專利名稱：用機(jī)械仿真分析軟件求解兩柱掩護(hù)式液壓支架運(yùn)動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種求解兩柱掩護(hù)式液壓支架參數(shù)化運(yùn)動(dòng)的方法，特別涉 及一種用機(jī)械仿真分析軟件求解兩柱掩護(hù)式液壓支架運(yùn)動(dòng)的方法。
背景技術(shù)：
目前對(duì)兩柱掩護(hù)式液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算國內(nèi)已有進(jìn)行， 但是基于經(jīng)驗(yàn)作圖計(jì)算或基于二維的程序計(jì)算，不僅費(fèi)時(shí)，且缺乏可視化 特點(diǎn)，交互性差，自動(dòng)化程度低，與現(xiàn)代快速設(shè)計(jì)的理念不同步。
而在使用機(jī)械仿真分析軟件，如MSC.ADAMS軟件，進(jìn)行兩柱掩護(hù)式 液壓支架運(yùn)動(dòng)求解的嘗試中，如何建立液壓支架的參數(shù)化模型一直是業(yè)界 有待解決的難題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用機(jī)械仿真分析軟件求解兩柱掩 護(hù)式液壓支架運(yùn)動(dòng)的方法,其能建立有效的參數(shù)化模型對(duì)兩柱掩護(hù)式液壓 支架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)求解。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明用機(jī)械仿真分析軟件求解兩柱掩護(hù)式液壓 支架運(yùn)動(dòng)的方法，禾U用高端運(yùn)動(dòng)學(xué)分析軟件MSC.ADAMS中相關(guān)的模塊， 建立兩柱掩護(hù)式液壓支架的參數(shù)化模型，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，包括以下步 驟步驟一，以一種規(guī)格的兩柱掩護(hù)式液壓支架為基礎(chǔ)，設(shè)定若干個(gè)定位 點(diǎn)，這些定位點(diǎn)至少分布于后連桿、前連桿、掩護(hù)梁、頂梁、上立柱、下
立柱、平衡千斤頂上；步驟二，定義參數(shù)化結(jié)構(gòu)點(diǎn)，其至少包含上述定位 點(diǎn)并至少分布于后連桿、前連桿、掩護(hù)梁、頂梁、上立柱、下立柱、平衡 千斤頂、底座上；步驟三，以上述結(jié)構(gòu)點(diǎn)為基礎(chǔ)，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)分析軟件 MSC. ADAMS中的模塊MSC. ADAMS/View中提供的仿真實(shí)體，建立若干個(gè)仿真部 件并由仿真部件組成參數(shù)化虛擬樣機(jī)模型；步驟四，設(shè)定若干個(gè)約束，每 個(gè)約束用來連接兩個(gè)仿真部件，使被連接的兩個(gè)部件之間具有一定的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)關(guān)系，這些約束至少應(yīng)連接于大地、底座、后連桿、前連桿、掩護(hù)梁、 頂梁、上立柱、中間立柱、下立柱、平衡千斤頂上缸、平衡千斤頂下缸之 間；步驟五，在MSCADAMS/View下仿真，在仿真過程中程序自動(dòng)調(diào)用 ADAMS/Solver求解器進(jìn)行求解，并輸出定位點(diǎn)在X軸方向的位移和Y軸方向 的位移作為計(jì)算結(jié)果。
本發(fā)明基于MSC.ADAMS中用戶界面模塊MSC.ADAMS/View，通過 選定適當(dāng)?shù)亩ㄎ稽c(diǎn)、結(jié)構(gòu)點(diǎn)和約束條件，構(gòu)建了兩柱掩護(hù)式液壓支架的原 始參數(shù)化模型，在可視化基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真、計(jì)算、分析。


圖1是兩柱掩護(hù)式液壓支架簡圖
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的流程圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中定位點(diǎn)分布示意圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中結(jié)構(gòu)點(diǎn)分布示意具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖l是公知的兩柱掩護(hù)式液壓支架的典型結(jié)構(gòu)，包括置于大地上的底座
