一種非開(kāi)挖定向鋪管鉆機(jī)的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種非開(kāi)挖定向鋪管鉆機(jī)的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置，包括兩套上料機(jī)構(gòu)、分設(shè)于兩套上料機(jī)構(gòu)外側(cè)的兩個(gè)鉆桿托手、鉆桿箱和用于定位的各位置傳感器，上料機(jī)構(gòu)包括手臂支座和與其滑動(dòng)配合的機(jī)械手臂，機(jī)械手臂包括手臂安裝架、與手臂安裝架樞轉(zhuǎn)連接的轉(zhuǎn)臂、帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臂油缸、與轉(zhuǎn)臂樞轉(zhuǎn)連接的旋轉(zhuǎn)鉤和帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)鉤油缸，旋轉(zhuǎn)鉤具有供鉆桿嵌入的圓弧槽；鉆桿托手包括托手部和帶動(dòng)其升降的升降機(jī)構(gòu)，托手部具有與各鉆桿槽內(nèi)的最下部的鉆桿配合的圓弧形凹槽。本實(shí)用新型可自動(dòng)完成鉆桿的裝卸工序，基本無(wú)需人工參與，省時(shí)省力。
【專利說(shuō)明】一種非開(kāi)挖定向鋪管鉆機(jī)的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及非開(kāi)挖定向鉆進(jìn)鋪管鉆機(jī)的上桿裝置，尤其涉及一種自動(dòng)裝卸鉆桿裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]非開(kāi)挖定向鋪管鉆機(jī)用于非開(kāi)挖鋪設(shè)各種管線工程施工，在鉆機(jī)施工過(guò)程中，會(huì)頻繁裝卸鉆桿，因此，上桿裝置是非開(kāi)挖鋪管鉆機(jī)的關(guān)鍵部件，其性能好壞直接影響鉆機(jī)的使用性能，在鉆機(jī)鉆進(jìn)、回拖的過(guò)程中，需要將鉆桿與動(dòng)力頭中心線對(duì)齊，以便鉆桿與動(dòng)力頭鉆鋌螺紋擰緊，這稱為上桿過(guò)程。在目前國(guó)內(nèi)的非開(kāi)挖鋪管鉆機(jī)的上桿機(jī)構(gòu)多為翻轉(zhuǎn)式，每次只能裝載一根鉆桿且需要人工裝載鉆桿，自動(dòng)化程度低，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問(wèn)題，提供一種可在電氣控制系統(tǒng)的控制下自動(dòng)裝卸定位的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種非開(kāi)挖定向鋪管鉆機(jī)的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置，包括在第一水平方向上并排設(shè)置的兩套上料機(jī)構(gòu)、在第一水平方向上分設(shè)于兩套上料機(jī)構(gòu)外側(cè)的兩個(gè)鉆桿托手和安裝于上料機(jī)構(gòu)上方的鉆桿箱，所述鉆桿箱具有供鉆桿從上至下沿第一水平方向堆棧式排列于其內(nèi)的鉆桿槽；所述上料機(jī)構(gòu)包括手臂支座、與手臂支座沿第二水平方向滑動(dòng)配合安裝的機(jī)械手臂和帶動(dòng)機(jī)械手臂移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元，所述第一和第二水平方向正交；
[0005]所述機(jī)械手臂包括手臂安裝架、與手臂安裝架樞轉(zhuǎn)連接的轉(zhuǎn)臂、帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臂油缸、與轉(zhuǎn)臂樞轉(zhuǎn)連接的旋轉(zhuǎn)鉤和帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)鉤油缸，所述轉(zhuǎn)臂和旋轉(zhuǎn)鉤的樞轉(zhuǎn)軸沿第一水平方向設(shè)置，所述旋轉(zhuǎn)鉤具有供鉆桿嵌入的圓弧槽，所述轉(zhuǎn)臂油缸的油缸本體和活塞桿分別與手臂安裝架和轉(zhuǎn)臂樞轉(zhuǎn)連接，所述轉(zhuǎn)鉤油缸的油缸本體和活塞桿分別與轉(zhuǎn)臂和旋轉(zhuǎn)鉤樞轉(zhuǎn)連接，所述轉(zhuǎn)臂油缸和轉(zhuǎn)鉤油缸的各樞轉(zhuǎn)軸均沿第一水平方向設(shè)置；
