Фотоприемное устройство для контроля положения землеройной машины

 

Изобретение относится к автоматическому управлению подвижными механизмами, например мелиоративными, строительными и другими землеройными машинами. Цель изобретения - повышение точности контроля положения землеройной машины. Устройство состоит из последовательно соединенных лазеров, коллиматора 2, сканера 3 и четырехканального фотоприемника 4. Последний содержит четыре фотоэлемента (ФЭ) 5-8, каждый из которых подключен соответственно к фотоусилителю (ФУ) 9-12. Выходы ФУ 9 и 11 соединены соответственно со входами формирователей 13 и 14 команды (ФК) "Вверх" и "Вниз". Выходы ФК 13 и 14 подключены к исполнительной системе механизма. Выходы ФУ 10 и 11 подключены соответственно к входам элементов И 15 и ИЛИ 16, выходы которых соответственно через индикатор 17 и коммутирующий элемент 18 подключены к третьим входам ФК 13 и 14. Зона нечувствительности определяется расстоянием между ФЭ 6 и 7, диаметром лазерного пучка и коэффициентом усиления ФУ 10 и 11. При засветке лазерным лучом любого из ФЭ 6 или 7 сигнал логической "I" выходов ФУ 10 и 11 запускает через элемент ИЛИ 16 и элемент 18 индикатор 17, блокирующий прохождение команд управления с ФК 13 и 14. Таким образом происходит расширение зоны нечувствительности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s>)s E 02 F 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ииинитюиюй

cme e

/иинитьчней етеюе

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4409721/40-03 (22) 08.01.88 (46) 30.10.90. Бюл. К 40 (72) А.А. Шерозия, К.В.Иванищев, К.И.Кремец, А.И.Мармалев и А.В .Симонов (53) 621.879(088.8) (56) Беляев В.П., Федоров Л.C. Лазерные системы СКП-1 и САУЛ-1. М.:

Электронная промьппленность, 1981, с. 133-136.

Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве. М.:Высшая школа, 1982, с. 250-251. (54) ФОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению подвижными механизмами, например мелиоративными, строительными и другими землеройными машинами. Цель изобретения — повьппение точности контроля положения землеройной машины. Устройство состоит из последовательно соединенных лазе ров, коллиматора 2, сканера 3 и че2 тырехканального фотоприемника 4. По= следний содержит четыре фотоэлемента (ФЭ) 5-8, каждый из которых подключен соответственно к фотоусилителю (ФУ) 9-12. Выходы ФУ 9 и 11 соединены соответственно со входами формирователей 13 и 14 команды (ФК) "Вверх" и "Вниз". Выходы ФК 13 и 14 подключены к исполнительной системе механизма. Выходы ФУ 10 и 11 подключены соответственно к входам элементов И 15 и ИЛИ 16, выходы которых соответственно через индикатор t7 и коммутирующий элемент 18 подключены к третьим входам ФК 13 и 14. Зона нечувствительности определяется расстоянием между ФЭ 6 и 7, диаметром лазерного пучка и коэффициентом усиления ФУ t0 и 11. При засветке лазерным лучом любого из ФЭ 6 или 7 сигнал логической "1" выходов ФУ 10 и 11 запускает через элемент ИЛИ 16 и элемент 18 индикатор 17, блокирующий прохождение команд управления с ФК 13 и 14. Таким образом происходит расширение зоны нечувствительности. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1602948

Изобретение относится к;-лтоматике и может быть использовано при создании устройств для управления подвижными,механизмами, например мелиоративными, строительными и другими землеройными машинами.

Цель изобретения — повышение точности контроля„

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — выполнение формирователя команды ".Вниз", "Bsepx", Устройство состоит из лазера 1, коллиматора 2, сканера 3 и четырехканального фотоприемника 4.

Фотоприемник содержит последовательно соединенные фоточувствительные элементы 5-8 и фотоусилители 9-12„

Фотоусилители 9 и 12 соединены с первыми входами соответственно формирователя команды "Вверх" 13 и формирователя команды "Вниз" 14. Выходы формирователей 13 и 14 команд "Вверх" и "Вниз" соответственно подключенык исполнительной системе механизма.

Выход фотоусилителя 10 соединен с вторым входом формирователя 13 команды "Вверх" и первыми входами элемента

И 15 и элемента ИЛИ 16. Выход усилите30 ля 10 соединен с вторым входом формирователя 14 команды "Вниз" и вторыми входами элемента И 15 и элемента ИЛИ

16. Первый вход индикатора 17 подключен к выходу элемента И 15. Коммутируюппп элемент 18 подключен между 35 . выходом элемента ИЛИ 16 и вторым входом индикатора 17. Выходы индикатора

17 соединены с третьимч входами формирователей команд "Вверх" 13 и

"Вниз" 14. 40

Работа устройства заключается в следующем.

Пучок лазерного излучения, пройдя через коллиматор 2, попадает на ска-. нер 3, который формирует в простран45 стве лазерную опорную плоскость управления.

