機(jī)械臂及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)械臂及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]修井作業(yè)是油田開發(fā)過程中保持油、水井正常生產(chǎn)的重要手段。在日常油、水井修井作業(yè)中，需要經(jīng)常將油管起出或者放入，離不開大量的起下油管操作。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，在修井作業(yè)現(xiàn)場起下油管時(shí)，需要至少2名操作人員在井口進(jìn)行作業(yè)，操作人員需站立在井口旁邊，完成起下油管的相關(guān)操作。在需要摘掛吊環(huán)時(shí)，操作人員使用雙手將修井機(jī)上的兩個(gè)吊環(huán)掛在吊卡上；當(dāng)需要推拉油管時(shí)，操作人員借助手臂的力量將需要起出或下入的油管推至油管枕外或從油管枕外接收油管并拉送到井內(nèi)油管中心等所需位置，以便于后續(xù)的起下油管操作。
[0004]在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，需要操作人員將油管推拉至該預(yù)設(shè)位置，由于是人工操作，容易出現(xiàn)油管無法有效準(zhǔn)確到達(dá)預(yù)設(shè)位置的情況，有時(shí)需要反復(fù)操作數(shù)次才能放好；此外，油管的推拉需要操作人員的配合，如果操作人員稍有疏忽，或者配合稍有失誤，比較容易導(dǎo)致操作人員的磕、碰、傷、殘問題發(fā)生。因此，操作過程復(fù)雜，操作安全性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決在油、水井口進(jìn)行起下油管的相關(guān)操作時(shí)，操作過程復(fù)雜，操作安全性較低的問題，本發(fā)明提供了一種機(jī)械臂及其控制方法。所述技術(shù)方案如下:
[0006]一方面，提供了一種機(jī)械臂，包括:
[0007]機(jī)械臂總成、單油路控制閥、雙油路控制閥和控制器，
[0008]所述機(jī)械臂總成包括:伺服缸和位移傳感器，所述伺服缸上設(shè)置有伺服缸前油路和伺服缸后油路，所述伺服缸與推拉機(jī)械手連接，所述伺服缸前油路到井口的距離大于所述伺服缸后油路到井口的距離；
[0009]所述伺服缸前油路與所述伺服缸后油路分別連接液壓油箱，所述單油路控制閥設(shè)置于所述伺服缸后油路上，用于控制所述伺服缸后油路的導(dǎo)通和截止，所述雙油路控制閥設(shè)置于所述伺服缸前油路與所述伺服缸后油路上，用于通過分別控制所述伺服缸前油路與所述伺服缸后油路的導(dǎo)通和截止來調(diào)整油路方向，使所述機(jī)械臂的位置得到調(diào)整；
[0010]所述控制器分別與所述位移傳感器和所述單油路控制閥連接，所述控制器用于根據(jù)所述位移傳感器檢測的位置信息判斷所述機(jī)械臂當(dāng)前的位置與預(yù)設(shè)位置是否相同，在所述機(jī)械臂當(dāng)前的位置與所述預(yù)設(shè)位置相同時(shí)，指示所述單油路控制閥控制所述伺服缸后油路關(guān)斷，使所述機(jī)械臂停止運(yùn)動(dòng)。
[0011]可選的，所述機(jī)械臂總成還包括:機(jī)械臂外套、外套支撐板、機(jī)械臂本體、臂腔定位板、臂頭連接螺孔和外套連接板，
[0012]其中，所述位移傳感器、所述外套支撐板、所述伺服缸沿所述機(jī)械臂外套的長度方向依次排布在所述機(jī)械臂外套的內(nèi)腔中；
[0013]所述外套支撐板將所述機(jī)械臂外套的內(nèi)腔隔為兩部分，所述兩部分中位于所述外套支撐板的一側(cè)的部分設(shè)置有所述位移傳感器，位于所述外套支撐板的另一側(cè)的部分設(shè)置有所述伺服缸，且所述外套支撐板的另一側(cè)連接所述伺服缸的尾部，所述伺服缸頭部設(shè)置有活塞桿；
[0014]所述機(jī)械臂本體套接在所述伺服缸上，所述機(jī)械臂本體的內(nèi)腔上設(shè)置有所述臂腔定位板，所述活塞桿與所述臂腔定位板連接，所述機(jī)械臂本體能夠在所述活塞桿的帶動(dòng)下沿所述機(jī)械臂外套的長度方向在所述機(jī)械臂外套的內(nèi)腔及所述內(nèi)腔之外往復(fù)移動(dòng)，所述機(jī)械臂本體沿所述機(jī)械臂外套的長度方向的一端位于所述內(nèi)腔之內(nèi)，所述另一端設(shè)置有用于外連推拉機(jī)械手的臂頭連接螺孔；
[0015]所述機(jī)械臂外套另一端還設(shè)置有置放所述推拉機(jī)械手的矩形凹槽，所述機(jī)械臂外套垂直于所述機(jī)械臂外套高度方向的底面設(shè)置有所述外套連接板，所述外套連接板用于外連固定支撐座。
[0016]可選的，所述機(jī)械臂總成還包括:定位螺母，
[0017]所述活塞桿通過所述定位螺母與所述臂腔定位板固定連接；
[0018]所述機(jī)械臂外套上及所述外套支撐板上均設(shè)置有供所述伺服缸前油路、所述伺服缸后油路和所述位移傳感器的導(dǎo)線進(jìn)出的孔。
[0019]可選的，所述機(jī)械臂外套為長方體。
[0020]可選的，所述機(jī)械臂還包括:電源，所述電源為直流電源，所述電源提供的直流電壓小于或等于36伏。
[0021]可選的，雙油路控制閥能夠腳踏操作或手動(dòng)操作。