[0006]所述鉆桿托手包括托手部和帶動(dòng)托手部升降的升降機(jī)構(gòu)，所述托手部具有與各鉆桿槽內(nèi)的最下部的鉆桿配合的圓弧形凹槽，以從最下方托住鉆桿槽內(nèi)的所有鉆桿；以及，
[0007]所述自動(dòng)裝卸鉆桿裝置還包括用于檢測(cè)所述圓弧槽的中心與圓弧形凹槽的中心是否上下對(duì)齊的位置傳感器及用于檢測(cè)機(jī)械手臂在第二水平方向上的位置的移動(dòng)位置傳感器。
[0008]優(yōu)選的是，所述鉆桿箱具有沿第二水平方向排列的至少兩個(gè)鉆桿槽。
[0009]優(yōu)選的是，所述驅(qū)動(dòng)單元包括安裝于手臂支座上的馬達(dá)，由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)齒輪、與傳動(dòng)齒輪嚙合的齒條，所述齒條固定安裝于手臂安裝架上，所述傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)軸沿第一水平方向設(shè)置。
[0010]優(yōu)選的是，兩套上料機(jī)構(gòu)的手臂安裝架通過(guò)沿第一水平方向設(shè)置的連接橫梁連接
在一起。[0011]優(yōu)選的是，所述升降機(jī)構(gòu)包括托手外壁、套設(shè)于托手外壁內(nèi)的托手內(nèi)壁，所述托手內(nèi)壁與托手外壁沿豎直方向滑動(dòng)配合安裝，所述托手油缸的油缸本體固定安裝于托手外壁的內(nèi)腔中，所述托手油缸的活塞桿與托手內(nèi)壁固定連接；所述托手部固定安裝于托手內(nèi)壁上。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置可在電氣控制系統(tǒng)的控制下自動(dòng)完成鉆桿的裝卸工序，基本無(wú)需人工參與，省時(shí)省力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的非開(kāi)挖定向鋪管鉆機(jī)的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0014]圖2為圖1中手臂支座和機(jī)械手臂部分的主視圖；
[0015]圖3為圖1和2中機(jī)械手臂的側(cè)視圖；
[0016]圖4為圖1中鉆桿托手的剖視圖；
[0017]圖5為機(jī)械手臂抓取鉆桿時(shí)的示意圖；
[0018]圖6為機(jī)械手臂運(yùn)送鉆桿到位的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0020]如圖1至6所示，本實(shí)用新型的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置包括在第一水平方向上并排設(shè)置的兩套上料機(jī)構(gòu)、在第一水平方向上分設(shè)于兩套上料機(jī)構(gòu)外側(cè)的兩個(gè)鉆桿托手I和安裝于上料機(jī)構(gòu)上方的鉆桿箱4，鉆桿箱4在如圖5和6所示的實(shí)施例中具有四個(gè)鉆桿槽，在此，鉆桿槽的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，鉆桿槽具有供鉆桿從上至下沿第一水平方向堆棧式排列的堆棧式結(jié)構(gòu)。上料機(jī)構(gòu)包括手臂支座5、與手臂支座5沿第二水平方向滑動(dòng)配合安裝的機(jī)械手臂6和帶動(dòng)機(jī)械手臂6在第二水平方向上移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元，其中的第一和第二水平方向正交，手臂支座5與機(jī)械手臂6例如是通過(guò)滑軌和滑槽51的配合實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)配合。在此，兩套上料機(jī)構(gòu)可關(guān)于沿第二水平方向的豎直面鏡像布置。如圖2所示，該驅(qū)動(dòng)單元可包括安裝于手臂支座5上的馬達(dá)71，由馬達(dá)71驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)齒輪72、與傳動(dòng)齒輪72嚙合的齒條73，該齒條73固定安裝于手臂安裝架61上，傳動(dòng)齒輪72的傳動(dòng)軸沿第一水平方向設(shè)置。以上上料機(jī)構(gòu)、鉆桿托手I和鉆桿箱4均安裝于支撐架2上。
[0021]另外，兩套上料機(jī)構(gòu)的手臂安裝架可通過(guò)至少一根沿第一水平方向設(shè)置的連接橫梁3連接在一起，以進(jìn)一步保證二者運(yùn)動(dòng)的同步性，這也可在一定程度上降低對(duì)兩套驅(qū)動(dòng)單元的動(dòng)作同步性的要求。
