Устройство для автоматического вождения сельскохозяйственной машины

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для автоматического вождения вдоль стеблестоя зерновых культур, вдоль рядков листостебельных культур при междурядной обработке и уборке урожая. Цель изобретения - повьппение надежности и точности автоматического вождения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 А 01 В 69 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4226683/30-15 (22) 09.04.87 (46) 30.11.88. Бюл. Р 44 (71) Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) А.Т. Лебедев, М.Ф, Козыренко, С.Я. Парфенов, В.Н. Кибирев и И.Б. Корчмарь (53) 631. 31 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 426620, кл. А 01 D 41/12, 1974.

SU 1440377 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ВОЖДЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для автоматического вождения вдоль стеблестоя зерновых культур, вдоль рядков листостебельных культур при междурядной обработке и уборке урожая. Цель изо-бретения — повышение надежности и точности автоматического вождения.

377

Устройство, состоит из штангообразного датчика направления 1 движения, электронного блока 6, электрогидрораспределителя 20, датчика 21 угла поворота колес, исполнительного гидроцилиндра 22, передних колес 23, 24 машины, и стабилизированного источника напряжения 25. Датчик направления 1 движения закреплен на передней части машины и выполнен в виде цилиндра, внутри которого установлены симметрично относительно центра две группы чувствительных элементов 2.

Каждый элемент, 2 состоит из Н-образного магнитопровода 3, приемной обмотки 4 и питающих обмоток 5. Электронный блок 6 состоит из двух групп усилителей 7,8, двух групп триггеров

9, 10, генератора 1 1 тактовых импульсов с низкочастотным и высокочастотным выходами, двух цифроаналоговых преобразователей 12, 13, двух схем совпадения 16, 17 и двух усилителей мощности 18, 19. Приемные обмотки 4 первой и второй групп чувствительных элементов 2 через цепочку электронного блока 6 имеют электрическую связь с электромагнитами электрогидрораспределителя 20. При движении машины вдоль кромки стеблестоя сигнал на входах первого и второго электромагнитов электрогидрораспределителя 20 отсутствует, в результате электрогидрораспределитель 20 находится в нейтральном положении, и машина движется прямолинейно. Если кромка стеблестоя сместится по отношению к геометрической середине датчика направления 1, под действием генератора 11 часть триггеров перей- . дет в единичное состояние, и в схеме совпадения 17 происходит заполнение полученных импульсов более короткими, поступающими с высокочастотного выхода генератора 11 тактовых импульсов. Усиленные усилителем мощности

19 импульсы прикладываются к электромагниту электрогидрораспределителя

20, в результате чего гидроцилиндр

22 рулевого управления поворачивает колеса на угол, пропорциональный величине управляющего сигнала. 1 з.п. ф- JIbI 1 HJI

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам для автоматического вождения самоходных сельскохозяйственных машин, и может быть использовано, например, для автоматического вождения сельскохозяйственных машин, вдоль стеблестоя зерновых культур, вдоль рядков листостебельных культур при междурядной обработке, убор- 10 ке урожая.

Целью из обр ет ения является повышение надежности и точности автоматического вождения путем повышения чувствительности датчика направления движения и построения электронного блока управления с раздельной обра" боткой информации и выработкой управляющего воздействия для поворота колес вправо и влево.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство состоит из штангообразного датчика 1 направления движения, который закреплен слева на передней части сельскохозяйственной машины (комбайна) над кромкой траво-стеблестоя под углом к направлению движения. Внутри датчика 1 установлены симметрично относительно центра две группы чувствительных элементов 2, каждый из которых состоит из Н-образного магнитопровода 3 с регулирующей ферромагнитной пластиной, приемной обмотки 4 и питающих обмоток 5, Электронный блок 6 управления устройства состоит из двух групп усилителей 7 и 8, двух групп триггеров 9 и

10,.генератора 11 тактовых импульсов с низкочастотным и высокочастотным выходами, двух цифроаналоговых преобразователей 12 и 13, двух широтноимпульсных преобразователей t4 и 15, двух схем 16 и 17 совпадения, двух усилителей 18 и 19 мощности. ворот» колес 23 и 24 маыияы представляет собой поворотный трансформатор„ его выходы соединены с соответствующими входами широтно-импульсных преобразователей 14 и 15.

