權(quán)利要求書： 1.一種水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，其特征在于，包括：取放組件，構(gòu)造為取放鉆桿，且在機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)下與所述鉆桿沿第一方向相對(duì)遠(yuǎn)離以釋放鉆桿；以及

旋轉(zhuǎn)組件，與所述取放組件連接，構(gòu)造為安裝在所述機(jī)械臂上，且允許所述取放組件被所述鉆桿帶動(dòng)而沿第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與所述機(jī)械臂相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與所述第一方向平行或二者的夾角為銳角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，其特征在于，還包括：取放基座，與所述旋轉(zhuǎn)組件連接，構(gòu)造為安裝在所述機(jī)械臂上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件包括：

主動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件，包括：

驅(qū)動(dòng)部，構(gòu)造為與所述機(jī)械臂連接；以及輸出部，與所述取放組件連接，所述輸出部構(gòu)造為：在所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件處于無動(dòng)力輸出時(shí)，能夠被所述取放組件帶動(dòng)而相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)部相對(duì)旋轉(zhuǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件包括：

被動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件，所述被動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件包括：第一傳動(dòng)件，與所述輸出部連接；以及第二傳動(dòng)件，與所述取放組件連接；

所述被動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件構(gòu)造為，在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，所述第一狀態(tài)時(shí)，所述第一傳動(dòng)件和所述第二傳動(dòng)件周向轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述第二狀態(tài)時(shí)，所述第一傳動(dòng)件和所述第二傳動(dòng)件周向固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，其特征在于，所述取放組件包括：

夾持座，與所述旋轉(zhuǎn)組件連接；

夾持臂，與所述夾持座活動(dòng)連接；以及夾持驅(qū)動(dòng)件，安裝在所述夾持座上，且與所述夾持臂傳動(dòng)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，其特征在于，所述夾持驅(qū)動(dòng)件與所述夾持座樞接；

所述夾持臂包括：

夾持?jǐn)[臂部，與所述夾持座樞接；以及夾持傳動(dòng)部，與所述夾持?jǐn)[臂部相對(duì)固定設(shè)置，且與所述夾持驅(qū)動(dòng)件樞接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，其特征在于，所述夾持?jǐn)[臂部的數(shù)量為多個(gè)，所述夾持臂還包括：擺臂連接部，固定連接在多個(gè)夾持?jǐn)[臂部之間，且與所述夾持傳動(dòng)部固定連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，其特征在于，所述擺臂連接部包括：

夾持瓦，所述夾持瓦的開口朝向被夾持的鉆桿。

9.水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)，其特征在于，包括取放位移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，所述水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手安裝在所述取放位移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端。

10.一種水平定向鉆機(jī)，其特征在于，包括鉆機(jī)本體和權(quán)利要求9所述的水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)，所述鉆機(jī)本體構(gòu)造為承接所述水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)放入的鉆桿。

說明書： 水平定向鉆機(jī)及其鉆桿機(jī)械抓手、鉆桿上卸桿機(jī)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本申請(qǐng)涉及在井眼外搬運(yùn)鉆桿的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手、水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)和水平定向鉆機(jī)。

背景技術(shù)[0002] 水平定向鉆進(jìn)技術(shù)是將石油工業(yè)的定向鉆進(jìn)技術(shù)和傳統(tǒng)的管線施工結(jié)合在一起的施工新技術(shù)，以其施工速度快、精度高、成本低的特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于供水、煤氣、電力、電

訊、天然氣、石油等管道鋪設(shè)工程領(lǐng)域。

[0003] 水平定向鉆機(jī)的施工過程是通過動(dòng)力頭的旋轉(zhuǎn)和推拉而使鉆頭穿越地層。鉆頭穿過后形成的連續(xù)柱狀空間為鉆柱。鉆柱在空間上的加長(zhǎng)，通過逐段增加鉆桿而實(shí)現(xiàn)，鉆柱在

直徑上的加大是通過回拖擴(kuò)孔鉆頭而逐級(jí)實(shí)現(xiàn)，即需要在動(dòng)力頭部拆減鉆桿，而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔

