Датчик глубины копания рабочего органа дреноукладчика (его варианты)

 

1. Датчик глубины копания рабочего органа дреноукладчика, содержа11и1й маятник, на котором закреплен переключающий механизм с механизмом его перемещения, связанный со щупом, и компенсатор сяаибки, включающий копирный стержень и копирную пластину и соединенный с механизмом перемещения переключающего механизма через блок преобразования механизма , от.л и чающийся тем, что, с целью повьлиения точности измерения глубины, компенсатор ошибки снабжен закрепленнйм шарнирно на рабочем органе дополнительным маятником , к которому посредством параллелограммного механизма прикреплена горизонтальная копирная пластина, копирный стержень закреплен жестко на.рабочем органе над копнрной пластиной с возможностью контактирования с ней, причем прямая, проходящая через точку контакта копирного стержня с копирной пластиной и точку шарнирного подвеса маятника, параллельна прямой, проходящей через центр днообразующей кромки органа и точку ширнирного подвеса корпуса. 2.Датчик поп. 1,отличающ и и с я тем, что -блок преобразования перемещений выполнен в виде двух потенциометров, жестко соединенных соответст-венно с копирным стержнем и с шарнирно подвешенным корпусом, при этом подвижная часть первого потенциометра жестко связана с копирной пластиной, подвижная часть второго потенциометра жестко связана с переключающим механизмом, а электрические выходы обоих потенциометров подключены к входу дифференциального усилителя, выход которого через электрогидравлический (Л распределитель соединен с механизмом перемещения переключающего мес ханизма. 3.Датчик глубины копания рабочего органа дреноукладчика, содержащий маятник, на котором закреплен переключающий механизм с механизмом его перемещения, связанный со щупом, и компенсатор ошибки, включающий копирный стержень и копирную пластину и соединенный с механизмом перемеО ) щения переключающего механизма ел рез блок преобразования перемещений, отл ич ающий с я тем, что, с целью повышения точности измерения ОС глубины, копирная пластина закреплена горизонтально посредством параллелограммного механизма на маятнике , а копирный стержень закреплен жестко.на рабочем органе, над копирной пластиной с возможностью контактирования с ней, а точка контакта копирного стержня с копирной пластиной на прямой, проходящей через центр днообразующей кромки рабочего органа и точку шарнирного подвеса корпуса. 4.Датчик по п. 3, о т-л и ч аю щ и и с я тем, что блок преобра

СО(ОЭ СОВЕТСКИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) Е 02 Р 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3363651/29-03 (22) 08.12.81 (46) 23.01.84. Бюл. Р 3 (72) Ю.П. Егоров, Ю.С. Козлов, В.Ф. Корелин, Э.Й. Кузин, С.A. Маго. медов, М.С. Тошева, Е.M Файнзильбер, П.A. Подзигун, Н.A. Тонышев( и О.А.Федоренкбв (71) Научно-производственное объединение Всесоюзного научно-исследовательского института эемлеройного машиностроения (53) 621. 879 (088. 8) (56) l. Патент CRIA Р 4034490, кл. Е 02 F 5/06, опублик. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 269800, кл. Е 02 F 3/16, 1968 (прототип). (54) ДАТЧИК ГЛУБИНЫ КОПАНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ДРЕНОУКЛАДЧИКА (ЕГО ВАРИAHTbl) . (57) 1. Датчик глубины копания рабочего органа дреноукладчика, содержащий маятник, на котором закреплен переключающий механизм с механизмом его перемещения, связанный со щупом, и компенсатор ошибки, включающий копирный стержень и копирную пластину и соединенный с механизмом перемещения переключающего механизма через блок преобразования механизма, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерения глубины, компенсатор ошибки снабжен закрепленнггм шарнирно на рабочем органе дополнительным маятником, к которому посредством параллелограммного механизма прикреплена горизонтальная копирная пластина, копирный стержень закреплен жестко на.рабочем органе над копирной пластиной с воэможностью контактирования с ней, причем прямая, проходящая через точку контакта копирного стержня с копирной пластиной и точку шарнирного подвеса маятника, параллельна прямой, проходящей через центр днообразующей кромки органа и точку ширнирного подвеса корпуса.

