一种钻杆操作机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种钻杆操作机器人，包括底座、旋转台、机械臂，所述旋转台位于所述底座上，所述机械臂与所述旋转台铰接，所述机械臂包括前臂和后臂，所述后臂和前臂为箱梁式结构。本发明专利技术提供的钻杆操作机器人，采用仿生结构设计，使得结构布局合理，前臂和后臂模拟人体大臂小臂设计，设计成箱梁式的前臂和后臂，增加了前臂和后臂的强度，避免了机器人工作时变形量大；同时将水平连杆和承重连杆设置在所述前臂和后臂内，增加强度的同时提高了机器人外观的美观；主控制器通过比例阀和绝对值编码器控制机器人的定位精度，使得机器人可以精确定位；还设置有图像处理与定位装置，精确识别钻杆所处的位置；为了运行过程中的安全，设置有避撞传感器。

【技术实现步骤摘要】
一种钻杆操作机器人
本专利技术属于石油装备
，具体涉及一种钻杆操作机器人。
技术介绍
在石油钻井过程中，要进行升降钻杆的工作，吊车将钻杆吊起，需要多名操作人员辅助进行上钻杆、钻杆进小鼠洞、方钻杆进大鼠洞、接钻杆对扣、排立柱、下立柱、完井甩钻杆等工作。在钻杆操作的过程中，由于钻杆比较长，在吊车吊运时，钻杆的摆动幅度较大，由人工辅助作业安全隐患较大；并且需要多名操作人员辅助，浪费人力，工作效率较低。
技术实现思路
本专利技术提供一种钻杆操作机器人，与吊车配合操作钻杆，前臂和后臂的强度大，避免了机器人工作时前臂和后臂的变形。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案实现: 一种钻杆操作机器人，包括底座、旋转台、机械臂，所述旋转台位于所述底座上，所述机械臂与所述旋转台铰接，所述机械臂包括前臂和后臂，所述后臂和前臂为箱梁式结构。进一步的，所述后臂和前臂都是由前板、后板、左板和右板焊接而成。进一步的，所述后臂的从下向上逐步变细。进一步的，所述后臂的下端与所述旋转台铰接，所述后臂的上端与所述前臂的上端通过第一转轴铰接，所述前臂的上端向所述后臂弯曲延伸形成弯曲部；所述钻杆操作机器人还包括承重连杆，所述承重连杆的下端与所述旋转台铰接，所述承重连杆的上端与所述弯曲部的后端铰接。进一步的，所述钻杆操作机器人还包括水平连杆和抓爪，所述前臂的前端与抓爪连接板末端铰接，所述抓爪铰接板前端固定有抓爪；所述水平连杆包括后水平连杆和前水平连杆，所述后水平连杆的下端与所述旋转台铰接，所述第一转轴上还铰接有水平连杆连接板，所述后水平连杆的上端与所述水平连杆连接板的后端铰接，所述前水平连杆的上端与所述水平连杆连接板的前端铰接，所述前水平连杆的下端与所述抓爪连接板的中部铰接。为了整体的美观，所述承重连杆和后水平连杆位于所述后臂内，所述前水平连杆位于所述前臂内。进一步的，所述钻杆操作机器人还包括液压缸，所述液压缸的前端与所述前臂铰接，所述液压缸的后端与所述后臂铰接。为了进一步增加机械臂的强度，所述后臂和前臂的内部固定设置有若干横向的加强板，在所述加强板上开设有所述水平连杆和承重连杆穿过的通孔。为了避免所述后水平连杆与所述承重连杆在后臂内干涉，以及提高钻杆操作机器人的承重能力，所述承重连杆设置在所述后臂内的后部，所述后水平连杆位于所述后臂内的前部。进一步的，所述旋转台的后部固定有后连接板，所述承重连杆的下端与所述后连接板的后部铰接，所述后水平连杆与所述后连接板的前部铰接。进一步的，在所述旋转台旋转中心的上端固定有第二转轴，所述后臂的下端与所述第二转轴铰接。进一步的，所述抓爪与抓爪连接板之间通过螺栓固定连接，所述螺栓为最大承受一定剪切载荷的螺栓。当抓爪受到冲击力时，为了对冲击力进行缓冲保护抓爪，所述抓爪与抓爪连接板之间设置有柔性垫。进一步的，所述抓爪前端的两个相对的手指内侧为弧形，所述手指内侧固定有弧形的柔性垫。进一步的，所述抓爪后端固定有抓爪液压缸，抓爪液压缸的输出轴通过连杆与所述手指的后端连接。进一步的，所述后臂的中下部固定有第三转轴，所述液压缸的后端铰接在第三转轴上；所述前臂的中上部固定有第四转轴，所述液压缸的前端铰接在第四转轴上。进一步的，在所述后臂的第三转轴处设置有第一凹槽，所述第一凹槽用于容纳所述液压缸的后端；在所述前臂的第四转轴处设置有第二凹槽，所述第二凹槽内用于容纳所述液压缸的前端。进一步的，所述底座为箱体，所述钻杆操作机器人的驱动机构和控制机构位于所述底座内。进一步的，所述底座位于横向移动轨道上，所述横向移动轨道固定在钻井平台的甲板上。进一步的，所述底座通过锁定结构锁定在横向移动轨道上。进一步的,所述旋转台和底座之间设置有回转支承，所述回转支承外圈具有齿，液压马达带动小齿轮与所述回转支承外圈的齿啮合。为了提高旋转台的稳定性，所述旋转台中心具有向下延伸的空腔，所述空腔下部与所述底座之间设置有轴承，所述轴承的内圈与所述空腔固定，所述轴承的外圈与所述底座固定。进一步的，所述空腔内具有从底座到达所述后臂或者前臂的管路和线束。