鉆頭在鉆柱內(nèi)的逆向移動(dòng)。

[0004] 鉆機(jī)需頻繁的上鉆桿、卸鉆桿，目前水平定向鉆機(jī)大都配置隨車吊機(jī)或機(jī)械手來輔助上卸鉆桿。為確保鉆桿與動(dòng)力頭裝置主軸同心，一般會(huì)在大梁上布置一個(gè)鉆桿承托裝

置裝置，起引導(dǎo)定位鉆桿作用。上鉆桿由吊機(jī)或機(jī)械手先將鉆桿放到托架裝置上，接著通過

動(dòng)力頭前進(jìn)及主軸旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)主軸擰入鉆桿。卸鉆桿過程與之相反。

[0005] 水平定向鉆機(jī)的上鉆桿和卸鉆桿的過程中，動(dòng)力頭主軸擰入或擰出鉆桿前，鉆桿需固定，一般通過鉆桿承托裝置和機(jī)械抓手共同作用以實(shí)現(xiàn)鉆桿的固定。在鉆桿承托裝置

和機(jī)械抓手共同作用期間，由于鉆桿承托裝置中心線和機(jī)械抓手的中心線存在不同心的可

能，易導(dǎo)致鉆桿承托裝置、機(jī)械抓手和鉆桿承受一個(gè)不利的偏載力。

發(fā)明內(nèi)容[0006] 有鑒于此，本申請(qǐng)的第一方面提供了一種水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，解決了背景技術(shù)中鉆桿承托裝置的中心線和機(jī)械抓手中心線不同心的問題。

[0007] 本申請(qǐng)的第一方面提供的一種水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，包括：取放組件，構(gòu)造為取放鉆桿，且在機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)下與所述鉆桿沿第一方向相對(duì)遠(yuǎn)離以釋放鉆桿；以及旋轉(zhuǎn)

組件，與所述取放組件連接，構(gòu)造為安裝在所述機(jī)械臂上，且允許所述取放組件被所述鉆桿

帶動(dòng)而沿第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與所述機(jī)械臂相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與所述第一方向平行或

二者的夾角為銳角。

[0008] 本申請(qǐng)的第一方面提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，通過設(shè)置旋轉(zhuǎn)組件，使得取放組件能夠相對(duì)于機(jī)械臂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而且，旋轉(zhuǎn)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與第一方向成銳角或平

行設(shè)置?？梢允沟勉@桿在被放置在鉆桿承托裝置上之前進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其水平位置可以盡量與

鉆桿承托裝置上的托叉對(duì)齊，以盡量減少鉆桿因取放組件中心線和鉆桿承托裝置中心線不

同心而產(chǎn)生的偏載力。

[0009] 結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括：取放基座，與所述旋轉(zhuǎn)組件連接，構(gòu)造為安裝在所述機(jī)械臂上。

[0010] 結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述旋轉(zhuǎn)組件包括：主動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件，包括：驅(qū)動(dòng)部，構(gòu)造為與所述機(jī)械臂連接；以及輸出部，與所述取放組件連接，所述輸出部構(gòu)造

為：在所述主動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件處于無動(dòng)力輸出時(shí)，能夠被所述取放組件帶動(dòng)而相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)

部相對(duì)旋轉(zhuǎn)。

[0011] 結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述旋轉(zhuǎn)組件包括：被動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件，所述被動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件包括：第一傳動(dòng)件，與所述輸出部連接；以及第二傳動(dòng)件，與所述取放組件

連接；所述被動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件構(gòu)造為，在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，所述第一狀態(tài)時(shí)，所述

第一傳動(dòng)件和所述第二傳動(dòng)件周向轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述第二狀態(tài)時(shí)，所述第一傳動(dòng)件和所述第

二傳動(dòng)件周向固定連接。

[0012] 結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述取放組件包括：夾持座，與所述旋轉(zhuǎn)組件連接；夾持臂，與所述夾持座活動(dòng)連接；以及夾持驅(qū)動(dòng)件，安裝在所述夾持座上，且與

所述夾持臂傳動(dòng)連接。

[0013] 結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述夾持驅(qū)動(dòng)件與所述夾持座樞接；所述夾持臂包括：夾持?jǐn)[臂部，與所述夾持座樞接；以及夾持傳動(dòng)部，與所述夾持?jǐn)[臂部相對(duì)

