本发明涉及一种水下作业的深海钻机，具体涉及一种自动上杆式深海作业钻机。
背景技术：
1、水下作业的深海钻进取芯技术是近期最具潜力的海洋资源勘探技术。
2、随着海洋资源水下作业的勘探深度的增加，为海洋资源助探提供有力依据的深海底多次取芯钻机，已经成为了科学考察船上的基本装备。深海底钻机在钻进取芯过程中，受钻杆长度的限制，需要不断地接装钻杆，才能完成额定孔深的勘探任务。
3、然而，现有的水下作业深海钻机，每次所能携带的钻杆数量较少，因此钻进深度很受限制。并且，现有的水下作业深海钻机，上杆过程的各模块动作配合性不高，容易发生钻杆掉落或者无法安装的不良现象，无法保障深海底钻探任务。
技术实现思路
1、本发明的目的是：
2、设计一种自动上杆式深海作业钻机，可实现钻杆的大容量储存、高精度接近式自动上杆，提升可携带的钻杆的数量，延长深海钻进的孔深；优化上杆过程的各模块动作配合性以及精度，减少发生钻杆掉落或者无法安装的不良现象。高效完成深海底钻探任务。
3、为了实现上述目的，本发明给出如下的技术方案：
4、一种自动上杆式深海作业钻机，包括外框架、储杆仓、桅杆架、给进机构、动力头机构以及机械手机构；所述外框架呈中空式框架结构；所述储杆仓通过储杆仓驱动机构与外框架内部活动连接，所述储杆仓用于储存钻杆，所述储杆仓驱动机构用于驱动储杆仓翻转和旋转；所述储杆仓包括中心杆和分度盘，所述分度盘上设置有内储杆槽、外储杆槽以及定位弹片；所述桅杆架竖向设置在外框架内侧，所述给进机构位于桅杆架内；所述动力头机构与给进机构连接；所述机械手机构位于桅杆架上，并且机械手机构与储杆仓的位置相对应。
5、进一步的，所述储杆仓驱动机构包括竖轴、驱动架、驱动油缸以及转动模块；所述竖轴通过轴承与外框架内部的铰座活动连接；所述驱动架位于竖轴上；所述驱动油缸的活塞杆与驱动架铰接、缸体与外框架铰接；所述转动模块设置在驱动架末端。
6、进一步的，所述中心杆贯穿分度盘，所述内储杆槽和外储杆槽均位于分度盘的边缘处，并且内储杆槽和外储杆槽沿分度盘的圆周方向依次呈间隔状等角度布设；所述内储杆槽和外储杆槽相连通。
7、进一步的，所述内储杆槽呈u形，所述外储杆槽呈c形；所述内储杆槽的深度大于外储杆槽的深度；并且所述内储杆槽的延伸方向与分度盘的半径之间的夹角为锐角。
8、进一步的，所述分度盘上设置有连接螺栓和限位螺栓；所述定位弹片的一端与连接螺栓相连接，另一端悬空设置于内储杆槽和外储杆槽之间。
9、进一步的，所述定位弹片包括连接部、内定位部、外定位部以及延长部；所述连接部与连接螺栓连接，所述内定位部呈u形并且与内储杆槽的位置相对应，所述内定位部的背面朝向限位螺栓；所述外定位部通过延长部与内定位部连接，所述外定位部与外储杆槽的位置相对应，并且外定位部相对于延长部朝向外储杆槽弯曲。
10、进一步的，所述储杆仓还包括隔盘，所述隔盘位于中心杆上，并且隔盘具体位于分度盘的上方和下方；所述隔盘的边缘处设置有内凹槽和外凹槽，所述内凹槽和外凹槽沿隔盘的圆周方向依次呈间隔状等角度布设；所述内凹槽呈u形，所述外凹槽呈c形；所述内凹槽与内储杆槽的上下位置相对应；所述外凹槽与外储杆槽的上下位置相对应；所述隔盘的边缘处设置有翻转挡片，所述翻转挡片呈c形并且活动设置在外凹槽处。
11、进一步的，所述给进机构包括给进油缸和升降拖板；所述给进油缸竖向设置于桅杆架内；所述升降拖板竖向设置在桅杆架的侧面；所述动力头机构位于升降拖板上，所述动力头机构的输出轴与中心杆的轴线相平行。
12、进一步的，所述机械手机构包括固定臂、活动臂以及钻杆卡钳；所述固定臂位于桅杆架上，所述活动臂与固定臂铰接，并且活动臂的末端设置有夹手；所述钻杆卡钳与活动臂的末端铰接，以使钻杆卡钳可相对于夹手翻转。
13、进一步的，所述外框架内还设置有夹紧机构，所述夹紧机构位于靠近桅杆架底部的位置处，并且与动力头机构的上下位置相对应；所述夹紧机构包括卸扣模块、上夹持器以及下夹持器。
14、本发明的有益效果为：
15、一种自动上杆式深海作业钻机，通过在外框架内设置储杆仓、储杆仓驱动机构、桅杆架、给进机构、动力头机构、机械手机构以及夹紧机构，储杆仓通过内储杆槽和外储杆槽以及定位弹片的设计，可实现分度盘上内圈和外圈的双圈钻杆储存，从而实现钻杆的大容量储存；提升可携带的钻杆的数量，延长深海钻进的孔深；储杆仓驱动机构可驱动储杆仓朝向动力头机构翻转和旋转，机械手机构精准夹持储杆仓上的钻杆，然后上杆至动力头机构，实现高精度接近式自动上杆；优化上杆过程的各模块动作配合性以及精度，减少发生钻杆掉落或者无法安装的不良现象，保障高效完成深海底钻探任务。
