Система автоматической корректировки положения рабочих органов машины для междурядной обработки всходов растений
Изобретение относится к сельскому хозяйству . Цель изобретения - повьииение точности вождения за счет учета инерционности нодвижных масс. Система корректировки снабжена заноминающим устройство.м (ЗУ) 26 и интегратором 32. ЗУ включает онерационный усилитель 27, ключ 28 и формирователь 29 имнульсов. На вход ЗУ подается напряжение, величина которого равна разности амп.чнтуд сигналов .чатчпков 12 и 14 обнаружения растений и но.южения Г1ОДВИЖНО1Ч) бруса 4. ЗУ соиместио с HHTei paTopoM 32, ключом 33. элементом сравнения 35, силпте.1ем 36, датчиком 37 ноложення к.танана 20 и датчиком 34 ноложения рабочих opi anoB 6 и 7 образует нен1 унравлення дозирующим iiepeiiycKHi iM к.чананом 20. Входы сумматора 30 соедниен соответственно с датчиком 31 скоростн неремен1ения нодвижного бруса, датчиком скорости перемеп1ения машины 6 „(/), ис1ч)чник()м опорного на 1ряже11ия (Лл н выходом ЗУ. Элемент сравнения 35 ({юрмнрует управ.1Я- Ю1ии11 сигна, - линейно возрастающее напряжение для торможения нодвпжно1Ч) са 4 в копне рабочего хода. Это нанряжение нодается на элсктромагппт 21 клапана 20. Клапан 20 регу, 1нрует соответственно давление в магистрали 19 высоко|-о дав- , 1енпя. В резу, 1ьтате нроисходнт CBoeispeMCH- ное нодтормажнванне подвижно1Ч) бруса 4 с рабочими ojM aHaMH 6 н 7 при по.т.ходе их к рядку всходов растеппй. 1 з. п. ф-,1Ы, 6 ил. to (Л со о ОО о ел 4; No
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (61) 1186096 (2I) 3788403/30-!5 (22) 01.09.84 (46) 15.04.87. Бюл. ¹ 14 (71) Башкирский сельскохозяйственный институт (72) Х. Х. Ахмеров (53) 631.316.014.5 (088.8) (56) Авторское свилете 1bcT)30 СССР
¹ 1186096, кл. А Ol В 41/06, 1984. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИ(4ЕСКОЙ КОРРЕКТИРОВКИ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧИХ
ОРГАНОВ МАЦIИНЫ ДЛЯ МЕЖДУРЯДНОЙ ОБРАБОТКИ ВСХОДОВ РАСТЕНИ! 1 (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения — повышение точности вождения за счет учета инерционности подвижны.< масс. Система корректировки снаожена запоминающим устройством (ЗУ) 26 и интегратором 32. ЗУ включает операционный усилитель 27, ключ 28 и формирователь 29 импульсов. На вход ЗУ 310лается напряжение, величина которого рав„„Я0„„1303054 Д 2 на разности ам ил и тул сигналов лат II! I(013
12 и 14 оонаружсния растений и llo.)ож(ния подвижного бруса 4. ЗУ сончсстно с интегратороч 32. клю гоч 33, эг)сх)енто)3 сравнения 35, усилитсгц ч 36, латчикоч 37 lloIoiKc )3èH клапан;3 20 и латчи ком 34 llo. Ioжения рабочих Органов 6 и 7 образ) T цепь уира(3ления лозир) кнциi) псрепхскныч к.l 0001 ВстсTI3(>!! liO с;I ОпорнОг0 ll! 3,(. :)лечент сравнения 35 формирует упр;3В.I)3ющи и си гнал — ли ней но возраста ющ(<с н,!пряженис лля торчожсния пол!!ни(нно!.О бруса 4 в конце рабочего хола. =)то нап )Hжcние полается í
Изобретение относится к сельскохозяйсTвенному машиностроению, в частности к автоматическим устройствам для вождения рабочих органов при междурядной обработке всходов растений. Цель изобретения — повышение точности вождения за счет учета инерционности подвижных масс. На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемой системы; на фиг. 2 зависимость выходного напряжения датчика обнаружения растений от порядкового номера щупов; на фиг. 3 графики 1)ереходных процессов при переходе рабочих органов из одного устойчивого положения в другое при различных отклонениях растений; на фиг. 4 графики требуемых скоростей