固定設(shè)置，且與所述夾持驅(qū)動(dòng)件樞接。

[0014] 結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述夾持?jǐn)[臂部的數(shù)量為多個(gè)，所述夾持臂還包括：擺臂連接部，固定連接在多個(gè)夾持?jǐn)[臂部之間，且與所述夾持傳動(dòng)部固定連

接。

[0015] 結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述擺臂連接部包括：夾持瓦，所述夾持瓦的開口朝向被夾持的鉆桿。

[0016] 本申請(qǐng)的第二方面的目的在于提供一種水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)，解決了背景技術(shù)中的鉆桿承托裝置的中心線和機(jī)械抓手中心線不同心的技術(shù)問題。

[0017] 本申請(qǐng)第二方面提供的一種水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)，包括取放位移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和上述任一種實(shí)現(xiàn)方式中所述的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，所述水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械

抓手安裝在所述取放位移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端。

[0018] 本申請(qǐng)的第二方面提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)，由于包括了上述任一實(shí)現(xiàn)方式中的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，因此具有了上述任一項(xiàng)水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手

的技術(shù)效果，在此不再贅述。

[0019] 本申請(qǐng)的第三方面的目的在于提供一種水平定向鉆機(jī)，解決了背景技術(shù)中的鉆桿承托裝置的中心線和機(jī)械抓手中心線不同心的技術(shù)問題。

[0020] 本申請(qǐng)第三方面提供的一種水平定向鉆機(jī)，包括鉆機(jī)本體和上述任一種實(shí)現(xiàn)方式中所述的水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)，所述鉆機(jī)本體構(gòu)造為承接所述水平定向鉆機(jī)鉆桿上

卸桿機(jī)放入的鉆桿。

[0021] 本申請(qǐng)的第三方面提供的水平定向鉆機(jī)，由于包括了上述任一實(shí)現(xiàn)方式中的水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)，因此具有了上述任一項(xiàng)水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)的技術(shù)效果，

在此不再贅述。

附圖說明[0022] 圖1所示為本申請(qǐng)一實(shí)現(xiàn)方式提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手的立體示意圖。[0023] 圖2所示為圖1所示的實(shí)現(xiàn)方式提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手的前視圖。[0024] 圖3所示為圖1所示的實(shí)現(xiàn)方式提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手的左視圖。[0025] 圖4所示為本申請(qǐng)另一實(shí)現(xiàn)方式提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)的示意圖。[0026] 圖5所示為本申請(qǐng)另一實(shí)現(xiàn)方式提供的水平定向鉆機(jī)的示意圖。具體實(shí)施方式[0027] 下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒?br />
申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)

施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

[0028] 圖1所示為本申請(qǐng)一實(shí)現(xiàn)方式提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手的立體示意圖。圖2所示為圖1所示的實(shí)現(xiàn)方式提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手的前視圖。圖3所示為圖1

所示的實(shí)現(xiàn)方式提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手的左視圖。圖4所示為本申請(qǐng)另一實(shí)現(xiàn)

方式提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)的示意圖。如圖1到圖4所示，該水平定向鉆機(jī)鉆桿

機(jī)械抓手，包括：取放組件30，構(gòu)造為取放鉆桿70，且在機(jī)械臂80的驅(qū)動(dòng)下與鉆桿70沿第一

方向相對(duì)遠(yuǎn)離以釋放鉆桿70；以及旋轉(zhuǎn)組件20，與取放組件30連接，構(gòu)造為安裝在機(jī)械臂80

上，且允許取放組件30被鉆桿帶動(dòng)而沿第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與機(jī)械臂80相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線

與第一方向平行或二者的夾角為銳角。

[0029] 具體的，在本實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與第一方向平行。即，取放組件30沿圖4所示的垂直于鉆桿70的方向脫離鉆桿70的，而第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線也是垂直于鉆桿70的，即沿第一

轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鉆桿70均保持在同一平面內(nèi)的。或者，將鉆桿70放置在鉆桿承托裝置90上

之后，取放組件30是沿豎直方向脫離鉆桿的，而第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線也是豎直方向的。所以二者平

行。

[0030] 在另外的可能的實(shí)現(xiàn)方式中，取放組件30可以沿豎直方向脫離鉆桿70，而第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線可以是沿圖4中的向右上方傾斜的。或者，也可以是第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線是豎直的，取放組

