一种地矿钻杆排放移摆装置论文和设计-刁佳伟

全文摘要

一种地矿钻杆排放移摆装置，属于地质钻探技术领域。包括输送底架体，输送底架体一端设有推进气缸，推进气缸输出端设有推进板，输送底架体另一端中间上方设有提取限位模块，且对应提取限位模块设有钻杆举升模块，钻杆举升模块内设有举升气缸，举升气缸顶部设有举升槽块，输送底架体外部还设有配置台，配置台上设有臂后摆动缸，臂后摆动缸输出端设有朝向输送底架体的摆动臂，摆动臂远端设有臂前摆动缸，臂前摆动缸输出端设有摆动安装板，摆动安装板底部设有夹持体。解决了现有钻杆排放移摆设备步骤繁琐的问题，可有效地从批量钻杆中提取并间隔送杆，大大简化了钻杆输送步骤，同时可在保证垂直度的基础上灵活调整钻杆夹持体的朝向，提升了实用性。

主设计要求

1.一种地矿钻杆排放移摆装置，其特征在于：包括输送底架体，所述的输送底架体一端设有推进气缸，所述的推进气缸输出端设有推进板，所述的输送底架体另一端中间上方设有提取限位模块，且对应提取限位模块设有钻杆举升模块，所述的钻杆举升模块内设有举升气缸，所述的举升气缸顶部设有举升槽块，所述的输送底架体外部还设有配置台，所述的配置台上设有臂后摆动缸，所述的臂后摆动缸输出端设有朝向输送底架体的摆动臂，所述的摆动臂远端设有臂前摆动缸，所述的臂前摆动缸输出端设有摆动安装板，所述的摆动安装板底部设有夹持体。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种地矿钻杆排放移摆装置，其特征是，所述的输送底架体左右两侧分别设有朝向中间的连接套管体，所述的提取限位模块分别与两侧的连接套管体相固定连接。

3.如权利要求2所述的一种地矿钻杆排放移摆装置，其特征是，所述的提取限位模块包括驱动回转电机、转板防护套和螺旋转板，所述的连接套管体分别与转板防护套左右两侧相固定连接，所述的螺旋转板通过两侧转轴轴装在转板防护套内部，且转轴分别穿过连接套管体延伸至输送底架体两侧，所述的输送底架体两侧外部分别设有电机安装架，所述的电机安装架分别固定有驱动回转电机，所述的驱动回转电机输出端分别与连接套管体内部转轴相固定连接。

4.如权利要求3所述的一种地矿钻杆排放移摆装置，其特征是，所述的举升槽块高度低于输送底架体平面，且与提取限位模块中的螺旋转板相对应，所述的钻杆举升模块上远离输送底架体一侧还设有防止钻杆掉落的缓冲挡块。

5.如权利要求1所述的一种地矿钻杆排放移摆装置，其特征是，所述的臂后摆动缸输出端通过侧部设有摆臂安装架，且通过摆臂安装架固定安装有朝向输送底架体的摆动臂。

6.如权利要求1所述的一种地矿钻杆排放移摆装置，其特征是，所述的摆动安装板中间设有安装通道，所述的夹持体包括固定块、工作腔、滑动通道、夹体驱动伸缩杆、齿条体、齿轮体、齿轮转轴以及夹持爪，所述的固定块内部设有工作腔，所述的夹体驱动伸缩杆设置在固定块顶部中心，且输出端延伸至工作腔内，所述的固定块与摆动安装板固定连接，且夹体驱动伸缩杆穿过摆动安装板上的安装通道，所述的夹体驱动伸缩杆输出端两侧分别设有齿条体，且两侧分别啮合有通过齿轮转轴轴装在工作腔内部的齿轮体，所述的齿轮体一侧分别设有夹持爪，所述的夹持爪穿过工作腔底部的滑动通道延伸至固定块外侧，且与举升槽块相对应。

