猴車驅(qū)動裝置設計與實現(xiàn)

劉欣欣

摘要：為了快速有效地獲得猴車驅(qū)動裝置的二維圖形和三維模型模擬圖，提出了一種基于VB 6.0和數(shù)字礦山LK平臺實現(xiàn)的猴車驅(qū)動裝置生成方法。通過分析猴車驅(qū)動裝置的特點，將讀入所要生成裝置的信息提取出來作為猴車驅(qū)動裝置的信息參數(shù)，通過相關參數(shù)的輸入和不同零部件的選型，即可快速準確得到給定裝置各部件的二維圖形和三維模型，同時完成對該驅(qū)動裝置的整體裝配。實驗結果表明，用戶可以選擇性地生成二維圖形和三維模型，效率得到了極大提高。

關鍵詞：猴車驅(qū)動裝置；二維圖形；三維模型

DOIDOI：10.11907/rjdk.161064

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2016）005-0123-03

0 引言

猴車是煤礦井下人員運輸?shù)闹匾O備，在斜巷和平巷的人員運送中，猴車以人員運輸效率高、安全可靠的優(yōu)點[1]，成為井下人員運輸必不可少的裝備。在整個猴車系統(tǒng)中，驅(qū)動裝置作為動力源，帶動驅(qū)動輪、鋼絲繩等循環(huán)運行，彰顯了其在猴車系統(tǒng)中的重要地位。煤礦井下情況復雜，不同坡的傾斜角度和運輸距離不同，因而對于猴車驅(qū)動裝置功率要求也各不同。目前市面上有很多建模軟件，其中藍光數(shù)字礦山軟件系統(tǒng)[2-3]功能獨特，在煤礦行業(yè)應用廣泛。該系統(tǒng)為設計人員快速得到驅(qū)動裝置的二維圖形和三維模型的模擬圖提供了方便，也為猴車系統(tǒng)的總體設計提供了參考。

1 猴車驅(qū)動裝置設計

1.1 驅(qū)動裝置結構特點

猴車驅(qū)動裝置主要由防爆電動機、制動器、聯(lián)軸器、減速機和機架組成[4]。以YB2-200L2-6型號電動機、TPS250-63-3F型號減速器、YT1-90/8型號液壓推動器、BYWZ3B-315/90型號制動器[5-6]為例，根據(jù)驅(qū)動裝置的電動機輸出動力帶動通過聯(lián)軸器連接的減速機上驅(qū)動輪的原理[7]，使其成為猴車系統(tǒng)的動力源。

1.2 驅(qū)動裝置相關計算

設計并實現(xiàn)猴車驅(qū)動裝置系統(tǒng)，首先需要有相關的參數(shù)作為支撐，主要參數(shù)[8-9]如表1所示。

驅(qū)動裝置各部件的選擇需符合設計依據(jù)，以RJY22-26/300型固定抱索器為例，給出相關驗算[10]。

1.3 驅(qū)動裝置信息參數(shù)提取

通過分析驅(qū)動裝置電動機、制動器、聯(lián)軸器和減速機各部件的結構特點，分別提取出電動機參數(shù)（電動機軸直徑、鋼殼長）、制動器參數(shù)（制動器制動臂長、制動臂高、制動臂間距、杠桿長、制動輪直徑、液壓推動器直徑）、聯(lián)軸器參數(shù)（聯(lián)軸器軸孔長度、軸孔直徑、聯(lián)軸器外直徑、邊緣厚度）和減速機參數(shù)（減速器輸入輸出軸直徑、輸出軸長度、箱體直徑）等猴車驅(qū)動裝置的信息參數(shù)。用戶可以將相關參數(shù)信息輸入，該系統(tǒng)判斷所輸入的信息是否符合參數(shù)要求，若不符合，則會返回頁面提示“參數(shù)信息錯誤請重新輸入”；若參數(shù)信息符合參數(shù)要求，則會生成猴車驅(qū)動裝置的二維圖形和三維模型的模擬圖[11]。

1.4 驅(qū)動裝置二維圖形和三維模型生成方法

驅(qū)動裝置的信息參數(shù)通過VB可視化編程語言[6]生成并保存到數(shù)組中，生成保存為.net和.3dt的格式，利用藍光數(shù)字礦山軟件系統(tǒng)生成基于讀入?yún)?shù)信息的驅(qū)動裝置的二維圖形和三維模型[12-13]。

繪制驅(qū)動裝置的二維圖形時，首先分析提取相關參數(shù)，然后調(diào)用系統(tǒng)底層的圖元函數(shù)生成二維圖形。在繪制圖形時，選取水平向右為x軸正向，水平向下為y軸正向，首先需要選取合適的點作為基準點并確定正確的比例，根據(jù)基準點確定圖形元素的位置以便準確進行圖形繪制，在繪制過程中準確計算組成各部件所需的對角點坐標調(diào)用矩形圖元函數(shù)，起點終點坐標調(diào)用直線型圖元函數(shù)，圓心坐標和半徑調(diào)用圓圖元函數(shù)等完成繪制，繪制完成后必須對圖形進行文本標注。

