[发明专利]支撑式垛式支架的设计方法、存储介质及电子设备

说明书

本发明公开了一种支撑式垛式支架的设计方法、存储介质及电子设备，包括如下步骤：数据关系建立步骤；初步模型建立步骤；模型优化步骤；和模型输出步骤。以上方案，通过建立离散的立柱缸径及关联的支架阻力和支架高度之间的关系，并根据上述关系对支架进行设计，当有设计需求时，直接根据设计需求对支架类型进行初步选择，之后根据支架模型的受力结果判断是否满足设计需求所应用的实际煤矿环境，进而决定是否需要对支架模型进行调整。以上方案，从支架的基本结构“立柱”的缸径出发来对支架的设计进行标准化分类，从而实现每一种支架类型能够满足一定范围内的设计需求的需要，极大地简化了设计者的工作量，提高支架设计的效率。

技术领域

本发明涉及支架的设计方法，更具体地，涉及一种支撑式垛式支架的设计方法、存储介质及电子设备。

背景技术

煤炭作为我国主要的能源来源，在相当长的时期内，仍然在国民生产生活中占有重要地位。采煤机械业跟随着煤炭产业的发展不断更新，对综采机械化开采设备的优化设计，可提高煤炭开采效率。

支撑式垛式支架是综采机械化开采设备中重要组成部分，是综采工作面支护设备，用于维护安全的作业空间，推移工作面采运设备。如何设计成熟可靠的支撑式垛式支架是实现安全高效生产的重要保障。传统的支撑式垛式支架设计方法是设计人员根据支架所应用的具体环境，得到煤矿煤层的实际情况，根据煤矿煤层的实际情况计算出所需要的工作阻力和支架高度，之后根据工作阻力和支架高度计算支撑式垛式支架中各个部件的结构参数，并根据各个部件的结构参数设计支撑式垛式支架。由于液压支架的设计本身并没有相关标准，设计人员针对不同的煤矿煤层情况设计出来的不同支架的结构参数都不相同，对于设计人员来说每一个支架设计过程都需要从头开始，给设计人员增加了大量的重复性工作，工作劳动量大，效率极低。因此，需要一种支撑式垛式支架的设计方法，来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种支撑式垛式支架的设计方法、存储介质及电子设备，以降低设计工作劳动量，提高支撑式垛式支架设计过程的效率。

基于上述目的，本发明提供的一种支撑式垛式支架的设计方法，包括如下步骤：

数据关系建立步骤：根据立柱缸径与支架高度之间的关系得到第一对应关系，根据所述立柱缸径与支架工作阻力之间的关系得到第二对应关系；其中所述立柱缸径为离散值，且相邻两立柱高度之间的差值在设定范围内；根据所述立柱缸径、所述支架高度和所述支架工作阻力得到支架类型集合，根据所述第一对应关系和所述第二对应关系得到所述支架类型与所述工作阻力、所述支架高度之间的第三对应关系；

初步模型建立步骤：获取支架设计需求参数，所述需求参数包括目标阻力和/或目标支架高度，根据所述目标阻力与所述支架工作阻力的关系，所述目标支架高度与所述支架高度之间的关系初步选定支架类型；

模型优化步骤：根据所述初步支架类型以及支撑式垛式支架中不同部件之间的约束关系得到支撑式垛式支架的初步模型，并得到所述初步模型的全部设计参数；

模型输出步骤：若所述全部设计参数中的每一项参数均满足支架设计需求则完成支架设计，以所述初步模型作为最终的支撑式垛式支架设计结果输出。

可选地，上述的支撑式垛式支架的设计方法中，所述数据关系建立步骤中，通过如下方式得到所述第一对应关系：

H_i＝h₁+h₂+f(D_i)×sinα；

其中，h₁为底座柱窝球心高度；h₂为顶梁柱窝球心高度；α为立柱倾角；D_i为第i个离散的立柱缸径，H_i为与第i个离散的立柱缸径对应的支架高度，f(D_i)为第i个离散的立柱的高度；α的取值为[60°，80°]。