[0022]可選的，所述機(jī)械臂還包括:
[0023]定位開關(guān)盒，所述定位開關(guān)盒包括:控制開關(guān)和定位開關(guān)；
[0024]所述定位開關(guān)盒與所述控制器連接，所述控制開關(guān)用于控制所述控制器的開啟或關(guān)閉，所述定位開關(guān)用于通過所述控制器控制所述位移傳感器的開啟或關(guān)閉。
[0025]可選的，所述機(jī)械臂還包括:
[0026]雙路閥傳感器，所述雙路閥傳感器用于感知所述雙油路控制閥的操作動(dòng)作，并向所述控制器發(fā)送所述雙油路控制閥的操作動(dòng)作對應(yīng)的信號。
[0027]另一方面，提供一種機(jī)械臂控制方法，包括:
[0028]位移傳感器檢測機(jī)械臂當(dāng)前的位置；
[0029]所述位移傳感器向控制器發(fā)送第一位置信息，所述第一位置信息指示所述機(jī)械臂當(dāng)前的位置；
[0030]所述控制器根據(jù)所述第一位置信息判斷所述機(jī)械臂當(dāng)前的位置與預(yù)設(shè)位置是否相同；
[0031]如果所述機(jī)械臂當(dāng)前的位置與所述預(yù)設(shè)位置相同，則所述控制器指示單油路控制閥控制伺服缸后油路關(guān)斷，使所述機(jī)械臂停止運(yùn)動(dòng)；
[0032]如果所述機(jī)械臂當(dāng)前的位置與所述預(yù)設(shè)位置不同，則通過控制雙油路控制閥調(diào)整油路方向，使得所述機(jī)械臂的位置調(diào)整至所述預(yù)設(shè)位置。
[0033]可選的，所述方法還包括:
[0034]定位開關(guān)盒中的定位開關(guān)向所述控制器發(fā)送定位關(guān)閉信號；
[0035]通過控制所述雙油路控制閥調(diào)整油路方向，使得所述機(jī)械臂的位置調(diào)整；
[0036]所述定位開關(guān)向所述控制器發(fā)送定位開啟信號；
[0037]位移傳感器檢測調(diào)整后的機(jī)械臂的位置；
[0038]所述位移傳感器向所述控制器發(fā)送第二位置信息，所述第二位置信息指示所述調(diào)整后的機(jī)械臂的位置；
[0039]所述控制器將所述調(diào)整后的機(jī)械臂的位置確定為預(yù)設(shè)位置。
[0040]本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0041]本發(fā)明提供了一種機(jī)械臂及其控制方法，由于該機(jī)械臂設(shè)置了控制器與位移傳感器，控制器能夠根據(jù)位移傳感器所采集的位置信息中的當(dāng)前位置，判斷當(dāng)前位置與預(yù)設(shè)位置是否相同，在當(dāng)前位置與預(yù)設(shè)位置相同時(shí)，控制機(jī)械臂的供油，使得機(jī)械臂在預(yù)設(shè)位置停止運(yùn)動(dòng)，又由于安裝了臂頭連接螺孔，可以完成對推拉機(jī)械手的定位安裝。因此，機(jī)械臂可以在進(jìn)行起下油管作業(yè)時(shí)，控制推拉機(jī)械手完成推拉油管至油管枕外、井內(nèi)油管中心等所需位置的操作，簡化了操作過程，提高了操作的安全性。
【附圖說明】
[0042]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0043]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種起下油管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種機(jī)械臂的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種機(jī)械臂總成的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種機(jī)械臂的控制方法的方法流程圖；
[0049]圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種機(jī)械臂的控制方法的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0051]本發(fā)明實(shí)施例提供的機(jī)械臂應(yīng)用于起下油管系統(tǒng)，如圖1所示，該起下油管系統(tǒng)包括:電控液壓站101、支撐座102、機(jī)械臂103、推拉機(jī)械手104、油管吊卡105、吊環(huán)106、油管鉗107、油管鉗就位裝置108、油管鉗遠(yuǎn)程控制裝置109和油管卡盤110。
[0052]其中，該電控液壓站101分別與油管吊卡105、油管鉗就位裝置108和油管舉升機(jī)20連接，用于為油管吊卡105、油管鉗就位裝置108和油管舉升機(jī)20提供壓力能。具體的，該電控液壓站101是一種液壓裝置，能夠?qū)⑼姾蟮碾姍C(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能。示例的，支撐座102用于支撐機(jī)械臂103，將該機(jī)械臂103進(jìn)行支撐固定，具體的，該機(jī)械臂103的縱向軸截面、井內(nèi)油管30的軸線和油管滑道50處于同一個(gè)縱平面上，其中，該機(jī)械臂103的縱向軸截面為沿該機(jī)械臂103的軸在豎直方向即圖1中X方向上的截面，該縱