本实用新型涉及井下矿用设备领域，具体为一种煤矿用多角度钻杆抓取机械手。
背景技术：
煤矿井下开采时，由于受到煤矿井下的复杂工作环境的限制，很多先进的自动化设备由于体积较大或者操作时活动不便，不能在巷道内使用，这就导致了井下很多繁重的体力工作都必须依靠人力去完成，一方面增加了人力成本，另一方面存在一定的安全隐患。具体生产时，在煤矿井下打钻过程中，钻杆的搬运与安装对井下的操作工人来说是一个复杂且繁重的体力活，并且在搬运及安装的过程中随时都有可能对操作工人造成物理伤害。
因此，急需一种能够在井下巷道内安全使用，同时抓取工作范围大，钻杆抓取力度大的多角度钻杆抓取机械手。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种煤矿用多角度钻杆抓取机械手，通过设置一种可以从某一位置抓取钻杆，通过机械动作将钻杆运送到另外一位置的机械手机构来实现多角度抓取的效果，同时本实用新型中所有的驱动力均为液压驱动，对于煤矿使用环境来说既安全又可靠。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种煤矿用多角度钻杆抓取机械手，包括伸缩机构、摆动机构、旋转臂和调角油缸，其中伸缩机构的一端设置有抓取机构，另一端设置有平移机构，通过伸缩机构的伸缩带动抓取机构前后伸缩，且伸缩机构的伸缩方向与平移机构的平移方向处在同一水平面且相互垂直，所述摆动机构设置在平移机构上远离伸缩机构的一端，通过摆动机构的摆动牵引抓取机构、伸缩机构和平移机构进行整体翻转，所述调角油缸的一端与旋转臂铰接，另一端铰接在一固定点上，所述旋转臂设置在摆动机构的下方且绕一固定轴旋转，通过调角油缸的伸缩带动旋转臂继而牵引整个机械手绕固定轴旋转，所述抓取机构包括连接套、两个抓手、连杆和油缸Ⅰ，所述两个抓手相对设置且连接在连接套上，且分别通过八字形连杆与油缸Ⅰ连接，并由油缸Ⅰ的伸缩通过牵引连杆带动两个抓手绕销轴相向或相背旋转，所述伸缩机构包括水平设置的固定臂和油缸Ⅱ，所述连接套套设在固定臂上，且与油缸Ⅱ的活塞铰接，通过油缸Ⅱ的伸缩推进连接套从而带动抓取机构沿固定臂前后移动。
作为优选的，所述平移机构包括从外到内依次套叠且呈四方结构的套管Ⅰ、套管Ⅱ、套管Ⅲ和油缸Ⅲ，套管Ⅰ和套管Ⅱ的两侧开设有腰槽，套管Ⅱ和套管Ⅲ的两侧均设置有限位块，套管Ⅲ上的限位块卡设在套管Ⅱ的腰槽内，套管Ⅱ上的限位块卡设在套管Ⅰ的腰槽内，所述油缸Ⅲ的一端铰接在套管Ⅲ上，另一端与摆动机构固定连接，通过油缸Ⅲ的伸缩带动套管Ⅰ、套管Ⅱ和套管Ⅲ的相对滑动。
作为优选的，所述摆动机构包括一个可沿水平轴向翻转的摆动油缸Ⅳ和设置在摆动油缸Ⅳ一端的摆动连接座，摆动连接座上固定设置有套管Ⅰ且套管Ⅰ、套管Ⅱ和套管Ⅲ延伸方向与摆动油缸Ⅳ的翻转轴向平行，通过摆动油缸Ⅳ的翻转带动套管Ⅰ、套管Ⅱ和套管Ⅲ整体翻转。
作为优选的，所述旋转臂包括一个调角连接块，一个支撑臂以及分别设置在支撑臂两端的旋转套和摆动油缸Ⅳ底座，所述旋转套套设在固定轴上，摆动油缸Ⅳ底座与摆动油缸Ⅳ通过螺栓固定连接，所述调角连接块将调角油缸的一端与支撑臂铰接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
第一、本实用新型所述的煤矿用多角度钻杆抓取机械手，通过伸缩机构、平移机构和摆动机构之间的相互配合，使得抓取机构能够实现伸缩、平移和翻转等多角度行程范围的移动，能够实现从一个位置精准的抓取钻杆，并将钻杆精准的运动到另一位置；