件30脫離鉆桿70的方向是沿圖4中的向右上方傾斜的?；蛘撸叨际茄貓D4的向右上方傾

斜的，但是傾斜的角度不同。另外，二者中，也可以有至少一者是向左上方傾斜的，只要夾角

滿足上述的要求即可。

[0031] 本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例所提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，通過設(shè)置旋轉(zhuǎn)組件20，使得取放組件30能夠相對(duì)于機(jī)械臂80進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而且，旋轉(zhuǎn)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與第一方向

成銳角或平行設(shè)置?？梢允沟勉@桿70在被放置在鉆桿承托裝置90上之前進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其水平

位置可以盡量與鉆桿承托裝置90上的托叉91對(duì)齊，以盡量減少鉆桿70因取放組件30中心

線和鉆桿承托裝置90中心線不同心而產(chǎn)生的偏載力。

[0032] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括：取放基座10，與旋轉(zhuǎn)組件20連接，構(gòu)造為安裝在機(jī)械臂80上。

[0033] 通過設(shè)置取放基座10，可以利用取放基座10來安裝旋轉(zhuǎn)組件20，并將取放基座10與機(jī)械臂80連接。如果需要調(diào)整鉆桿70的俯仰，則需要水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手相對(duì)于

機(jī)械臂80沿水平軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)置了取放基座10之后，則可以將取放基座10設(shè)置成與機(jī)

械臂80轉(zhuǎn)動(dòng)連接，利用機(jī)械臂80上的諸如液壓缸的部件帶動(dòng)取放基座10擺動(dòng)。

[0034] 上述的旋轉(zhuǎn)組件20構(gòu)造為安裝在機(jī)械臂80上，不僅僅包括旋轉(zhuǎn)組件20安裝于取放基座10，取放基座10與機(jī)械臂80連接的情形，還可以包括另一種可能的實(shí)現(xiàn)方式。即，可

以將取放基座10直接固定安裝在機(jī)械臂80的最末一節(jié)節(jié)臂上，如果需要沿水平軸線旋轉(zhuǎn)

以調(diào)整水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手或鉆桿70的俯仰，可以利用液壓缸來帶動(dòng)最末一節(jié)節(jié)臂

旋轉(zhuǎn)。

[0035] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，旋轉(zhuǎn)組件20包括：主動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件，包括：驅(qū)動(dòng)部21，構(gòu)造為與機(jī)械臂80連接；以及輸出部(圖中未示出)，輸出部構(gòu)造為在主動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件處于無動(dòng)力

輸出時(shí)，能夠被取放組件30帶動(dòng)而相對(duì)于驅(qū)動(dòng)部相對(duì)旋轉(zhuǎn)。

[0036] 其中，上述的驅(qū)動(dòng)部21構(gòu)造為與機(jī)械臂80連接，可以是直接將驅(qū)動(dòng)部21連接在機(jī)械臂80上，也可以是安裝在上述的取放基座10。具體的，驅(qū)動(dòng)部21，可以是電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)部可

以為電動(dòng)機(jī)的定子和殼體，輸出部可以為與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子固定連接的輸出軸、輸出法蘭或

輸出套筒。

[0037] 主動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件還可以包括傳動(dòng)部22，傳動(dòng)部22可以是蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以是齒輪帶動(dòng)弧形齒條或齒輪帶動(dòng)內(nèi)齒圈的齒輪機(jī)構(gòu)。當(dāng)采用傳動(dòng)部22進(jìn)行傳動(dòng)時(shí)，輸出部

可以是傳動(dòng)部22中的與取放組件30連接的部件，諸如弧形齒條或內(nèi)齒圈，或蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)

中的蝸輪。如果不采用傳動(dòng)部22進(jìn)行傳動(dòng)，直接由電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，諸如由舵機(jī)或伺服電

機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，輸出部可以為與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子固定連接的輸出軸、輸出法蘭或輸出套筒。

[0038] 采用主動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件作為旋轉(zhuǎn)組件20，利用驅(qū)動(dòng)部21與機(jī)械臂80連接，利用輸出部與取放組件30連接，可以主動(dòng)地控制取放組件30沿第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。在鉆桿70與

