Система автоматизированного вождения сельскохозяйственных агрегатов

 

Изобретение относится к технике автоматизированного управления движением сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатов (МТА). Цель изобретения , повышеиие производительности труда механизаторов и увеличение срока службы сельскохозяйственной техники. Система включает микропроцессорный контроллер 1. Управляющие устройства системы содержат локальный регулятор 2. Причем последний имеет комплексную структуру и содержит регулятор 3 системы рулевого управления, датчик 4 радиуса поворота и электропривод 5 рулевой системы. При этом датчик 6 рельефа местности включает электропривод 7 механизма сканирования, акустический излучатель 8 и приемник 9 акустического излучения . В состав системы входят также устройство 10 аналоговой обработки и устройство 11 аварийной сигнализации. МТА оснащен приборным щитком 12. Траектория движения МТА задается маркером 13. В. случае отклонения МТА от заданной траектории микроконтроллер 1 обрабатывает полученные результаты, вычисляет велнчину отклонения и выдает сигнал коррекции на регулятор 3 системы рулевого управления с учетом сигнала с датчика 4 радиуса поворота. МТА выходит на заданную траекторию движения . 4 ил: « сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК дР 4 А Ol В 69/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I \, . ч! 1 (, J)t t

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР

I (21.) 4!11877/30-15 (22) 18.06.86 (46) 23.02.89. Бюл. № 7 (71) Саратовский отдел Специального конструкторского бюро Института радиотехники и электроники АН СССР (72) В. А. Литвиненко и С. В. Маляев (53) 631.3-5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № !033033, кл. А Ol В 69/04, 1981. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВОЖДЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯИСТВЕН НЬ1Х АГРЕГАТОВ (57). Изобретение, относится к технике авто- матизированного управления движением сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатов (МТА). Цель изобретения —, повышение производительности труда механизаторов и увеличение срока службы сельскохозяйственной техники. Система включает микропроцессорный контроллер 1. Управляю„„SU„„145961S А 1 щие устройства системы содержат локальный регулятор 2. Причем последний имеет комплексную структуру и содержит регулятор 3 системы рулевого управления, датчик

4 радиуса поворота и электропривод 5 рулевой системы. Прн этом датчик 6 рельефа местности включает электропрнвод 7 механизма сканирования, акустический излучатель 8 и приемник 9 акустического излучения. В состав системы входят также устройство !О аналоговой обработки и устройство

11 аварийной сигнализации. МТА оснащен приборным щитком 12. Траектория движе.ния МТА задается маркером 13. В. случае отклонения МТА от заданной траектории микроконтроллер 1 обрабатывает полученные результаты, вычисляет величину отклонения и выдает сигнал коррекции на регулятор 3 системы рулевого управления с учетом сигнала с датчика 4 радиуса поворота.

МТА выходит на заданную траекторию движения. 4 ил.

14596 19

Изобретение относится к технике автоматизированного управления движением сельскохозяйственных машинно-траекторных агрегатов при выполнении полевых механизированных работ, в частности для автоматизации вождения колесных тракторов.

Цель изобретения — повышение производительности труда механизаторов и увеличение срока службы сельскохозяйственной техники.

На фиг..1 приведена функциональная схема системы автовождения; на фиг. 2— типы маркеров; на фиг. 3 — общий алгорИтм работы микропроцессорного контроллера; на фиг. 4 — один нз алгоритмов расйознавания маркера.

Система автоматизированного вождения сельскохозяйственных агрегатов содержит . микропроцессорный контроллер 1, управляющий работой следующих устройств: локального регулятора 2, который состоит из регулятора 3 системы рулевого управления, датчика 4 радиуса поворота и электропривода 5 рулевой системы, датчика 6 рельефа местности, включающего электропривод 7 механизма сканирования, акустический излучатель 8, приемник 9 акустического излучения, устройство 10 аналоговой обработки, устройство ll аварийной сигнализации. Информацию, на основе которой принимают решения, микроконтроллер получает с приборного щитка 12 сельскохозяйственного агрегата датчика 6 рельефа местности."

Система размещена в сельскохозяйственном агрегате следующим образом: микро. процессорный контроллер 1, локальный регулятор 2, устройство 11 аварийной сигнализации и приборный щиток 12 располагаются в кабине трактора. Там же на рулевой колонке закреплен электропривод 5 рулевой системы, Датчик 4 радиуса поворота закреплен в точке излома полурам трактора. Датчик 6 рельефа местности закреплен перед передним колесом трактора с правой стороны, К электроприводу 7 механизма сканирования крепится одним концом штанга с закрепленными на другом ее конце акустическим излучателем 8 н приемником 9 акустического излучения, которые соединены с устройством 10 аналоговой обработки, Система работает следующим образом;

В режиме автоматического управления функции управления движением передаются микропроцессорному контроллеру 1, который работает по заранее составленной программе.

Контроллер 1 выдает сигнал «Пуск» на электропрнвод 7 механизма сканирования.

Механизм сканирования обеспечивает перемещение с одинаковой угловой скоростью акустического излучателя 8 и приемника 9 акустического излучения по дуге 120 (цикл прямого хода) с последующим автоматическим возвратом в исходное состояние (цикл обратного хода).