繪制驅(qū)動裝置的三維模型時，首先設置所需裝置的參數(shù)信息，然后根據(jù)參數(shù)信息調(diào)用基本實體建模的可執(zhí)行程序，設置相應的路徑并保存為.3dt格式。在此過程中，可以通過建立模塊定義公有過程為系統(tǒng)私有過程所調(diào)用。三維模型在空間中選取水平向右為x軸正向，水平向前為y軸正向，豎直向上為z軸正向。以繪制猴車驅(qū)動裝置中制動器的三維模型為例，首先提取出參數(shù)信息：制動器制動臂長（z_zdb_l：mm）、制動臂間距（z_ju_c：mm）、液壓推動器直徑（z_tdq_d：mm），然后需要選取一個合適的基準點來構建三維模型。三維模型繪制中需要找準點、面、體之間的關系，體由若干個面構成，面由若干個點組成，因此找準元素體對應的點坐標極其重要，在構建過程中還可以調(diào)用包括長方體、圓柱體、三維旋轉(zhuǎn)、環(huán)形陣列、移動、實體掃掠等實體函數(shù)參數(shù)。在三維空間中調(diào)整x軸、y軸、z軸的旋轉(zhuǎn)角度便可繪制出猴車驅(qū)動裝置的三維模型[14]。

2 猴車驅(qū)動裝置實現(xiàn)

根據(jù)對猴車驅(qū)動裝置系統(tǒng)的分析，用VB可視化編程語言實現(xiàn)二維圖形和三維模型參數(shù)設計，借助于藍光數(shù)字礦山軟件系統(tǒng)生成驅(qū)動裝置的二維圖形和三維模型的模擬圖，用戶只需要輸入相應的參數(shù)信息，即可生成二維圖形（.net格式）和三維模型（.3dt格式）。

2.1 猴車驅(qū)動裝置各部件實現(xiàn)

在此猴車驅(qū)動裝置系統(tǒng)中，用戶只需輸入?yún)?shù)信息，然后點擊驅(qū)動裝置參數(shù)設置窗體中生成電動機三維模型、制動器三維模型等按鈕，保存.net和.3dt的格式，然后用礦山數(shù)字信息平臺[15-16]分別打開即可得到所需的二維圖形和三維模型。各部件三維模型如圖1所示。

2.2 猴車驅(qū)動裝置整體裝配

對于猴車驅(qū)動裝置，各部件生成完成后需要進行整合，以成為完整的驅(qū)動裝置。對于猴車驅(qū)動裝置的裝配，首先需要選取合適的零部件，然后進行連接，電動機的中心軸連接聯(lián)軸器的主動半聯(lián)軸器的軸孔，聯(lián)軸器的從動半聯(lián)軸器連接減速機的輸入軸等。在此過程需要注意如下問題：①在驅(qū)動裝置設計中需要準確提取相應參數(shù)（電動機軸直徑、聯(lián)軸器軸孔直徑等）以便實現(xiàn)驅(qū)動裝置的精準裝配；②需要準確計算元素體點的坐標。各部件的裝配可以通過三維旋轉(zhuǎn)、移動、陣列等實體函數(shù)來實現(xiàn)?；緦嶓w函數(shù)如下：

3 結語

猴車驅(qū)動裝置系統(tǒng)可以使用戶輸入?yún)?shù)信息并讀入預先生成的驅(qū)動裝置信息文件，即可查看所生成圖形，此系統(tǒng)不僅可以生成三維模型，還可以選擇性地生成所需要的二維模型。由于該系統(tǒng)對于驅(qū)動裝置完成裝配所需參數(shù)要求嚴格，因而在參數(shù)提取上還有待優(yōu)化。

參考文獻：

[1]黃光亮，聶書奎.架空乘人裝置的選型與應用[J].礦山機械，2013，41（12）：136-138.

[2]王敬沖，王大虎，劉海洋.井下架空乘人裝置三維可視化及虛擬仿真研究[J].礦山機械，2015，43（6）：113-114.

[3]易炳剛.帶式輸送機驅(qū)動裝置三維參數(shù)化選型系統(tǒng)設計與研究[D].太原：太原科技大學，2011.

[4]王瑞霜，楊偉光.有底柱階段自然崩落法系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計算機技術與發(fā)展，2014，12（12）：176-178.

[5]盧新明，尹紅.數(shù)字礦山的定義、內(nèi)涵與進展[J].煤炭科學技術，2010，38（1）：48-52.

[6]龔沛曾，陳慰民，楊志強.Visual Basic程序設計簡明教程[M].第2版.北京：高等教育出版社，2003：227-238.

[7]王眉林，馮維鈞，高建榮.高速架空乘人系統(tǒng)應用研究[J].中國煤炭，2005，31（6）：44-45.

[8]羅賢峰.煤礦架空乘人裝置設計與應用[D].成都：電子科技大學，2012.

[9]葛玉柱.礦用架空乘人裝置液壓傳動系統(tǒng)研究[D].長沙：中南大學，2009.

[10]王晶，方春峰.淺析藍光軟件在礦圖中的應用[J].煤礦現(xiàn)代化，2009（5）：91-92.

[11]陳世明，何麗菊.架空乘人器系統(tǒng)技改及自動保證裝置在龍?zhí)兜V井的應用[J].煤礦機械， 2011，32（5）：160-161.

[12]吳兆法.基于藍光軟件的王家?guī)X煤礦三維組態(tài)平臺建設[J].煤礦現(xiàn)代化，2015（6）：79-83.

[13]余民姚.單軌吊鉆錨一體機驅(qū)動裝置的設計研究[J].煤礦機械，2014，35（4）：10-12.

[14]劉小琴，葛正浩，曹鵬.基于VB6.0和Pro/E的圓柱分度凸輪三維參數(shù)化實體建模[J].機械傳動，2015，39（9）：97-98.

[15]田文濤，賀小華.基于VB技術的SolidWorks二次開發(fā)與應用[J].計算機工程與科學，2009，31（7）：65-67.

[16]萬力.基于地理信息整合的青東礦數(shù)字礦山系統(tǒng)構建與應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2014，33（11）：293.

[17]王曉政.驅(qū)動傳動裝置中數(shù)據(jù)采集與分析方法的設計與實現(xiàn)[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2014.

（責任編輯：孫 娟）