2. Датчик по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что блок преобразования перемещений выполнен в виде двух потенциометров, жестко соединенных соответственно с копирным стержнем и с шарнирно подвешенным корпусом, при этом подвижная часть первого потенциометра жестко связана с копирной пластиной, подвижная часть второго потенциометра жестко связана с переключающим механизмом, а электрические выходы обоих потенциометров подключены к входу дифференциального усилителя, выход котоС рого через электрогидравлический распределитель соединен с механизмом перемещения переключающего механизма. С:

3. Датчик глубины копания рабочего органа дреноукладчика, содержащий маятник, на котором закреплен переключающий механизм с механизмом его перемещения, связанный со щупом, и компенсатор ошибки, включающий ко- )® пирный стержень и копирную пластину и соединенный с механизмом перемещения переключающего механизма че- СВ рез блок преобразования перемещений, QQ отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения СЛ глубины, копирная пластина эакреп- (ф лена горизонтально посредством параллелограммного механизма на маятнике, а копирный стержень закреплен жестко на рабочем органе над копирной .пластиной с возможностью контактирования с ней, а точка контакта копирного стержня с копирной пластиной лежит на прямой, проходящей через центр днообраэующей кромки рабочего органа и точку шарнирного подвеса корпуса.

4 ° Датчик по п. 3, о т.л и ч аю шийся тем, что блок преобра1068580 зования перемещений выполнен в ниде зубчатой рейки, закрепленной на плече параллелограммного механизма, жестко связанной с копирной пластиной и входящей в зацепление с валом шестерней, установленным на маятнике с возможностью поворота вокруг собственной оси и жестко соединенныи с установленным coocHQ на вале-шестерне шкивом, на котором закреплен один конец .троса, другой конец ко1

Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению и представляет собой датчик глубины копания рабочего органа строительных и дорожных машин, в частности дреноукладчиков, служащий для измерения глубины копания и величины ошибки измерения глубины копания, при.иэменении углового положения ра- . бочего органа в пространстве, а так- же для компенсации этой ошибки. 10

Известно устройство для измерения глубины копания., включающее фотоприемник, установленный на вертикальной стойке, образующей совместно с рамой рабочего органа экскаватора и двумя шарнирно присоединенными звеньями четырехэвенный механизм, который позволяет компенсировать величину ошибки измерения глубины копания рабочего органа, вызванной изменением его углового положения в 20 продольной вертикальной плоскости при выглублении и заглублении 51).

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет компенсировать величину ошибки из- 25 мерения глубины копания рабочего органа, вызванной изменением его углового положения в поперечной вертикальной плоскости при движении экскаватора по трассе. 30

Известен датчик глубины копания рабочего органа дреноукладчика, содержащий маятник, на котором закреплен переключающий механизм с меха,низмом его перемещения, связанный со щупом, и компенсатор ошибки, включающий копирный стержень и копирную пластину и соединенный с механизмом перемещения переключающего механизма через блок преобразо- 40 вания перемещенийЕ23, .Недостатком такого датчика является то, что даже при расположении патчика в продольной вертикальной плоскости симметрии рабочего оргайа раншейного экскаватора регистрация 45 еличины ошибки измерения глубины торого закреплен на переключающем механизме, причем отношение диаметра шкива к диаметру делительной окружности вала-шестерни равно отношению расстояния от точки шарнирного подвеса корпуса до центра днообраэующей кромки рабочего органа к расстоянию от точки шарнирного подвеса корпуса до точки контакта копирного стержня с копирной пластиной. копания осуществляется с некоторой погрешностью. При изменении углового положения рабочего органа как в поперечной так и в продольной вертикальных плоскостях появляется нескомпенсированная ошибка измерения глубины копания, которую невозможно устранить даже теоретически в силу геометрических соотношений, заложенных в конструкцию датчика.

