Устройство для автоматического вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3Щ) А 01 В 69 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3343179/30-15 (22) 01.10.81 (46) 07.08.83. Вюл. в 29 (72) A.Ä.Íoçàäçå и Ю.Д.Хабибулин (71) Институт механики машин AH Грузинской ССР (53) 631 .31(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 232636, кл. A 01 В. 69/04, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 683662, кл. А 01 В 69/04, 1974 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОИАТИЧЕСКОГО ВОЖДЕНИЯ ИОВИЛЬН6ГО АГРЕГАТА

ПО СВЕТОКОНТРАСТНОИ ПРОГРАММ, содержащее фотооптический датчик с маркерным устройством, исполнительный-механизм и электронный блок управления, включающий в себя усилитель-формирователь, связанный входам с фотооптич ческим датчиком, и двухплечевую схему совпадения, первый и второй входы которой соединены с маркерным устройством, а выходы через канальные пре,образователи связаны с исполнительньвю

:механизмом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью. повышения курсовой,SU„„031 А устойчивости и надежности системы вождения, электронный блок управления снабжен лервым и вторым формирователями временных интервалов, первой н второй сХемами селекции, первым и .. вторым формирователями импульсов, схемой запрета, схемой ИЛИ, интегрирующей цепочкой и электронный ключом; причем к первому маркерному выходу подключены входы nepsoro .:.и-второго формирователей временных интервалов, выходы которых соединены соответственно с первым входом первой oxen . селекции и с первым входом схемы запрета, выход которой подключен к первому входу второй схемы селекции,, вторые входы первой и второй схем селекции соединены с -выходом усилйтеян-Дормирователя, а нх выходы через первый и второй формирователи импульсов связаны с первым и вторымвходами схемы ИЛИ, выход которой подключен к общему входу двухплечевой, схемы совпадения, а первый вход скверн ИЛИ соединен также с входом интегрирующей цепочки, подключенной

:своим выходом к входу электронного ключа, выход которого соединен с . вторим входом схеаеее запрета..

1033031

Изобретение относится к устройствам для автоматического вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе, используемого на полевых работах и как транспорт в сельском хозяйстве. 5

Известно устройство для автоматического вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе, содержащее фотооптический датчик с маркером, электронный блок управления, содержащий усилитель-формирователь, связанный с фотооптическим датчиком, имеющим маркерный выход, и исполнительный механизм (1 j.

Однако такие устройства не обес- 15 печивают достаточной устойчивости работы системы автоматического вождения.

Известно также устройство для автоматического вождения мобильного агре-Я гата по светоконтрастной программе, содержащее фотооптический датчик с маркерным устройством, исполнительный механизм и электронный блок управления, включающий в себя усилитель- 25 формирователь, связанный входом с фотооптическим датчиком, и двухплечевую схему совпадения, первый и второй входы которой соединены с маркерным устройством, а выходы ЗО через канальные преобразователи связаны с исполнительным механизмом $2).

Недостатком этого устройства является низкая помехозащищенность при наличии околобазовой светоконтрастной программы каких-либо контрастных линий-помех.

Цель изобретения — повышение курсовой устойчивости и надежности системы автовождения. 40

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве электронный блок управления снабжен первым и вторым формирователями временных интервалов, первой и второй схемами селекции, первым и вторым формирователями импульсов, схемой запрета, схемой ИЛИ, интегрирующей цепочкой и электронным ключом, причем к первому маркерному выходу подключены входы первого и второго формирователей временных интервалов, выходы которых соединены соответственно с первым входом первой схемы селекции и с первым входом схемы запрета, выход которой подключен к первому входу второй схемы селекции, вторые входы первой и второй схемы селекции соединены с выходом усилителя-формирователя, а их выходы через первый и второй формирователи импульсов связаны с 60 первым и вторым входами схемы ИЛИ, выход которой подключен к общему входу двухплечевой схемы совпадения, а первый вход схемы ИЛИ соединен также с входом интегрирующей д цепочки, подключенной своим выходом к входу электронного ключа, выход которого соединен с вторым входом схемы запрета.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг, 2 — движение агрегата по полю с естественными помехами на фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства, где: а— электрическая развертка сканируемой поверхности но дуге АВ, причем точки А, К, М, N, L, В показывают границы соответствующих участков на фиг. 2; б - сигнал на первом выходе генератора маркерных импульсовр в - сигнал на втором выходе генератора маркерных импульсов; г - сигнал на выходе "силителя-формирователя; д — сигнал на выходе формирователя разрешенной эоны обзора; е — сигнал на выходе формирователя зоны "Поиск"; ж — управляющий сигнал на выходе схемы ИЛИ и на выходе формирователя.