[0022]如圖3所示，機(jī)械手臂包括手臂安裝架61、與手臂安裝架61通過(guò)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)軸63樞轉(zhuǎn)連接的轉(zhuǎn)臂62、帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂62轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臂油缸64、與轉(zhuǎn)臂62通過(guò)轉(zhuǎn)鉤轉(zhuǎn)軸66樞轉(zhuǎn)連接的旋轉(zhuǎn)鉤67和帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉤67轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)鉤油缸65，作為轉(zhuǎn)臂62和旋轉(zhuǎn)鉤67的樞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)軸63和轉(zhuǎn)鉤轉(zhuǎn)軸66均沿第一水平方向設(shè)置。旋轉(zhuǎn)鉤67具有供鉆桿嵌入的圓弧槽671，轉(zhuǎn)臂油缸64的油缸本體和活塞桿分別與手臂安裝架61和轉(zhuǎn)臂62樞轉(zhuǎn)連接，轉(zhuǎn)鉤油缸65的油缸本體和活塞桿分別與轉(zhuǎn)臂62和旋轉(zhuǎn)鉤67樞轉(zhuǎn)連接，轉(zhuǎn)臂油缸64和轉(zhuǎn)鉤油缸67的各樞轉(zhuǎn)軸同樣沿第一水平方向設(shè)置。[0023]如圖4所示，鉆桿托手I包括托手部13和帶動(dòng)托手部升降的升降機(jī)構(gòu)，托手部13具有與各鉆桿槽內(nèi)的最下部的鉆桿配合的圓弧形凹槽，以從最下方托住鉆桿槽內(nèi)的所有鉆桿。該升降機(jī)構(gòu)可包括托手外壁12、套設(shè)于托手外壁12內(nèi)的托手內(nèi)壁14，托手內(nèi)壁14與托手外壁12沿豎直方向滑動(dòng)配合安裝,托手油缸11的油缸本體固定安裝于托手外壁12的內(nèi)腔中，在此托手油缸位于托手內(nèi)壁14的內(nèi)腔中，托手油缸11的活塞桿與托手內(nèi)壁14固定連接，例如與托手內(nèi)壁14的內(nèi)表面固定連接。以上托手部13固定安裝于托手內(nèi)壁14上。
[0024]自動(dòng)裝卸鉆桿裝置還要包括用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)鉤67圓弧槽671的中心與托手部13的各圓弧形凹槽的中心是否上下對(duì)齊的位置傳感器及用于檢測(cè)機(jī)械手臂在第二水平方向上的位置的移動(dòng)位置傳感器。
[0025]如圖5和6所示，本實(shí)用新型的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置的工作原理為:鉆機(jī)在鉆孔時(shí)，當(dāng)孔的距離增加時(shí)，鉆桿會(huì)退回來(lái)再安裝一根鉆桿，此時(shí)鉆桿托手I將鉆桿箱4中的所有鉆桿托起；機(jī)械手臂6上旋轉(zhuǎn)鉤67的圓弧槽671的中心停在鉆桿箱4中第一排鉆桿的中心線上，即與第一排鉆桿對(duì)應(yīng)的托手部的圓弧形凹槽的中心上下對(duì)齊，停止位置由位置傳感器與機(jī)械手臂6的各油缸的液壓控制器控制；鉆桿托手I落下，此時(shí)第一排中最下面一根鉆桿落入旋轉(zhuǎn)鉤67的圓弧槽中，旋轉(zhuǎn)鉤67旋轉(zhuǎn)夾緊鉆桿；機(jī)械手臂6向鉆機(jī)動(dòng)力頭方向移動(dòng)，在移動(dòng)位置傳感器與液壓控制器控制下在指定點(diǎn)停止；之后，轉(zhuǎn)臂62向下轉(zhuǎn)動(dòng)(此旋轉(zhuǎn)角度人為剛性限定)，此時(shí)鉆桿中心線與動(dòng)力頭中心線重合，動(dòng)力頭向前運(yùn)動(dòng)擰緊鉆桿。完成擰緊動(dòng)作后，旋轉(zhuǎn)鉤67旋轉(zhuǎn)松開(kāi)鉆桿；鉆桿托手I升起將鉆桿箱4中鉆桿托起；機(jī)械手臂6回縮到原位置準(zhǔn)備裝載下一根鉆桿(回縮過(guò)程中當(dāng)旋轉(zhuǎn)鉤67離開(kāi)鉆桿時(shí)，轉(zhuǎn)臂14應(yīng)回原位)，動(dòng)力頭開(kāi)始鉆進(jìn)。第一排鉆桿用完，通過(guò)位置傳感器與液壓控制器的控制使機(jī)械手臂6停在第二排鉆桿處進(jìn)行拿取，依次遞進(jìn)。
