一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置论文和设计-张越

全文摘要

一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，属于地质钻探技术领域。包括底架体，底架体底部设有驱动电机模块，顶部设有与驱动电机模块相配合的传送带模块，传送带模块外侧均匀设有多个容置凹槽体，底架体外部设有转动臂杆和支撑气缸模块，转动臂杆远端设有摆动臂模块及摆动安装板，摆动安装板上设有水平传感器模块，底部设有夹持体，底架体外部还设有单片机控制模块输出端分别与驱动电机模块、摆动缸模块以及夹持体相电连接，水平传感器模块与单片机控制模块相电连接。解决了现有钻杆排放移摆设备步骤繁琐的问题，可直接通过传送带模块间隔送杆，简化了钻杆的输送步骤，同时可保证垂直度的基础上灵活调整钻杆夹持体的朝向，提高了与钻杆架的适配度。

主设计要求

1.一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，其特征在于：包括底架体和支撑气缸模块，所述的底架体包括上下两层，且位于下层前侧固定设有驱动电机模块，位于上层前后侧的左右两端分别设有传动轴装块，左右两端的所述传动轴装块之间分别对应轴装有传动杆，且位于前侧的传动杆一端外侧设有从动轮，所述的驱动电机模块输出端朝向外侧设有主动轮，所述的主动轮与从动轮之间设有传动带；所述的传动杆上位于传动轴装块内侧分别设有传送带驱动轮，前后侧的两个传送带驱动轮上分别对应设有传送带模块，所述的传送带模块外侧均匀设有多个容置凹槽体，所述的底架体外部还设有安装板架，所述的安装板架底部设有平衡液压支腿，顶部一侧轴装有转动臂杆，所述的支撑气缸模块两端分别轴装在安装板架顶部另一侧与转动臂杆上，所述的转动臂杆远端设有摆动缸模块，所述的摆动缸模块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

所述的传动杆上位于传动轴装块内侧分别设有传送带驱动轮，前后侧的两个传送带驱动轮上分别对应设有传送带模块，所述的传送带模块外侧均匀设有多个容置凹槽体，所述的底架体外部还设有安装板架，所述的安装板架底部设有平衡液压支腿，顶部一侧轴装有转动臂杆，所述的支撑气缸模块两端分别轴装在安装板架顶部另一侧与转动臂杆上，所述的转动臂杆远端设有摆动缸模块，所述的摆动缸模块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。

2.如权利要求1所述的一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，其特征是，所述的传送带模块采用钢索带，所述的容置凹槽体之间具有预定间距。

3.如权利要求1所述的一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，其特征是，所述的底架体上位于前后两侧的传动轴装块之间均匀设有多个限位轴装块，左右两端的所述限位轴装块之间分别对应轴装有用于支撑传送带模块的旋转限位杆。

4.如权利要求1所述的一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，其特征是，所述的安装板架顶部一侧设有竖直的垂直立架，所述的垂直立架与安装板架之间设有加固斜杆，且通过顶部设置的臂杆安装轴轴装有转动臂杆，所述的安装板架顶部另一侧设有缸底轴装块，所述的转动臂杆朝向缸底轴装块一侧中间设有缸顶轴装块，所述的支撑气缸模块两端分别轴装在缸顶轴装块与缸底轴装块上。

5.如权利要求1所述的一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，其特征是，所述的摆动缸模块输出端设有朝向传送带模块一侧的侧延伸杆，所述的侧延伸杆远端一侧设有位于底架体上方的摆动安装板。

6.如权利要求1所述的一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，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。

7.如权利要求6所述的一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，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基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，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基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，结构简单，可直接通过传送带模块间隔送杆，简化了钻杆的输送步骤，降低了输送成本，同时可在有效保证垂直度的基础上灵活调整钻杆夹持体的朝向，大大提高了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：一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，包括底架体和支撑气缸模块，所述的底架体包括上下两层，且位于下层前侧固定设有驱动电机模块，位于上层前后侧的左右两端分别设有传动轴装块，左右两端的所述传动轴装块之间分别对应轴装有传动杆，且位于前侧的传动杆一端外侧设有从动轮，所述的驱动电机模块输出端朝向外侧设有主动轮，所述的主动轮与从动轮之间设有传动带。

进一步地，所述的传送带模块采用钢索带，所述的容置凹槽体之间具有预定间距。

进一步地，所述的底架体上位于前后两侧的传动轴装块之间均匀设有多个限位轴装块，左右两端的所述限位轴装块之间分别对应轴装有用于支撑传送带模块的旋转限位杆。

进一步地，所述的安装板架顶部一侧设有竖直的垂直立架，所述的垂直立架与安装板架之间设有加固斜杆，且通过顶部设置的臂杆安装轴轴装有转动臂杆，所述的安装板架顶部另一侧设有缸底轴装块，所述的转动臂杆朝向缸底轴装块一侧中间设有缸顶轴装块，所述的支撑气缸模块两端分别轴装在缸顶轴装块与缸底轴装块上。

