Устройство автоматического управления горным комбайном

 

1, УСТРОЙСТВО ABTOMATI-I4ECКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫМ КОМБАЙНОМ, содержащее оптический задатчик направления , оптически связанный с фотоприемньм блоком, выход которого .соединен с усилителем, а также два блока управления, причем выходы первого блока управления соединены с входами исполнительных механизмов, отличающееся тем, что, с целью увеличения дальности действия и повьшения надежности управления , оно снабжено датчиком загрузки , элементом задержки, одновибратором и приводом ходовой части комбайна , причем датчик загрузки соединен через второй блок управления с приводом ходовой части, а через последовательно соединенные элемент задержки и одновибратор - с первым входом аналогового ключа, выход которого подключен к входу первого блока управления, а выход Усилителя (Л соединён с вторым входом аналогового ключа, с 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что время задержки составляет 0,5 - 0,7 длительности технологической остановки. 01 ел ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (11

4 (g i) Е 21 С 35/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3675448/22-03 (22) t2.12.83 (46) t5.05.85. Бюл. № 18 (72) М.В. Волков, А.П. Горбач и В.Ф. Муравьев (71) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (53) 622.232.72(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 473825, кл. Е 21 С 35/24, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 754060, кл. E 21 С 35/24, 1980 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫМ КОМБАЙНОМ, содержащее оптический задатчик направления, оптически связанный с фотоприемным блоком, выход которого .соединен с усилителем, а также два блока управления, причем выходы первого блока управления соединены с входами исполнительных механизмов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения дальности действия и повьппения надежности управления, оно снабжено датчиком загрузки, элементом задержки, одновибратором и приводом ходовой части комбайна, причем датчик загрузки соединен через второй блок управления с приводом ходовой части, а через последовательно соединенные элемент задержки и одновибратор — с первым входом аналогового ключа, выход которого подключен к входу первого блока управления, а выход усилителя соединен с вторым входом аналогового ключа.

2. Устройство по н. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что время задержки составляет 0,5 — 0,7 длительности технологической остановки.

11557

Изобретение относится к горной технике и предназначено для автоматического управления горным комбайном бурового типа по заданному курсу, работающего с бункером-перегружате- $ лем.

Известно устройство автоматического управления горным комбайном, содержащее оптический эадатчик направления и фотоприемное устройство (1 ) .

Однако в этом устройстве корректировку положения горного комбайна должен выполнять машинист комбайна и, кроме .этого, дальность действия его 1$ ограничена тем,что в нем не учитывается периодическое изменение коэффициента пропускания оптического излучения в зоне работы горного комбайна.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство автоматического управления горным комбайном, содержащее оптический

1$ задатчик направления, оптически связанный с фотоприемным блоком, выход которого соединен с усилителем, а также два блока управления, причем выходы первого блока управления соединены с входами исполнительных механизмов 2

Однако устройство характеризуется ограниченной дальностью действия вследствие недостаточной надежности управления при удалении комбайна . 3$ от задатчика направления. Это объясняется тем, что в зоне работы комбайна происходит периодическое изменение запыленности, связанное с циклическим характером его работы Щ (отбойка руды, остановка комбайна для перегрузки руды с бункера-перегружателя в самоходный вагон). С изменением запыленности изменяется и коэффициент пропускания оптического излучения. При значительном удалении комбайна от источника оптического излучения, задающего курс движения комбайна, во время отбойки . руды,-что соответствует наименьшему коэффициенту пропускания оптического излучения, может наступить потеря сигнала управления на фотоприемном устройстве, а во время технологической остановки он может быть еще до- $$ статочным для выполнения корректировки положения комбайна, вследствие чего могут возникнуть автоколебания

50 2 в управлении положением комбайна, что и ограничивает дальность действия устройства.