1、下立柱21、中立柱22、上立柱23、后連桿31、前連桿32、掩護(hù)梁4、頂 粱5、平衡千斤頂，平衡千斤頂由平衡千斤頂上缸61和平衡千斤頂下缸62 組成。
本發(fā)明兩柱掩護(hù)式液壓支架參數(shù)化運(yùn)動(dòng)求解方法利用高端運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 軟件MSC.ADAMS中相關(guān)的模塊，建立兩柱掩護(hù)式液壓支架的參數(shù)化模型， 并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，包括以下步驟步驟一，以一種規(guī)格的兩柱掩護(hù)式液 壓支架為基礎(chǔ)，設(shè)定若干個(gè)定位點(diǎn)，這些定位點(diǎn)至少分布于后連桿、前連 桿、掩護(hù)梁、頂梁、立柱、平衡千斤頂上；步驟二，在定位點(diǎn)基礎(chǔ)上定義 參數(shù)化結(jié)構(gòu)點(diǎn)，它們是為了求解問題而必須在模型中增加元素時(shí)的參考點(diǎn)， 以便建立接近真實(shí)化的仿真模型；步驟三，根據(jù)步驟二所述結(jié)構(gòu)點(diǎn)，建立 可視化的仿真部件，組成參數(shù)化模型；步驟四，設(shè)定若干個(gè)約束，每個(gè)約 束用來連接兩個(gè)仿真部件，使被連接的兩個(gè)部件之間具有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 關(guān)系，這些約束至少應(yīng)連接于大地、底座、后連桿、前連桿、掩護(hù)梁、頂 梁、千斤頂、上立柱、中間立柱、下立柱、平衡千斤頂上缸、平衡千斤頂 下缸之間；步驟五，在MSCADAMS/View下仿真，在仿真過程中程序自動(dòng) 調(diào)用ADAMS/Solver求解器進(jìn)行求解，并輸出定位點(diǎn)在X軸方向的位移和Y 軸方向的位移作為計(jì)算結(jié)果。相應(yīng)的程序流程如圖2所示。
本發(fā)明利用MSCADAMS/View用戶界面模塊建立樣機(jī)模型， MSCADAMS/View用戶界面模塊采用以用戶為中心的交互式的圖形環(huán)境， 兼具建模、仿真、計(jì)算、顯示、曲線處理、結(jié)果分析、打印等功能。
在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，先以某種型號(hào)的兩柱掩護(hù)式液壓支架為基礎(chǔ)， 通過設(shè)定io個(gè)定位點(diǎn)建立樣機(jī)模型，而定位點(diǎn)是通過設(shè)定坐標(biāo)值的方式
設(shè)定的。這10個(gè)定位點(diǎn)是掩護(hù)梁與頂梁鉸接點(diǎn)、后連桿上鉸接點(diǎn)、后 連桿下鉸接點(diǎn)、前連桿上鉸接點(diǎn)、前連桿下鉸接點(diǎn)、立柱下柱窩圓心點(diǎn)、 立柱上柱窩圓心點(diǎn)、平衡千斤頂上鉸接點(diǎn)、平衡千斤頂下鉸接點(diǎn)、頂梁右 側(cè)上端點(diǎn)。其分布如圖3所示。
建立參數(shù)化結(jié)構(gòu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)點(diǎn)的定義是根據(jù)不同規(guī)格兩柱掩護(hù)式液壓支 架的建模規(guī)律，定義出與定位點(diǎn)相應(yīng)的相對(duì)位置關(guān)系，形成多個(gè)與定位點(diǎn) 相關(guān)的結(jié)構(gòu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)點(diǎn)可根據(jù)情況增減。定位點(diǎn)是結(jié)構(gòu)點(diǎn)的一個(gè)子集。在 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)點(diǎn)包括掩護(hù)梁與頂梁鉸接點(diǎn)、后連桿上鉸 接點(diǎn)、后連桿下鉸接點(diǎn)、前連桿上鉸接點(diǎn)、前連桿下鉸接點(diǎn)、立柱下柱窩 圓心點(diǎn)、立柱上柱窩圓心點(diǎn)、平衡千斤頂上鉸接點(diǎn)、平衡千斤頂下鉸接點(diǎn)、 頂梁右側(cè)上端點(diǎn)、中間立柱上連接點(diǎn)、中間立柱下連接點(diǎn)、頂梁左側(cè)上端 點(diǎn)、底座左側(cè)底部端點(diǎn)、底座右側(cè)底部端點(diǎn)，如圖4所示。其中與定位點(diǎn) 重名的10個(gè)結(jié)構(gòu)點(diǎn)與定位點(diǎn)重合，保證結(jié)構(gòu)點(diǎn)的定義對(duì)計(jì)算結(jié)果無影響。