托叉91接觸之前，就可以通過主動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件的旋轉(zhuǎn)將鉆桿70的角度調(diào)整成與鉆桿承托裝置

90的托叉91對(duì)齊的狀態(tài)，無需利用鉆桿70與托叉91之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向，減小了鉆桿

70的磨損，也減少了托叉91的磨損，有利于提高鉆桿70承托裝置90的使用壽命。

[0039] 將鉆桿70放入到托叉91的過程中，可以先利用主動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鉆桿與鉆桿承托裝置的托叉91對(duì)齊或盡量對(duì)齊。當(dāng)鉆桿70下降到鉆桿70的下邊緣與托叉91的

上邊緣等高或接近托叉91時(shí)，可以對(duì)電動(dòng)機(jī)斷電。電動(dòng)機(jī)不再控制轉(zhuǎn)子的角度，使得電動(dòng)機(jī)

的轉(zhuǎn)子能夠隨被動(dòng)地取放組件30一起轉(zhuǎn)動(dòng)。如果鉆桿70與托叉91并未完全對(duì)齊，則可以利

用托叉91帶動(dòng)鉆桿70進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直于鉆桿承托裝置。所以將鉆桿70放

在托叉91上之后，可以使得鉆桿70與兩個(gè)托叉91的連線在俯視圖上對(duì)齊。

[0040] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，旋轉(zhuǎn)組件20包括：被動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件，被動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件包括：第一傳動(dòng)件，與輸出部連接；以及第二傳動(dòng)件(圖中未示出)，與取放組件30連接；被動(dòng)旋轉(zhuǎn)

組件構(gòu)造為，在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換，第一狀態(tài)時(shí)，第一傳動(dòng)件和第二傳動(dòng)件周向

轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第二狀態(tài)時(shí)，第一傳動(dòng)件和第二傳動(dòng)件周向固定連接。

[0041] 具體的，被動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件可以是離合器40，離合器40處于接合狀態(tài)時(shí)，可以鎖住第二傳動(dòng)件和第一傳動(dòng)件，進(jìn)而使得鉆桿70無法沿第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相對(duì)于驅(qū)動(dòng)部旋轉(zhuǎn)。離合器40

處于脫開狀態(tài)時(shí)，第二傳動(dòng)件和第一傳動(dòng)件可以相對(duì)旋轉(zhuǎn)，即鉆桿70可以沿第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線

線相對(duì)于驅(qū)動(dòng)部擺動(dòng)。對(duì)于伺服電機(jī)這種嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)子角度的電動(dòng)機(jī)，或者液壓馬達(dá)在非

主動(dòng)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下阻力較大的情形，可以在輸出部上安裝離合器40，切斷對(duì)取放組件30的動(dòng)

力控制，使得取放組件30可以被動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

[0042] 由于用來容納鉆桿70的托叉91具有上大下小的開口，所以，在鉆桿70并未與鉆桿承托裝置90完全對(duì)齊的情況下，鉆桿接觸到托叉91的開口的內(nèi)側(cè)區(qū)域時(shí)，會(huì)被開口的內(nèi)表

面導(dǎo)向。托叉91的內(nèi)側(cè)表面對(duì)鉆桿70施加作用力，該作用力相對(duì)于第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線產(chǎn)生力矩，

使得鉆桿70發(fā)生旋轉(zhuǎn)而對(duì)齊。

[0043] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，取放組件30包括：夾持座31，與旋轉(zhuǎn)組件20連接；夾持臂32，與夾持座31活動(dòng)連接；以及夾持驅(qū)動(dòng)件33，安裝在夾持座31上，且與夾持臂32傳動(dòng)連

接。其中，本申請(qǐng)中，夾持臂32可以設(shè)置兩組，分別對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)每一組夾持臂32，可以設(shè)置一

個(gè)夾持驅(qū)動(dòng)件33。

[0044] 采用夾持臂32活動(dòng)連接在夾持座31上，利用夾持驅(qū)動(dòng)件33帶動(dòng)夾持臂32運(yùn)動(dòng)的方式通過對(duì)鉆桿70的夾持實(shí)現(xiàn)鉆桿70的取放，不但可以完成基本的取放功能，而且可以利用