После запуска электропривода 7 механизма сканирования во время прямого хо5 да микропроцессорный контроллер через равные промежутки времени выдает сигнал

«Строб» на устройство 10 аналоговой обработки, по которому формируется один импульс, посылаемый акустическим излучателем 8, и переходит в режим измерения времени. Отраженный от поверхности земли сигнал принимается приемником 9 акустического излучения и обрабатывается устройством 10 аналоговой обработки, после чего в микроконтроллер I выдается сигнал «Прием» о том; что излучение принято. Микроконтроллер фиксирует время распространения сигнала, прямо пропорциональное расстоянию от излучателя 8 до земли. Полученное значение анализируется микропроцессорным контроллером на соответствие допусти20 мым пределам.

Если результат недостоверен (т.е. не входйт в допустимые пределы, заданные в программе), то сразу же происходит повторное измерение. Если результат достоверен, то происходит измерение в следующей точке, Таким образом за цикл прямого хода происходит измерение -15 точек с расстоянием между ними в 10 см.

После окончания цикла прямого хода микроконтроллер 1 по заданному алгоритму об30 рабатывает полученные результаты и вычисляет отклонение сельскохозяйственного агрегата от траектории, заданной маркером 13

Затем микроконтроллер 1 выдает сигнал коррекции на регулятор 3 системы рулевогб управления локального регулятора 2, рас.35 считанный по величине отклонения от заданной траектории, и выполняет программу опроса и анализа параметров сельскохозяйственного агрегата с. приборного щитка .12.

В случае обнаружения критического значе4р ння одного из параметров микроконтролле- ром 1 включается устройство. 11 аварийной сигнализации. После этого контроллер переходит на дальнейшее выполнение программы..

Локальный регулятор 2 по сигналу коррекции автоматически определяет иаправле-, 4 ние, скорость вращения электропривода 5 рулевой системы сельскохозяйственного агрегата и, анализируя сигнал с датчика 4 радиуса поворота, отрабатывает сигнал коррекции.

Если при выполнении сельскохозяйст-. венной операции образования. маркера не - происходит, то на тракторе устанавливается устройство. формирования маркера.

Маркеры могут быть естественными (фиг. 2а), например, борозда Or плуга при пахоте отвальным методом, или создаваемыми сеялкой при севе (фиг. 2б), например граница. скошенного и нескошенного при уборке трав на сено или при покосе хлеба (фиг. 2

1459619

Формула изобретения

20

30

Фиг. 2 з в), или искусственно создаваемыми при помощи у стройства формирования маркера (фиг. 2 г, д).

Система сконструирована таким образом, что при ее установке на серийно выпускаемые тракторы не требуется никаких переделок как в конструкции трактора, так и самой системы.

Указанную систему можно использовать также при групповом вождении сельскохозяйственных агрегатов, что позволит высвободить механизаторов.

Пример. Макет системы истыпуют на тракторе К вЂ” 700А. Микропроцессорный контроллер строят на основе известного микропроцессорного комплекта серии К580.

В качестве датчиков для системы аварийной сигнализации используют серийные датчики, установленные на тракторе, а в качестве датчика радиуса поворота — прецизионный проволочный переменный резистор типа ПЛ 1.2.Ш 5.0.8. Электропривод рулевого управления выполняют на серийном двигателе МЭ вЂ” 233 с редуктором.

Для управления двигателем электропривода рулевой системы трактора применяют широтно-им пульсивиый метод управления.

Механизм сканирования датчика рельефа местности выполняют на основе двигателя МЭ 233 с редуктором.

В датчике рельефа местности используют серийные акустические излучатели-приемники типа МУП вЂ” 1. Устройства аналоговой обработки и локальный регулятор выполняют на микросхемах серий К140, К554, К 1407.

Для программирования i1llKp0llp01lcссорного контроллера применяют язык Бейсик и Ассемблер.

Применение описанной системы позволит повысить эффективность вождения сельскохозяйственных агрегатов и производительность труда механизаторов, снизить их утомляемость, автоматически контролировать параметры сельскохозяйственного агрегата, предупредит возникновение аварийных ситуаций, т.е. увеличить срок службы и надежность сельскохозяйственных агрегато в.

Система автоматизированного вождения сельскохозяйственных агрегатов, включающая регулятор системы рулевого управления электрически связанный с датчиком радиуса поворота и электроприводом рулевой системы, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности труда механизаторов и увеличения срока службы сельскохозяйственной техники, она дополнительно содержит электрически связанный с регулятором системы рулевого управления микропроцессорный контроллер, электрически связанный с датчиком рельефа местности, вкл|очающий электропривод механизма сканирования, устройство аналоговой обработки, связанное с акустическим излучателем и приемником акустического излучения и с устройством аварийной сигнализации и приборным щитком сельскохозяйственного агрегата. общение onemopa o дыпюРИОЫ СГЛБСКО лислйюыб

8/2 gQQ jgaaz и р, ера лак упфа8ения д8ижеиее сельскозяй ст3еннсагрега

1459619 сов при

ЖЖй

AFP H8

За и сп

Р7аркер

Р И Я/т

»алчу

+1 иi+2 змергРЯМИ .

Составитель Б. Кузьмич

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 25! /! Тираж 6!8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС(:Р ! 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушска я на 6., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул, Гаг