рабочих органов при различных переходных процессах в зависимости от отклонения растений; на фиг. 5 значения напряжений, задающих программу управления; на фиг. 6 — фазовые характеристики — зависимости расхода масла через перепускной клапан от значений напряжения управления, учитываю)цHp программу и закон управления. Система имеет поперечный тяговый брус 1, снабженный сцепным устройством 2 для соединения ее с трактором. К брусу I при помощи шарнирного рычажного механизма 3 подсоедине:.1 подвижный брус 4, предназначенный для разме1цения секций 5 с рабочими органами 6 и 7 для обработки междурядий и прореживания всходов р3стений. Каждая секция 5 связана с подвижным брусом 4 llpH помощи параллелограммной подвески 8 и имеет самоустанавливающиеся колеса 9 для копирования рельефа в вертикальной плоскости и опорно-приводные колеса 10 для привода рабочих органов. Впереди рабочих органов 6 и 7 над рядком растений установлены щупы 11 датчика 12 обнаружения растений, который имеет выходы а, 6, в... соответственно по числу щупов 11 и общий выход с преобразованием сии)алов. После обнаружения какимлибо щупом 11 растения на соответствующем выходе появляется и поддерживается постоянное по уровню, соответствукнцее «1» напряжение, а а об)цем выходе ее преобразованное Значение U„2), соответствующее по амплитуде порядковому номеру п щупа 11. Общий выход датчика 12 обнаружения растений подк.ночен к одному из входов сумматора 13, другой вход которого связан с датчиком 14 положения подвижного бруса — — да.гчиком обратной связи. Датчик 14 обратной связи предназначен для вырабатывания напряжения U«пропорционально положению подвижного бруса 4. Выход сумматора 13 через усилитель 15 соединен с электроуправляемым золотником 16, предназначенным для управления через запирающее устройство 17 гидроцплиндром 18. 1О В магистра,)и !9 высокого давления установлен дозирующий перепускной клапан 20, управляемый электромагнитом 21, При открывании клапан 20 соединяет магистра1b 19 высокого да)33)ения со сливной маги Tраль)о 22. Для выделения разности а м ил и туд +- NU=U)3 -(/о, выход сумматора 13 соеди)) e1i с H»)»ep Topols) 23 и диода м и 24 и 25. При работе приведенной части схемы, направленной только на компенсацию отклонений Лсl обнаруженных растений от фактического )юложения раоо IHx органов 6 и IH 7, время регулирования l), имеет различную ИО 131 .1и Iи не I Pод01жиTP;1 ьноcTь (фи(. 3) и любое увеличение скорости перемещения подвижного бруса 4 B поперечной плоскости из-за инерционности поgBHiK))blx масс приводит к зна )ителы)ым забросам Yg и колебательности, ухудшае.г качественные характеристики технологическогo процесса. Поэтому с целью получения при 1)001>ix отклонениях hU обнаруженного растения от фактичесрабо IHX Op)3)I()B ной величины времени регулирования tp= =солИ возникает необходиость в изменении скорости перемещения подвижного бруса 4 и поперечной плоскости (фи). 4). В начальном этапе движения при различных отклонениях растений от фактического положения рабочих органов 6 и 7 время разгона tpasr подвижного бруса 4 из-33 инерционности подвижных масс !3азличное. Однако после трогBHHH;I,âèæåíèÿ за СЧ T IIO l,держа l)Hя Соотве1 TB > IO)lll. СKOpOPTH перемещения подвижногO бруса 4 и формирования постоянной длительности времени О!