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1、10申请公布号43申请公布日21申请号201410623886522申请日20141107E21B19/1420060171申请人湖南三一石油科技有限公司地址410100湖南省长沙市经济技术开发区三一工业城72发明人贾海云孙海芝54发明名称一种管子握持机构及自动排放管装置57摘要本发明公开了一种管子握持机构及自动排放管装置。该管子握持机构包括底座和可转动地设置在所述底座上的至少二个弯曲杆，各所述弯曲杆连接驱动部，各所述弯曲杆包括凹部和凸部，握持作业时各所述弯曲杆的凹部朝内。本发明体积小、结构紧凑，而且在弯曲杆转动的过程中，占用空间极小，尤其适合狭窄空间作业，相对于现有技术极大地降低了机构动作时。
2、所需的活动空间。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图4页10申请公布号CN104453744A43申请公布日20150325CN104453744A1/1页21一种管子握持机构，其特征在于，包括底座1和可转动地设置在所述底座1上的至少二个弯曲杆2，各所述弯曲杆2连接驱动部，各所述弯曲杆2包括凹部20和凸部21，握持作业时各所述弯曲杆2的凹部20朝内。2根据权利要求1所述的管子握持机构，其特征在于，所述弯曲杆2的数量为二个，分别设置于所述底座1的左部和右部。3根据权利要求1或2所述的管子握持机构，其特征在于，所述驱动部包括马达，所述马达连接螺。
3、杆3，所述螺杆3上设置有螺母4，所述螺母4沿所述螺杆3的轴向移动，所述螺母4和所述弯曲杆2连接。4根据权利要求3所述的管子握持机构，其特征在于，所述弯曲杆2上固定有连杆5，所述螺母4与所述连杆5铰接。5根据权利要求1或2所述的管子握持机构，其特征在于，所述驱动部包括马达，所述马达连接第一齿轮6，各所述弯曲杆2上固定有第二齿轮7，其中一个所述第二齿轮7与所述第一齿轮6啮合。6根据权利要求5所述的管子握持机构，其特征在于，另外的所述第二齿轮7与所述第一齿轮6之间还设置有中间齿轮8。7一种自动排放管装置，包括排管架和设置于所述排管架上的机械臂，其特征在于，所述机械臂上设置有权利要求16任一项所述的管。
4、子握持机构。8根据权利要求7所述的自动排放管装置，其特征在于，所述机械臂包括机架、主臂40、辅臂50和拉杆30，所述主臂40与拉杆30的一端均铰接在机架上，所述主臂40与拉杆30的另一端均与辅臂50的第一端铰接，所述机架、主臂40、辅臂50和拉杆30构成平行四边形机构，所述管子握持机构设置于辅臂50的第二端上。9根据权利要求8所述的自动排放管装置，其特征在于，所述机架包括固定支座10和可相对于所述固定支座10转动的回转支座20，所述主臂40与拉杆30设置于所述回转支座20上，所述排管架上设置有滑道，所述固定支座10可沿所述滑道滑动。10根据权利要求9所述的自动排放管装置，其特征在于，所述主臂4。
5、0连接第一减速器90，所述第一减速器90连接第一电机100；所述回转支座20连接第二减速器80，所述第二减速器80连接第二电机70。权利要求书CN104453744A1/4页3一种管子握持机构及自动排放管装置技术领域0001本发明主要涉及石油钻采设备技术领域，具体地说，涉及一种管子握持机构，以及设置有该管子握持机构的自动排放管装置。背景技术0002井口自动化装备是石油行业重要的组成部分，自动化、无人化是石油钻采装备的发展方向。0003自动排放管装置也称排管机械手是一种井口自动化装备，其主要功能是握持钻杆或油管进行移动，以将钻杆或油管在井口与排管架之间运动。0004自动排放管装置一般包括机械臂和。
6、排管架俗称二层台，排管架通常树立在油井旁，排管架上形成许多用于竖直放置油管或钻杆的位置，机械臂活动设置在排管架上；当需要将油管或钻杆放置在排管架上时，机械臂夹住油管或钻杆，然后在控制器的控制下将油管或钻杆放置于排管架上的预定位置；当需要从排管架上取出油管或钻杆时，机械臂运动至适当位置并通过管子握持机构夹住油管或钻杆，然后将其带动至预定位置。0005管子握持机构也称爪手是握持管子的直接作用件，一般位于多自由度运动的机械臂的末端。当前爪手的主要形式是爪子以平行于管子的轴转动并夹持和放松，即爪子的转动中心线与管子上下方向的轴线平行，爪子在张开的过程中，势必要在空间上向管子两侧方向扩张，这种方式导致在。
7、作业时爪子将占用较大空间，不利于爪手在狭窄空间运动，在爪手两侧方向一定区域内不能设置其他任何部件，否则它们将会与爪手之间相互干涉，影响爪手的正常工作。发明内容0006有鉴于此，本发明的目的在于提供一种管子握持机构，可解决现有技术作业时占用空间大、狭窄空间运动不方便的缺陷。0007本发明的管子握持机构，包括底座和可转动地设置在所述底座上的至少二个弯曲杆，各所述弯曲杆连接驱动部，各所述弯曲杆包括凹部和凸部，握持作业时各所述弯曲杆的凹部朝内。0008进一步地，所述弯曲杆的数量为二个，分别设置于所述底座的左部和右部。0009进一步地，所述驱动部包括马达，所述马达连接螺杆，所述螺杆上设置有螺母，所述螺母。
