Устройство для контроля положения передвижных механизмов

 

Изобретение относится к авто.матизации управления передвижными механизмами и их контроля и может найти применение , в частности, для контроля положения транспортных средств с прицепами и полуприцепами. Цель изобретения - повышение удобства управления. Устройство содержит датчик 1 положения управляемых колес, датчик 3 положения прицепа, блока управления 15, блока индикации 29. При режимах движения передним или задним ходом транспортного средства с прицепом при рассогласовании фактической траектории движения с заданной блок управления 15 вырабатывает сигнал, передаваемый на блок индикации 29, указывающий водителю о необходимости проведения соответствующей коррекции движения транспортного средства. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„Я0„„1418783 (51) 1 б О? С э! 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 4161248/27-11 (22) 15.12.86 (46) 23.08.88. Бюл. ¹ 31 (75) Н. Л. Егин (53) 629.113 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 455353, кл. G 07 С 5/00, 19?4. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ПЕРЕДВИЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к автоматизации управления передвижными механизмами и их контроля и может найти применение, в частности, для контроля положения транспортных средств с прицепами и полуприцепами. Цель изобретения — — повышение удобства управления. Устройство содержит датчик 1 положения управляемых колес, датчик 3 положения прицепа, блока управления 15, блока индикации 29.

При режимах движения передним или задним ходом транспортного средства с прицепом при рассогласовании фактической траектории движения с заданной блок управления 15 вырабатывает сигнал, передаваемый на блок индикации 29, указывающий водителю о необходимости проведения соответствующей коррекции движения транспортного средства. 5 нл.

1418783

Изобретение относится к автоматизации управления передвижными механизмами и их контроля и может найти применение, в частности, для контроля положения транспортных средств с прицепами и полуприцепами. 5

Цель изобретения — повышение удобства управления.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2— схема расположения передвижного механиз- >Q ма с прицепом; на фиг. 3 — схема расположения датчика положения прицепа на тягово-сцепном устройстве; на фиг. 4 разрез А — А на фиг. 1; на фиг.. 5 — — схема расположения датчика положения рулевых колес на рулевой сошке передвижного ме- !5 ханизма.

Устройство состоит из датчика 1 положения управляемых колес передвижного механизма, который установлен на рулевой сошке 2 передвижного механизма и из дат- 20 чика 3 положения прицепа, который соответственно установлен на тягово-сцепном устройстве 4 прицепа. Датчики 1 и 3 выполнены в виде потенциометров, которые через проводную линию 5 и разъемное т соединение 6 (а-а; б-б) подключены соответственно к мостовым схемам 7 и 8, состоящим из резисторов 9, 10 и 11, 12, а также из подстроечных нотенциометров

13 и 14. Первые диагонали мостовых схем 7 и 8 подключены к источнику стабилизи- 30 рованного напряжения +U, а вторая диагональ мостовой схемы 7 подключена к первому входу блока 15 управления, которым является вход первого операционного усилителя 16. Вторая диагональ мостовой схемы 8 подключена к второму входу блока 15 35 управления, которым является вход второго операционного усилителя 17. Операционные усилители 16 и 17 снабжены цепями обратных связей: положительной обратной связью (ПОС) и отрицательной обратной связью (ООС). Причем в цепи ПОС операционного усилителя 16 включен подстроечный потенциометр 18 с калиброванной шкалой длины передвижного механизма Д и. м в метрах, а в цепи IIOC операционного усилителя 17 включен подстроечный потенциометр 19 с калиброванной шкалой длины прицепа Д. и в метрах

В цепях ООС операционных усилителей

16 и 17 включены соответственно подстроечный потенциометр 20 с калиброванной (0 шкалой базы передвижного механизма

Б.п.м. в метрах, и подстроечныи потенциометр 21 с калиброванной шкалой базы прицепа Б.п. в метрах. Выходы операционных усилителей 16 и 17 подключены к входу операционного усилителя 22, в цепи Г!ОС которого включен подстроечный потенциометр 23 с калиброванной шкалой радиуса минимального поворота передвиж2 ного механизма R min п.м., в метрах, а в цепи ООС включен подстроечный потенцио метр 24 с калиброванной шкалой радиуса минимального поворота прицепа R min u. в метрах. Выход операционного усилителя 22 подключен к входам двух разнополярных пороговых элементов 25 и 26 с регуляторами порога на сдвоенных потенциометрах 27 и 28, которые . имеют средний вывод, соединенный с общей шиной и снабжены калиброванной шкалой заданного радиуса поворота передвижного механизма с прицепом R п.м.п. в метрах.

