用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置
阅读：571发布：2020-05-13
专利汇可以提供用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种用于捡拾 铁 磁性 物件的电磁抓取装置，属于机械设备领域，包括 基座 、 电缆 、柱状电 磁铁 、阻挡件和卡紧件；基座内设有多个固定通孔，阻挡件安装在固定通孔内，阻挡件的内部设有直径由上至下逐渐减小的锥状孔；卡紧件的外表面为直径由上至下逐渐减小的锥面，卡紧件安插在锥状孔内；卡紧件以及阻挡件上设有中心通孔，柱状电磁铁安插在中心通孔内，电缆一方面与基座固定连接，另一方面与多根柱状电磁铁电连接。本发明提供的用于捡拾 铁磁性 物件的电磁抓取装置，即使落物的上表面为非平面结构，多根柱状电磁铁的底部均能够作用于落物的上表面，与落物的 接触 面积大，通电后能够提供较大的磁吸 力 ；因此，能够捡拾形状复杂、 质量 大的落物。，下面是用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置专利的具体信息内容。
1.一种用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，其特征在于，包括：
基座、电缆、多根柱状电磁铁、多个阻挡件、多个卡紧件以及多个弹性组件；
所述基座内设有多个固定通孔，所述阻挡件安装在固定通孔内，所述阻挡件的内部设有直径由上至下逐渐减小的锥状孔；所述卡紧件的外表面为直径由上至下逐渐减小的锥面，所述卡紧件安插在锥状孔内；
所述弹性组件固定在固定通孔的顶端，弹性组件的底端抵在卡紧件的端部使卡紧件紧贴锥状孔；
所述弹性组件、卡紧件以及阻挡件上设有中心通孔，所述柱状电磁铁安插在中心通孔内，所述电缆一方面与基座固定连接，另一方面与多根柱状电磁铁电连接。
2.根据权利要求1所述的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，其特征在于，所述阻挡件为内径由上至下逐渐减小的弹性挡环；所述卡紧件为至少三个顶端宽、底端窄的第一斜锥块，多个第一斜锥块以环形、等间距的方式固定在锥状孔内，多个第一斜锥块的顶端平齐。
3.根据权利要求1所述的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，其特征在于，阻挡件为至少三个顶端窄、底端宽的第二斜锥块，多个第二斜锥块以环形、等间距的方式固定在固定通孔内；所述卡紧件为外径由上至下逐渐减小的弹性锥状体。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，其特征在于，所述阻挡件和卡紧件均为橡胶件或者硅胶件。
5.根据权利要求1所述的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，其特征在于，所述弹性组件包括封堵塞以及弹簧；
所述封堵塞由粗杆部以及固定在粗杆部底端的细杆部构成，所述粗杆安装在固定通孔的顶端；所述弹簧安插在细杆部上，所述弹簧的一端抵在粗杆部的底端，另一端抵在卡紧件的顶端。
6.根据权利要求5所述的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，其特征在于，所述固定通孔的顶端设有内螺纹，所述粗杆部上设有与内螺纹适配的外螺纹。
7.根据权利要求1所述的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，其特征在于，该电磁抓取装置还包括绝缘外壳体，所述外壳体的顶端设有穿线孔，底端设有敞口；所述基座安装在外壳的敞口内；所述电缆连接在外壳的顶部并穿过接线孔。
8.根据权利要求7所述的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，其特征在于，所述外壳体由圆锥筒体和圆柱筒体构成，所述基座为圆盘状；所述电缆包括多根电连接线以及包裹在多根电连接线外层的外套，所述外套与圆锥筒体的顶部连接，多根电连接线穿过接线孔。