8、沿所述螺杆的轴向移动，所述螺母和所述弯曲杆连接。0010进一步地，所述弯曲杆上固定有连杆，所述螺母与所述连杆铰接。0011进一步地，所述驱动部包括马达，所述马达连接第一齿轮，各所述弯曲杆上固定有第二齿轮，其中一个所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。0012进一步地，另外的所述第二齿轮与所述第一齿轮之间还设置有中间齿轮。0013本发明的另一个方面，还提供一种自动排放管装置，包括排管架和设置于所述排管架上的机械臂，所述机械臂设置有前述任一项的管子握持机构。说明书CN104453744A2/4页40014进一步地，所述机械臂包括机架、主臂、辅臂和拉杆，所述主臂与拉杆的一端均铰接在机架上，所述主臂与拉杆的。
9、另一端均与辅臂的第一端铰接，所述机架、主臂、辅臂和拉杆构成平行四边形机构，所述管子握持机构设置于辅臂的第二端上。0015进一步地，所述机架包括固定支座和可相对于所述固定支座转动的回转支座，所述主臂与拉杆设置于所述回转支座上，所述排管架上设置有滑道，所述固定支座可沿所述滑道滑动。0016进一步地，所述主臂连接第一减速器，所述第一减速器连接第一电机；所述回转支座连接第二减速器，所述第二减速器连接第二电机。0017本发明的管子握持机构及自动排放管装置，包括至少二个可转动的弯曲杆，各弯曲杆包括凹部和凸部，握持作业时各所述弯曲杆的凹部朝内。本发明在弯曲杆的凹部转出时，有较大的开口，便于管子进入，而在凹部。
10、朝内时，可以稳定地将管子握持在中间，工作可靠，操作简单。0018此外，本发明的管子握持机构体积小、结构紧凑，而且在弯曲杆转动的过程中，占用空间极小，尤其适合狭窄空间作业，对管子握持机构两侧区域的空间量要求极小，相对于现有技术采用两侧张开收回的方式而言，极大地降低了机构动作时的活动空间，因而也便于在相应区域进行部件布置，提高了设备的设计灵活性。附图说明0019构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中0020图1是本发明一实施例的管子握持机构在握持作业时的结构示意图；0021图2是图1所示状态中驱动部分的。
11、结构示意图；0022图3是图1所示实施例在松开作业时的结构示意图；0023图4是图3所示状态中驱动部分的结构示意图；0024图5是本发明另一实施例的管子握持机构的结构示意图；0025图6是本发明另一实施例的驱动部分的结构示意图；0026图7是本发明一实施例的自动排放管装置的结构示意图。0027附图标记说明0028底座1弯曲杆20029凹部20凸部210030螺杆3螺母40031连杆5第一齿轮60032第二齿轮7中间齿轮80033固定支座10回转支座200034拉杆30主臂400035辅臂50第二电机700036第二减速器80第一减速器900037第一电机100说明书CN104453744A3/。
12、4页5具体实施方式0038需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。0039本发明中，使用的方位如“左”、“右”均以图1所示的视图为基准。术语“第一”、“第二”主要用于区分不同的部件，但不对部件进行具体限制。0040图1和图3所示是本发明一实施例的管子握持机构的结构示意图，其中图1所示是在握持作业时的状态图，图3所示是在松开作业时的状态图。该实施例的管子握持机构的主要功能是握持钻杆或油管进行移动，以将钻杆或油管在井口与排管架之间运动。本领域技术人员应当清楚，本发明的“管子”是指钻杆、油管等结构。0041该实施例的管。
13、子握持机构至少包括底座1、弯曲杆2和驱动部。弯曲杆2的数量为至少二个，均可转动地设置在底座1上。弯曲杆2整体形成C形结构，包括凹部20和凸部21。各弯曲杆2连接驱动部，既可以是共同连接同一个驱动部，也可以是分别连接独立的驱动部，本发明并不受限于此。0042在图1所示的握持作业时，各弯曲杆2的凹部20朝内；在图3所示的松开作业时，各弯曲杆2的凹部20从朝内的位置转出，即各弯曲杆2的凹部20转动至朝外。前述“内”、“外”是相对于底座1的位置而言，底座1的中间位置为内，两侧位置为外。0043在图1和图3所示的实施例中，弯曲杆2的数量优选为二个，分别设置于底座1的左部和右部。应当清楚，弯曲杆2也可以为。