Цель изобретения — увеличение дальности действия и повышение надежности управления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматического управления горным комбайном, содерmagee оптический задатчик направления, оптически связанный с фотоприемным блоком, выход которого соединен с усилителем, а также два блока управления, причем выходы первого блока управления соединены с входами исполнительных механизмов, снабжено датчиком загрузки, элементом задержки, одиЬвибратором и приводом ходовой части комбайна, причем датчик загрузки соединен через второй блок управления с приводом ходовой части, а через последовательно соединенные элемент задержки и одновибратор — с первым входом аналогового ключа, выход которого подключен к входу первого блока управления, а выход усилителя соединен с вторым входом аналогового ключа.

При этом время задержки составляет 0,5 — 0,7 длительности технологической остановки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — зависимость коэффициента пропускания оптического излучения в зоне работы комбайна в различные моменты времени технологического цикла.

Устройство содержит оптический задатчик направления 1, фотоприемный блок 2, усилитель 3, аналоговыи ключ 4, первый блок 5 управления исполнительными механизмами 6, второй блок 7 управления приводом 8 ходовой части комбайна, датчик загрузки 9, элемент задержки 10, одновибратор 11.

Управление комбайном по курсу производства во время технологических остановок (перегрузка руды с бункераперегружателя в самоходный вагон) и в промежутки времени, когда коэффициент пропускания оптического излучения достигает максимального значения, объясняется графиком, показанным на фиг. 2. График построен на основе экспериментальных данных. Точка 1 на графике соответствует времени отключения ходовой части комбайна.

Участок 1-3 графика характеризует

1155750

50 изменение коэффициента оптического излучения во время разгрузки бункераперегружателя, а участок 3-5 — во время работы комбайна по добыче руды. На кривой между точками 1-2 наблюдается увеличение коэффициента пропускания оптического излучения вследствие уменьшения поступления пыли из зоны работы режущего органа, бермовых фрез и конвейера комбайна.

Горизонтальный участок 2-3 на графике соответствует максимальному коэффициенту пропускания оптического излучения К „ (пылеобразование происходит только в зоне работы конвейера бункера-перегружателя) и объясняется тем, что в это время наступает динамическое равновесие в поступлении пыли и ее поглощения пыпеотсасывающей остановкой, причем коэффициент пропускания оптического излучения примерно в три раза больше, чем при работе комбайна по добыче руды (участок графика 4-5). В связи с этим наиболее целесообразна корректировкакурса комбайна именно в этот промежуток времени, что позволит увеличить дальность действия устройства.и повысить надежность управления, так как в этом случае исключается резкое изменение ,сигнала управления на фотоприемном устройстве в пределах одного технологического цикла работы комбайна (отбойка руды, разгрузка бункера-перегружателя) и, следовательно, возникновение автоколебаний в управлении положением комбайна по курсу.

Оптический задатчик направления

1 устанавливается в устье выработки, а фотоприемный блок 2 и остальные блоки расположены на горном комбайне.

При смещении. комбайна с заданного курса сигнал рассогласования с фотоприемного блока 2 поступает на вход усилителя 3, где он усиливается и поступает на вход аналогового ключа 4

Дальнейшее прохождение сигнала возможно только нри наличии разрешающего сигнала на управляющем входе аналогового ключа 4. Так как управление комбайном по курсу осуществля ется so время технологической остановки, то поступление разрешающего сигнала возможно только после откхпочейия ходовой части комбайна. Отключение ходовой части комбайна произ16

36

35 водится по сигналу датчика загрузки 9, который поступает на вход второго блока 7 управления приводом 8 ходовой части комбайна. Одновременно с этим подается сигнал на вход элемента задержки 10, причем время задержки составляет 0 5-0,7 длительности технологической остановки.комбайна. По истечении заданной выдержки времени элемент задержки 10 подает. сигнал управления на вход одновибратора 11, который, s свою очеРеЛь, вырабатывает разрешающий сигнал заданной длительности, определяемой временем регулирования, и подает его на управляющий вход аналогового ключа 4. Аналоговый ключ 4 открывается, пропускает усиленный сигнал рассогласования на,вход первого блока 5 управления, который вырабатывает команду управления, поступающую на исполнительные механизмы 6, осуществляющие корректировку положения комбайна.

Следует отметить, что вне эоны работы комбайна изменение запыленности среды не наблюдается.