ЭМОЖЕНИЯ ) т))р С КОМ ПЕНСа)»ИЕЙ И НЕРЦИО)»ности подвижных масс за счет обработки почвы рабочими органами 6 и 7 представляется возможным получить постоянное по Bpëè÷èíå значение времени регулирования р= — const. Для этого при различной величине 1U должна оыть различная программа переме)цения под)»ижпого брус i 4 в поперечlfoH п,)оскости. а зак))н управления определяется из графика требуемых скоростей ра6о«Нх органов 6 и 7 (фиг. 4) при раз 11»«IIÛX гЕРЕXОДНЫX ПРОЦЕСCBX В ЗаВИСИМОСти от отклонения растений. При обработке междурядий с расположенными случайно растениями в рядке программы (фиг. 5) на каждый переходный процесс определяются величиной отклонения ЛУ обнаруженного растения от фактического положения рабочих органов 6 или 7. При этом после обнаружения очередного растения возникает необходимость в запоминании значения KU, изменяющегося на выходе сумматора 13 за счет работы цепи компенсации. С этой целью схема управления снабжена 331)0»HII3Iol»lHM устройством 26 с операционным усилителем 27, ключом 28 и формирователем 29 импульсов. На oil)»1» из входов сум матора 30 подано постоянное llo уровню на1303054 пряжение U,„, другой вход соединен с выходами диодов 24 и 25, вход сумматора 30 связан также с выходом запоминающего устройства 26. Датчики 31 скорости перемещения подвижного бруса Vg и машины также соединены с входами сумматора 30 U< (f) и UH (t). С целью формирования пропорционально величине ЛУ линейно возрастающего напряжения для торможения подвижного бруса 4 к выходу запоминающего устройства 26 подключен интегратор 32 с ключом 33 управления его режимами работы от датчика 34 положения рабочих органов. Выход интегратора 32 и выход сумматора 30 связаны с элементом 35 сравнения, связанным через усилитель 36 с обмоткой 21 электромагнитного перепускного дозирующего клапана 20 и датчиком 37 положения этого клапана. Датчик 34 положения рабочих органов в данном случае собран на фотодиодах 38, триггерах 39, логических элементах И и ИЛИ 40, 41. Все одноименные выходы датчика 12 обнаружения растений и элементов И 40 соединены, а для включения выкл)очения фотодиодов 38 в зависимости от положения рабочих органов 6 и 7 предусмотрен источник 42 света, связанный с подвижным брусом 4. Система работает следующим образом. При движении машины по рядкам растений в произвольный момент времени подвижный брус 4 с секциями 5 рабочих органов 6 и 7 занимает некоторое положение относительно рядка растений и поперечного тягового бруса 1. При этом датчик 14 обратной связи выдает напряжение — (..(,„пропорциональное этому положению. Соприкосновение растения с каким-либо щупом 11 датчика 12 обнаружения растений вызывает появление на выходе соответствующего канала единичного напряжения, а на общем выходе — напряжение постоянного уровня U„, преобразованное пропорционально порядковому номеру и щупа 11. В сумматоре 13 напряжение U, датчика 12 обнаружения растений суммируется с напряжением — U датчика 14 обратной связи. Результирующее значение в виде разности +AU= U))— — U положительного или отрицательного знака с выхода сумматора 13 через усилитель 15 подается в од,HY из обмоток электроупра вл яе мого золотника 16, сооо)ца я через запирающее устройство 17 соответствующие полости гидроцилиндра 18 с гидросистемой 19 высокого давления и сливной магистралью 22. Происходит перемещение подвижного поперечного бруса 4 с секциями 5 рабочих органов 6 и 7, которое продолжается до тех пор, пока на выходе сумматора 13 напряжение не станет малым, вследствие изменения его значения на выходе датчика 14 обратной связи. Когда значение +-ЛУ О, рабочие органы 6 и 7 займут соответствую)цие координатам обнаруженного растения положения в поперечной направле5 10 ! Ни Ю ()Ядка п.