[發(fā)明專利]一種掘進(jìn)機(jī)聯(lián)合仿真方法及其模型

無效

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• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102663194A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆炳雷;趙中奇;楊文林;馬璐;高廣東
• 申請（專利權(quán)）人: 三一重型裝備有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械仿真領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種掘進(jìn)機(jī)聯(lián)合仿真方法及其模型。

背景技術(shù)

掘進(jìn)機(jī)是煤礦巷道掘進(jìn)的主要機(jī)械設(shè)備，是一個集機(jī)械、液壓和控制一體化的復(fù)雜系統(tǒng)。在研發(fā)設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常出現(xiàn)大大小小的失誤或設(shè)計(jì)不能達(dá)到最優(yōu)，按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，制造出物理樣機(jī)后在對其進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，勢必造成研發(fā)周期長，產(chǎn)品成本高，占用資金多，企業(yè)競爭力低。因此在制造物理樣機(jī)之前，有必要先建立一個數(shù)字化樣機(jī)系統(tǒng)，測試整個系統(tǒng)的性能是否滿足要求，提早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的失誤與不足加以改進(jìn)，這樣既能縮短掘進(jìn)機(jī)的開發(fā)周期，最大限度地降低研發(fā)成本，又可以有效的提高掘進(jìn)機(jī)的性能。目前掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)過程中的仿真分析都是應(yīng)用單一的軟件對單一的系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，不能模擬掘進(jìn)機(jī)機(jī)電液的聯(lián)合系統(tǒng)，不能很好的研究機(jī)械、液壓和控制系統(tǒng)的相互匹配和整機(jī)的性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和不足，本發(fā)明提供一種掘進(jìn)機(jī)聯(lián)合仿真方法及其模型，該方法將機(jī)械系統(tǒng)多體動力學(xué)分析軟件、液壓系統(tǒng)分析軟件和控制系統(tǒng)分析軟件聯(lián)合在一起，建立掘進(jìn)機(jī)機(jī)電液聯(lián)合仿真模型，發(fā)揮每個軟件各自的優(yōu)勢，可以進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)的動力學(xué)分析，液壓和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的：

一種掘進(jìn)機(jī)聯(lián)合仿真方法，包括以下步驟：

利用三維建模軟件建立掘進(jìn)機(jī)三維實(shí)體模型；

將所述掘進(jìn)機(jī)三維實(shí)體模型導(dǎo)入到動力學(xué)分析軟件中，建立掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)字化模型；

利用液壓系統(tǒng)分析軟件建立掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)數(shù)字化模型；

利用控制系統(tǒng)分析軟件建立掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)字化模型；

以所述控制系統(tǒng)分析軟件為平臺，生成與所述動力學(xué)分析軟件及液壓系統(tǒng)分析軟件連接的接口模塊，或以所述液壓系統(tǒng)分析軟件為平臺，生成與所述動力學(xué)分析軟件及控制系統(tǒng)分析軟件連接的接口模塊，通過該接口模塊將所述掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)字化模型、掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)數(shù)字化模型和掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)字化模型連接并進(jìn)行信息交互，構(gòu)成掘進(jìn)機(jī)聯(lián)合仿真模型。

進(jìn)一步的，所述建立掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)字化模型包括定義所述掘進(jìn)機(jī)三維實(shí)體模型各零部件的相關(guān)屬性和參數(shù)，該屬性和參數(shù)包括零部件的材料、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量以及零部件之間的運(yùn)動約束和激勵。

進(jìn)一步的，所述三維建模軟件包括PRO/E(Pro/Engineer)、AutoCAD(Auto?Computer?Aided?Design)或SolidWorks。

進(jìn)一步的，所述動力學(xué)分析軟件包括RecurDyn(Recursive?Dynamic)或ADAMS(Automatic?Dynamic?Analysis?of?Mechanical?Systems)。

進(jìn)一步的，所述液壓系統(tǒng)分析軟件包括AMESim(Advanced?Modeling?Environment?for?Simulation?of?engineering)。

進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)分析軟件包括Simulink。

一種掘進(jìn)機(jī)聯(lián)合仿真模型，包括在動力學(xué)分析軟件中建立的掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)字化模型、在液壓系統(tǒng)分析軟件中建立的掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)數(shù)字化模型以及在控制系統(tǒng)分析軟件中建立的掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)字化模型，在所述控制系統(tǒng)分析軟件或液壓系統(tǒng)分析軟件中設(shè)有與所述動力學(xué)分析軟件、液壓系統(tǒng)分析軟件和控制系統(tǒng)分析軟件中的另兩個對應(yīng)的接口模塊，該掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)字化模型、掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)數(shù)字化模型和掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)字化模型通過該接口模塊建立連接并進(jìn)行信息交互。

本發(fā)明采用聯(lián)合仿真方法將多體動力學(xué)分析軟件、液壓系統(tǒng)分析軟件和控制系統(tǒng)分析軟件三個專業(yè)的軟件聯(lián)合在一起，建立掘進(jìn)機(jī)數(shù)字化樣機(jī)的機(jī)電液系統(tǒng)的聯(lián)合仿真模型，可以充分利用各個軟件優(yōu)秀的求解器，發(fā)揮各個軟件在各自領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)勢，使掘進(jìn)機(jī)聯(lián)合仿真模型的仿真運(yùn)行更接近于實(shí)際的物理樣機(jī)，增加了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確度，進(jìn)而使得對掘進(jìn)機(jī)的動力學(xué)分析、液壓和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化更準(zhǔn)確可靠。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所述掘進(jìn)機(jī)聯(lián)合仿真方法流程框圖；

圖2為本發(fā)明所述掘進(jìn)機(jī)聯(lián)合仿真模型原理框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一所述掘進(jìn)機(jī)截割臂升降系統(tǒng)的聯(lián)合仿真模型示意圖。