[发明专利]机械臂及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油机械领域，特别涉及一种机械臂及其控制方法。

背景技术

修井作业是油田开发过程中保持油、水井正常生产的重要手段。在日常油、 水井修井作业中，需要经常将油管起出或者放入，离不开大量的起下油管操作。

现有技术中，在修井作业现场起下油管时，需要至少2名操作人员在井口 进行作业，操作人员需站立在井口旁边，完成起下油管的相关操作。在需要摘 挂吊环时，操作人员使用双手将修井机上的两个吊环挂在吊卡上；当需要推拉 油管时，操作人员借助手臂的力量将需要起出或下入的油管推至油管枕外或从 油管枕外接收油管并拉送到井内油管中心等所需位置，以便于后续的起下油管 操作。

在进行作业时，需要操作人员将油管推拉至该预设位置，由于是人工操作， 容易出现油管无法有效准确到达预设位置的情况，有时需要反复操作数次才能 放好；此外，油管的推拉需要操作人员的配合，如果操作人员稍有疏忽，或者 配合稍有失误，比较容易导致操作人员的磕、碰、伤、残问题发生。因此，操 作过程复杂，操作安全性较低。

发明内容

为了解决在油、水井口进行起下油管的相关操作时，操作过程复杂，操作 安全性较低的问题，本发明提供了一种机械臂及其控制方法。所述技术方案如 下：

一方面，提供了一种机械臂，包括：

机械臂总成、单油路控制阀、双油路控制阀和控制器，

所述机械臂总成包括：伺服缸和位移传感器，所述伺服缸上设置有伺服缸 前油路和伺服缸后油路，所述伺服缸与推拉机械手连接，所述伺服缸前油路到 井口的距离大于所述伺服缸后油路到井口的距离；

所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路分别连接液压油箱，所述单油路控 制阀设置于所述伺服缸后油路上，用于控制所述伺服缸后油路的导通和截止， 所述双油路控制阀设置于所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路上，用于通过 分别控制所述伺服缸前油路与所述伺服缸后油路的导通和截止来调整油路方 向，使所述机械臂的位置得到调整；

所述控制器分别与所述位移传感器和所述单油路控制阀连接，所述控制器 用于根据所述位移传感器检测的位置信息判断所述机械臂当前的位置与预设位 置是否相同，在所述机械臂当前的位置与所述预设位置相同时，指示所述单油 路控制阀控制所述伺服缸后油路关断，使所述机械臂停止运动。

可选的，所述机械臂总成还包括：机械臂外套、外套支撑板、机械臂本体、 臂腔定位板、臂头连接螺孔和外套连接板，

其中，所述位移传感器、所述外套支撑板、所述伺服缸沿所述机械臂外套 的长度方向依次排布在所述机械臂外套的内腔中；

所述外套支撑板将所述机械臂外套的内腔隔为两部分，所述两部分中位于 所述外套支撑板的一侧的部分设置有所述位移传感器，位于所述外套支撑板的 另一侧的部分设置有所述伺服缸，且所述外套支撑板的另一侧连接所述伺服缸 的尾部，所述伺服缸头部设置有活塞杆；

所述机械臂本体套接在所述伺服缸上，所述机械臂本体的内腔上设置有所 述臂腔定位板，所述活塞杆与所述臂腔定位板连接，所述机械臂本体能够在所 述活塞杆的带动下沿所述机械臂外套的长度方向在所述机械臂外套的内腔及所 述内腔之外往复移动，所述机械臂本体沿所述机械臂外套的长度方向的一端位 于所述内腔之内，所述另一端设置有用于外连推拉机械手的臂头连接螺孔；

所述机械臂外套另一端还设置有置放所述推拉机械手的矩形凹槽，所述机 械臂外套垂直于所述机械臂外套高度方向的底面设置有所述外套连接板，所述 外套连接板用于外连固定支撑座。

可选的，所述机械臂总成还包括：定位螺母，

所述活塞杆通过所述定位螺母与所述臂腔定位板固定连接；

所述机械臂外套上及所述外套支撑板上均设置有供所述伺服缸前油路、所 述伺服缸后油路和所述位移传感器的导线进出的孔。

可选的，所述机械臂外套为长方体。

可选的，所述机械臂还包括：电源，所述电源为直流电源，所述电源提供 的直流电压小于或等于36伏。

可选的，双油路控制阀能够脚踏操作或手动操作。

可选的，所述机械臂还包括：

定位开关盒，所述定位开关盒包括：控制开关和定位开关；