зоско(Tll, Т. (.. ()II H(. .I)HI)))5I II(. почка все время работает и 1 компен ;lllèlo отклонений ЛЬ обнаруженных растений ()T фактического положения раоочи. ()1)l анон 6и7. При введенной цепи управления к.l;lll;1ном 20 в моменты соприкосновения )цупа 11 с очередным растеHèåì одновременно при 110 мощи инвертора 23 и диодов 24 и 25 из возможных значении +-Л(/ выдс IH(. 1(. H только сигнал одной полярности (при указанных на фиг. 1 положениях диодов 24 и 25 в сумматор 30 вводится напряжение со знаком l1,1þñ). В момеHThl обнаружения очередного растения значение ЛЬ вводится в запоминающееся устройство 26 прп з IìûêHHHH и размыкании ключа 28 от формирователя 29 импульсов. Сигнал с выхода запоминающего устройства 26 вво.)ится в сумматор 30, где в результате вычитания с учетом масштабов из постоянного по уровню напряжения Uw определяется значенпс ЛИ(р, определяющее программу (фиг. 5) в зависимости от отклонения координат обнаруженного растения от фактического положения рабочих органов 6 и 7. При этом когда значение ЛЬ вчелнко, для перемен ения подвижного бруса 4 с большой скоростью необходимо большую часть масла из магистрали 19 высокого давления подать в полость гидроцилиндра 18, поэтому U,, подаваемое в обмоткх 21 перепускного клапана 20, меньше (см. графики 1, 2, 3, 4, 5 и 6 на фиг. 4 и 5). Напряжение AUc с выхода диодов 24 и 25 также вводится в сумматор 30 и поэтому вначале U,(0. Такое значение U, соответствует закрытому состоянию перепускного дозирую)цего клапана 20 (максимальный расход масла из магистрали 19 высокого давления через золотник 16 и запирающее устройство 17 в полость гидроцилиндра 18). При этом осуществляется трогание и разгон подвижного бруса 4 с рабочими органами 6 и 7. Прн всех возможных отклонениях обнаруженного растения от фактического положения рабочих органов 6 и 7 в этом режиме расход масла через перепуcKHQH клапан 20 равен нулю (фиг. 6). Однако по мере движения подвижного бруса 4 на выходе сумматора 13 значение +-AU уменьшается. При этом уменьшается и значение ЛК вводимое через инвертор 23 и диоды 24 и 25 в сумматор 30. В результате на его выходе напряжение растет и становится больше нуля, т. е. U,)0. Это напряжение через элемент 35 сравнения и усилитель 36 проходит на обмотку 21 электромагнитного перспускного дозирующего клапана 20, начинается дозированный перепуск масла из магистрали 19 высокого давления в сливную магистраль 22. При различных отклонениях растений от фактического положения рабочих органов 6 и 7 из-за разных растений AU, вводимых в сумматор 30 через запоминающее устройство 26, значение U(становится болыпим 1303054 Фир яу.1а изобретения 5 нуля в различ1 ые моменты времени. При дальнейшем движении подвижного бруса 4, на выходе датчика 31 гк>ложения раоочих органов появляется напряжение из-за переключения одного из триггеров 39 и совпадения сигналов на входе одного из элементов И 40 вследствие включения соответствующего фотодиода 38 от источника 42 света, связанного жестко с подвижным брусом 4. Это напряжение размыкает ключ 33 и интегратор 32 включается на интегрирование напряжения ЛК установившегося на выходе запоминающего устройства 26 в момент обнаружения очередного растения датчиком 12. На выходе интегратора 32 напряжение U< возрастает пропорционально значению KU. Оно поступает в элемент 35 сравнения, где суммируется с напряжением U,, поступающим с выхода сумматора 30, и сигналом U датчика 37 положения клапана, Суммарный сигнал Ц.