[发明专利]一种钻杆操作机器人

说明书

技术领域

本发明属于石油装备技术领域，具体涉及一种钻杆操作机器人。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

为达到上述发明目的，本发明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。