Выходы пороговых элементов 25 и 26 подключены к блоку 29 индикации. а именно, к входам усилителей 30 и 31 постоянного тока УПТ, соответственно, выходы которых подключены также к светодиоду 32 через ограничивающий ток резистор 33 и к светодиоду 34 через ограничивающий ток резистор 35. Выход УПТ 30 также подключен к генератору 36 звуковой части F1,,а выхо,д УГIТ 31 подключен к генератору 37 звуковой частоты F 2, которая отличается от звуковой части Г 1. Выходы генераторов 36 и 37 звуковых частот подключены к зуммеру 38.

К передвижному механизму, например, автомобилю 39 подсоединяют через тяговосцепное устройство 40 прицеп или полуприцеп 41. Причем базой автомобиля 39

Б.п.м. принято расстояние между осями его колес, а за длину автомобиля Д.п.м. принято расстояние от его крайней передней точки до тягово-сцепного устройства 40.

Базой полуприцепа или прицепа 41 Б.п. принято расс:ояние от тягово-сцепного устройства 40 до оси колеса прицепа или полуприцепа 41, а за длину прицепа или полуприцена 4! принято расстояние от тягово-сцепного устройства 40 до крайней задней точки прицепа или полуприцепа 41.

Тягово-сцепное устройство 40 состоит из шарового шарнира 42, нижняя часть которого в виде шарового пальца установлена на раме 43 автомобиля 39, на которой установлен также потенциометрический датчик 3 положения прицепа посредством кронштейна 44. Привод оси потенциометра 3 выполнен посредством планки

45 с прорезью переменного сечения 46, в которую входит палец . 47, закрепленный на раме 48 прицепа или полуприцепа 41.

Потенциометрический датчик положения управляемых колес установлен на рулевой сошке 2 рулевой колонки 49 автомобиля 39 посредством поводковой муфты 50.

Устройство работает следующим образом.

Контроль за положением передвижного механизма с прицепом или полуприцепом и их управление значительно усложняются при маневрировании на ограниченных площадях и движении задним ходом, пос1418783

3 кольку автомобиль и прицеп имеют различные параметры, например базу, длину, минимальный радиус поворота, от которых зависят возможности маневрирования автопоездом. Ошибки контроля и управления автопоездом ведут к тому, что прицеп или

«не вписывается» в заданный радиус поворота, или «складывается», а это ведет к его повреждениям, увеличивает время и труд водителя по контролю за положением передвижных механизмов и их управлению. 10

Режим прямолинейного движения задним ходом автомобиля с прицепом или полуприцепом наиболее сложный, поскольку незначительные возмущающие воздействия на прицеп со стороны неровностей дороги или незначительные отклонения от прямолинейного движения автомобиля приводят к резкому увеличению поворота тягово-сцепного устройства и «складыванию» автопоезда.

Чтобы облегчить контроль положения передвижных механизмов и их управления на 20 указанном режиме перед его выполнением водитель включает напряжение +.1 питания устройства, когда рулевое колесо и сошка 2 находятся в положении прямолинейного движения, а также и тягово-сцепное устройство

40 прицепа 41. Тогда датчик 1 положе- 2 ния управляемых колес и датчик 3 положения прицепа, являющиеся потенциометрами, находятся в среднем положении и мостовые схемы 7 и 8 находятся в состоянии баланса, когда с их диагоналей на входы операционных усилителей !б и 17 блока 15 управления сигналы не поступают. Поэтому с выходов операционных усилителей 16 и 7 на вход операционного усилителя 22 сигналы также не посту пают и на его выходе напряжение отсутствует, на входах пороговых элементов

