基于VB的液壓支架四連桿運動分析程序設計

焦陶氣+黃建豐+侯西龍+陳韜宇

摘 要：基于VB程序為編程平臺，開發(fā)出一套可視界面的四連桿運動分析程序；實現(xiàn)對四連桿各個運動階段的參數(shù)化設計，并計算出頂梁運動軌跡和雙扭線最大橫向擺幅；可以減輕設計人員出差配套時的勞動強度，提高前期設計效率；

關鍵詞：液壓支架；四連桿；運動分析；VB軟件計算

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.197

1 引言

液壓支架的設計重點主要取決于四連桿機構(gòu)，根據(jù)液壓支架的運動分析，合理的四連桿設計可以保證支架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和整體剛度，直接決定了頂梁的運動軌跡與掩護梁的運動姿態(tài)；同時四連桿機構(gòu)設計是否合理直接導致支架前、后連桿的受力分布；設計的四連桿機構(gòu)應該使支架頂梁前端點的運動軌跡呈近似直線，且支架整個伸收階段頂梁前端點運動軌跡的最大橫向擺幅應盡可能?。桓玫奶岣邔敯宓墓芾硇阅?，使支架能承受較大的水平力。目前液壓支架的設計主要采用OPT軟件、邁實軟件、三維設計軟件等方式；OPT主要鑒于系統(tǒng)、界面更新?lián)Q代不支持等問題基本不再采用；邁實軟件主要為購買為網(wǎng)絡加密版，個人外地出差無法使用等問題；三維設計軟件主要有采用Pro/E、SW、SE直接分析設計；本程序采用綠色小程序主要為用戶提供界面友好、操作方便實現(xiàn)對四連桿機構(gòu)各個高度位置的參數(shù)化計算；

2 四連桿動作原理

本文從液壓支架四連桿機構(gòu)運動學分析的基礎出發(fā)，先以支架后連桿水平傾角為自變量X，并列出各個運動函數(shù)方程如下：

依上圖所示，以四連桿機構(gòu)兩個極限位角，以后連桿FH傾角X為自變量推導出液壓支架運動學分析的所有公式，以0.0001弧度為循環(huán)步距，將上面各函數(shù)方程調(diào)用計算出已設置支架高度參數(shù)的極限角度。

3 程序設計實現(xiàn)

下圖為基于VB編程平臺，開發(fā)出的可視界面的四連桿運動分析程序；實現(xiàn)對四連桿各個運動階段的參數(shù)化設計，并計算出頂梁運動軌跡和雙扭線最大橫向擺幅；通過使用該程序可以減輕設計人員出差配套、做方案時的勞動強度，提高前期設計效率。

下面以ZZ11000/24/50D型支撐掩護式液壓支架四連桿機構(gòu)設計為例，說明該程序的設計和操作過程。

（1）參數(shù)輸入模塊：可按要求將已知Hmax、Hmin、OF、BE、BO、FH、EG、HL、HG、HL、GU、LM、MQ、PM、PD、AC、RO、AB參數(shù)填入相應欄內(nèi)待分析計算。

（2）功能選項模塊：包括動作分析、導入、導出、清除、退出、測試按鈕；點擊動作分析按鈕，開始從最低位到最高位運動仿真，并計算出頂梁前端點雙扭線運動軌跡、最大橫向擺幅。

（3）具體高度測試模塊：在設計人員進行某高度（50mm的倍數(shù)）的動作姿態(tài)及放樣時，在測試欄輸入所需高度后點擊測試按鈕，相應在運動參數(shù)模塊中顯示出前連桿水平角、后連桿水平角、掩護梁背角、前后連桿夾角、瞬心角、瞬心距、L到E水平距離、L到E垂直距離等參數(shù)進行初稿放樣；并且依次輸入最高、最低高度時運動狀態(tài)顯示圖上會顯示出后立柱的最大、最小極限尺寸，若要得前立柱的參數(shù)需分別在PM、PD、AC、AB各參數(shù)欄填入前立柱位置參數(shù)計算即可；

（4）導入導出模塊：點擊導出按鈕后，會彈出另存為對話框，將信息參數(shù)輸入數(shù)據(jù)按txt格式保存；以備后期存檔或調(diào)用查看。點擊導入按鈕后，會彈出打開對話框，供設計人員選擇已保存的txt文件進行導入至信息參數(shù)輸入模塊，方便設計人員及時驗算用；既可在信息參數(shù)輸入模塊直接輸入數(shù)據(jù)方式，也可按導入txt數(shù)據(jù)文件方式計算，期間可以根據(jù)設計意圖臨時更改輸入的參數(shù)進行分析。

4 結(jié)語

本程序?qū)崿F(xiàn)了四連桿的參數(shù)化設計，可視化操作界面使設計參數(shù)一目了然，并且繪制出頂梁前端點及瞬心點的運動軌跡、同時計算出最大橫向擺幅；避免出差在外無法使用邁實軟件的窘境，而且計算結(jié)果可靠，經(jīng)驗證與邁實軟件計算數(shù)據(jù)誤差很小，可以起到臨時代替的作用，操作方便易用，入手很快，無需學習過程，不受操作系統(tǒng)限制，適用所有windows98以上系統(tǒng)。謹希望有更多的專業(yè)技術人員能夠予以啟發(fā)，針對制造設計過程開發(fā)的的優(yōu)化程序來代替設計人員工作、服務企業(yè)。