7.如权利要求6所述的一种地矿钻杆排放移摆装置，其特征是，所述的夹持体还包括安装螺纹孔，所述的安装螺纹孔设置在固定块上位于夹体驱动伸缩杆两侧，所述的固定块通过安装螺纹孔与摆动安装板上的螺栓固定连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种地矿钻杆排放移摆装置，属于地质钻探技术领域。

背景技术

随着国内煤炭机械、矿山机械设备的发展及广泛应用，钻杆作为连接地表钻机和钻井底端钻磨设备，在采矿工作中发挥着重要的作用。现有技术中，钻杆一般需要保持竖直立于钻杆架中，以提供给钻机使用，通常包括排放和移摆两个步骤：即先从批量平放的钻杆中通过排放设备将一根钻杆送出，进而由移摆设备将送出的该钻杆由平放转向竖直。但是目前的排放设备结构复杂，通常需要繁琐的工序将一根钻杆送出，进而由大型的机械手臂操纵钻杆进行移摆，效率低成本高，同时由于钻杆的自身重量，经常发生钻杆垂直度不高的问题，很是不便。

针对上述已有技术状况，本实用新型申请人做了大量反复而有益的探索，最终产品取得了有效的成果，并且形成了下面将要介绍的技术方案。

实用新型内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种地矿钻杆排放移摆装置，结构简单，可有效地从批量钻杆中提取并间隔送杆，大大简化了钻杆输送步骤，降低了输送成本，同时可在保证垂直度的基础上灵活调整钻杆夹持体的朝向，提升了整体与钻杆架的适配度和实用性。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种地矿钻杆排放移摆装置，包括输送底架体，所述的输送底架体一端设有推进气缸，所述的推进气缸输出端设有推进板，所述的输送底架体另一端中间上方设有提取限位模块，且对应提取限位模块设有钻杆举升模块，所述的钻杆举升模块内设有举升气缸，所述的举升气缸顶部设有举升槽块，所述的输送底架体外部还设有配置台，所述的配置台上设有臂后摆动缸，所述的臂后摆动缸输出端设有朝向输送底架体的摆动臂，所述的摆动臂远端设有臂前摆动缸，所述的臂前摆动缸输出端设有摆动安装板，所述的摆动安装板底部设有夹持体。

进一步地，所述的输送底架体左右两侧分别设有朝向中间的连接套管体，所述的提取限位模块分别与两侧的连接套管体相固定连接。

进一步地，所述的提取限位模块包括驱动回转电机、转板防护套和螺旋转板，所述的连接套管体分别与转板防护套左右两侧相固定连接，所述的螺旋转板通过两侧转轴轴装在转板防护套内部，且转轴分别穿过连接套管体延伸至输送底架体两侧，所述的输送底架体两侧外部分别设有电机安装架，所述的电机安装架分别固定有驱动回转电机，所述的驱动回转电机输出端分别与连接套管体内部转轴相固定连接。

进一步地，所述的举升槽块高度低于输送底架体平面，且与提取限位模块中的螺旋转板相对应，所述的钻杆举升模块上远离输送底架体一侧还设有防止钻杆掉落的缓冲挡块。

进一步地，所述的臂后摆动缸输出端通过侧部设有摆臂安装架，且通过摆臂安装架固定安装有朝向输送底架体的摆动臂。

进一步地，所述的摆动安装板中间设有安装通道，所述的夹持体包括固定块、工作腔、滑动通道、夹体驱动伸缩杆、齿条体、齿轮体、齿轮转轴以及夹持爪，所述的固定块内部设有工作腔，所述的夹体驱动伸缩杆设置在固定块顶部中心，且输出端延伸至工作腔内，所述的固定块与摆动安装板固定连接，且夹体驱动伸缩杆穿过摆动安装板上的安装通道，所述的夹体驱动伸缩杆输出端两侧分别设有齿条体，且两侧分别啮合有通过齿轮转轴轴装在工作腔内部的齿轮体，所述的齿轮体一侧分别设有夹持爪，所述的夹持爪穿过工作腔底部的滑动通道延伸至固定块外侧，且与举升槽块相对应。