25 и 26 нулевой уровень. Для выполнения указанного режима водитель устанавливает ручки сдвоенных потенциометров 27 и 28 в положение «О», когда пороговые уровни, на пороговых элементах 25 и 26 так- 40 же равны нулю. На выходах пороговых элементов 25 и 26 также нулевые уровни, поэтому напряжение на светодиоды 32 и 34 и на генераторы 36 и 37 низкой частоты не поступает, световая и звуковая сигнализация блоком 29 индикации не выдается. 4

Водитель начинает выполнение режима прямолинейного движения автомобиля с прицепом задним ходом, сохраняя положение управляемых колес, сошки 2 и датчика 1 и положения прямолинейного движения.

Тогда мостовая схема 7 остается в состоянии баланса и на вход операционного усилителя 16 напряжение не поступает, а с мостовой схемы 8 напряжение также не поступает на вход операционного усилителя

17, пока прицеп 41 двигается прямоли- 55 нейно, поэтому световая и звуковая сигнализация блоком 29 индикации не выдается.

Под действием случайных возмущающих

4 воздействий, например уклона Jopol перовностей на дороге и др., прицеп 41 может начать отклоняться влево или вправо от прямолинейного направления движения, тогда мостовая схема 8 разбалансир1 ется и на вход операционного усилителя 17 посту >acr rio. 0 èòåëüíûé уровень при клонении влево или отрицательный уровень при отклонении вправо. Поступивший сигнал усиливается на операционном усилителе 17 пропорционально величине длины прицепа

Д п. и величине базы прицепа Б и., и на операционном усилителе 22 пропорциональНо радиусу минимального поворота прицепа

R mit . n., а затем поступает на входы разнополярных пороговых элементов 25 и 26.

В зависимости от полярности сигнала открывается пороговый элемент 25 или 26 независимо от величины указанного сигнала, поскольку на указанном режиме ручка потенциометров 27 и 28 находится в поло-, жении «О», когда пороговые уровни нулевые, поэтому через пороговый элемент 25 или 26 проходят самые малые уровни сигналов начала рассогласования от датчика 3 положения прицепа. Полсжительный сигнал отклонения прицепа 41 влево на ранней стадии его обнаружения вызывает срабатывание порогового элемента 25, который через

УПТ 30 включает светодиод 32 индикации

«Вправо», и звуковой гснератор 36, которь:й вырабатывает звуковую частоту F 1, воспроизводимую зуммером.38 и также соответствующую правому HoBopoTv. Получив световую и звукову:о информацию о начале отклонения прицепа 41 влево и о необходимости поворота рулевых колес автомобиля 39 вправо для компенсации указанного рассогласования, водитель выполняет указанный поворот сошки 2 рулевым колесом вправо до тех пор, когда отрицательный уровень сигнала с мостовой схемы 7, усилиленный на операционном усилителе 16 пропорционально величине длины автомобиля Д.п.м. и величине базы автомобиля Б.п.м., а на операционном усилителе 22 пропорционально радиусу минимального поворота автомобиля К mill п.м., станет равным полученному положительному сигналу рассогласования, поступившему на второй вход операционного усилителя 22 с мостовой схемы 8. Pавные по величине разнополярные сигналы на входах операционного усилите..я 22 приводят к образованию на его выходе нулевого уровня, что ведет к прекращению световой и звуковой сигнализации r равого поворота в блоке 29 индикации. Под действием принятой коррекции поло:кения рулевы. колес и сошки 2 вправо, возмущающее отклонение прицепа 41 влево устраняется и он занимает вновь положение прямолинейного движения. Тогда сигнал рассогласования с мостовой схемы 8 становится равным «О», что приведет к прохождению отрицательно141 го сигнала от мостовой схемы 7 через операционный усилитель 22, пороговый элемент 26, УПТ 3! и включению светодиода 34 индикации «Влево», а также звукового генератора 37 с частотой F 2, воспроизводимую зуммером 38 и соответствующую левому повороту. Водитепь устанавливает рулевые колеса влево до состояния прямолинейного движения, мостовые схемы

7 и 8 возвращаются в состояние баланса, сигнализация блоком 29 индикации не выдается. Автомобиль с полуприцепом 41 выполняет заданное прямолинейное движение задним ходом, поскольку указанные возмущающие воздействия выявляются на ранней стадии возникновения и устраняются с полным учетом характеристик манев. рирования прицепа и автомобиля, что обеспечивает устойчивый процесс регулирования, это значительно облегчает труд водителя по контролю положения передвижных меха низмов с прицепами и их управления.

