自由度钻头

阅读:163发布:2020-05-13

专利汇可以提供自由度钻头专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且双 自由度 钻头 ,属于机械工具技术领域。在 机架 上安装左 电机 、左圆锥 齿轮 、系杆,左电机驱动连接左圆 锥齿轮 ,系杆上安装上圆锥齿轮和 支撑 板,上圆锥齿轮和左圆锥齿轮相 啮合 ,上圆锥齿轮和支撑板上分别安装连接后电机支撑板和前电机支撑板,右 支架 安装固定在后电机支撑板上,右支架上安装连接右上 液压缸 和右下液压缸,左支架上安装左上液压缸和左下液压缸,左支架和右支架通过 气缸 连接,后电机支撑板和前电机支撑板上安装电机,电机通过轴驱动连接钻头。本 发明 结构新颖合理简单,生产制造容易,成本低,采用双自由度转动机构和进给机构,实现钻有两个自由度弯曲的孔,适用于石油钻探、勘探等领域。,下面是自由度钻头专利的具体信息内容。

1.一种双自由度钻头,其特征是设有机架和左支架、右支架,机架上安装左电机、右电机、左圆锥齿轮、系杆,左电机驱动连接左圆锥齿轮,右电机通过右减速器驱动连接系杆,系杆上安装有上圆锥齿轮、右圆锥齿轮和支撑板,上圆锥齿轮分别与左圆锥齿轮和右圆锥齿轮相啮合,上圆锥齿轮和支撑板上分别安装连接后电机支撑板和前电机支撑板,右支架安装固定在后电机支撑板上,右支架上安装连接右上液压缸和右下液压缸,左支架上安装左上液压缸和左下液压缸,左支架和右支架通过液压缸连接,后电机支撑板和前电机支撑板上安装电机,电机通过轴驱动连接钻头。
2.根据权利要求1所述的双自由度钻头,其特征是所述的左电机与左圆锥齿轮之间设有左减速器,左电机通过左减速器驱动连接左圆锥齿轮。
3.根据权利要求1所述的双自由度钻头,其特征是所述的电机与轴之间设有切削减速器。

说明书全文

自由度钻头

技术领域

[0001] 本发明涉及一种机械钻孔的装置,特别是实现打空间曲线的钻孔设备,属于机械工具技术领域。

背景技术

[0002] 在石油钻探、勘探等领域,需要钻能有两个自由度弯曲的孔,而目前尚无设备能做到这一点。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为满足市场的需要,研制一种能钻具有两个自由度弯曲孔的双自由度钻头。
[0004] 本发明的技术方案是:双自由度钻头,其特征是设有机架和左支架、右支架,机架上安装左电机、右电机、左圆锥齿轮、系杆,左电机驱动连接左圆锥齿轮,右电机通过右减速器驱动连接系杆,系杆上安装有上圆锥齿轮、右圆锥齿轮和支撑板,上圆锥齿轮分别与左圆锥齿轮和右圆锥齿轮相啮合,上圆锥齿轮和支撑板上分别安装连接后电机支撑板和前电机支撑板,右支架安装固定在后电机支撑板上,右支架上安装连接右上液压缸和右下液压缸,左支架上安装左上液压缸和左下液压缸,左支架和右支架通过液压缸连接,后电机支撑板和前电机支撑板上安装电机,电机通过轴驱动连接钻头。
[0005] 所述的左电机与左圆锥齿轮之间设有左减速器,左电机通过左减速器驱动连接左圆锥齿轮。
[0006] 所述的电机与轴之间设有切削减速器。
[0007] 本发明结构新颖合理简单,生产制造容易,成本低,采用双自由度转动机构和进给机构,实现钻有两个自由度弯曲的孔,可广泛应用于石油钻探、勘探等领域,提高钻探效率、打孔质量附图说明
[0008] 图1是本发明的双自由度钻头进给机构原理示意图;
[0009] 图2是本发明的双自由度钻头双自由度转动结构示意图;
[0010] 图3是本发明的双自由度钻头双自由度机构运动关系图;
[0011] 图4是本发明的双自由度钻头运动矢量示意图。
[0012] 图中:左电机1、左减速器2、机架3、左圆锥齿轮4、系杆5、右圆锥齿轮6、右减速器7、右电机8、上圆锥齿轮9、支撑板10、轴11、后电机支撑板12-1、前电机支撑板12-2、电机
13、切削减速器14、右上液压缸(或气缸)15-1、右下液压缸(或气缸)15-2、液压缸(或气缸)16、左上液压缸(或气缸)17-1、左下液压缸(或气缸)17-2、钻头18、右支架19、左支架
20。