Эта ошибка существенно увеличивается и становится недопустимой в том случае, когда конструктивные особенности траншейного экскаватора не позволяют расположить датчик в продольной вертикальной плоскости симметрии рабочего органа. Последнее обстоятельство. приводит в конечном итоге к снижению точности выдерживания заданной глубины копания траншейного экскаватора.

Целью изобретения является повышение точности измерения глубины.

Поставленная цель по первому варианту достигается тем, что в датчике глубины копания, содержащем маятник, на котором закреплен переключающий механизм с механизмом

его перемещения, связанный со щупом, и компенсатор ощибки, включающий копирный стержень .и копирную пластину и соединенный с механизмом перемещения переключающего механизма через блок преобразования перемещений, компенсатор ошибки снабжен закрепленным шарнирно на рабочем органе дополнительным маятником, к которому посредством параллельного механизма прикреплена горизонтально копирная пластина, копирный стержень закреплен жестко на рабочем органе над копирной пластиной с возможностью контактирования с ней, причем прямая, проходящая через точку контакта копирного стержня с копирной пластиной и точку шарнирного подвеса маятника, параллельна прямой, проходящей через центр днообразующей кромки рабочего органа и точку шар1068580 нирного подвеса корпуса. При этом блок преобразования перемещений выполнен в виде двух потенциометров, жестко соединенных соответственно с копирным стержнем и с шарнирно подвешенным корпусом, при этом подвижная часть первого потенциаметра жестко связана с копирной пластиной, подвижная часть второго потенциометра жестко связана с переключающим механизмом, а электрические выходы обоих потенциометрав подключены .к входу дифференциального усилителя, выход которого через электрогидравлический распределитель соединен с механизмом перемещения переключаю- 35 щего механизма.

Кроме того, по-второму варианту в датчике глубины копания рабочего органа дреноукладчика, содержащем маятник, на котором закреплен пере- 20 ключающий механизм с механизмом его перемещения, связанный со щупом, и компенсатор ошибки, включающий копирный стержень и копирную пластину и соединенный с механизмом перемещения переключающего механизма через блок преобразования перемещений, копирная пластина закреплена торизонтально посредством параллельного . механизма на маятнике, а копирный стержень закреплен жестко на рабочем органе над копирной пластиной с возможностью контактирования с ней,-а точка контакта копирного стержня с копирной пластиной лежит на прямой, проходящей через центр днаобразующей кромки рабочего органа и точку шарнирного подвеса корпуса. При этом блок преобразования перемещений выполнен в виде зубчатой рейки, закрепленной на плече параллелограммно- 40

ro механизма, жестко связанной с копирнай пластиной и входящей в зацепление с валам-шестерней, установленным на маятнике с возможностью поворота вокруг собственной оси и 45 жестко соединенным с установленным соосно на вале-шестерне шкивом, на котором закреплен один конец троса, другой конец которого закреплен на переключающем механизме, причем от- . ношение диаметра шкива к диаметру делительной окружности вала-шестерни равно отношению расстояния от точки .шарнирного подвеса корпуса до центра днообразующей кромки рабочего органа к расстоянию от точки шарнирного подвеса корпуса до точки контакта копирного стержня с копирной пластиной.

На фиг. 1 показана конструкция датчика по первому варианту и его 60 установка на рабочем органе дреноукладчика; на фиг. 2 — конструкция датчика по второму варианту. и его установка на рабочем органе дреноукладчика; на фиг. 3 — датчик глубины копания, общий вид; на фиг. 4 — то же, вид слева.

Датчик глубины копания рабочего органа дреноукладчика по первому варианту (фиг. 1) представляет собой копирный стержень 1, жестко закрепленный на рабочем органе 2 дреноукладчика, и контактирующую с копир- .