9.根据权利要求7或8所述的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，其特征在于，所述外壳体的外侧固定有照明灯，所述电缆与照明灯电性连接。
10.根据权利要求1所述的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，其特征在于，所述柱状电磁铁的顶端为凸头部，所述凸头部的尺寸大于中心通孔的尺寸。
用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置
技术领域
背景技术
[0002] 在石油、天然气、煤层气、页岩气、地热井等领域，均需要进行钻井、完井、修井作业。当工人在井中进行作业时，时常发生工具(例如钻头、磨鞋、加重杆、点火棒、钢丝工具、电缆工具等)落入井底的事故，如果人工捡拾，不仅效率低，而且具有一定的危险性，因此，现有技术中一般通过机械爪设备来完成捡拾。
[0003] 现有技术中的机械爪，一般是通过机械爪的变形来模拟手或爪的动作，对落物进行抓取。
[0005] 打捞静爪、打捞动爪，打捞静爪和打捞动爪左右对应，打捞静爪包括抓齿片3＇和轴，抓齿片3＇和轴6＇之间的两侧用支承杆2＇连接，打捞动爪包括抓齿片和轴套，抓齿片和轴套之间的两侧用支承杆连接，打捞动爪的轴套和打捞动爪的轴相适配，打捞动爪的轴套套在打捞静爪的轴的中部，打捞动爪和打捞静爪通过轴6＇和轴套5＇的配合，可以相对转动，在打捞静爪的抓齿片中部焊有静杆1＇，静杆1＇另一端焊接在轴6＇的上部并弯绕到动打捞动爪一侧，打捞动爪的抓齿片中部焊有动杆4＇，动杆4＇另一端焊接在轴套5＇的上部并弯绕到打捞静爪一侧。
[0006] 使用时，在降落提把和提升提把分别系有降落吊绳和提升吊绳。使用者拉着降落吊绳，放入井下，由于重力，打捞静爪和打捞动爪的抓齿片之间张开，当井底杂物进入打捞静爪和打捞动爪的抓齿片之间时候，松开降落吊绳，同时，把提升吊绳往上吊起，打捞动爪随着轴转动，打捞静爪和打捞动爪的抓齿片合拢，杂物就被两个抓齿片锁紧，即可将落物打捞上来。
[0007] 在该发明中，通过打捞静爪和打捞动爪的抓齿片合拢来对落物进行抓取，对环境的要求较高(要求井的深度适宜、井内可见度良好)，而且对工人的技术水平要求也较高，必须能够通过降落吊绳稳定的控制打捞静爪和打捞动爪的开口部对准落物，此外，还要求落物的体积要适中，否则爪很难抓取。
[0009] 相较于传统的机械爪，由于存在磁力，电磁铁的下落准确性要求较低，电磁捡拾装置的抓取动作较为简单，操作难度较低；而且能够抓取任意大小的落物。
[0010] 但是现有技术中的电磁捡拾装置，其电磁铁8＇均为圆盘状，该形状作用于平面时，能够提供较大的磁吸力；但是，如果落物为非平面状结构，例如，如图2所示的球形落物9＇，圆盘状结构与球形落物9＇的接触面积很小，能提供的磁吸力较小，因此能够捡拾的落物的重量较低；而且容易发生落物二次跌落。
[0011] 综上所述，现在市场上急需一种能够捡拾质量大、形状不规则的铁磁性物件的电磁抓取装置。
发明内容
[0012] 本发明的目的在于提供一种能够捡拾质量大、表面为非平面结构或者形状不规则的铁磁性物件的电磁抓取装置。
[0013] 本发明提供一种用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，包括：
[0015] 所述基座内设有多个固定通孔，所述阻挡件安装在固定通孔内，所述阻挡件的内部设有直径由上至下逐渐减小的锥状孔；所述卡紧件的外表面为直径由上至下逐渐减小的锥面，所述卡紧件安插在锥状孔内；
[0016] 所述弹性组件固定在固定通孔的顶端，弹性组件的底端抵在卡紧件的端部使卡紧件紧贴锥状孔；
[0017] 所述弹性组件、卡紧件以及阻挡件上设有中心通孔，所述柱状电磁铁安插在中心通孔内，所述电缆一方面与基座固定连接，另一方面与多根柱状电磁铁电连接。
[0018] 进一步地，所述阻挡件为内径由上至下逐渐减小的弹性挡环；所述卡紧件为至少三个顶端宽、底端窄的第一斜锥块，多个第一斜锥块以环形、等间距的方式固定在锥状孔内，多个第一斜锥块的顶端平齐。
[0019] 进一步地，阻挡件为至少三个顶端窄、底端宽的第二斜锥块，多个第二斜锥块以环形、等间距的方式固定在固定通孔内；所述卡紧件为外径由上至下逐渐减小的弹性锥状体。