进一步地，所述的夹持体还包括安装螺纹孔，所述的安装螺纹孔设置在固定块上位于夹体驱动伸缩杆两侧，所述的固定块通过安装螺纹孔与摆动安装板上的螺栓固定连接。

本实用新型的有益效果：

1.该装置结构简单，可有效地从批量钻杆中提取并间隔送杆，大大简化了钻杆输送步骤，降低了输送成本，同时可在保证垂直度的基础上灵活调整钻杆夹持体的朝向，提升了整体与钻杆架的适配度和实用性；

2.压力传感器可自动检测受到来自钻杆的压力值，并即时做出反馈，使得推进板前方的钻杆始终保持紧贴螺旋转板，同时螺旋转板可在分离出一根钻杆后有效阻挡后侧钻杆，提高了整体的实用性和功能性；

3.水平传感器模块可以有效感应摆动安装板的平衡度，并即时控制摆动缸进行摆角大小的调整，大大提高了钻杆的安装精准性；

4.夹持体通过螺栓安装在摆动安装板，可方便地拆转维护或更换，提高了部件的使用寿命，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型传输钻杆时的结构示意图；

图3为本实用新型中夹持体的内部结构示意图；

图4为本实用新型的控制原理示意图。

图中，输送底架体1、电机安装架11、连接套管体12、钻杆13、推进气缸2、推进板21、压力传感器22、提取限位模块3、驱动回转电机31、转板防护套32、螺旋转板33、钻杆举升模块4、举升气缸41、举升槽块42、缓冲挡块43、配置台5、臂后摆动缸6、摆臂安装架61、摆动臂62、摆动安装板7、臂前摆动缸71、水平传感器模块72、夹持体8、固定块81、工作腔82、滑动通道83、夹体驱动伸缩杆84、齿条体85、齿轮体86、齿轮转轴87、夹持爪88、安装螺纹孔89、单片机控制模块9、继电器模块91、电源外接端92、电接线路93、PNP型三极管94。

具体实施方式

如图1至4所示，一种地矿钻杆排放移摆装置，包括输送底架体1、电机安装架11、连接套管体12、推进气缸2、推进板21、压力传感器22、提取限位模块3、钻杆举升模块4、举升气缸41、举升槽块42、缓冲挡块43、配置台5、臂后摆动缸6、摆臂安装架61、摆动臂62、摆动安装板7、臂前摆动缸71、水平传感器模块72、夹持体8、单片机控制模块9、继电器模块91、电源外接端92、电接线路93、PNP型三极管94，所述的输送底架体1一端均匀设有多个输出端朝向输送底架体1另一端的推进气缸2，所述的推进板21后端分别与多个推进气缸2输出端相固定连接，推进板21上设有多个用于检测前端所受压力值的压力传感器22，所述的输送底架体1另一端左右两侧分别固定有一个连接套管体12，中间上方设有提取限位模块3，所述的提取限位模块3包括驱动回转电机31、转板防护套32和螺旋转板33，所述的连接套管体12均朝向中间，且分别与转板防护套32左右两侧相固定连接，所述的螺旋转板33通过两侧转轴轴装在转板防护套32内部，且转轴分别穿过连接套管体12延伸至输送底架体1两侧，所述的输送底架体1两侧外部分别设有电机安装架11，所述的电机安装架11分别固定有驱动回转电机31，所述的驱动回转电机31输出端分别与连接套管体12内部转轴相固定连接。

所述的输送底架体1在位于提取限位模块3一侧还设有一个钻杆举升模块4，所述的钻杆举升模块4内设有多个输出端朝上的举升气缸41，所述的举升气缸41顶部分别设有用于盛放待举升钻杆13的举升槽块42，所述的举升槽块42高度低于输送底架体1平面，且与提取限位模块3中的螺旋转板33相对应，所述的钻杆举升模块4上远离输送底架体1一侧还设有防止钻杆13掉落的缓冲挡块43。