Устройство работает следующим образом: функционирование устройства рассматривается с момента, когда сельскохозяйственная машина (комбайн) ,начинает движение вдоль кромки стеблестоя, В -ToM положении первая группа чувствительных элементов 2 датчика 1 находится над растениями (возможен контакт с растениями), вторая группа чувствительных элементов 2 находится в зоне, где нет растений.

Своим присутствием растения уменьшают магнитную проницаемость среды ф < 1 в чувствительных элементах 2 первой группы, при этом результирующий поток максимален, и в приемных обмотках 4 создается ЭДС, которая усиливается соответствующими усилителями 8. Усиленный сигнал поступает на единичные входы соответствующих триггеров 10, которые под действием входного сигнала переводятся в нулевое состояние. На входе цифроаналогового преобразователя 13, как и ь последующей цепочке блоков 15, 17, 19 и 20, сигнал отсутствует ° Во второй группе чувствительных элементов датчика магнитная проницаемость среды ф =1 и результирующий поток равен нулю. В приемной катушке 4 ЭДС не создается и на вторую группу усилителей 7 и триггеров 9 сигнал не поступает, Группа триггеров 9 под действием генератора 11 тактовых импульсов переведена в нулевое состояние.

В последующей цепочке блоков 12, 14, 16, 18 и 20 сигнал отсутствует. В такой ситуации электрогидрораспределитель 20 находится в нейтральном положении и сельскохозяйственная ма шина движется прямолинейно. Если кромка стеблестоя сместится по отношению к геометрической середине датчика 1 направления, например, вправо, часть чувствительных элементов первой группы датчика потеряет "контакт" с растениями, в их зоне магнитная проницаемость среды A =1 и в их приемных катушках 4 ЗДС не будет создаваться и, соответственно, не будет сигнала на входах части соответствующих усилителей 8 и триггеров 10.Под

14 >017/

Устройство включает также электрогидрораспределитель 20, датчик 21 угла поворота колес, исполнительный гидроцилиндр 22, передние колеса 23 и 24 машины и стабилизированный источник 25 напряжения. Приемные обмотки 4 первой группы чувствительных элементов 2 датчика 1 имеют электрическую связь с входами группы уси о лителей 8, выходы которых подстыкованы к соответствующим единичным входам группы триггеров 10. Выходы группы триггеров 10 соединены с входом цифроаналогоього преобразователя 13, а его выходы подключены к входу широтно-импульсного преобразователя

15. Выход преобразователя 15 электрически связан с входом схемы 17 совпадения, а ее выход подключен к входу усилителя 19 мощности, выход которого соединен с первым электромагнитом электрогидрораспределителя

20. Связь электрогидрораспределителя

20 с исполнительным гидроцилиндром . 25

22 поворота колес 23 и 24 гидравлическая. Электрическая связь приемной обмотки 4 второй группы чувствительных элементов 2 с входящими устройствами поворота колес 23 и 24 аналогична и представляется следующей схемой. Приемные обмотки 4 второй группы чувствительных элементов датчика 1 имеют электрическую связь с входами группы усилителей 7, вы35 ходы которых подстыкованы к соответствующим нулевым входам группы триггеров 9. Выходы триггеров 9 соединены с входом цифроаналогового преобра.зователя 12, а его выходы подключень: к входу широтно-импульсного преобразователя 14. Выход преобразователя

14 электрически связан с входом схемы 16 совпадения, à ее выход подключе 1 к ьходу усилителя 18 мощности, выход которого соединен с вторым электромагнитом электрогидрораспределителя 20.

Низкочастогные выходы генератора

11 тактовых импульсов подключены к соответствующим нулевым входам группы ...: †. "еро» 9 и к единичным входам группы триггеров 10, цифроаналоговым преобразователям 12 и 13, широтно-импульсным преобразователям 14 и

15, а высокочастотные выходы генератора тактовых импульсов подключены к соответствующим cхpм 16 и 17 совпадения. Датчик 21 угла подейсч вием тактового генератора 11 часть триггеров 10 перейдет в единичное состояние. На цифроаналоговый преобразователь 13 поступит кодовый цифровой сигнал, пропорционал ный числу чувствительных элементов

2, потерявших "контакт" с растениями. С выхода цифроаналогового преобразователя 13 на широтно-импульсный преобразователь 15 поступает аналоговый сигнал, который преобразуется в импульсы, длительность которых пропорциональна величине аналогового сигнала. Далее в схеме 17 совпадения происходит заполнение полученных импульсов более короткими, которые поступают с высокочастотного выхода ,генератора 11 тактовых импульсов.