第二、本实用新型所述的煤矿用多角度钻杆抓取机械手，通过油缸控制机械手的开合使机械手抓取更有力，同时整个机械手全部采用液压控制，使其能够抓取更重的钻杆，且抓取更加稳固，不易滑脱；
综上所述，本实用新型所述的一种煤矿用多角度钻杆抓取机械手，整个机械手调角范围广，抓取力度大，能够代替操作工人实现钻杆的抓取和精确安装，从而降低工人的劳动强度，避免工人收到钻杆带来的物理伤害，提高了操作的安全性和作业效率，降低了生产成本。
附图说明
图1是煤矿用多角度钻杆抓取机械手的结构示意图；
图中标记：1、抓取机构，1.1、连接套，1.2、抓手，1.3、连杆，1.4、油缸Ⅰ，2、伸缩机构，2.1、油缸Ⅱ，2.2、固定臂，3、平移机构，3.1、套管Ⅰ，3.2、套管Ⅱ，3.3、套管Ⅲ，3.4、限位块，3.5、油缸Ⅲ，4、摆动机构，4.1、摆动油缸Ⅳ，4.2、摆动连接座，5、旋转臂，5.1、旋转套，5.2、支撑臂，5.3、摆动油缸Ⅳ底座，5.4、调角连接块，6、调角油缸Ⅵ。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作详细说明，本实施例以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。
如图所示，本实用新型所述一种煤矿用多角度钻杆抓取机械手，包括伸缩机构2、摆动机构4、旋转臂5和调角油缸6，其中伸缩机构2的一端设置有抓取机构1，另一端设置有平移机构3，通过伸缩机构2的伸缩带动抓取机构1前后伸缩，且伸缩机构2的伸缩方向与平移机构3的平移方向处在同一水平面且相互垂直，所述摆动机构4设置在平移机构3上远离伸缩机构2的一端，通过摆动机构4的摆动牵引抓取机构1、伸缩机构2和平移机构3进行整体翻转，所述调角油缸6的一端与旋转臂5铰接，另一端铰接在一固定点上，所述旋转臂5设置在摆动机构4的下方且绕一固定轴旋转，通过调角油缸6的伸缩带动旋转臂5继而牵引整个机械手绕固定轴旋转，所述抓取机构1包括连接套1.1、两个抓手1.2、连杆1.3和油缸Ⅰ1.4，所述两个抓手1.2相对设置且连接在连接套1.1上，且分别通过八字形连杆1.3与油缸Ⅰ1.4连接，并由油缸Ⅰ1.4的伸缩通过牵引连杆1.3带动两个抓手1.2绕销轴相向或相背旋转，所述伸缩机构2包括水平设置的固定臂2.2和油缸Ⅱ2.1，所述连接套1.1套设在固定臂2.2上，且与油缸Ⅱ2.1的活塞铰接，通过油缸Ⅱ2.1的伸缩推进连接套1.1从而带动抓取机构1沿固定臂2.2前后移动。
进一步的，所述平移机构3包括从外到内依次套叠且呈四方结构的套管Ⅰ3.1、套管Ⅱ3.2、套管Ⅲ3.3和油缸Ⅲ3.5，套管Ⅰ3.1和套管Ⅱ3.2的两侧开设有腰槽，套管Ⅱ3.2和套管Ⅲ3.3的两侧均设置有限位块3.4，套管Ⅲ3.3上的限位块3.4卡设在套管Ⅱ3.2的腰槽内，套管Ⅱ3.2上的限位块3.4卡设在套管Ⅰ3.1的腰槽内，所述油缸Ⅲ3.5的一端铰接在套管Ⅲ3.3上，另一端与摆动机构4固定连接，通过油缸Ⅲ3.5的伸缩带动套管Ⅰ3.1、套管Ⅱ3.2和套管Ⅲ3.3的相对滑动。
进一步的，所述摆动机构4包括一个可沿水平轴向翻转的摆动油缸Ⅳ4.1和设置在摆动油缸Ⅳ4.1一端的摆动连接座4.2，摆动连接座4.2上固定设置有套管Ⅰ3.1且套管Ⅰ3.1、套管Ⅱ3.2和套管Ⅲ3.3延伸方向与摆动油缸Ⅳ4.1的翻转轴向平行，通过摆动油缸Ⅳ4.1的翻转带动套管Ⅰ3.1、套管Ⅱ3.2和套管Ⅲ3.3整体翻转。