Режим движения задним ходом автомо,.биля с прицепом или полуприцепом по

;радиусу, определенному поворотом дороги ,,или маневрированиям на ограниченной пло-. щади, является не менее сложным, поскольку самые незначительные ошибки в управлении автопоездом и возмущающие воздействия приводят либо к «складыванию» автопоезда, либо к тому, что он не вписывается в заданный радиус поворота.

Чтобы облегчить контроль положения передвижных механизмов и их управление на указанном режиме перед его выполнением водитель включает напряжение +U питания устройства, когда рулевые колеса и сошки 2 находятся в положении прямолинейного движения, а также и тягово-сцепное устройство 40 полуприцепа 41. Тогда мостовые схемы 7 и 8 находятся в состоянии баланса и сигнализация блоком индикации 29 не выдается. Затем водитель устанавливает ручку сдвоенных потенциометром

27 и 28 задатчика радиуса поворота автомобиля с прицепом К п.м.п. по шкале на величину заданного радиуса поворота вправо или влево.

Если водитель установил ручку потенциометров 27 и 28 «Вправо» для выполнения правого поворота заданного радиуса, то движки указанных потенциометров перемещаются вверх, тогда на пороговом элементе 26 устанавливается отрицательный пороговый уровень, а на пороговом элементе 25 сохраняется нулевой уровень.

Водитель поворачивает рулевые колеса н сошку 2 вправо на необходимую величину, которая определяется величиной установленного порога. Как только отрицательный уровень правого поворота с мостовой схемы 7, усиленный и скорректированный операционными усилителями 16 и 22 достигает величины отрицательного порога на пороговом элементе 26, последний открывается

878

1О

4О

3

6 и через УПТ 31 включает светодиод 34 индикации «Влево и звуковой генератор 37 с частотой F 2, воспроизводимой зуммером 38 и также соответствующей левому повороту. Водитель выполняет маневр заданного правого поворота, удерживая рулевые колеса на границе возникновения указанного сигнала «Влево», что обеспечивает движение автопоезда по заданному радиусу.

Влияния возмущающих факторов на полуприцеп 41, приводящие к нарушению баланса мостовой схемы 8 на указанном режиме в ту или другую сторону, учитываются и корректируются операционными усилителями 17 и 22 и в зависимости от знака рассогласования суммируются или вычитаются с сигналом от мостовой схемы 7 на операционном усилителе 22. Результирующий сигнал с выхода операционного усилителя 22 поступает на пороговые элементы и, сравниваясь с установленным порогом, который соответствует заданному радиусу поворота, определяет момент включения сигнализации «Влево» на блоке 29 индикации, в результате этого корректируется водителем положение рулевых колес, что исключает влияние возмущающего фактора на первом режиме. Таким образом, поворот автомобиля с прицепом по заданному радиусу направо при движении задним ходом легко выполняется водителем даже при воздействиях возмущающих факторов на полуприцеп 41. При этом пороговый элемент 25 на указанном режиме обнаруживает сигналы рассогласования от мостовой схемы 8 на самых ранних стадиях их возникновения, что исключает «складывание» автопоезда в сторону, обратную выполняемому правому повороту. На указанном режиме контроля и управления положением автопоезда водитель экстраполирует положение автопоезда при помощи задатчика радиуса поворота, выполненного на потенциометрах 27 и 28, и при помощи сигналов с блока 29 индикации, что значительно облегчает труд водителя и расширяет функциональные возможности устройства.

Если водитель установил ручку потенциометров 27 и 28 «Влево» для выполнения левого поворота заданного радиуса, то движки указанных потенциометров перемещаются вниз, тогда на пороговом эле менте 25 устанавливается положительный пороговый уровень, а на пороговом элементе 26 сохраняется нулевой уровень.

