王卫强， 王 瑶， 姜 峰， 王宏亮

(兰州兰石能源装备工程研究院有限公司，甘肃 兰州，730000)

0 引 言

立根排放操作是一个具有高风险、多次重复性及高劳动强度的过程,排管机夹持机械手主要用于在井口与钻台排放架之间往返移送立根，在整个立根排放过程中承担着对立根的抓取和放置工作，实现夹持机械手的自动化是立根自动排放的关键[1-2]。随着机电液一体化控制技术的发展，立根自动化排放操作已逐步实现，二层台不再需要人工参与，劳动强度减轻，安全风险降低，钻井效率明显提高[3-4]。但仍然存在由于控制方式选择不合理、控制数据点不精确而导致的设备工作周期长、启停时间过长或过短、启停方式不合理，致使设备抖动、工作不稳定、油缸受冲击大而产生破坏等问题[5-6]。针对上述问题，国内外学者也做过很多相关研究，但并未从机械结构设计本身找到合理的处理方式。

笔者借助动力学分析手段对夹持机械手进行仿真分析,找到了合理的控制方式和精确的控制数据曲线，获得了设备的最优工作时间、启停时间、启停方式，缩短了工作时间，保证了设备稳定性，降低了冲击载荷造成的油缸损耗，为同类设备的控制策略制定与方案选择提供了新的技术手段[7]。

1 工作原理及设计要求简介

夹持机械手结构如图1所示，该机构由油缸ac、机械臂cd、ef、ab及钳头de等组成。当液压缸伸缩时，ac长度随之改变并带动机械臂实现往复运动，从而实现整个结构输送立根的功能。……