进一步的，所述旋转臂5包括一个调角连接块5.4，一个支撑臂5.2以及分别设置在支撑臂5.2两端的旋转套5.1和摆动油缸Ⅳ底座5.3，所述旋转套5.1套设在固定轴上，摆动油缸Ⅳ底座5.3与摆动油缸Ⅳ4.1通过螺栓固定连接，所述调角连接块5.4将调角油缸6的一端与支撑臂5.2铰接。
通过1抓取机构抓取和释放钻杆，通过2伸缩机构实现1抓取机构的前后伸缩，通过3平移机构实现1抓取机构的水平移动，通过4摆动机构实现1抓取机构的平面翻转，通过6调角油缸实现1抓取机构的角度调节，通过5旋转臂实现整个机械手绕固定轴旋转。在整个机构中有两个角度调整机构以及两个位置移动机构，通过这些机构的动作，达到机械手在行程范围内各个位置抓取与释放钻杆的目的。
在1抓取机构中包含1.1连接套、1.2手抓、1.3连杆和1.4油缸Ⅰ。1.2手抓通过销轴连接固定在1.1连接套上，1.2手抓的两瓣与八字形1.3连杆通过销轴连接，1.3连杆的另外一端与1.4油缸Ⅰ螺纹连接，1.4油缸Ⅰ通过螺栓固定在1.1连接套上，形成整个完整的抓取机构。通过1.4油缸Ⅰ伸缩，带动1.3连杆伸缩，1.3连杆的两个臂与1.2手抓的两瓣分别连接，通过1.3连杆的伸缩带动1.2手抓的两瓣绕连接轴异向旋转，实现1抓取机构的开合。1.1连接套直接套在2伸缩机构的2.2固定臂上，在1.1连接套上焊接有连接耳，与2.1油缸Ⅱ的活塞杆铰接，2.1油缸Ⅱ的外套与2.2固定臂铰接。通过2.1油缸Ⅱ的伸缩推动1抓取机构沿着2.2固定臂前后移动。3平移机构中包含3.1套管Ⅰ、3.2套管Ⅱ、3.3套管Ⅲ、3.4限位块与3.5油缸Ⅲ。3.1套管Ⅰ的一端直接焊接在4摆动机构上，3.1套管Ⅰ两侧开有腰槽，3.2套管Ⅱ安装在3.1套管Ⅰ内，3.2套管Ⅱ上安装有3.4限位块，保证3.2套管Ⅱ在3.1套管Ⅰ中滑动时不被完全拉出。同样3.3套管Ⅲ安装在3.2套管Ⅱ内部，并通过另外一个3.4限位块来避免3.3套管Ⅲ被完全拉出。3.5油缸Ⅲ一端通过铰接与3.3套管Ⅲ连接到一起，另外一端固定在4摆动机构上，通过3.5油缸Ⅲ的伸缩实现套管3.2套管Ⅱ与3.3套管Ⅲ的滑动。同时，三个套管均为四方结构，这样不仅可以实现套管之间的滑动，还可以传递扭矩。2.2固定臂通过螺栓连接固定在3.3套管Ⅲ上，通过3.5油缸Ⅲ的伸缩实现2伸缩机构的水平移动。3.1套管Ⅰ直接焊接在4摆动机构的4.2摆动连接座上，4.2摆动连接座通过螺栓固定在4.1摆动油缸Ⅳ上，4.1摆动油缸Ⅳ通过螺栓固定在5旋转臂上。通过4.1摆动油缸Ⅳ的旋转带动整个机械手的平面旋转。5旋转臂为焊接件，在5.2支撑臂上焊接有5.1旋转套、5.3摆动油缸Ⅳ底座与5.4调角连接块。5.1旋转套与一个旋转轴连接，5.3摆动油缸Ⅳ底座通过螺栓固定4.1摆动油缸Ⅳ，5.4调角连接块通过销轴与6调角油缸Ⅵ连接耳铰接，6调角油缸Ⅵ的另一端铰接在一固定点上。6调角油缸Ⅵ的伸缩，整个机械手臂绕旋转轴旋转，实现角度调节。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例描述如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述所述技术内容作出的些许更动或修饰均为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。