[0021] 进一步地，所述弹性组件包括封堵塞以及弹簧；
[0022] 所述封堵塞由粗杆部以及固定在粗杆部底端的细杆部构成，所述粗杆安装在固定通孔的顶端；所述弹簧安插在细杆部上，所述弹簧的一端抵在粗杆部的底端，另一端抵在卡紧件的顶端。
[0024] 进一步地，该电磁抓取装置还包括绝缘外壳体，所述外壳体的顶端设有穿线孔，底端设有敞口；所述基座安装在外壳的敞口内；所述电缆连接在外壳的顶部并穿过接线孔。
[0025] 进一步地，所述外壳体由圆锥筒体和圆柱筒体构成，所述基座为圆盘状；所述电缆包括多根电连接线以及包裹在多根电连接线外层的外套，所述外套与圆锥筒体的顶部连接，多根电连接线穿过接线孔。
[0026] 进一步地，所述外壳体的外侧固定有照明灯，所述电缆与照明灯电性连接。
[0027] 进一步地，所述柱状电磁铁的顶端为凸头部，所述凸头部的尺寸大于中心通孔的尺寸。
[0028] 相较于现有技术，本发明提供的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，具有如下优点：
[0029] 1，通过阻挡件、卡紧件以及柱状电磁铁的相互配合，使柱状电磁铁能够相对基座向上运动，以使柱状电磁铁的底部作用在落物的上表面；而柱状电磁铁相对基座向下运动时，柱状电磁铁会被夹持，因此能够稳定的提拉落物；
[0030] 2，即使落物的上表面为非平面结构，多根柱状电磁铁的底部均能够作用于落物的上表面，与落物的接触面积大，通电后能够提供较大的磁吸力；因此，能够捡拾形状复杂、质量大的落物；
[0031] 3，设有弹性组件，弹性组件能够在基座和柱状电磁铁相对静止时，通过向下抵压卡紧件，使卡紧件收缩夹持固定柱状电磁铁，避免柱状电磁铁脱离基座；
[0033] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034] 图1为现有技术中的井下落物打捞工具的立体结构示意图；
[0035] 图2为现有技术中的电磁捡拾装置的工作原理示意图；
[0036] 图3为本发明的电磁捡拾装置的主视图的剖面图；
[0037] 图4为图3所示的电磁捡拾装置的基座的立体结构图；
[0038] 图5为图3所示的电磁捡拾装置在固定通孔的剖面图；
[0039] 图6为本发明的第一实施例中阻挡件与卡紧件的配合关系示意图；
[0040] 图7为为本发明的第二实施例中阻挡件与卡紧件的配合关系示意图。附图标记：
[0041] 1＇-静杆； 2＇-支承杆； 3＇-抓齿片；
[0042] 4＇-动杆； 5＇-轴套； 6＇-轴；
[0043] 7＇-牵引绳； 8＇-电磁铁； 9＇-球形落物；
[0044] 1-基座； 2-电缆； 3-柱状电磁铁；
[0045] 4-弹性组件； 5-阻挡件； 6-卡紧件；
[0046] 7-外壳体； 8-照明灯；
[0047] 11-固定通孔； 21-外套； 22-电连接线；
[0048] 31-凸头部； 41-封堵塞； 42-弹簧；
[0049] 51-弹性挡环； 52-第二斜锥块； 61-第一斜锥块；
[0050] 62-弹性锥状体； 71-圆锥筒体； 72-圆柱筒体；
[0051] 411-粗杆部； 412-细杆部。
具体实施方式
[0052] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0053] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0054] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0055] 图1为现有技术中的井下落物打捞工具的立体结构示意图；图2为现有技术中的电磁捡拾装置的工作原理示意图；图3为本发明的电磁捡拾装置的第一实施例的主视图；图4为图3所示的电磁捡拾装置的基座的立体结构图；图5为本发明的电磁捡拾装置的第一实施例在固定通孔的剖面图；图6为本发明的第一实施例中阻挡件与卡紧件的配合关系示意图；图7为为本发明的第二实施例中阻挡件与卡紧件的配合关系示意图。
[0056] 如图3-6所示，本发明提供的第一实施例，