夾持驅(qū)動(dòng)件33通過夾持臂32對(duì)鉆桿70施加夾持力，進(jìn)而產(chǎn)生摩擦力，以便鉆桿70在與動(dòng)力

頭92進(jìn)行連接過程中，可以平衡動(dòng)力頭92對(duì)其施加的扭矩，固定住鉆桿70，防止其周向轉(zhuǎn)

動(dòng)。

[0045] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，夾持驅(qū)動(dòng)件33與夾持座31樞接；夾持臂32包括：夾持?jǐn)[臂部321，與夾持座31樞接；以及夾持傳動(dòng)部322，與夾持?jǐn)[臂部321相對(duì)固定設(shè)置，且與夾

持驅(qū)動(dòng)件33樞接。

[0046] 其中，為了提高夾持?jǐn)[臂部321對(duì)鉆桿70的定位效果，夾持?jǐn)[臂部321的自由端朝向鉆桿70的一側(cè)，可以設(shè)置弧形或字形的凹陷部，從而可以將鉆桿70的中心確定在字形

的夾角的角平分線上，或在兩個(gè)夾持臂32將鉆桿70夾住時(shí)，使得鉆桿70與弧形的凹陷部相

切位置位于弧形凹陷部的最深處，以確定鉆桿70的中心。

[0047] 夾持驅(qū)動(dòng)件33可以為油缸或氣缸，也可以是電動(dòng)螺桿。當(dāng)夾持驅(qū)動(dòng)件33選用油缸時(shí)，油缸的缸體的上端與夾持座31樞接，活塞桿的自由端與夾持傳動(dòng)部322樞接。具體的，夾

持傳動(dòng)部322與夾持?jǐn)[臂部321的夾角可以為銳角。

[0048] 將夾持?jǐn)[臂部321與夾持座31樞接，使得夾持?jǐn)[臂部321得以通過擺動(dòng)的方式相對(duì)于夾持座31進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)夾持?jǐn)[臂部321與鉆桿70接觸的部位運(yùn)動(dòng)距離較大，而夾持

擺臂部321與夾持座31樞接部位的運(yùn)動(dòng)距離較小，可以提高夾持臂32的運(yùn)動(dòng)速度。而設(shè)置夾

持傳動(dòng)部322與夾持?jǐn)[臂部321固定設(shè)置，利用夾持傳動(dòng)部322與夾持驅(qū)動(dòng)件33樞接，可以根

據(jù)需要調(diào)整夾持驅(qū)動(dòng)件33的位置，使得夾持驅(qū)動(dòng)件33可以設(shè)置在也是用于安裝夾持?jǐn)[臂部

321的夾持座31上，即在正常使用時(shí)，夾持?jǐn)[臂部321的上部和夾持驅(qū)動(dòng)件33的上部都可以

樞接在夾持座31上，這樣可以減小夾持座31的體積和重量，從而提高了機(jī)械臂80帶動(dòng)取放

組件30運(yùn)動(dòng)的靈活性。

[0049] 在另一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，夾持臂32可以相對(duì)于夾持座31平行移動(dòng)，而夾持驅(qū)動(dòng)件33仍然與夾持座31樞接，也與夾持?jǐn)[臂部321相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置。但是這種方式，需要在

夾持座31上設(shè)置導(dǎo)軌或T形槽之類的導(dǎo)向部件，其制造成本可能要高于夾持?jǐn)[臂部321相對(duì)

于夾持座31樞接的方案。

[0050] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，夾持?jǐn)[臂部321的數(shù)量為多個(gè)，夾持臂32還包括：擺臂連接部323，固定連接在多個(gè)夾持?jǐn)[臂部321之間，且與夾持傳動(dòng)部322固定連接。具體的，本

實(shí)施例中，夾持?jǐn)[臂部321的數(shù)量可以為兩個(gè)。本申請(qǐng)中，多個(gè)的含義應(yīng)理解為至少兩個(gè)。

[0051] 通過設(shè)置多個(gè)夾持?jǐn)[臂部321，可以在鉆桿70的長(zhǎng)度方向上的多個(gè)位置對(duì)鉆桿70進(jìn)行夾持，降低鉆桿70與夾持?jǐn)[臂部321發(fā)生相對(duì)擺動(dòng)的可能性。而且，通過擺臂連接部323