具体实施方式

[0013] 如图1、2所示,在机架3上安装左电机1、右电机8、左圆锥齿轮4、系杆5,左电机1通过左减速器2驱动连接左圆锥齿轮4,右电机8通过右减速器7驱动连接系杆5,系杆5上安装右圆锥齿轮6、上圆锥齿轮9和支撑板10,上圆锥齿轮9分别和左圆锥齿轮4、右圆锥齿轮6相啮合。上圆锥齿轮9和支撑板10上分别安装连接后电机支撑板12-1和前电机支撑板12-2。右支架19安装固定在后电机支撑板12-1上,右支架19上安装连接右上液压缸(或气缸)15-1和右下液压缸(或气缸)15-2。左支架20上安装左上液压缸(或气缸)17-1和左下液压缸(或气缸)17-2,左支架20和右支架19通过液压缸(或气缸)16连接。后电机支撑板12-1和前电机支撑板12-2上安装电机13,电机13通过切削减速器14驱动连接轴11,轴11上安装连接钻头18。
[0014] 双自由度钻头进给机构原理如图1,左上液压缸(或气缸)17-1、左下液压缸(或气缸)17-2向外运动,和孔壁接触并压紧,右上液压缸(或气缸)15-1、右下液压缸(或气缸)15-2向里运动,液压缸(或气缸)16运动,推动钻头向前进给;左上液压缸(或气缸)17-1、左下液压缸(或气缸)17-2向里运动,和孔壁脱离接触,右上液压缸(或气缸)15-1、右下液压缸(或气缸)15-2向外运动,和孔壁接触并压紧,液压缸(或气缸)16松开,带动右支架19向前运动。
[0015] 双自由度钻头的双自由度转动原理如图2、图3,动坐标系O1X1Y1Z1的建立如下:以左圆锥齿轮4的轴线为Z1轴,上圆锥齿轮9的回转轴线为X1轴,Z1轴和X1轴的交点为坐标原点O1,原点O1也是共轭球心C,用右手法则确定Y1轴。
[0016] 当右电机8不旋转时,系杆5静止,左电机1通过左减速器2驱动左圆锥齿轮4旋转,左圆锥齿轮4驱动上圆锥齿轮9绕过共轭球心C的坐标X1轴旋转,上圆锥齿轮9带动后电机支撑板12-1和前电机支撑板12-2转动。从而驱动钻头18转动;当左电机1不旋转时,左圆锥齿轮4不旋转,右电机8通过右减速器7驱动系杆5旋转,系杆5驱动上圆锥齿轮9做如下的运动,运动关系如图3所示,ω9,5为上圆锥齿轮9相对于系杆5的运动,方向如图3所示,这时,上圆锥齿轮9的运动ω9由两个运动合成,即绕过共轭球心C的X1轴的ω9,5和绕过共轭球心C的Z1轴的ω5,方向如图3所示,其中|ω5|=|ω9,5|tanβ2,所以钻头18的转动为两个运动合成,即绕过共轭球心C的X1轴的ω9,5和绕过共轭球心C的Z1轴的ω5;当左电机1、右电机8联动时,即第一组、第二组传动机构电机均工作时,钻头18的转动为绕过球心C的X1和Z1轴的空间复合转动。
[0017] 没有减速器,则驱动矩取决于电机的输出力矩。有了减速器,则增加驱动力矩。
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