Водитель поворачивает рулевые колеса и сошку 2 влево на необходимую величину, которая определяется величиной установленного порога. Как только положительный уровень левого поворота с мостовой схемы 7, усиленный и скорректированный операционными усилителями 16 и 22 достигает величины положительного порога на пороговом элементе 25, последний открывается и через УПТ 30 включает светодиод 32 индикации «Вправо», и звуковой генератор

36 с частотой F 1, воспроизводимой зуммером 38 и также соответствующей правому повороту. Водитель выполняет маневр заданного левого поворота, удерживая рулевые колеса на границе возникновения указанного сигнала «Вправо», что обеспечивает движение автопоезда по заданному радиусу. Влияние возмущающих факторов на полуприцеп 41, приводящие к нарушению баланса мостовой схемы 8 на указанном режиме в ту или другую сторону, учитываются и корректируются операционными усилителями 17 и 22. и в зависимости от знака рассогласования суммируются или вычитаются с сигналом от мостовой схемы 7 на операционном усилителе 22.

Результирующий сигнал с выхода операционного усилителя 22 поступает на пороговые элементы и сравнивается с установленным порогом, который соответствует заданному радиусу поворота, определяет момент включения сигнализации «Вправо» на блоке 29 индикации, в результате этого корректируется водителем положение рулевых колес. Таким образом, поворот автомобиля с прицепом по заданному радиусу налево при движении задним ходом легко выполняется водителем даже при воздействиях возмущающих факторов на прицеп 41. При этом пороговый элемент 26 на указанном режиме обнаруживает сигналы рассогласования от мостовой схемы 8 на самых ранних стадиях их возникновения, что исключает «складывание» автопоезда в сторону, обратную выполняемому левому повороту. На указанном режиме контроля и управления положением автопоезда водитель экстраполирует положение автопоезда при помощи задатчика радиуса поворота, выполненного на потенциометрах 27 и 28, и при помощи сигналов с блока 29 индикации, что значительно облегчает труд водителя.

18783

Формула изобретения

Устройство для контроля положения передвижных механизмог, содержащее датчики положения передвижных механизмов, 5 блок индикации положения контролируемых передвижных механизмов и источники тока, отличающееся тем, что, с целью повьппения удобства управления, оно снабжено двумя разнополярными пороговыми элементами с регулятором порога и шкалой заданного радиуса поворота передвижного механизма с прицепом и блоком управления первым, вход которого представляет собой вход первого операционного усилителя с цепями обратных связей и калиброванными регуляторами со шкалами длины и базы передвижного механизма, и соединен с датчиком положения управляемых колес передвижного механизма, второй вход блока управления представляет собой вход второго операционного усилителя с цепями об29 ратных связей и калиброванными регуляторами со шкалами длины и базы прицепа передвижного механизма и соединен с датчиком положения прицепа передвижного механизма, а его третий вход является входом третьего операционного усилителя с цепями обратных связей и калибровочными регуляторами со шкалами радиуса минимального поворота персдвижного механизма и прицепа, вход ко — îðîãî соединен с выходами первого и второго операционных усилителей, а его выход — с входами двух разнополярных пороговых элементов, выходы которых соединены с блоком индикации, выполненным в виде двух усилителей постоянного тока, входы которых соединены с входами блока индикации, а их

35 выходы — c двумя светодиодами, уста новленнымп слева и справа на блоке индикации, и соответственно с двумя генераторами различных звуковых частот, подключенных к зуммеру.

14!8783

В!1И! !!1И 1 осударствеииого комитета (((.Р по делам изобретений и открытий

11:303;>, Москва, Ж 3;), 1 и! шская наб.. д, 4<5

11роизв<>дети IIII<>-иолиграячеек<>с предприятие, г. Уж< прод. ул. Проектная. 4

Редактор (. 11атрушева

:3а I ;I:< 415!)< 5() (.оста в и тел ь В. Ионова

Текред И. Верес Корректор В. Гирняк

Тираж 497 Подписное