为了达到防爆的要求，所述空腔具有封闭的上盖，所述空腔内的管路和线束连接到所述上盖的下端面上，并在所述上盖的上端面设置有与所述下端面相连通的对应插口，所述上盖上部的管路和线束插入所述插口。为了定位精度，采用比例阀和绝对值编码器控制，在所述第一转轴处设置第一绝对值编码器，在所述液压缸的驱动机构上设置有第一比例阀。在所述液压马达上设置有第二比例阀，在所述回转支承上设置有第二绝对值编码器。为了进一步保证安全，设置运行警示灯，开机运行时具有声光警示功能，在所述旋转台上设置有运行警示灯。进一步的，在所述底座内还设置有用于识别钻杆所处位置的图像处理与定位装置，所述图像处理和定位装置包括激光传感器、驱动器、驱动电机、以及图像处理软件，在所述底座上设置有所述激光传感器发出和返回的激光通过的开口，所述驱动器和驱动电机驱动激光传感器进行激光扫描，激光传感器将得到的钻杆图像，传输给图像处理软件进行图像处理，从而获得钻杆中心坐标位置。进一步的，在所述液压缸和抓爪液压缸上设置有位移传感器。进一步的，在所述前臂和/或后臂上设置有避撞传感器。本专利技术提供的钻杆操作机器人，采用仿生结构设计，使得结构布局合理，前臂和后臂模拟人体大臂小臂设计，设计成箱梁式的前臂和后臂，增加了前臂和后臂的强度，避免了机器人工作时变形量大；同时将水平连杆和承重连杆设置在所述前臂和后臂内，增加强度的同时提高了机器人外观的美观；在前臂和后臂内设置有若干横向的加强板，使得前臂和后臂的强度进一步加强；抓爪通过承受一定剪切载荷的螺栓连接，出现抓爪受力过大时，螺栓断裂，避免机器人其他部件受到损坏；主控制器通过比例阀和绝对值编码器控制机器人的定位精度，使得机器人可以精确定位；还设置有图像处理与定位装置，精确识别钻杆所处的位置；为了运行过程中的安全，设置有运行警示灯和避撞传感器。结合附图阅读本专利技术的【具体实施方式】后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清/E.0【附图说明】图1为本专利技术所提出的钻杆操作机器人的一个实施例的结构示意图； 图2为图1中抓爪处的放大结构示意图； 图3为图1的剖视结构示意图； 图4为图3中旋转平台处的放大结构示意图； 图5为图1中后臂去除一个侧板后的放大结构示意图； 图6为图1中前臂去除一个侧板后的放大结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。参阅图1-6，是本专利技术所提出的钻杆操作机器人的一个实施例，钻杆操作机器人，包括底座1、旋转台2、机械臂,其中旋转台2位于所述底座I上,机械臂与旋转台2铰接,机械臂包括前臂4和后臂。为了增加钻杆操作机器人的结构强度，将后臂3和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻杆操作机器人，包括底座、旋转台、机械臂，所述旋转台位于所述底座上，所述机械臂与所述旋转台铰接，所述机械臂包括前臂和后臂，其特征在于，所述后臂和前臂为箱梁式结构。

【技术特征摘要】
1.一种钻杆操作机器人，包括底座、旋转台、机械臂，所述旋转台位于所述底座上，所述机械臂与所述旋转台铰接，所述机械臂包括前臂和后臂，其特征在于，所述后臂和前臂为箱梁式结构。2.根据权利要求1所述的钻杆操作机器人，其特征在于，所述后臂的下端与所述旋转台铰接，所述后臂的上端与所述前臂的上端通过第一转轴铰接，所述前臂的上端向所述后臂弯曲延伸形成弯曲部；所述钻杆操作机器人还包括承重连杆，所述承重连杆的下端与所述旋转台铰接，所述承重连杆的上端与所述弯曲部的后端铰接。3.根据权利要求2所述的钻杆操作机器人，其特征在于，所述钻杆操作机器人还包括水平连杆和抓爪，所述前臂的前端与抓爪连接板末端铰接，所述抓爪铰接板前端固定有抓爪；所述水平连杆包括后水平连杆和前水平连杆，所述后水平连杆的下端与所述旋转台铰接，所述第一转轴上还铰接有水平连杆连接板，所述后水平连杆的上端与所述水平连杆连接板的后端铰接，所述前水平连杆的上端与所述水平连杆连接板的前端铰接，所述前水平连杆的下端与所述抓爪连接板的中部铰接；所述承重连杆和后水平连杆位于所述后臂内，所述前水平连杆位于所述前臂内。4.根据权利要求3所述的钻杆操作机器人，其特征在于，所述后臂和前臂的内部固定设置有若干横向的加强板，在所述加强板上开设有所述水平连杆和承重连杆穿过的通孔。5.根据权利要求3所述的钻杆操作机器人，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵奎，贺保卫，王绘忠，王辉，张坤，于浩洋，庄绪铭，潘树鹏，刘常，王华勇，刘洪刚，杜鹏，张超，刘媛媛，
申请(专利权)人：青岛杰瑞自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37