进一步地，所述的摆动缸模块输出端设有朝向传送带模块一侧的侧延伸杆，所述的侧延伸杆远端一侧设有位于底架体上方的摆动安装板。

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。

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，可直接通过传送带模块间隔送杆，简化了钻杆的输送步骤，降低了输送成本，同时可在有效保证垂直度的基础上灵活调整钻杆夹持体的朝向，大大提高了与钻杆架的适配度和实用性；

2.可通过单片机控制模块自动控制驱动电机的启停及摆动缸的摆角大小，自动化程度高，提高了输送效率和可用性；

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为本实用新型在不同于图1方向上的整体结构示意图；

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，底架体1、传动轴装块11、旋转限位杆12、限位轴装块13、驱动电机模块2、主动轮21、传动带3、从动轮31、传送带驱动轮32、传动杆33、传送带模块4、容置凹槽体41、安装板架5、平衡液压支腿51、垂直立架52、加固斜杆53、支撑气缸模块6、缸底轴装块61、缸顶轴装块62、转动臂杆63、臂杆安装轴64、摆动安装板7、摆动缸模块71、侧延伸杆711、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、PNP型三极管93。

具体实施方式

如图1至3所示，一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置，包括底架体1、传动轴装块11、旋转限位杆12、限位轴装块13、驱动电机模块2、主动轮21、传动带3、从动轮31、传送带驱动轮32、传动杆33、传送带模块4、容置凹槽体41、安装板架5、平衡液压支腿51、垂直立架52、加固斜杆53、支撑气缸模块6、缸底轴装块61、缸顶轴装块62、转动臂杆63、臂杆安装轴64、摆动安装板7、摆动缸模块71、侧延伸杆711、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、PNP型三极管93，所述的底架体1包括上下两层，且位于下层前侧固定设有一个驱动电机模块2，位于上层前后侧的左右两端分别设有一个传动轴装块11，左右两端的所述传动轴装块11之间分别对应轴装有一个传动杆33，且位于前侧的传动杆33一端外侧设有从动轮31，所述的驱动电机模块2输出端朝向外侧设有一个主动轮21，所述的主动轮21与从动轮31之间设有用于带轮传动的传动带3。

所述的传动杆33上位于传动轴装块11内侧还分别固定设有一个传送带驱动轮32，前后侧的两个传送带驱动轮32上分别对应设有传送带模块4，所述的传送带模块4采用钢索带，且外侧均匀焊接固定有多个用于盛放钻杆的容置凹槽体41，所述的容置凹槽体41之间具有预定间距，所述的底架体1上位于前后两侧的传动轴装块11之间还均匀设有多个限位轴装块13，左右两端的所述限位轴装块13之间分别对应轴装有一个用于支撑传送带模块4的旋转限位杆12。

所述的底架体1前侧外部还设有一个安装板架5，所述的安装板架5底部四角位置分别设有一个平衡液压支腿51，顶部一侧设有竖直的垂直立架52，所述的垂直立架52与安装板架5之间设有加固斜杆53，且通过顶部设置的臂杆安装轴64轴装有转动臂杆63，所述的安装板架5顶部另一侧设有缸底轴装块61，所述的转动臂杆63朝向缸底轴装块61一侧中间设有缸顶轴装块62，所述的缸顶轴装块62与缸底轴装块61之间设有用于控制转动臂杆63转向的支撑气缸模块6，所述的转动臂杆63远端设有一个摆动缸模块71，所述的摆动缸模块71输出端设有朝向传送带模块4一侧的侧延伸杆711，所述的侧延伸杆711远端一侧设有位于底架体1上方的摆动安装板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。

所述的安装底座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93输入端，所述的PNP型三极管93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输出端分别与驱动电机模块2、平衡液压支腿51、支撑气缸模块6、摆动缸模块71以及夹体驱动伸缩杆84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，所述的水平传感器模块72与单片机控制模块9输入端相电连接，结构简单，可直接通过传送带模块间隔送杆，简化了钻杆的输送步骤，降低了输送成本，同时可在有效保证垂直度的基础上灵活调整钻杆夹持体的朝向，大大提高了与钻杆架的适配度。

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控制驱动电机模块2及主动轮21旋转预定圈数，在传动带3的作用下，从动轮31旋转并进一步带动传送带驱动轮32旋转，进而传送带模块4转动并通过容置凹槽体41将钻杆移动至底架体1前侧后停止。

单片机控制模块9以及继电器模块91控制支撑气缸模块6收缩，从而带动转动臂杆63以臂杆安装轴64为圆心向底架体1一侧旋转，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进行支撑气缸模块6与摆动缸模块71的微调，直至摆动安装板7处于水平状态。

进而摆动缸模块71旋转并带动摆动安装板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。

支撑气缸模块6伸展至初始位置，由水平传感器模块72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控制支撑气缸模块6的微调，直至摆动安装板7与转动臂杆63均处于竖直状态，根据实际情况任意调整摆动缸模块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

一种基于地质钻探的钻杆输送移摆装置论文和设计

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