所述的输送底架体1外部设有配置台5，所述的配置台5上固定安装有一个臂后摆动缸6，所述的臂后摆动缸6输出端通过侧部设置的摆臂安装架61固定安装有朝向输送底架体1的摆动臂62，所述的摆动臂62远端设有一个臂前摆动缸71，所述的臂前摆动缸71输出端设有一个摆动安装板7，所述的摆动安装板7上设有一个用于检测平衡状态的水平传感器模块72，底部设有两个用于抓取钻杆的夹持体8。

所述的摆动安装板7中间设有安装通道，所述的夹持体8包括固定块81、工作腔82、滑动通道83、夹体驱动伸缩杆84、齿条体85、齿轮体86、齿轮转轴87、夹持爪88以及安装螺纹孔89，所述的固定块81内部设有工作腔82，所述的夹体驱动伸缩杆84设置在固定块81顶部中心，且输出端延伸至工作腔82内，所述的安装螺纹孔89设置在固定块81上位于夹体驱动伸缩杆84两侧，所述的固定块81通过安装螺纹孔89与摆动安装板7上的螺栓固定连接，且夹体驱动伸缩杆84穿过摆动安装板7上的安装通道，所述的夹体驱动伸缩杆84输出端两侧分别设有齿条体85，且两侧分别啮合有通过齿轮转轴87轴装在工作腔82内部的齿轮体86，所述的齿轮体86一侧分别固定设有夹持爪88，所述的夹持爪88穿过工作腔82底部的滑动通道83延伸至固定块81外侧，且与举升槽块42相对应。

所述的配置台5上还设有单片机控制模块9和继电器模块91，所述的单片机控制模块9上设有电源外接端92，且输出端电连接有PNP型三极管94，所述的PNP型三极管94输出端与继电器模块91输入端相电连接，所述的继电器模块91输出端分别通过外部的电接线路93与推进气缸2、驱动回转电机31、举升气缸41、臂后摆动缸6、臂前摆动缸71以及夹体驱动伸缩杆84相电连接，所述的压力传感器22和水平传感器模块72分别与单片机控制模块9输入端相电连接，所述的单片机控制模块9采用AT80C51型单片机，所述的继电器模块91采用S7-200继电器且输出电流采用2A，结构简单，可有效地从批量钻杆中提取并间隔送杆，大大简化了钻杆输送步骤，降低了输送成本，同时可在保证垂直度的基础上灵活调整钻杆夹持体的朝向，提升了整体与钻杆架的适配度和实用性。

该装置在使用时，连接电源外接端92，由单片机控制模块9以及继电器模块91控制推进气缸2伸展，在推进气缸2前侧推进板21的推动作用下，钻杆到达提取限位模块3中的螺旋转板33处，由推进板21上的压力传感器22检测受到压力增大后，即时将信号反馈至单片机控制模块9，并进一步使得推进气缸2停止伸展。

进而控制驱动回转电机31旋转预定圈数，并带动提取限位模块3中的螺旋转板33旋转相邻两个转板的角度，最终使得一根钻杆13自输送底架体1掉落至钻杆举升模块4中的举升气缸41上，在缓冲挡块43的阻挡作用下有效落入举升气缸41顶部的举升槽块42内。

单片机控制模块9以及继电器模块91控制臂后摆动缸6及摆动臂62向输送底架体1一侧摆动预定角度，由水平传感器模块72进一步检测摆动安装板7是否水平并即时反馈至单片机控制模块9进行臂后摆动缸6和臂前摆动缸71的微调，直至摆动安装板7处于水平状态。

进而臂前摆动缸71旋转并进一步带动摆动安装板7向下转动，直至夹持体8到达钻杆位置后，夹体驱动伸缩杆84输出端收缩，齿条体85上升并带动齿轮体86旋转，使夹持爪88夹紧钻杆。

臂后摆动缸6回转至初始位置，由水平传感器模块72进一步检测摆动安装板7是否处于竖直状态并即时反馈至单片机控制模块9后进行臂后摆动缸6的微调，直至摆动安装板7处于竖直状态，根据实际情况任意调整臂前摆动缸71的摆角，实现与钻杆架的交接，循环往复即可。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。

设计图

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