HHM стержнем копирную пластину 3, установленную горизонтально посредством параллелограммного механизма

4 на маятнике 5 и имеющую возможность перемещения по вертикали. Маятник 5 с помощью шарнира 6, обеспечивающего возможность поворота маятника относительно этого шарнира в продольной и поперченой вертикальных плоскостях, подвешен к рабочему органу

2 дреноукладчика и в его продольной вертикальной плоскости симметрии и в месте наименьшего влияния на маятник инерционных помех. Для обеспе- . чения постоянного контакта копирнай пластины и копирного стержня служит противовес 7, .закрепленный на звене

8 параллелограммнага механизма 4.

На маятнике 5 жестко установлен потенциометр 9, подвижная часть 10 которого также жестко связана с копирной пластиной 3. Корпус ll с переключающим механизмом 12 и щупом

13 установлен на рабочем органе 2 посредством шарнира 14, обеспечивающего возможность поворота корпуса относительно этого шарнира в продольной и поперечной вертикальных плоскостях. Переключающий механизм .

12 расположен на корпусе с возможностью перемещения по вертикали, Для этой цели служат опорные ролики 15, охватывающие направляющую 16 корпуса. С переключающим механизмом сое- . динен шток 17 гидроцилиндра 18, цилиндр которого закреплен на корпусе

11. На корпусе 11 неподвижно уста- новлен потенциометр 19, подвижная часть 20 которого жестко соединена с переключающим механизмом.- Электрические выходы 21 и 22 потенциометров 9 и 19 соответственно подключены к входу дифференциального усилителя 23, выход которого в свою очередь подключен к электрогидравлическому распределителю 24, служащему для управления работой гидроцилиндра 18. Для начальной установки в вертикальное положение направляющей

16 корпуса 11 служит противовес 25, закрепленный на корпусе. При конструктивном исполнении датчика глубины копания рабочего органа дреноукладчика по первому варианту необходимо при начальной его установке на рабочем органе выдержать следующее требование: прямая, проходящая через точку шарнирного подвеса корпуса (точку А, фиг. 1) .и цейтр днообразующей кромки рабочего органа (точ1068580 ку В) должна быть параллельна прямой проходящей через точку контакта копирного стержня с копирной пластиной (точку С) и точку шарнирного подвеса маятника (точку Д) .

При использовании датчика глубины копания рабочего органа дреноукладчика на тихоходных машинах, например на дреноукладчиках с активным рабочим органом, целесообразно упростить его конструкцию, выполнив ее по второму варианту (фиг. 2-4).

В этом случае датчик глубины копания рабочего органа дреноукладчика представляет собой копирный стержень 1, жестко закрепленный на 15 рабочем органе 2, и контактирующую с копирным стержнем копирную пластину 3, установленную горизонтально, посредством параллелограммного механизма 4 на корпусе 11 и имеющую воз- gp можность перемещения по .вертикали.

Корпус ll с помощью шарнира 14, обеспечивающего возможность поворота корпуса относительно этого шарнира в продольной и поперечной вертикальных 25 плоскостях, подвешен к рабочему органу 2 дреноукладчика ° Для обеспечения постоянного контакта копирной пластины и копирного стержня служит противовес 7, закрепленный на звеньях 8 и 26 параллелограммного механизма. На корпусе 11 установлен с возможностью перемещения по верти-. кали переключающий механизм 12, оснащенный щупом 13. Опорные ролики

15 переключающего механизма охватывают направляющую 16, неподвижно закрепленную на корпусе. На копирной пластине жестко закреплена зубчатая рейка 27, входящая в зацепление с валом-шестерней 28, установ- 40 ленным.с воэможностью поворота вокруг собственной оси, на шарнирно подвешенном корпусе и жестко соединенным с соосно расположенным на нем шкивом 29. На шкиве 29 закреп- 45 лен один конец троса 30, огибающего вспомогательный блок 31 и закрепленного другим своим концом на переключающем механизме 12. Для начальной установки в вертикальное положение направляющей. 16 служит противовес 25.