В усилителе 19 мощности импульсы уси- 2 1 ливаются, и полученное напряжение прикладывается к первому электромагниту электрогидрораспределителя 20.

Электромагнит перемещает шток распределителя 20, открывая доступ гид- 25 равлической жидкости в полость исполнительного гидроцилиндра 22 рулевого управления, которое поворачивает колеса вправо на угол, пропорциональный величине управляющего сигнала, который, в свою очередь, пропорцио- . нален числу чувствительных элементов, потерявших "контакт" с растениями, или величине смещения комбайна от бровки стеблестоя. Датчик 21 угла поворота является отрицательной обратной связью для ликвидации автоколебаний и уменьшения перерегулирования, Сигнал с датчика 21, пропорциональный углу поворота колес, вычитается

:с аналогового сигнала, поступающего .в широтно-импульсный преобразователь

15. Если кромка стеблестоя сместится, например, влево, то часть чувствительных элементов второй группы датчика

1 "войдет в контакт" с растениями и магнитная проницаемость среды в их зоне уменьшится (P (1) баланс магнитного моста нарушится, на приемных катушках создается ЭДС, усилится в усилителях 9 и, поступая на вход триггеров 9, переведет их из нулевого положения в единичное. Далее формирование управляющего сигнала происходит по аналогии с формированием сигнала для поворота вправо по цепочке; цифроаналоговый преобразователь 12, широтно-импульсный преобразователь 14, схема 1б совпадения, формула изобретения

1 ° Устройство для автоматического вождения сельскохозяйственной маши" ны, содержащее датчик направления движения, имеющий стержнеобразный корпус с группами чувствительных элементов, о т л H ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и увеличения точности автоматического вождения, она снабжено электронным блоком управления, состоящим из двух групп усилителей и триггеров, количество которых в группе соответствует числу групп чувствительных элементов в датчике генератора тактовых импульсов, двух цифроаналоговых преобразователей, двух широтно-импульсных преобразователей, двух схем совпадения,двух усилителей мощности, трех" позиционного электрогидрораспределителя, а также датчиком угла поворота колес„ причем приемные обмотки движения каждой из групп чувствительных элементов датчика чаправления имеют электрическую связь с входами соответствующих групп усилителей, выходы одной группы усилителей соединене с соответствующими единичными входами первой группы триггеров, а выходы второй группы усилителей подключены к соответствующим нулевым входам триггеров второй группы, выходы каждой из групп триггеров электрически связаны с входами соответствующих цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с входом соответствующего широтно-импульсного преобразователя и выходы последнего подключены к входам схем совпадения, а их выходы соединены с входами соответствующих усилителей мощности, выходы которых электрически связаны с соответствующими электромагнитами электрогидрораспределителя, причем выходы генератора тактовых импульсов имеют связь с соответствующими входами цифроаналоговых преобразователей и схем совпадения, при этом выход датчика угла поворота колес подключен к соответствующим входам широтноимпульсных модуляторов.

1440377 ь усилитель 18 мощности, второй электромагнит электрогидрораспределнтеля

20, гидроцилиндр 22, В результате

5 комбайн совершает поворот влево, в ь- сторону уменьшения ошибки вождения.

Составитель А. Сапоженков

Техред М.Дидык Корректор М. Васильева

Редактор Е. Копча

Тираж 661

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6110/1

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r ° Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1440377 8

2. Устройство по п. 1, о т л и- ваны две группы электромагнитных датч а ю щ е е с я тем, что в качестве :чиков, содержащих Н-образный магнитогруппы чувствительных элементов атементов дат- провод с регулирующей ферромагнитной:. чика направления движения использ—

Ф д я использо- пластиной, приемную и питающую обмот ки. с