連接在多個(gè)夾持?jǐn)[臂部321之間，也可以實(shí)現(xiàn)夾持驅(qū)動(dòng)件33帶動(dòng)一個(gè)夾持傳動(dòng)部322運(yùn)動(dòng)，

就可以帶動(dòng)多個(gè)夾持?jǐn)[臂部321共同運(yùn)動(dòng)，以提高夾持?jǐn)[臂部321的運(yùn)動(dòng)的同步性，改善對(duì)

鉆桿70施加夾持力的均勻性。

[0052] 在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，擺臂連接部323包括：夾持瓦，夾持瓦的開口朝向被夾持的鉆桿70。具體的，夾持瓦的外側(cè)表面可以與夾持?jǐn)[臂部321的凹陷部的開口區(qū)域匹配。

[0053] 通過設(shè)置夾持瓦，可以夾持臂32對(duì)鉆桿70的單點(diǎn)或多點(diǎn)的分離的作用力變?yōu)閵A持瓦對(duì)鉆桿70在鉆桿70的長(zhǎng)度方向上的連續(xù)施加作用力，提高了夾持鉆桿70的穩(wěn)定性和牢固

程度。同時(shí)也增加了施加作用力的面積，降低了對(duì)鉆桿70的損傷。

[0054] 在另一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，擺臂連接部323可以是一根桿，連接至少兩個(gè)夾持?jǐn)[臂部321，擺臂連接部323并不與鉆桿70發(fā)生接觸，與鉆桿70發(fā)生接觸的仍然是夾持?jǐn)[臂部

321上的凹陷部。

[0055] 本實(shí)施例的動(dòng)作原理為：[0056] 當(dāng)取放組件30移動(dòng)到需要抬升的鉆桿70上方時(shí)，取放組件30盡量對(duì)準(zhǔn)鉆桿70的重心處。如果此時(shí)兩組夾持臂32并未打開，則將作為夾持驅(qū)動(dòng)件33的油缸的活塞桿縮回，帶動(dòng)

夾持傳動(dòng)部322與活塞桿的樞接點(diǎn)向上移動(dòng)，夾持傳動(dòng)部322通過擺臂連接部323帶動(dòng)同一

側(cè)的兩個(gè)夾持?jǐn)[臂部321的自由端向外移動(dòng)。圖1中的左側(cè)的夾持?jǐn)[臂部321向圖1中順時(shí)

針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，圖1中的右側(cè)的夾持?jǐn)[臂部321向圖1中逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即兩組夾持臂32呈打

開狀態(tài)。機(jī)械臂80帶動(dòng)取放組件30向下移動(dòng)。

[0057] 直至夾持?jǐn)[臂部321的凹陷部與該鉆桿70對(duì)正后，油缸的活塞桿伸出，帶動(dòng)夾持傳動(dòng)部322與活塞桿的樹節(jié)點(diǎn)向下移動(dòng)，夾持傳動(dòng)部322通過擺臂連接臂帶動(dòng)位于同一側(cè)的兩

個(gè)夾持?jǐn)[臂部321的自由端向內(nèi)移動(dòng)。圖1中的左側(cè)的夾持?jǐn)[臂部321向圖1中逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)

動(dòng)，圖1中的右側(cè)的夾持?jǐn)[臂部321向圖1中順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，兩組夾持臂32向鉆桿70移動(dòng)。

[0058] 直至兩組夾持臂32夾住鉆桿70之后，機(jī)械臂80帶動(dòng)取放組件30，取放組件30帶動(dòng)鉆桿70離開鉆桿70存放的位置，并移動(dòng)到鉆桿承托裝置90的托叉91上方。其中，應(yīng)使得第

一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位于兩個(gè)托叉91連線的上方。將鉆桿70放入到托叉91的過程中，可以先利用主

動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鉆桿與鉆桿承托裝置的托叉91對(duì)齊或盡量對(duì)齊，當(dāng)鉆桿70下降

到鉆桿70的下邊緣與托叉91的上邊緣等高或接近托叉91時(shí)，可以對(duì)電動(dòng)機(jī)斷電，電動(dòng)機(jī)不

再控制轉(zhuǎn)子的角度，使得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子能夠隨被動(dòng)地取放組件30一起轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于設(shè)置離合

