液压支架近似直线轨迹四杆机构制造技术

本发明专利技术涉及移机构技术领域，尤其是液压支架近似直线轨迹四杆机构，包括液压支架和四杆机构，液压支架包括平衡千斤顶、后梁、前梁千斤顶和前梁，后梁和前梁铰接；四杆机构包括底座、前连架杆、后连架杆和掩护梁，前连架杆和后连架杆均铰接在底座和掩护梁之间；底座和后梁之间设有立柱；掩护梁与后梁铰接，平衡千斤顶位于掩护梁和后梁的铰接处；前梁的前端点为

Hydraulic support; approximate straight line track; four bar mechanism

The present invention relates to the technical field shift mechanism, especially the hydraulic support approximate four bar straight trajectory, including hydraulic support and four bar mechanism, hydraulic jack, including the balance beam, a front beam jack and beam, beam and beam hinged four bar mechanism; including a base, frame connecting rod and frame connecting rod and the shield beam, before and after the frame connecting rod frame connecting rod are hinged between the base and the cover beam; column is arranged between the base and the rear cover; beam and the back beam hinged hinged at the equilibrium jack in the cover beam and the beam; the front beam as before

【技术实现步骤摘要】
液压支架近似直线轨迹四杆机构
本专利技术涉及前移机构
，具体涉及液压支架近似直线轨迹四杆机构。
技术介绍
液压支架的架型有支撑式、掩护式和支撑掩护式三类。包括由底座、前连架杆、后连架杆和掩护梁构成铰链四杆机构。前连架杆和后连架杆均铰接在底座和掩护梁之间；底座和后梁之间设有由液压缸驱动伸缩的立柱，通过液压缸驱动立柱的伸缩来控制液压支架升降。而液压支架的技术水平是反映煤矿机械装备水平的重要标志之一，为改善支架控制顶板的能力和支架的受力状况，通常需对该四杆机构进行优化设计，使得立柱7在伸缩的过程中，支架前梁前端点轨迹在采高区内呈近似直线，进而减小前梁前端点与煤壁间水平距离的变化幅度。标准《GB25974.1-2010煤矿用液压支架》规定前梁前端点水平摆幅(即为采高区内的直线度偏差)ΔC≤80mm。为了使得支架前梁前端点轨迹呈近似直线，很多研究人员对液压支架近似直线轨迹四杆机构优化设计问题进行了深入研究。如，王忠宾等根据前梁前端点轨迹呈近似双扭线的假设，基于“三点作图法”建立约束优化模型，再应用遗传算法求优化解。但是现有技术中的液压支架近似直线轨迹铰链四杆机构，前梁前端在工作范围内的水平摆幅仍然过大；不能够进一步确定采高区使液压支架铰链四杆机构的支架前梁前端点在该采高区内的轨迹呈近似直线轨迹。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种液压支架近似直线轨迹四杆机构，对液压支架近似直线轨迹铰链四杆机构进行优化设计，使前梁前端在采高区内的水平摆幅尽可能小。为达到上述目的，本专利技术的基础方案如下：液压支架近似直线轨迹四杆机构，包括液压支架和四杆机构，所述液压支架包括平衡千斤顶、后梁、前梁千斤顶和前梁，所述后梁和前梁铰接，所述前梁千斤顶位于后梁和前梁的铰接处；所述四杆机构包括底座、前连架杆、后连架杆和掩护梁，所述前连架杆和后连架杆均铰接在底座和掩护梁之间；所述底座和后梁之间设有由液压缸驱动伸缩的立柱；所述掩护梁与所述后梁铰接，所述平衡千斤顶位于掩护梁和后梁的铰接处；其特征在于，所述前梁的前端点为C；所述立柱最大限度收缩时，所述前梁的前端点C向下移动到点C1处，C1离地面的垂直高度为H1＝935mm；所述立柱最大限度伸长时，所述前梁的前端点C向下移动到点C2处，C2离地面的垂直高度为H2＝2635mm；取[H1，H2]为采高区，所述C点轨迹在采高区[H1,H2]内呈近似直线且C点的水平摆幅ΔC≤30mm。本方案产生的有益效果是：在采高区[H1,H2]内，支架前梁端点C的运动轨迹为朝老塘方向略微倾斜的直线，且C点的运动轨迹的水平摆幅ΔC≤30mm，改善了液压支架控制顶板的能力和液压支架的受力状况，进一步使得前梁前端点C与煤壁间水平距离的变化幅度减小。有效改善支架控制顶板的能力，防止近煤壁顶板早期破碎和冒空，提高支架的可靠性和稳定性，进而提高安全系数。