При конструктивном исполнении ,датчика глубины копания рабочего органа дреноукладчика по второму варианту необходимо при его изготовлении и установке выдержать следующие требования: точка контакта копирного стержня с копирной плстиной (точка С) должна лежать на прямой, проходящей через центр днообразую- 60 щей кромки рабочего органа (точку В) и точку шарнирного подвеса корпуса (точку С), а отношение диаметра шкива к диаметру делительной окружности вала-шестерни должно быть равно 65 отношению расстояния от точки шар нирного подвеса корпуса до центра днообразующей кромки рабочего органа к расстоянию от точки шарнирного под веса корпуса до точки контакта копирного стержня с копирной пластиной.

Датчик глубины копания рабочего органа дреноукладчика по первому варианту (фиг. 1) работает следующим образом.

При изменении углового положения рабочего органа 2 в поперечной или продольной вертикальных плоскостях изменяется расстояние от точки шарнирного подвеса маятника 5 (точки Д) до горизонтальной плоскости, проходящей через точку контакта копирной пластины 3 и копирного стержня 1 (точку С). Причем изменение этого расстояния всегда пропорционально изменению расстояния между точкой подвеса копуса 11 (точкаой А) и горизонтальной плоскостью, проходящей через центр днообразующей кромки рабочего органа (точку В) °

Так как маятник 5 занимает всегда вертикальное положение, то под действием либо копирного стержня 1, либо противовеса. 7 происходит пере мещение по вертикали копирной пластины. При этом перемещается подвижная часть 10 потенциометра 9 и на выходе дифференциального усилителя

23 появляется электрический сигнал определенного знака, который вызывает срабатывание электрогидравлического распределителя 24. Последний, в свою очередь, подает поток рабочей жидкости гидросистемы в штоковую либо бесштоковую полость гидроцилиндра 18 (в зависимости от знака сигнала на выходе дифференциального усилителя). Под действием гидроцилиндра происходит перемещение по вертикали относительно направляющей 16 переключающего механизма 12.

Одновременно происходит перемещение подвижной части 20 потенциометра 19 и на его выходе .22 появляется электрический сигнал, который уменьшает выходной сигнал дифференциального усилителя 23. Перемещение переключающего механизма происходит до тех пор, пока выходной сигнал дифференциального усилителя не станет равным нулю, т.е. пока не произойдет полная компенсация изменения расстояния от точки подвеса корпуса до горизонтальной плоскости, проходящей через центр днообразующей кромки рабочего органа, при изменении углового положения в пространстве последнего, Работа датчика глубины копания рабочего органа дреноукладчика по второму варианту отличается от работы описанного выме датчика по пер вому варианту тем, что перемещение

1068580 переключающего механизма 12 по направляющей 16 осуществляется при перемещении по вертикали копирной пластины 3 посредством, зубчатого saцепления зубчатой рейки 27 с валомшестерней 28 и троса 30, связывающего через шкив 29. вал-шестерню с переключающим механизмом. При этом ведичина перемещения переключающего механизма всегда равна величине измерения расстояния от точки подвеса корпу-10 са до горизонтальной плоскости, проходя, щей через центр днообразующей кромки рабочего органа дреноукладчика.

Таким образом, конструкции дат-. чиков глубины копания рабочих органов дреноукладчиков по первому и второму вариантам позволяют полностью компенсировать величину ошибки измерения глубины копания, возникающей при изменении углового положения рабочего органа в продольной и поперечной вертикальной плоскостях, что, в свою очередь,, позволяет повысить точность выдерживания заданной глубины копания и уменьшить количество брака при строительстве.

10б 8580

1068580

Составитель Р. Гладун

Техред М,Тепер Корректор А, Зимбкосоь

Редактор В. Иванова

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 11432/27 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5