Устройство автоматического контроля положения горного комбайна в профиле пласта

 

Изобретение относится к автоматизации вождения горных машин в профиле пласта. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства за счет исключения влияния оптических помех. Устройство закрепляется на горной машине, например на ограждающем щите комбайна напротив ориентирующего слоя 2. Отраженный от контролируемой поверхности 1 световой поток попадает на объектив 3. Объектив 3 оптически связан через последовательно расположенные синхронизатор 17, диафрагму 5 и линзу Фабри 6 с фотопреобразователем 7. При смещении комбайна относительно ориентирующего слоя 2 световые потоки, отраженные от смежных участков контролируемой поверхности 1, не будут равны между собой. На выходе фотопреобразователя 7 будет последовательность импульсов, которая, пройдя через два ключевых элемента и две интегрирующие цепочки, попадает на входы элемента сравнения. На выходе элемента сравнения появится разностный сигнал управления комбайном. Ключевые элементы подключены к выходам синхронизатора 17. Синхронизатор 17 содержит узел 4 сканирования, на одном валу с которым находится синхронизирующий диск 8 с вырезом. По обе стороны синхронизирующего диска 8 расположены две пары светодиодов 9 и фотоприемников 10. Узел 4 сканирования выполнен в виде части цилиндра. 1 з.п. ф-лы. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (н)я Е 21 С 35!24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ пРи Гкнт сссР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 7

8 !

1 (21) 4431615/31 03 (22) 30.05.88 (46) 30.12.90. Бюл. Ъ 48 (71) Институт электроники АН БССР (72) Ю,Н.Боенко, В.П.Власов и В,Н,Старцев (53) 622,232.72 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

M 601414, кл. Е 21 С 35/24, 1975.

Патент США

N. 4079997, кл, 299/1, 1978 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ГОРНОГО КОМБАЙНА В ПРОФИЛЕ ПЛАСТА (57) Изобретение относится к автоматизации вождения горных машин в профиле пласта. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости устройства за счет исключения влияния оптических помех, Устройство закрепляется на горной машине, например на ограждающем щите комбайна напротив ориентирующего слоя 2. Отраженный от контролируемой поверхности 1 свеТоВоА поток попадает на обьектив 3.

ЯЛ„, 1617140 А1

Объектив 3 оптически связан через последовательно расположенные синхронизатор

17, диафрагму 5 и линзу Фабри 6 с фотопреобразователем 7. При смещении комбайна относительно ориентирующего слоя 2 световые потоки, отраженные от смежных участков контролируемой поверхности I, не будут равны между собой. На выходе фотопреобразователя 7 будет последовательность импульсов, которая, пройдя через два ключевых элемента и две интегрирующие цепочки, попадает на входы элемента сравнения. На выходе элемента сравнения появится разностный сигнал управления комбайном, Ключевые. элементы подключены к выходам синхронизатора 17. Синхронизатор 17 содержит узел 4 сканирования, на одном валу с которым находится синхронизирующий диск 8 с вырезом, По обе сторон ы синхронизирующего диска 8 расположены две пары светодиодов 9 и фотоприемников 10., Узел 4 сканирования выполнен в виде части цилиндра. 1 з.п, ф-лы, 4 ил.

16к 7140

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, в частности автоматизации вождения горных машин в профиле пласта.

Цель изобретения — повышение поме- 5 хоустойчивости устройства за счет исключения влияния оптических помех.

На фиг. 1 приведена оптико-механическая часть устройства; на фиг. 2 — структурная схема; на фиг. 3 — принципиальная 10 схема синхронизатора; на фиг. 4 — временные диаграммы. Позицией 1 обозначен контролируемый участок поверхности, а позицией 2 — ориентирующий слой {фиг. 1). 15

Устройство автоматического контроля положения горного комбайна в профиле пласта содержит объектив ", узел 4 сканирования, диафрагму 5, линзу 6 Фабри, фотопреобразователь 7, синхранизирующий 20 диск 8, светодиоды 9, фотоприемники 10, усилитель 11; ключевые элементы 12 и 13, интегрирующие цепочки 14 и 15, элемент 16 сравнения, синхронизатор 17. U

01з — напряжение на выходе ключевого элемента 13; 01е — напряжение на выходе элемента 16 сравнения.

Узел-4 сканирования выполнен, капри- 30 мер, в виде вращающейся части цилиндра, . имеющей в разрезе вид четверти круга, ка может иметь в сечении сектор с углом ат 10 до 90О, Синхронизатор состоит из синхранизи- 35 рующего диска 8, закрепленного на одном валу с узлом 4 сканирования, двух светодиодов 9-1 и 9 — 2, фатодиадов 10- 1 и ";0-2, установленных друг против друга па абе стороны синхронизирующего диска 8 на ди- 40 аметрально противоположных концах. Синхронизирующий диск 8 имеет вырез в четверть круга и закреплен таким образом, чтобы при пропускании узлом сканирования светового потока ат одной из половин контролируемой поверхности, вырез диска находился напротив одной из пэр светодиод фотадиод.

Устройство работает следующим абра- 5 зом.