优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述后连架杆与所述底座之间的铰接点为坐标原点B0，水平向右为X轴正向，建立坐标系B0XY；后连架杆与所述掩护梁的铰接点为点B；所述前连架杆与所述底座之间的铰接点为点A0，前连架杆与所述掩护梁的铰接点为A；AB之间的长度为l2；AB与A0B0的绝对瞬心取点P；B0B与水平正向的夹角为θ，所述θ以逆时针方向为正；CB与水平正向的夹角为α，所述α以顺时针方向为正；BA与BC的夹角为η，所述η以逆时针方向为正；所述前梁的前端点C运动到C1处时，点A运动到了点A1处，点B运动到了点B1处，B0B1与水平正向的夹角为θ1，所述θ1以逆时针方向为正；C1B1与水平正向的夹角为α1，所述α1以顺时针方向为正；所述前梁的前端点C运动到C2处时，点A运动到了点A2处，点B运动到了点B2处，B0B2与水平正向的夹角为θ2，所述θ2以逆时针方向为正；点P运动到了点P2处，P2C2与水平正向的夹角为β2；其中，-1100mm≤XC1≤-600mm；-1250mm≤XA0≤-450mm；30mm≤YA0≤500mm；400mm≤l2≤600mm；20°≤θ1≤40°；10°≤α1≤20°；-8°≤η≤8°。上述取值范围更加进一步的优化了本方案液压支架近似直线轨迹四杆机构的结构，根据上述范围制作出来的四杆机构，进一步实现了支架前梁端点C的运动轨迹的水平摆幅ΔC≤30mm。优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述前连架杆、后连架杆和底座的长度依次为l1,l3和l4，铰接点B至点前梁的前端点C的距离为l5；其中，0.4≤l2/l5≤0.7；0.2≤l3/l5≤0.4；0.25≤|XC1|/l5≤0.55；|XA0-XC1|≤150mm。根据上述比值得出的液压支架近似直线轨迹四杆机构更加稳定。优选方案三：作为对优选方案一的进一步优化，-1100mm≤XC1≤-1080mm；-1090mm≤XA0≤-970mm；400mm≤YA0≤500mm；500mm≤l2≤600mm；20°≤θ1≤30°；10°≤α1≤12°；-4°≤η≤4°。在上述取值范围内得出的液压支架近似直线轨迹四杆机构，其支架前梁端点C的运动轨迹的水平摆幅ΔC≤10mm，使得支架前梁前端点在该采高区内的轨迹更加趋近于直线轨迹。附图说明图1是本专利技术液压支架近似直线轨迹四杆机构的结构示意图；图2是图1本专利技术液压支架近似直线轨迹四杆机构近似直线轨迹图；图3是Grashof双摇杆机构的两个极限位置；图4是直线度偏差计算模型；图5是表一中第1组解仿真分析的机构运动简图；图6是表一中第1组解仿真分析的采高区内轨迹仿真图；图7是表一中第3组解仿真分析的机构运动简图；图8是表一中第3组解仿真分析的采高区内轨迹仿真图；图9是表一中第5组解仿真分析的机构运动简图；图10是表一中第5组解仿真分析的采高区内轨迹仿真图；图11是粒子群优化(Particleswarmoptimization,PSO)算法、人工蜂群(Artificialbeecolony,ABC)算法和混合人工蜂群(Hybridartificialbeecolony,HABC)算法求解设计问题的进化曲线图。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：说明书附图中的附图标记包括：底座1、后连架杆2、前连架杆3、掩护梁4、平衡千斤顶5、后梁6、立柱7、前梁千斤顶8、前梁9。如图1所示，液压支架近似直线轨迹四杆机构，包括液压支架和四杆机构，液压支架包括平衡千斤顶5、后梁6、前梁9千斤顶8和前梁9，后梁6和前梁9依次铰接，前梁9千斤顶8位于后梁6和前梁9的铰接处；四杆机构包括底座1、前连架杆3、后连架杆2和掩护梁4，前连架杆3和后连架杆2均铰接在底座1和掩护梁4之间；底座1和后梁6之间设有由液压缸驱动伸缩的立柱7；掩护梁4与后梁6铰接，平衡千斤顶5位于掩护梁4和后梁6的铰接处；其特征在于，前梁9的前端点为C；立柱7最大限度收缩时，前梁9的前端点C向下移动到点C1处，C1离地面的垂直高度为H1＝935mm；立柱7最大限度伸长时，前梁9的前端点C向下移动到点C2处，C2离地面的垂直高度为H2＝2635mm；取[H1,H2]为采高区，C点轨迹在采高区[H1,H2]内呈近似直线且C点的水平摆幅ΔC≤30mm。后连架杆2与底座1之间的铰接点为坐标原点B0，水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
液压支架近似直线轨迹四杆机构，包括液压支架和四杆机构，所述液压支架包括平衡千斤顶、后梁、前梁千斤顶和前梁，所述后梁和前梁铰接，所述前梁千斤顶位于后梁和前梁的铰接处；所述四杆机构包括底座、前连架杆、后连架杆和掩护梁，所述前连架杆和后连架杆均铰接在底座和掩护梁之间；所述底座和后梁之间设有由液压缸驱动伸缩的立柱；所述掩护梁与所述后梁铰接，所述平衡千斤顶位于掩护梁和后梁的铰接处；其特征在于，所述前梁的前端点为C；所述立柱最大限度收缩时，所述前梁的前端点C向下移动到点C