Временное, соотношение импульсов на фиг. 3 соответствует. случаю, когда рассогласование равно О) .

Фотооптический датчик 1 связан с блоком 2 управления и источником электропитания, который соединен с исполнительным механизмом 4. Фотооптический датчик 1 состоит из сканирующего узла 5,- связанного с преобразователем б фотоимпульсов в сигнальные электрические импульсы, и генератора 7 маркерных импульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первым входам первого плеча 8 и второго плеча 9 схемы совпадения, соедийенной своими выходами через каналы 10 и 11 с входами исполнительного механизма 4. К первому выходу генератора 7 маркерных импульсов подключены также вход первого формирователя 12 импульсов ".разрешенной зоны обзора" и вход второго формирователя 13 импульсов зоны "Поиск", выход которого соединен с первым входом схемы запрета 14. Выход схемы запрета соединен с первым входом схемы 15 селекции,.связанной своим выходом через первый формйрователь 16 временных интервалов с первым входом схемы 17 ИЛИ, второй вход которой через интегрирующий элемент 18 и электронный ключ 19 соединен с вторым входом схемы запрета 14.

Выход преобразователя б фотоимпульсов в сигнальные электрические импульсы подключен через усилительформирователь 20 ко вторым входам схем 15 и 21 селекции. Первый вход схемы 21 селекции соединен с выходом первого формирователя 12 импульсов "разрешенной зоны обзора", а ее выход через второй формирова» тель 22 временных интервалов свя10 3 30 31 зан с входом интегрирующего элемента 18 с вторым входом схемы 17 ИЛИ, выход которой соединен с вторыми входами первого плеча 8.и второго плеча 9 схемы совпадения.

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии (до начала движения )мобильный агрегат устанавливается относительно светоконтрастной программы, как показано íà 10 .Фиг. 2. Здесь угол d.- угол обзора

|фотооптического датчика. По дуге AB происходит однострочная электрическая развертка сканируемой поверхности. 15

Для повышения помехоустойчивости устройства из электрической развертки сканируемой поверхности по дуге АВ вырезаются участки AM u NB.

Таким образом, воспринимаются и обрабатываются лишь те сигналы, которые поступают внутри дуги ИМ (разрешенной зоны обзора по углу .

При работе в режиме "Поиск" воспринимаемая эона расширяется до дуги KL по углу р до возвращения мобильного агрегата в требуемое положение относительно светоконтрастной программы . На фиг. 2 Х1 — Х0— естественные светоконтрастные образования (помехи ); у — поперечная координата (расстояние от продольной оси агрегата до программа Р); 5 - направление сканирования фотооптического датчика.

С выхода преобразователя 6 фото- 35 импульсов в сигнальwe электрические импульсы электрические развертки (фиг. 3 а ) сканируемой поверхности по дуге AB (фиг. 2 / поступают на усили,тель-формирователь 20 и, далее, на 40 первые входы схем 21 и 15 селекции.

На второй вход схемы 21 селекции поступают от первого формирователя 12 импульсов "разрешенной эоны обзора" прямоугольные импульсы, совпадающие по времени поступления и длительнос» ти с участком Ий электрической развертки. сканируемой поверхности (фиг. 3d) . Схема 21 селекции производит стробирование, т.е. пропуска-ет на вход. второго формирователя 22 временного интервала только участок ИМ электрической раэйертки, в котором находится сигнал от светоконтрастной программы Р, С выхода формирователя 22 сформированные сигналы от светоконтрастной программы поступают на первый вход схемы 17 ИЛИ и на.вход интегрирующего элемента 18, который при этом вырабатывает напряжение, достаточное для постоянного 60 включения электронного ключа 19.