應(yīng)用MSC. ADAMS/View中提供的實(shí)體建模功能，根據(jù)結(jié)構(gòu)點(diǎn)建立仿真部 件，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，這些仿真部件是底座、后連桿、前連桿、 掩護(hù)梁、頂梁、上立柱、中間立柱、下立柱、千斤頂，組成仿真模型。當(dāng) 改變定位點(diǎn)坐標(biāo)值時(shí)，利用結(jié)構(gòu)點(diǎn)的參數(shù)化特征，可自動(dòng)形成新的仿真模 型。
約束用來連接兩個(gè)仿真部件，使它們之間具有一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。通 過對(duì)約束的定義，可使各個(gè)獨(dú)立的仿真部件聯(lián)系起來形成有機(jī)的與實(shí)際設(shè) 計(jì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)一致的整體。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中建立的約束包括底
座與大地固接、后連桿與底座旋轉(zhuǎn)鉸鉸接、前連桿與底座旋轉(zhuǎn)鉸鉸接、后 連桿與掩護(hù)梁旋轉(zhuǎn)鉸鉸接、前連桿與掩護(hù)梁旋轉(zhuǎn)鉸鉸接、掩護(hù)梁與頂梁旋 轉(zhuǎn)鉸鉸接、掩護(hù)梁與平衡千斤頂旋轉(zhuǎn)鉸接、頂梁與平衡千斤頂旋轉(zhuǎn)鉸接、 底座與下立柱球鉸鉸接、頂梁與上立柱球鉸鉸接、中間立柱與下立柱平移 鉸鉸接、中間立柱與上立柱平移鉸鉸接、平衡千斤頂上缸與下缸間平移鉸 鉸接。
參數(shù)化虛擬模型及約束建立好后，即可在MSCADAMS/View下仿真、 求解。求解是在仿真過程中程序自動(dòng)調(diào)用ADAMS/Solver求解器，自動(dòng)形 成機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，并按照用戶需要計(jì)算結(jié)果。輸出可應(yīng)用 MSCADAMS/Postprocessor后處理模塊，選擇要輸出的計(jì)算結(jié)果，以終 端顯示或者打印機(jī)打印的方式提供計(jì)算結(jié)果
本程序定義輸出的計(jì)算結(jié)果是設(shè)計(jì)過程中定位點(diǎn)在X軸方向位移和Y 軸方向的位移。
為進(jìn)一步方便用戶，還可以在MSCADAMS/View界面下定義用戶化 菜單，用戶依次執(zhí)行本菜單，便可快捷地完成仿真分析。
在建立樣機(jī)模型后，為避免重復(fù)工作，可通過上述用戶化菜單，調(diào)用 樣機(jī)模型，并修改樣機(jī)模型中定位點(diǎn)的坐標(biāo)值，建立用戶所需的設(shè)計(jì)規(guī)格 的目標(biāo)模型，然后對(duì)此目標(biāo)模型進(jìn)行仿真運(yùn)動(dòng)分析，輸出計(jì)算結(jié)果。計(jì)算 結(jié)果輸出可應(yīng)用MSCADAMS/Postprocessor后處理模塊，選擇要輸出的 計(jì)算結(jié)果。
權(quán)利要求
1、一種用機(jī)械仿真分析軟件求解兩柱掩護(hù)式液壓支架運(yùn)動(dòng)的方法，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)分析軟件MSC.ADAMS建立液壓支架的參數(shù)化模型，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，其特征是，包括以下步驟步驟一，以一種規(guī)格的兩柱掩護(hù)式液壓支架為基礎(chǔ)，設(shè)定若干個(gè)定位點(diǎn)，這些定位點(diǎn)至少分布于后連桿、前連桿、掩護(hù)梁、頂梁、上立柱、下立柱、平衡千斤頂上；步驟二，定義參數(shù)化結(jié)構(gòu)點(diǎn)，其至少包含上述定位點(diǎn)并至少分布于后連桿、前連桿、掩護(hù)梁、頂梁、上立柱、下立柱、平衡千斤頂、底座上；步驟三，以上述結(jié)構(gòu)點(diǎn)為基礎(chǔ)，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)分析軟件MSC.ADAMS中的模塊MSC.ADAMS/View中提供的仿真實(shí)體，建立若干個(gè)仿真部件并由仿真部件組成參數(shù)化虛擬樣機(jī)模型；步驟四，設(shè)定若干個(gè)約束，每個(gè)約束用來連接兩個(gè)仿真部件，使被連接的兩個(gè)部件之間具有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，這些約束至少應(yīng)連接于大地、底座、后連桿、前連桿、掩護(hù)梁、頂梁、上立柱、中間立柱、下立柱、平衡千斤頂上缸、平衡千斤頂下缸之間；步驟五，在MSC.ADAMS/View下仿真，在仿真過程中程序自動(dòng)調(diào)用ADAMS/Solver求解器進(jìn)行求解，并輸出定位點(diǎn)在X軸方向的位移和Y軸方向的位移作為計(jì)算結(jié)果。