[0026]非開(kāi)挖鉆機(jī)在回托管道時(shí)需要將鉆桿放入空的鉆桿箱4中的過(guò)程與上述安裝鉆桿過(guò)程操作相逆，在此不再贅述。
[0027]綜上所述僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化及修飾，皆應(yīng)屬于本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種非開(kāi)挖定向鋪管鉆機(jī)的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置，其特征在于:包括在第一水平方向上并排設(shè)置的兩套上料機(jī)構(gòu)、在第一水平方向上分設(shè)于兩套上料機(jī)構(gòu)外側(cè)的兩個(gè)鉆桿托手和安裝于上料機(jī)構(gòu)上方的鉆桿箱，所述鉆桿箱具有供鉆桿從上至下沿第一水平方向堆棧式排列于其內(nèi)的鉆桿槽；所述上料機(jī)構(gòu)包括手臂支座、與手臂支座沿第二水平方向滑動(dòng)配合安裝的機(jī)械手臂和帶動(dòng)機(jī)械手臂移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元，所述第一和第二水平方向正交； 所述機(jī)械手臂包括手臂安裝架、與手臂安裝架樞轉(zhuǎn)連接的轉(zhuǎn)臂、帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臂油缸、與轉(zhuǎn)臂樞轉(zhuǎn)連接的旋轉(zhuǎn)鉤和帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)鉤油缸，所述轉(zhuǎn)臂和旋轉(zhuǎn)鉤的樞轉(zhuǎn)軸沿第一水平方向設(shè)置，所述旋轉(zhuǎn)鉤具有供鉆桿嵌入的圓弧槽，所述轉(zhuǎn)臂油缸的油缸本體和活塞桿分別與手臂安裝架和轉(zhuǎn)臂樞轉(zhuǎn)連接，所述轉(zhuǎn)鉤油缸的油缸本體和活塞桿分別與轉(zhuǎn)臂和旋轉(zhuǎn)鉤樞轉(zhuǎn)連接，所述轉(zhuǎn)臂油缸和轉(zhuǎn)鉤油缸的各樞轉(zhuǎn)軸均沿第一水平方向設(shè)置； 所述鉆桿托手包括托手部和帶動(dòng)托手部升降的升降機(jī)構(gòu)，所述托手部具有與各鉆桿槽內(nèi)的最下部的鉆桿配合的圓弧形凹槽，以從最下方托住鉆桿槽內(nèi)的所有鉆桿；以及， 所述自動(dòng)裝卸鉆桿裝置還包括用于檢測(cè)所述圓弧槽的中心與圓弧形凹槽的中心是否上下對(duì)齊的位置傳感器及用于檢測(cè)機(jī)械手臂在第二水平方向上的位置的移動(dòng)位置傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置，其特征在于:所述鉆桿箱具有沿第二水平方向排列的至少兩個(gè)鉆桿槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)單元包括安裝于手臂支座上的馬達(dá)，由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)齒輪、與傳動(dòng)齒輪嚙合的齒條，所述齒條固定安裝于手臂安裝架上，所述傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)軸沿第一水平方向設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置，其特征在于:兩套上料機(jī)構(gòu)的手臂安裝架通過(guò)沿第一水平方向設(shè)置的連接橫梁連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的自動(dòng)裝卸鉆桿裝置，其特征在于:所述升降機(jī)構(gòu)包括托手外壁、套設(shè)于托手外壁內(nèi)的托手內(nèi)壁，所述托手內(nèi)壁與托手外壁沿豎直方向滑動(dòng)配合安裝，所述托手油缸的油缸本體固定安裝于托手外壁的內(nèi)腔中，所述托手油缸的活塞桿與托手內(nèi)壁固定連接；所述托手部固定安裝于托手內(nèi)壁上。
【文檔編號(hào)】E21B19/18GK203403841SQ201320433624
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】花蓉, 劉廣, 張光烈, 袁明昕, 肖志強(qiáng), 王朝建, 韋海瑞, 余俊勛, 李志康, 王舒婷 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所, 地質(zhì)礦產(chǎn)廊坊聚力巖土工程科技開(kāi)發(fā)公司