В случае отсутствия световых сигналов лазерного излучения на фотоэлементах 5-8 команды управления на выходах формирователей 13 и 14 отсутствуют, что обеспечивает отключение исполнительной системы машины. В процессе движения машины лазерное излучение может засвечивать фотоэлементы 5-8. При одновременной засветке фотоэлементов 6 и 7 на выходе усилителей 10 и 11 появляются импульсные сигналы уровня "1", При совпадении этих сигналов в элементе И 15 на его выходе появляется уровень "1". запускающий индикатор 17, сигнализирующий о том, что рабочий орган находится на заданной глубине. Команды управления с выходов формирователей 13 и 14 отсутствуют, так как с индикатора 17 на их входы подается сигнал запрета. По мере движения землеройной машины может происходить смещение рабочего органа, например, вверх с заданной лазерным лучом глубины.

Фотоприемник также перемещается вверх, лазерный пучок сходит. с фотоэлемента 6 и сигнал с выхода усилителя 10 отсутствует. На выходе элемента И 15 появляется уровень "0", который отключает индикатор 17 и снимается сигнал запрета, подаваемый с него на формирователи команд 13 и 14 . Сигнал

"1" с выхода усилителя 11 запускает формирователь 14 команды "Вниз", сигнал с которого подается на исполнительную систему механизма, обеспечивающую опускание рабочего органа на заданную глубину. Фотоприемник также перемещается вниз относительно лазерного луча до момента засветки фотоэлемента 6, вызывающей сигнал "1" на выходе усилителя 10 и появление сигнала запрета на выходах индикатора 17, снимающего команду управления с формирователя 14. Так происходит процесс . управления рабочим органом по высоте (глубине копания). Точность управления будет определяться .величиной зоны нечувствительности — величиной цертикального перемещения фотоприемника, в пределах которого лазерный пучок, засвечивая одновременно фотоэлементы 6 и 7, обеспечивает одновременное присутствие сигналов "1" на выходе элемента И 15 и отсутствие команд управления. Зона нечувствительности будет определяться расстоянием между фотоэлементами 6 и 7, диаметром лазерного пучка и коэффициентом усиления усилителей 10 и 11. При этом коммутирующий элемент 18 разомкнут и элемент ИЛИ 16 не оказывает влияния на режим работы индикатора 17 и величину эоны нечувствительности.

Такой режим наиболее оптимален для управления малоскоростных, инерционных механизмов — дреноукладчиков, асфальто- и бетоноукладчиков.

5 16

Хотя величина зоны нечувствительности составляет обычно в этом режиме

7-10 мм, количество срабываний (команд управления) в единицу времени не достигает критического значения (40-60 сраб./мин), при котором возможно появление автоколебаний и срыв управления, так как скорость отработки рассогласования исполнительными системами этих машин незначительна.

При управлении высокоскоростными, малоинерционными машинами-скреперами, бульдозе"ами, имеющими высокую скорость отработки, описанный выше режим управления с малой величиной зоны нечувствительности не будет уже оптимальным, так как увеличение количества срабатываний исполнительной системы этих машин может привести к возникновению автоколебаний. Для устранения этого явления необходимо расширить зону нечувствительности системы. Это достигается переводом коммутирующего элемента 18 в замкнутое состояние, при котором выход элемента ИЛИ 16 соединен с входом индикатора 17. Теперь при засветке лазерным лучом любого из фотоэлементов 6 или 7 сигнал "1" с выходов усилителей

10 и 11 этих каналов запускает через элемент ИЛИ 16 и коммутирующий элемент 18 индикатор 17, блокирующий прохождение команд управления с формирователей 13 и 14. Таким образом будет происходить расширение зоны нечувствительности, которая в этом режиме будет зависеть от геометрических размеров по вертикали фотоэлементов 6 и 7. Выбором геометрических. размеров этих фотоэлементов получают оптимальное значение зоны нечувствительности (40-50 мм) для быстродействующих планировочных машин, обеспечивающее устойчивый режим переключения команд управления, который исключает возможность перехода системы регулирования в автоколебательный ре02948 жим. За счет этого и достигается повьппение надежности работы устройства со всей номенклатурой землеройной и строительной техники.

Ф о р м у л а изобретения

1. Фотоприемное устройство для контр.ля положения землеройной машины, включающее четыре фотоэлемента, соединенных с фотоусилителями, индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено формирователем команды "Вверх"., формирователем команды "Вниз" элементом И, элементом

ИЛИ и коммутирующим элементом, причем выход первого усилителя соединен

20 с первым входом формирователя команды "Вверх", выход второго усилителя соединен с вторым входом формирователя команды "Вверх" и с первыми входами элементов И и ИЛИ, выход треть25 его усилителя соединен с вторыми входами элементов И и ИЛИ и с первым входом формирователя команды "Вниз", к второму входу которого подключен выход четвертого усилителя, выход элемента И подключен к первому входу индикатора, выход элемента ИЛИ подключен через коммутирующий элемент к второму входу индикатора, два выхода которого соединены соответственно с третьими входами формирователей команды "Вверг;" и "Вниз".

2. Устройство по п. 1, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что формирователи команды "Вверх" и "Вниз" содержат кажцый. последовательно соединенные элемент ИЛИ, одновибратор, элемент И и выходной ключ, причем оба входа элемента ИЛИ являются первым и вторым входами, а другой вход элемента И вЂ” третьим входом формирователей команды "Вверх" и "Вниз", а выход выходного ключа — их выходом, 1602948 Ъ

Составитель О. Капканец

Редактор M. Товтин Техред Л.Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3364

Тираж 539

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производ".твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101