 定位精确，不需要再做任何调整，大量节省了操作时间。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油管材搬运远程遥控机械手，其特征在于：包括电控柜、油路控制块和执行机构，电控柜放置于地面操作室中，并通过电缆与油路控制块连接，油路控制块和执行机构安装于油田二次平台上，油路控制块通过液压管与执行机构连接。

【技术特征摘要】
1.一种石油管材搬运远程遥控机械手，其特征在于:包括电控柜、油路控制块和执行机构，电控柜放置于地面操作室中，并通过电缆与油路控制块连接，油路控制块和执行机构安装于油田二次平台上，油路控制块通过液压管与执行机构连接。2.根据权利要求1所述的石油管材搬运远程遥控机械手，其特征在于:执行机构包括基座和连接有抱爪机构的机械臂，基座上安装有液压马达和转动基座，机械臂安装在转动基座上，转动基座通过蜗轮蜗杆机构与液压马达连接。3.根据权利要求2所述的石油管材搬运远程遥控机械手，其特征在于:机械臂为二节臂，第一节臂与第二节臂连接处的臂端均固定有一个齿轮，第一节臂与第二节臂通过两个齿轮啮合连接。4.根据权利要求3所述的石油管材搬运远程遥控机械手，其特征在于:第一节臂一端轴接在转动基座上，另一端通过连接座与第二节臂的一端连接，第二节臂的另一端与抱爪机构连接，齿轮轴接在连接座上。5.根据权利要求3所述的石油管材搬运远程遥控机械手，其特征在于:...

【专利技术属性】
技术研发人员：史启航，
申请(专利权)人：青岛航远工业装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：