14、四个，在底座1的左右部均成对设置有二个。当然，弯曲杆2的数量还可以有其他更多可能，均可以实现本发明的技术效果。0044在弯曲杆2的凹部20转出时，有较大的开口，便于管子进入，而在凹部20朝内时，可以稳定地将管子握持在中间，工作可靠，操作简单。为了便于各弯曲杆2共同协同将弯曲杆2握稳，优选各弯曲杆2的转动轴线与握持状态管子的轴线垂直。在图1和图3所示的方位，握持状态管子的轴线位于垂直纸面方向，弯曲杆2的转动轴线位于上下方向。0045对于现有技术而言，由于爪子以平行于管子的轴转动并夹持和放松，这种方式导致在作业时爪子将占用较大空间，不利于爪手在狭窄空间运动。而对于前述实施例的技术方案而言，由于从管。
15、子的侧面握持和松开管子，在弯曲杆2转动的过程中，占用空间极小，尤其适合狭窄空间作业，并具有体积小、结构紧凑等显著的技术效果。对管子握持机构两侧区域的空间量要求极小，相对于现有技术采用两侧张开收回的方式而言，极大地降低了机构动作时的活动空间，因而也便于在相应区域进行部件布置，提高了设备的设计灵活性。0046图5是本发明另一实施例的管子握持机构的结构示意图，在该实施例中各二个弯曲杆2的转动轴线相互平行，均位于垂直上下的方向，这样可以有利于驱动部等结构的空间布局。应当清楚，各弯曲杆2的转动轴线也可以互成夹角。0047驱动弯曲杆2转动的驱动部可以具有多种可能结构，并与弯曲杆2之间具有多种可能连接方式。。
16、在图2和图4所示的实施例中，该驱动部包括马达，该马达连接螺杆3，螺杆3上设置有螺母4，螺母4沿螺杆3的轴向移动，螺母4和弯曲杆2连接。0048前述马达可以是如液压马达、电动机等输出旋转运动的部件。前述螺母4可连接一个或所有的弯曲杆2，螺杆3在马达驱动下转动，螺母4进行上下直线运动并带动弯曲杆2转动。在图2所示的握持作业时，螺母4移动至下方；而在图4所示的松开状态时，螺母4移动至上方。优选各弯曲杆2可在螺母4的带动下转动90或180。说明书CN104453744A4/4页60049为了便于螺母4与弯曲杆2之间的连接，优选地弯曲杆2上还固定有连杆5，螺母4与连杆5之间铰接。该连杆5可与弯曲杆2之间。
17、可分体或一体形成。0050作为另一种实施方式，如图6所示，驱动部包括马达，马达连接第一齿轮6，各弯曲杆2上固定有第二齿轮7，其中一个第二齿轮7与第一齿轮6啮合。驱动部带动第一齿轮6转动，第一齿轮6带动第二齿轮7转动，进而使得弯曲杆2的凹部20朝向相应的位置。0051一个第一齿轮6可同时带动二个第二齿轮7转动，为了便于空间布局，优选还设置有图6所示的中间齿轮8，其中一个第二齿轮7直接与第一齿轮6啮合，另一个第二齿轮7通过中间齿轮8与第一齿轮6连接。0052此外，作为另一种可能方式，驱动部包括油缸，该油缸的两端分别与底座1和弯曲杆2连接，通过油缸的伸缩动作，也可实现弯曲杆2的转动，同样能实现本发明。
18、的技术效果。0053本发明的另一个方面，还提供一种自动排放管装置，该自动排放管装置设置有前述实施例的管子握持机构，以便于使管子在井口与排管架之间运动。管子握持机构一般可位于机械臂的末端。前述自动排放管装置可用于如钻机、修井机等石油钻采设备上。0054图7是本发明一实施例的自动排放管装置的结构示意图，该自动排放管装置的机械臂至少包括机架、主臂40、辅臂50和拉杆30，主臂40与拉杆30的一端均铰接在机架上，主臂40与拉杆30的另一端均与辅臂50的第一端铰接，机架、主臂40、辅臂50和拉杆30构成平行四边形机构，管子握持机构设置于辅臂50的第二端上。0055优选辅臂50的第二端水平设置。在平行四边。
19、形机构的作用下，当主臂40转动时，辅臂50进行平移运动。该机械臂不但可以实现排放管的基本功能，而且具有结构简单紧凑、零部件少、容易维护等优点，可以有效提高自动排放管装置的可靠性和可维护性。0056进一步地，优选机架包括固定支座10和可相对于固定支座10转动的回转支座20，主臂40与拉杆30设置于回转支座20上，排管架上设置有滑道，固定支座10可沿滑道滑动，可实现排管和放管时的多自由度运动的需要，且具有动作简洁、作业效率高的优点。0057前述主臂40及回转支座20可采用多种可能的方式驱动其转动，优选主臂40连接第一减速器90，第一减速器90连接第一电机100；回转支座20连接第二减速器80，第二减速器80连接第二电机70，整体结构简单紧凑、易于空间布局。通过主臂40、回转支座20及弯曲杆2的协同动作，可高效地实现排管和放管作业，活动所需空间极小，尤其适合狭窄空间作业，0058以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN104453744A1/4页7图1图2说明书附图CN104453744A2/4页8图3图4说明书附图CN104453744A3/4页9图5图6说明书附图CN104453744A4/4页10图7说明书附图CN104453744A10。