Отраженный ат контролируемой поверхности световой поток, излучаемый внешним источником света, проходит - ерез объектив 3, узел 4 сканирования, диафрагму 10

5, линзу 6 Фэбри, направляющую световой поток, прошедший объектив, нэ фотапреабрэзаватель 7, преобразующий световой fi0так в электрический сигнал, При вращении узла 4 сканирования изображение контра- 15 лируемай поверхности делится нэ две рэнкые части, В период О...Т/4 узел 4 сканирования перекрывает верхнюю половину изображения контролируемой поверхности. В период Т/4...Т/2 узел 4 сканирования занимает промежуточное значение. В период

Т/2.„Т/4 узел 4 сканирования перекрывает нижнюю половину изображения, а в период

3/4 Т...Т вЂ” занимает промежуточное положение, Таким образом, при вращении узла 4 сканиравэкия поочередко перекрываются то верхняя, то нижняя половины изображения контролируемой г.оверхнасти и на фотопреобразователе 7 формируется последовательность импульсов„амплитуда которых соответствует световым потокам, отраженным ат каждой из половин участка контролируемой поверхности (фиг. 4). Выделение координат цепи осуществляется посредствам синхронного детектирования сигнала фотоприемника. В период времени О...Т/4, когда на фатопреобразавателе 7 формируется сигнал, соответствующий световому потоку, отраженному от нижней половины кантралируемога участка поверхности, вырез синхранизирующега диска 8 проходит нэд одной из пэр светодиод фотадиад.

Сопротивление фотадиода резко уменьшается, При этом нэ резисторе и (фиг. 3) формируется импульс напряжения, закрывающий ключевой элемент 12. Выход усилителя 11 подключается к интегрирующей цепи 14, выделяющей постоянную составляющую сигнала.

В период Т/2...3/4 Т ка фотопреобразавэтеле 7 формируется сигнал, соответствующий световому патоку, отраженкому от второй половины участка контролируемой поверхности. При этом вырез синхронизирующега диско 8 проходит между второй парой светодиод — фотодиад. На резисторе

Rz фарь.ируется импульс напряжения, заYpblt:Bf0UlikA ключевой элемент 13, и выход усилителя 1i подключается к второй интегрирующей цепи 15. Выходы интегрирующих цепей подключены к элементу 16 сравнения. На выходе ега формируется сигнал Л U, амплитуда которого соответствует величине смещечия ориентирующего слоя относительна апти ескай аси устройства. э знак определяет направление смещения.

Устройство закрепляется на ограждающем щите комбайна напротив ориентирующего слои. При нахождении комбайна точно в профиле пласта, оптическая ась устройства делит изображение ориентирующего слоя тачка пополам. В этом случае световые па-:аки, отраженные ат двух смежных рав ных учэсткOB контролируемой поверхности, рэвнil. и сигHBfl на выходе элемента сравне16171 40 ния равен нулю, При смещении комбайна относительно ориентирующего слоя смещается и его изображение, в результате чего световые потоки, отраженные от смежных 20 участков контролируемой поверхности и падающие на фотопреобразователь 7, не равны между собой, так как коэффициент отражения ориентирующего слоя отличается от коэффициента отражения смежных пород и изобра- 25 жение его смещено относительно оптической оси прибора. На выходе фотопреобразователя 7 — последовательность импульсов разной амплитуды и на выходе у элемента l6 сравнения появляется разностный сигнал, 30 амплитуда которого соответствует отклонению комбайна в профиле пласта относительно ориентирующего слоя. а знак определяет направление смещения.

Оптимальным является узел сканирова- 35 ния с секторам в 90, так как при этом на фотопреобразователь падаетсветовой поток. отраженный от первой или второй половины участка контролируемой поверхности максимальное время, а именно четверть периода. 40

Уменьшение угла сектора приводит к уменьшению времени пропуска ния светового потока и соответственно к ухудшению частотных свойств устройства.

Формула изобретения 45

1, Устройство автоматического контроля положения горного комбайна в профиле пласта, содержащее обьектив. оптически связанный через последовательно расположенные синхронизатор, диафрагму и линзу 50

Фабри с фотопреобразователем, выход которого соединен с входом усилителя, выход которого соединен с первым входом первого ключевого элемента, выход которого через первую интегрирующую цепочку соединен с первым входом элемента сравнения, первый выход синхронизатора соединен с вторым .".ходом первого ключевого элемента, отл и ч а ю щеес я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства за счет исключения влияния оптических помех, в него введены второй ключевой элемент и вторая интегрирующая цепочка, выход которой соединен с вторым входом элемента сравнения, выход усилителя соединен с первым входом второго ключевого элемента, второй выход синхронизатора соединен с вторым входом второго ключевого элемента, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что синхронизатор содержит узел сканирования, синхронизирующий диск и две пары светодиод-фотоприемник, оптически связанные между собой и расположенные на диаметрально противоположных концах и по обе стороны синхронизирующего диска, содержащего вырез в виде сектора и расположенного на одном валу с узлом сканирования, выполненным в виде части цилиндра, сечение которого представляет аналогичный сектор, что и вырез у синхронизирующего диска, выходы фотоприемников являются выходами синхронизатора.

Составитель Б.Барбараш

Редактор №Касарда Техред М.Моргентал Корректор T,Ïàëèé

Заказ 4105 Тираж 387 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям л открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 л

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101