1.一种自动上杆式深海作业钻机，其特征在于：包括外框架（1）、储杆仓（2）、桅杆架（4）、给进机构（5）、动力头机构（6）以及机械手机构（7）；所述外框架（1）呈中空式框架结构；所述储杆仓（2）通过储杆仓驱动机构（3）与外框架（1）内部活动连接，所述储杆仓（2）用于储存钻杆，所述储杆仓驱动机构（3）用于驱动储杆仓（2）翻转和旋转；所述储杆仓（2）包括中心杆（21）和分度盘（22），所述分度盘（22）上设置有内储杆槽（23）、外储杆槽（24）以及定位弹片（25）；所述桅杆架（4）竖向设置在外框架（1）内侧，所述给进机构（5）位于桅杆架（4）内；所述动力头机构（6）与给进机构（5）连接；所述机械手机构（7）位于桅杆架（4）上，并且机械手机构（7）与储杆仓（2）的位置相对应。
2.根据权利要求1所述的一种自动上杆式深海作业钻机，其特征在于：所述储杆仓驱动机构（3）包括竖轴（32）、驱动架（33）、驱动油缸（34）以及转动模块（35）；所述竖轴（32）通过轴承与外框架（1）内部的铰座（31）活动连接；所述驱动架（33）位于竖轴（32）上；所述驱动油缸（34）的活塞杆与驱动架（33）铰接、缸体与外框架（1）铰接；所述转动模块（35）设置在驱动架（33）末端。
3.根据权利要求2所述的一种自动上杆式深海作业钻机，其特征在于：所述中心杆（21）贯穿分度盘（22），所述内储杆槽（23）和外储杆槽（24）均位于分度盘（22）的边缘处，并且内储杆槽（23）和外储杆槽（24）沿分度盘（22）的圆周方向依次呈间隔状等角度布设；所述内储杆槽（23）和外储杆槽（23）相连通。
4.根据权利要求3所述的一种自动上杆式深海作业钻机，其特征在于：所述内储杆槽（23）呈u形，所述外储杆槽（24）呈c形；所述内储杆槽（23）的深度大于外储杆槽（24）的深度；并且所述内储杆槽（23）的延伸方向与分度盘（22）的半径之间的夹角为锐角。
5.根据权利要求4所述的一种自动上杆式深海作业钻机，其特征在于：所述分度盘（22）上设置有连接螺栓（26）和限位螺栓（27）；所述定位弹片（25）的一端与连接螺栓（26）相连接，另一端悬空设置于内储杆槽（23）和外储杆槽（24）之间。
6.根据权利要求5所述的一种自动上杆式深海作业钻机，其特征在于：所述定位弹片（25）包括连接部（251）、内定位部（252）、外定位部（253）以及延长部（254）；所述连接部（251）与连接螺栓（26）连接，所述内定位部（252）呈u形并且与内储杆槽（23）的位置相对应，所述内定位部（252）的背面朝向限位螺栓（27）；所述外定位部（253）通过延长部（254）与内定位部（252）连接，所述外定位部（253）与外储杆槽（24）的位置相对应，并且外定位部（253）相对于延长部（254）朝向外储杆槽（24）弯曲。
7.根据权利要求6所述的一种自动上杆式深海作业钻机，其特征在于：所述储杆仓（2）还包括隔盘（28），所述隔盘（28）位于中心杆（21）上，并且隔盘（28）具体位于分度盘（22）的上方和下方；所述隔盘（28）的边缘处设置有内凹槽（281）和外凹槽（282），所述内凹槽（281）和外凹槽（282）沿隔盘（28）的圆周方向依次呈间隔状等角度布设；所述内凹槽（281）呈u形，所述外凹槽（282）呈c形；所述内凹槽（281）与内储杆槽（23）的上下位置相对应；所述外凹槽（282）与外储杆槽（24）的上下位置相对应；所述隔盘（28）的边缘处设置有翻转挡片（283），所述翻转挡片（283）呈c形并且活动设置在外凹槽（282）处。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种自动上杆式深海作业钻机，其特征在于：所述给进机构（5）包括给进油缸（51）和升降拖板（52）；所述给进油缸（51）竖向设置于桅杆架（4）内；所述升降拖板（52）竖向设置在桅杆架（4）的侧面；所述动力头机构（6）位于升降拖板（52）上，所述动力头机构（6）的输出轴与中心杆（21）的轴线相平行。
9.根据权利要求8所述的一种自动上杆式深海作业钻机，其特征在于：所述机械手机构（7）包括固定臂（71）、活动臂（72）以及钻杆卡钳（73）；所述固定臂（71）位于桅杆架（4）上，所述活动臂（72）与固定臂（71）铰接，并且活动臂（72）的末端设置有夹手；所述钻杆卡钳（73）与活动臂（72）的末端铰接，以使钻杆卡钳（73）可相对于夹手翻转。
10.根据权利要求9所述的一种自动上杆式深海作业钻机，其特征在于：所述外框架（1）内还设置有夹紧机构（8），所述夹紧机构（8）位于靠近桅杆架（4）底部的位置处，并且与动力头机构（6）的上下位置相对应；所述夹紧机构（8）包括卸扣模块（81）、上夹持器（82）以及下夹持器（83）。