[0057] 该用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，包括：
[0058] 基座1、电缆2、多根柱状电磁铁3、多个阻挡件5、多个卡紧件6以及多个弹性组件4；
[0059] 阻挡件5为内径由上至下逐渐减小的弹性挡环51，即弹性挡环51设有直径由上至下逐渐减小的锥状孔；卡紧件6为至少三个顶端宽、底端窄的第一斜锥块61，多个第一斜锥块61以环形、等间距的方式固定在锥状孔内，多个第一斜锥块61的顶端平齐，多个第一斜锥块61构成直径由上至下逐渐减小的、断续的锥面；
[0060] 弹性组件4固定在固定通孔11的顶端，弹性组件4的底端抵在卡紧件6的端部使卡紧件6紧贴锥状孔；
[0061] 弹性组件4、卡紧件6以及阻挡件5上设有中心通孔，柱状电磁铁3安插在中心通孔内，电缆2一方面与基座1固定连接，另一方面与多根柱状电磁铁3电连接。
[0062] 本发明提供的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，其工作原理如下：
[0063] 柱状电磁铁3安插在卡紧件6和弹性组件4的中心通孔内，弹性组件4的底端抵在卡紧件6的顶端，使卡紧件6的底端安插在阻挡件5的锥状孔内并有向下运动的趋势，锥状孔对卡紧件6的形成向内的压力，使卡紧件6收缩，中心通孔直径缩小夹持柱状电磁铁3；
[0064] 当将基座1扔下井后，随基座1一同下落的柱状电磁铁3的底端撞击在异形的落物上，此时，基座1继续下落，而柱状电磁铁3相对基座1向上运动，柱状电磁铁3通过摩擦力带动卡紧件6向上运动，同时压缩弹性组件4；
[0065] 卡紧件6向上运动，锥状孔对卡紧件6的夹持力变小，因此，柱状电磁铁3运动阻力较小，各根柱状电磁铁3的底部能够紧贴在异形落物上，多根柱状电磁铁3呈现高低起伏的形状；稳定后，弹性组件4伸展，再次使卡紧件6收缩，中心通孔直径缩小夹持柱状电磁铁3；
[0066] 电缆2通电，柱状电磁铁3通电后产生磁吸力，稳定的吸持铁磁性材质的落物；
[0067] 快速向上拉动电缆2时，基座1向上运动，而柱状电磁铁3相对基座1向下运动，柱状电磁铁3通过摩擦力带动卡紧件6向下运动；锥状孔对卡紧件6的的压力增加，中心通孔更牢固的夹持柱状电磁铁3，能够将落物顺利从井底取出。
[0068] 相较于现有技术，本发明提供的用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，具有如下优点：
[0069] 1，通过阻挡件5、卡紧件6以及柱状电磁铁3的相互配合，使柱状电磁铁3能够相对基座1向上运动，以使柱状电磁铁3的底部作用在落物的上表面；而柱状电磁铁3相对基座1向下运动时，柱状电磁铁3会被夹持，因此能够稳定的提拉落物；
[0070] 2，即使落物的上表面为非平面结构，多根柱状电磁铁3的底部均能够作用于落物的上表面，与落物的接触面积大，通电后能够提供较大的磁吸力；因此，能够捡拾形状复杂、质量大的落物；
[0071] 3，设有弹性组件4，弹性组件4能够在基座1和柱状电磁铁3相对静止时，通过向下抵压卡紧件6，使卡紧件6收缩夹持固定柱状电磁铁3，避免柱状电磁铁3脱离基座1；
[0072] 4，采用磁吸力的方式吸持固定落物，对操控的精准性要求较低，易于操作。
[0073] 在本实施例中，阻挡件5和卡紧件6均为橡胶件或者硅胶件。
[0074] 橡胶件或者硅胶件均具有良好的弹性，使卡紧件6能够收缩以夹持柱状电磁铁3；同时，橡胶件或者硅胶件均具有较大的摩擦系数，能够提供较大的摩擦力。
[0075] 当然，这仅是本发明的一个具体实施例，本发明的阻挡件5和卡紧件6的具体结构并不局限于此，也可为其他结构，只要能提供较大的摩擦力以固定柱状电磁铁3即可。
[0076] 在本实施例中，弹性组件4包括封堵塞41以及弹簧42；
[0077] 封堵塞41由粗杆部411以及固定在粗杆部411底端的细杆部412构成，粗杆安装在固定通孔11的顶端；弹簧42安插在细杆部412上，弹簧42的一端抵在粗杆部411的底端，另一端抵在卡紧件6的顶端。
[0078] 粗杆部411封堵并固定在固定通孔11的顶端开口处，由细杆部412对弹簧42进行固定和导向，使弹簧42的弹力能够垂直作用于卡紧件6的顶端，进而使卡紧件6的底端卡在阻挡件5的锥状孔内。