Ключ 19 в этом случае запрещает прохождение. прямоугольных импульсов (фиг. Зе),совпадающих но времени поступления и длительности с участком К). 65 электрической развертки сканируемой поверхности с выхода второго Формирователя 13 импульсов эоны "Поиск" через схему 14 запрета на,второй вход схемы 15 селекции. Таким образом, на второй вход схемы 17 ИЛИ импульсы из участка KL электрической развертки не проходят.

С выхода схемы 17 ИЛИ сформированный вторым Формирователем 22 временных интервалов управляющий импульс (фиг. Зх)поступает на вторые входы. плеч 8 и 9 схемы совпадения.

Длительность паузы между первым и вторым маркерными импульсами (фиг.35, б) равна длительности управляющего импульса (фиг. Зж). Если управляющий импульс поступает на плечи 8 и 9 схемы совпадения во время паузы между первым и вторым маркерными импульсами, то это значит, что рассогласование равно нулю (т.е. мобильный агрегат не смещен ни влево, ни вправс,.и на выходах плеч 8 и 9 схемы совпадения сигналы. (команды на исполнительный механизм 4 для поворОта агрегата в нужную сторону) отсутствуют. Если же управляющий им пульс совпадает по времени поступления íà входы плеч 8 и 9 с первым или вторым маркерными импульсами, то это говорит о том, что имеет место рассогласование (отклонение направления движения агрегата от светоконтрастной программы ), и на соответствующем плече 8 и 9 схемы совпадения появляются электрические импульсы команды на поворот, которые через канал 10 или 11 поступают на исполнительный механизм 4, корректирующий курс движения агрегата.

В случае воздействия на агрегат какого-либо случайного фактора (например наезд переднего колеса на камень или какую-либо неровность) может произойти быстрое смещение поло.жения трактора относительно. светоконтрастной программы таким образом, что она (программа) выпадает из разрешенной зоны обзора Ий и оказывается где-то внутри участка KL (фиг.2, Фиг. За) . При этом участок HN оказывается "пустым", не содержащим в себе сигнального импульса от светоконтрастной программы и, следовательно, с выхода схемы 21 селекции и второго формирователя 22 временных интервалов на первый вход схемы 17 ИЛИ и вход интегрирующего элемента 18 перестанут поступать управляющие импульсы, что ведет к выключению электронного ключа 19 и подаче на второй вход схемы запрета 14 уровня напряжения, разрешающего прохождение импульса (совпадающих по длительности и времени поступления с участком KL электрической развертки сканируемой по1033031 верхности) с выхода второго формирователя 13 импульсов зоны "Поиск." через схему запрета 14 на второй вход схема 15 селекции. Так как в этом случае светоионтрастная программа находится внутри участка KL, то сигнальный импульс будет выделен схемой 15 селекйии и через первый форэиреватель 16 временных интервалов и схему 17 ИЛИ поступает на вторые входы в 8 н 9 схемы совпадения, которая через канальные формирователи воздействует на исполнительный механизм. Как только агрегат повернется настолько, что светоконтрастная программа окажется внутри участ- 15 ка НИ,на выходе схемы 21 селекции появятся сигнальные импульсы, которые через второй формирователь 22 временных интервалов поступают на I первый вход схемы 17 ИЛИ, а также на интегрирующий элемент 18, который выдает при этом неббходнмый для включения электронного ключа 19 уровень напряжения. Электронный ключ 19 вклю" чается и подает на второй вход схемы запрета 14 уровень напряжения, запрещающий прохождение импульсов с выхода второго формирователя 13 импульсов зоны "Поиск". Таким образом, анализируемый участок сканируемой поверхности вновь сужается (с зоны "Поиск" Kl до "разрещенной зоны обзора" ИИ}, обеспечивая высокую помехозащищенность устройства.

Применение предлагаемого изобретения позволяет значительно повысить качество вспашки прн автоматическом вождении пахотныа агрегатов., ВНИИПИ Заказ 5454/1

Тираж 721 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4