器40的方案，可以使得此時(shí)離合器40處于脫開狀態(tài)。如果鉆桿70與托叉91并未完全對(duì)齊，則

可以利用托叉91帶動(dòng)鉆桿70進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直于鉆桿承托裝置。所以將鉆

桿70放在托叉91上之后，可以使得鉆桿70與兩個(gè)托叉91的連線在俯視圖上對(duì)齊。

[0059] 動(dòng)力頭92與鉆桿70連接上之后，油缸的活塞桿縮回，帶動(dòng)夾持傳動(dòng)部322與活塞桿的樞接點(diǎn)向上移動(dòng)，夾持傳動(dòng)部322通過擺臂連接部323帶動(dòng)同一側(cè)的兩個(gè)夾持?jǐn)[臂部

321的自由端向外移動(dòng)。圖1中的左側(cè)的夾持?jǐn)[臂部321向圖1中順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，圖1中的右

側(cè)的夾持?jǐn)[臂部321向圖1中逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即兩組夾持臂32呈打開狀態(tài)。機(jī)械臂80帶動(dòng)

取放組件30向上移動(dòng)，從而，取放組件30與鉆桿70脫離。

[0060] 圖4所示為本申請(qǐng)另一實(shí)現(xiàn)方式提供的水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)的示意圖。如圖4所示，該水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)，包括取放位移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和上述任一種實(shí)現(xiàn)方式中

的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手安裝在取放位移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)

力輸出端。其中，取放位移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以選用固定設(shè)置的機(jī)械臂80，也可以選用具有分別

沿XYZ三坐標(biāo)進(jìn)行位移功能的龍門形的運(yùn)動(dòng)裝置。以圖4所示的本實(shí)施例為例，取放位移驅(qū)

動(dòng)機(jī)構(gòu)選用機(jī)械臂80，其中，旋轉(zhuǎn)組件20可以通過取放基座10安裝在機(jī)械臂80的最末一節(jié)

節(jié)臂的自由端上，旋轉(zhuǎn)組件20也可以直接安裝在機(jī)械臂80的最末一節(jié)節(jié)臂的自由端上。

[0061] 該水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)，由于包括了上述任一實(shí)現(xiàn)方式中的水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手，因此具有了上述任一項(xiàng)水平定向鉆機(jī)鉆桿機(jī)械抓手的技術(shù)效果，在此不再

贅述。

[0062] 圖5所示為本申請(qǐng)另一實(shí)現(xiàn)方式提供的水平定向鉆機(jī)的示意圖。如圖5所示，該水平定向鉆機(jī)，包括鉆機(jī)本體和上述任一種實(shí)現(xiàn)方式中的水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)，鉆機(jī)

本體構(gòu)造為承接水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)放入的鉆桿70。鉆機(jī)本體包括鉆桿承托裝置

90、動(dòng)力頭92、夾持器93和底盤94。其中，鉆桿承托裝置90上設(shè)置有托叉91，當(dāng)托叉91的數(shù)量

為兩個(gè)或大于兩個(gè)時(shí)，需要將鉆桿70與這些托叉91的開口的中心的連線對(duì)齊。底盤94上設(shè)

有升降液壓缸95，以將鉆桿承托裝置90的一端抬起，調(diào)整鉆桿的角度；動(dòng)力頭91安裝在鉆桿

承托裝置90的被抬起的一端，用于連接剛剛放置在鉆桿承托裝置上的鉆桿70，并將其連接

到已經(jīng)鉆入地面的鉆桿中，并帶動(dòng)這些鉆桿70旋轉(zhuǎn)。在水平定向鉆機(jī)使用時(shí)，需要由機(jī)械臂

80帶動(dòng)取放組件30不斷地拿取鉆桿70，并將鉆桿70運(yùn)輸至水平定向鉆機(jī)的鉆桿承托裝置

90上，動(dòng)力頭帶動(dòng)鉆桿70進(jìn)行裝配。

[0063] 該水平定向鉆機(jī)，由于包括了上述任一實(shí)現(xiàn)方式中的水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)，因此具有了上述任一項(xiàng)水平定向鉆機(jī)鉆桿上卸桿機(jī)的技術(shù)效果，在此不再贅述。

[0064] 以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本申請(qǐng)，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。