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用機(jī)械仿真分析軟件求解兩柱掩護(hù)式液壓支 架運(yùn)動(dòng)的方法，其特征是，所述定位點(diǎn)至少包括后連桿上鉸接點(diǎn)、后連 桿下鉸接點(diǎn)、前連桿上鉸接點(diǎn)、前連桿下鉸接點(diǎn)、掩護(hù)梁與頂梁鉸接點(diǎn)、 下立柱柱窩圓心點(diǎn)、上立柱柱窩圓心點(diǎn)、平衡千斤頂上鉸接點(diǎn)、平衡千斤 頂下鉸接點(diǎn)、頂梁右側(cè)上端點(diǎn)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用機(jī)械仿真分析軟件求解兩柱掩護(hù)式液壓支 架運(yùn)動(dòng)的方法，其特征是，通過每一個(gè)定位點(diǎn)定義相應(yīng)的參數(shù)化的一個(gè)或 多個(gè)結(jié)構(gòu)點(diǎn)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用機(jī)械仿真分析軟件求解兩柱掩護(hù)式液壓支 架運(yùn)動(dòng)的方法，其特征是，所述結(jié)構(gòu)點(diǎn)至少包括后連桿上鉸接點(diǎn)、后連 桿下鉸接點(diǎn)、前連桿上鉸接點(diǎn)、前連桿下鉸接點(diǎn)、掩護(hù)梁與頂梁鉸接點(diǎn)、 下立柱柱窩圓心點(diǎn)、下立柱與中間立柱鉸接點(diǎn)、中間立柱與上立柱鉸接點(diǎn)、 上立柱柱窩圓心點(diǎn)、平衡千斤頂上鉸接點(diǎn)、平衡千斤頂下鉸接點(diǎn)、頂梁右 側(cè)上端點(diǎn)、頂梁左側(cè)端點(diǎn)、底座右側(cè)下端點(diǎn)、底座左側(cè)下端點(diǎn)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩柱掩護(hù)式液壓支架參數(shù)化運(yùn)動(dòng)求解方法， 其特征是，所述仿真部件包括底座、后連桿、前連桿、掩護(hù)梁、頂梁、 平衡千斤頂上缸、平衡千斤頂下缸、下立柱、中間立柱、上立柱、底座。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩柱掩護(hù)式液壓支架參數(shù)化運(yùn)動(dòng)求解方法， 其特征是，所述約束包括底座與大地固定、后連桿與底座旋轉(zhuǎn)鉸鉸接、 前連桿與底座旋轉(zhuǎn)鉸鉸接、后連桿與掩護(hù)梁旋轉(zhuǎn)鉸鉸接、前連桿與掩護(hù)梁 旋轉(zhuǎn)鉸鉸接、掩護(hù)梁與頂梁旋轉(zhuǎn)鉸鉸接、掩護(hù)梁與平衡千斤頂旋轉(zhuǎn)鉸鉸接、 頂梁與平衡千斤頂旋轉(zhuǎn)鉸鉸接、底座與下立柱球鉸鉸接、頂梁與上立柱球鉸鉸接、中間立柱與下立柱平移鉸鉸接、中間立柱與上立柱平移鉸鉸接、 平衡千斤頂上缸與平衡千斤頂下缸間平移鉸鉸接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用機(jī)械仿真分析軟件求解兩柱掩護(hù)式液壓支架運(yùn)動(dòng)的方法，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)分析軟件MSC.ADAMS，首先以一種規(guī)格的兩柱掩護(hù)式液壓支架為基礎(chǔ)設(shè)定若干個(gè)定位點(diǎn)，然后定義參數(shù)化結(jié)構(gòu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)分析軟件MSC.ADAMS中的模塊MSC.ADAMS/View中提供的仿真實(shí)體，建立若干個(gè)仿真部件并由仿真部件組成參數(shù)化虛擬樣機(jī)模型；其后，定義若干約束，每個(gè)約束用來連接兩個(gè)仿真部件，使被連接的兩個(gè)部件之間具有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，最后在MSC.ADAMS/View下仿真求解。本發(fā)明通過選定適當(dāng)?shù)亩ㄎ稽c(diǎn)、結(jié)構(gòu)點(diǎn)和約束條件，構(gòu)建了兩柱掩護(hù)式液壓支架的原始參數(shù)化模型，以進(jìn)行仿真、計(jì)算、分析。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101097582SQ200610028448
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者玫 唐 申請(qǐng)人:上海建設(shè)路橋機(jī)械設(shè)備有限公司