Визуальным наблюдением установлено, что запыленность воздуха в зоне работы комбайна в различные моменты времени технологического цикла (отбойка руды, перегрузка руды из бункера-перегружателя в самоходный вагон) различна,.поэтому проведены измерения коэффициента пропускания оптического излучения для определения его зависимости от времени в различные моменты времени технологического цикла.

На фиг. 2 приведен график зависимости коэффициента пропускания оптического излучения К от времени на длине 15 м вдоль комплекса комбайн— бункер-перегружатель. Коэффициент пропускания на длине 15 м определяется для каждого интервала времени как

Щ Ф1 П 1 э

1- где R„ - коэффициент пропускания на длине 1,5 м, измеренный в десяти точках вдоль комплекса с шагом 1,.5 м.

В результате расчетов определено, что коэффициент пропускания К в зависимости ат момента времени технологического цикла может изменяться

1155750 в пределах от 0,072 до Rù » 0,232.

Иэ графика видно, что наиболее,благоприятным моментом времени для определения положения комбайна оптическими способами с точки зрения минимального ослабления оптического излучения в зоне работы комбайна является промежуток времени, соответствующий окончанию перегрузки руды из бункера-перегружателя. Кроме этого, 10 при проведении дальнейших исследований на комбайнах аналогичного типа установлено, что минимальное ослабление оптического излучения в зоне работы комбайна наблюдается после 15 остановки ходовой части комбайна, связанной с разгрузкой бункера-перегружателя, и наступает после прохождения времени, равного. 0,5-0,7 длительности разгрузки бункера-пе- 20 регружателя.

Основной конструкции задатчика направления является серийно выпускаемый нивелир типа HOOK. Ha нивелире установлен корпус светодиодного 25 излучателя. В корпусе закреплен объектив, в фокальной плоскости которого расположено острое ребро призмы с внешними отражающими гранями. Грани призмы освещаются светодиодами gg типа АЛ-1078. Оптическая ось излучателя параллельна оптической оси зрительной трубы нивелира. Шаровой уровень нивелира служит для горизонтирьвания задатчика направления.

С помощью зрительной трубы осуществляется ориентирование задатчика в требуемом направлении и визуальный контроль за положением комбайна.

Подъемным винтом нивелира возможна установка оси луча задатчика в пределах +15 относительно горизонтали.

Фотоприемник выполнен в цилиндрическом корпусе, в который помещен четырехлинзовый объектив с защитным 4 стеклом. В фокальной плоскости объектива расположен фотодиод типа

ФД24К. Фотодиод электрически соединен с предусилителем, размещенным в экранированном стакане.

Блок обработки информации фотоприемного устройства собран в корпусе реле контроля уровня типа РКУ, В:нем размещены источники питания, усилитель, аналоговый ключ, одновибратор, электронное реле времени, схема выработки команды управления, индикатор отклонений (светодиод).

Датчик загрузки расположен на бункере-перегружателе БП-ЗА, В качестве исполнительных механизмов используются гидродомкраты распора комбайна.

Использование новых элементов в устройстве: элемента задержки, одновибратора и аналогового ключа позволяет производить управление горным комбайном по курсу в промежутки времени, соответствующие максимальному коэффициенту пропускания оптического излучения в зоне работы комбайна, в результате этого дальность действия устройства возросла примерно в 1,7 раза, уменьшилась возможность возникновения автоколебаний в управлении комбайном по курсу из-эа периодического изменения коэффициента пропускания оптического излучения, а следовательно, повысилась надежность управления. Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства достигается за счет повышения эксплуатационной производительности горного комбайна, обусловленной исключением затрат. времени на дополнительную перестановку и настройку -оптического задатчика направления, а также за счет высвобождения машиниста от управления положением комбайна в забое, i 155750

Составитель И. Аксенов

Редактор Л. Авраменко Техред И.Асталов й

Иорректор С. Шекмар

Заказ. 3068/30. . Tayaa 482

ВНИИНИ Государственного комитете СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35 Paymcxaa наб, д. 4/5

Паднисиое

R та»

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, уа. Яроектка» 4