猴車驅動裝置設計與實現

劉欣欣

摘要：為了快速有效地獲得猴車驅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和數字礦山LK平臺實現的猴車驅動裝置生成方法。通過分析猴車驅動裝置的特點，將讀入所要生成裝置的信息提取出來作為猴車驅動裝置的信息參數，通過相關參數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的重要設備，在斜巷和平巷的人員運送中，猴車以人員運輸效率高、安全可靠的優點[1]，成為井下人員運輸必不可少的裝備。在整個猴車系統中，驅動裝置作為動力源，帶動驅動輪、鋼絲繩等循環運行，彰顯了其在猴車系統中的重要地位。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，其中藍光數字礦山軟件系統[2-3]功能獨特，在煤礦行業應用廣泛。該系統為設計人員快速得到驅動裝置的二維圖形和三維模型的模擬圖提供了方便，也為猴車系統的總體設計提供了參考。

1 猴車驅動裝置設計

1.1 驅動裝置結構特點

猴車驅動裝置主要由防爆電動機、制動器、聯軸器、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，根據驅動裝置的電動機輸出動力帶動通過聯軸器連接的減速機上驅動輪的原理[7]，使其成為猴車系統的動力源。

1.2 驅動裝置相關計算

設計并實現猴車驅動裝置系統，首先需要有相關的參數作為支撐，主要參數[8-9]如表1所示。

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

1.3 驅動裝置信息參數提取

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

1.4 驅動裝置二維圖形和三維模型生成方法

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

繪制驅動裝置的二維圖形時，首先分析提取相關參數，然后調用系統底層的圖元函數生成二維圖形。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用矩形圖元函數，起點終點坐標調用直線型圖元函數，圓心坐標和半徑調用圓圖元函數等完成繪制，繪制完成后必須對圖形進行文本標注。

繪制驅動裝置的三維模型時，首先設置所需裝置的參數信息，然后根據參數信息調用基本實體建模的可執行程序，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私有過程所調用。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。以繪制猴車驅動裝置中制動器的三維模型為例，首先提取出參數信息：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用包括長方體、圓柱體、三維旋轉、環形陣列、移動、實體掃掠等實體函數參數。在三維空間中調整x軸、y軸、z軸的旋轉角度便可繪制出猴車驅動裝置的三維模型[14]。

2 猴車驅動裝置實現

根據對猴車驅動裝置系統的分析，用VB可視化編程語言實現二維圖形和三維模型參數設計，借助于藍光數字礦山軟件系統生成驅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 猴車驅動裝置各部件實現

在此猴車驅動裝置系統中，用戶只需輸入參數信息，然后點擊驅動裝置參數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 猴車驅動裝置整體裝配

對于猴車驅動裝置，各部件生成完成后需要進行整合，以成為完整的驅動裝置。對于猴車驅動裝置的裝配，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軸器的主動半聯軸器的軸孔，聯軸器的從動半聯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在驅動裝置設計中需要準確提取相應參數（電動機軸直徑、聯軸器軸孔直徑等）以便實現驅動裝置的精準裝配；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、移動、陣列等實體函數來實現。基本實體函數如下：

3 結語

猴車驅動裝置系統可以使用戶輸入參數信息并讀入預先生成的驅動裝置信息文件，即可查看所生成圖形，此系統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。由于該系統對于驅動裝置完成裝配所需參數要求嚴格，因而在參數提取上還有待優化。

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（責任編輯：孫 娟）