[發明專利]基于虛擬樣機的邁步自移式機尾系統控制模擬方法

無效

• 申請號: 201410451890.8
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104267611A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 郭永存;胡坤;李德永;王爽;張健;王鵬彧;程剛
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機尾設計、自動控制等技術領域，具體涉基于虛擬樣機的邁步自移式機尾系統控制模擬方法。

背景技術

在煤炭技術迅猛發展的今天，煤炭機械的綠色開采、綜合機械化、自動化開采是其發展的必然方向，這就對綜合采煤機械的要求更高。現階段井下綜采工作面及順槽的輸送設備為刮板輸送機和可伸縮帶式輸送機，其工作狀況和穩定程度直接影響到煤礦的開采進度和效率。

在井下回采工作面上，由于采掘工作面的不斷變化，需要刮板輸送機機、轉載機與可伸縮帶式輸送機根據不同的工作環境和步驟進行動態搭接和配合來完成，而轉載機與可伸縮帶式輸送機搭接處的自移式機尾的工作效率是影響綜采工作面總體效率的一個重要因素，自移式機尾的研究對煤炭的開采有著重要的意義。

現階段，我國的自移動式機尾產品比較單一，只有少數幾個廠家有相應的產品，且其結構類似、型號和規格沒能形成標準化、系列化。例如，其帶寬和行程上可供選擇的規格不多，市場上主要以帶寬1200的產品為主，而皮帶機的帶寬系列中1400已經占有了很大的比例，造成大帶寬的皮帶機無法找到其匹配的機尾；再如，由于其推移行程的限制，與某些型號的轉載機進行搭接時，其行程不能形成理想的整數倍，造成在搭接的過程中行程的浪費以及工作狀態的不穩定，使得其產品的在實際工作環境中的過渡時間占到了很大的部分，降低綜采工作面的總體生產效率。

由于其自身工作原理的限制，自移式機尾對巷道內底板的硬度要求較高，若硬度不夠很容易引起陷底、啃底的現象，且自身質量較大，在產生上述狀況之后很難進行調整和補救。實際調研得知，在綜采工作面的生產過程中，若底板的硬度較低，會直接導致其工作性能不佳，對工作面的生產進度有著較大的不良的影響。

在現階段，煤礦機械的研制過程一般遵從這樣的順序：先進行概念設計和方案論證，再進行產品設計，然后制造物理樣機，最后進行試驗，以驗證設計的正確性。其中有些產品的試驗是破壞性的，當發現缺陷以后，欲得到質量較為完善的產品，需要對原始的設計參數進行相應的修改設計，在理論上解決相應的問題后進行改進后的物理樣機制作，再利用改進后的物理樣機進行驗證。只有通過周而復始的設計——試驗——改進設計過程，才能完成全部的設計流程，才能使最終的工業化生產產品才能達到預期的要求、實現預期的功能。冗長的設計——制造——試驗循環過程，不僅會使機械產品進入市場前的準備時間過長，也會增加產品的開發成本，并且由于試驗中所采用的工況種類有限，機械產品很可能會先天不足，在實際使用中難以達到設計性能。因此，在目前競爭日益激烈的市場背景下，基于物理樣機實驗的設計驗證這一傳統的設計方法會嚴重影響產品的設計開發時間，制約產品質量的提高、成本降低和市場占有。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種以虛擬樣機系列軟件為依托，由Soildworks和ADAMS虛擬樣機軟件來構建機械系統模型，由AMESIM軟件構建液壓系統，并負責測量各種運動參數并生成各種控制信號，實現多軟件、多系統、多領域的計算機聯合仿真，利用虛擬樣機技術可以在不用制造物理樣機的基礎下，最大限度的模擬和替代實物樣機，并減小物理樣機實驗的周期與成本。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于虛擬樣機的邁步自移式機尾系統控制模擬方法，

第一步，在ADAMS搭建邁步式自移機尾樣機，自移式機尾主要包括小車、機頭、導軌、機尾、導架。將各部分組件裝配完成后再進行自移式機尾的總體裝配，在裝配的同時注意保證各運動副的工作狀況，確保模型的正確性。

此模型對相關的零部件進行的三維的計算機建模，并對相應的運動副進行了設置，能準確的模擬自移式機尾的各種運動狀況，為下一步虛擬樣機機械模型平臺的建模提供了基礎的數字化三維模型。

其中在滑靴、導軌等油缸工作處添加了相應的滑移運動副，可實現模型的相應運動，其油缸與運動副的對于情況如下:

1.偏移油缸——滑靴底座與導架之間的滑移副；

2.抬升油缸——抬升油缸導套與機體間的滑移副；

3.推移油缸——小車車輪與導軌的滾動摩擦副；

4.調角油缸————導架與機體連接處的旋轉副；