р — — U„+U,— с/„через усилитель 36 поступает в обмотку 21 электроуправляемого перепускного клапана 20 и вызывает егце большее его открытие. При этом масло из магистрали 19 высокого давления перетекает в сливную магистраль 22, а через электроуправляемый золотник 16 и запирающее устройство 17 в гидроцил и ндр 18 11оступает все меньшее количество масла. Усилие гидроцилиндра 18 и инерционность подвижных масс машины постепенно затрачиваются на преодоление сопротивления среды (почвы, сопротивлений трения в шарнирах и т. п.), начинается плавное торможение. В момент времени, когда значение +-Л(l уменьшится, электроуправляемый золотник 16 перекроет подачу масла через запираю1цее устройство 7 в гидроцилиндр !8, а электромагнитный клапан 20 полностью откроется, масло из магистрали 19 высокого давления полностью переливается в сливную магистраль 22. Давление в магистрали 19 высокого давления упадет до минимального, рабочие органы 6 и 7 плавно, без забросов, занимают положение, соответствую1цее координатам обнаруженного расгения. При соприкосновении одного из щупов 11 датчика 12 с очередным растением на соответствующем его выходе появляется единичное напряжение, которое устанавливается на входе другого элемента И 40. При этом напряжение на выходе датчика 34 положения рабочих органов исчезает, ключ 33 замыкается, возвращая ин5 1О ! 45 тегратор 32 в исходное положение. Одновременно с этим напряжение U, пропорциональное положению очередного обнаруженного растения в поперечной плоскости, с выхода датчика 12 поступает в сумматор !3 для определения величины отклонения +-Л(l обнаруженного растения от фактического положения рабочих органов 6 и 7. Напряжение +-ЛЬ подается на электроуправляемый золотник 16 и одновременно через инвертор 23, диоды 24 и 25 вводится в сумматор 30 и в запоминающее устройство 26 ключом 28, управляемым формирователем 29. В момент обнаружения растения соотношение напряжений на входе элемента 35 сравнения резко меняется, т. е. U (0, U„=O и У„„р — — О, вследствие чего электромагнитный перепускной клапан 20 закрывается, в магистрали 19 давление масла возрастает и поток его направляется через золотник 16 и запирающее устройство 17 в гидроцилиндр 18. Начинается новое перемещение подвижного бруса 4 " секциями 5 рабочих органов 6 и 7. Процесс повторяется.!. Система автоматической кооректировки положения рабочих органов машины для междурядной обработки всходов растений по авт. св. ¹ 1186096, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности вождения за счет учета инерционности подвижных масс, она снабжена запоминаюгцим устройством с oIILpBIIèîííbIì усилителем, дополнительным ключом, формирователем импульсов и интегратором, при этом первый вход дîIIîëíèTå Iь lого ключа через формирователь импульсов соединен с выходом датчика обнаружения растений, второй вход соединен с общей точкой соединения диодов, а выход через операционный усилитель - — с одним из вxo;Iов сумматора IIàIIðÿжений и входом элемента сравнения через интегратор, включенный параллельно кл1о1у. причем BbIxo;I, сумматора напряжений подключен к одному из входов элемента сравнения. 2. Система по и. 1. отличающаяся тем, что первичный преобразователь датчика положения рабочих органов выполнен в виде фотодиодов, взаимодействующих с установленным на подвижном брусе источником света. 1303054 Фиг. 3 Б) м/с 1303054 ïð Ик Л/С (.оставитсль (. Заруцкий Редактор Л. Лсжиива 1скред И. Всрсс Корректор H. Король Заказ 1232/1 Тираж 630 11одписиое ВНИ И И И Гос! дарственного копии ст:i (:(:(:Р по дс.:ач изобретений и от крытий ! 1303о, Москва, Ж Зо. 1 п и свая Ilÿá.,,j. 4го 11роизводствсппо-полиграфппсск 1с прс ifi!!Iiiii пс, г Ужгород, ул 1!роектпав, .!