【技术特征摘要】
1.液压支架近似直线轨迹四杆机构，包括液压支架和四杆机构，所述液压支架包括平衡千斤顶、后梁、前梁千斤顶和前梁，所述后梁和前梁铰接，所述前梁千斤顶位于后梁和前梁的铰接处；所述四杆机构包括底座、前连架杆、后连架杆和掩护梁，所述前连架杆和后连架杆均铰接在底座和掩护梁之间；所述底座和后梁之间设有由液压缸驱动伸缩的立柱；所述掩护梁与所述后梁铰接，所述平衡千斤顶位于掩护梁和后梁的铰接处；其特征在于，所述前梁的前端点为C；所述立柱最大限度收缩时，所述前梁的前端点C向下移动到点C1处，C1离地面的垂直高度为H1＝935mm；所述立柱最大限度伸长时，所述前梁的前端点C向下移动到点C2处，C2离地面的垂直高度为H2＝2635mm；取[H1,H2]为采高区，所述C点轨迹在采高区[H1,H2]内呈近似直线且C点的水平摆幅ΔC≤30mm。2.根据权利要求1所述的液压支架近似直线轨迹四杆机构，其特征在于，所述后连架杆与所述底座之间的铰接点为坐标原点B0，水平向右为X轴正向，建立坐标系B0XY；后连架杆与所述掩护梁的铰接点为点B；所述前连架杆与所述底座之间的铰接点为点A0，前连架杆与所述掩护梁的铰接点为A；AB之间的长度为l2；AB与A0B0的绝对瞬心取点P；B0B与水平正向的夹角为θ，所述θ以逆时针方向为正；CB与水平正向的夹角为α，所述α以顺时针方向为正；BA与BC的夹角为η，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：车林仙，
申请(专利权)人：重庆工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50