[0079] 弹簧42的弹力要适中：
[0080] 弹力过大，卡紧件6进入阻挡件5的锥状孔的深度过深，中心通孔对柱状电磁铁3的夹持力过大，在基座1下落时，柱状电磁铁3不能够自由的相对基座1向上运动，使多根柱状电磁铁3的底部不能全部与落物的上表面紧密接触；
[0081] 弹力过小，卡紧件6进入阻挡件5的锥状孔的深度过浅，中心通孔对柱状电磁铁3的夹持力过小，小于柱状电磁铁3重力时，基座1即不能稳定的固定柱状电磁铁3。
[0082] 因此，弹簧42的规格要严格选择，保证其提供的弹力适中。为了降低弹簧42的选择难度，同时也避免，使用一段时间后，弹簧42的弹力发生变化，在本实施例中，固定通孔11的顶端设有内螺纹，粗杆部411上设有与内螺纹适配的外螺纹。
[0083] 通过旋转粗杆部411，即可调整粗杆部411的底端与卡紧件6的顶端之间的距离，进而调整基座1与柱状电磁铁3相对静止时，弹簧42提供的弹力。
[0084] 在本实施例中，该电磁抓取装置还包括绝缘外壳体7，外壳体7的顶端设有穿线孔，底端设有敞口；基座1安装在外壳的敞口内；电缆2连接在外壳的顶部并穿过接线孔。
[0085] 外壳体7由绝缘材质构成，能够起到良好的绝缘效果，避免发生触电故障，同时外壳体7能够方便电缆2与基座1连接。
[0086] 外壳体7为由圆锥筒体71和圆柱筒体72构成，外形呈钟(用于敲击发生的乐器)形；基座1为圆盘状；电缆2包括多根电连接线22以及包裹在多根电连接线22外层的外套21，外套21与圆锥筒体71的顶部连接，多根电连接线22穿过接线孔。
[0087] 基座1设计为圆盘状，能够在相同的表面积内，设置更多数量的固定通孔11，能够容置更多的柱状电磁铁3，使更多数量的柱状电磁铁3与落物上表面接触。
[0088] 在本实施例中，外壳体7的外侧固定有照明灯8，电缆2与照明灯8电性连接。当井内的可见度较差时，通过照明灯8提供光亮，能够方便操作人员更准确的下放设备。
[0089] 在本实施例中，柱状电磁铁3的顶端为凸头部31，凸头部31的尺寸大于中心通孔的尺寸。
[0090] 凸头部31能够卡在中心通孔的端部，避免柱状电磁铁3全部穿过中心通孔与基座1分离。
[0091] 参阅图3-5以及图7，本发明提供的第二实施例，在该实施例中，用于捡拾铁磁性物件的电磁抓取装置，包括：
[0092] 基座1、电缆2、多根柱状电磁铁3、多个阻挡件5、多个卡紧件6以及多个弹性组件4；
[0093] 基座1内设有多个固定通孔11，阻挡件5安装在固定通孔11内，阻挡件5的内部设有直径由上至下逐渐减小的锥状孔；卡紧件6的外表面为直径由上至下逐渐减小的锥面，[0094] 弹性组件4固定在固定通孔11的顶端，弹性组件4的底端抵在卡紧件6的端部使卡紧件6紧贴锥状孔；
[0095] 弹性组件4、卡紧件6以及阻挡件5上设有中心通孔，柱状电磁铁3安插在中心通孔内，电缆2一方面与基座1固定连接，另一方面与多根柱状电磁铁3电连接。
[0096] 具体来说，阻挡件5为至少三个顶端窄、底端宽的第二斜锥块52，多个第二斜锥块52以环形、等间距的方式固定在固定通孔11内；卡紧件6为外径由上至下逐渐减小的弹性锥状体62。
[0097] 第二实施例与第一实施例的不同之处在于：
[0098] 第一实施例中，阻挡件5为一个完整的部件，而卡紧件6为多个分离的部件；而第二实施例中阻挡件5为多个分离的部件，而卡紧件6为一个完整的部件。
[0099] 第一实施例中卡紧件6设计为多个可分离的第一斜锥块61，多个第一斜锥块61能够发生的相对位移较大，能够对中心通孔内的柱状电磁铁3产生较大的夹持力。
[0100] 当然，这仅是本发明的两个具体实施例，本发明的卡紧件6和阻挡件5的结构并不局限于此。实际上，卡紧件6和阻挡件5还可以均为以个完整的部件，或者均由多个分离部件构成，只要阻挡件5的内部设有直径由上至下逐渐减小的锥状孔；卡紧件6的外表面为直径由上至下逐渐减小的锥面即可。
[0101] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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