Датчик вертикального положения рабочего органа землеройной машины

 

Изобретение относится к автоматическому регулированию высотного положения рабочего органа (РО) землеройной машины. Цель - повышение надежности датчика за счет гашения собственных колебаний маятника (М) 1, шарнирно связанного с РО 2. На М 1 закреплен корпус 4 гидравлического демпфера, поршень 5 которого тягой 6 соединен с PTD 2. На поршне 5 жестко закреплена копирная пластина 9 компенсатора

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5пя Е 02 F 9/20

ГОСУДАР CTB E ННЫ и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOM> СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3886666/03 (22) 18,03.85 (46) 07.02.91. Бюл. N. 5 (71) Ленинградское научно-производственное объединение землеройного машиностроения (72) Ю.П. Егоров, Ю,С. Козлов и Е.Н. Файнзильбер (53) 621.879,44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1068580, кл. Е 02 F 9/20, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1208151, кл, E 02 F 9/20, 1984.

„„Я „„1625961 А1 (54) ДАТЧИК ВЕРТИКАЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ЗЕМЛЕРОЙНОЙ

МАШИНЫ (57) Изобретение относится к автоматическому регулированию высотного положения . рабочего органа (PQ) землеройной машины.

Цель — повышение надежности датчика за счет гашения собственных колебаний маятника (М) 1, шарнирно связанного с PO 2. На

M 1 закреплен корпус 4 гидравлического демпфера, поршень 5 которого тягой 6 соединен с Р0 2. На поршне 5 жестко закреплена копирная пластина 9 компенсатора

1625961

10 ошибки от наклонов PQ 2, а его копирный стержень 8 соединен с входом блока преобразования перемещений, выполненного в виде шарнирно-рычажного механизма 10, Плечо 12 механизма 10 жестко соединено с корпусом 4 демпфера, а другое плечо — с указателем положения PO 2 относительно копирной линии, шарнир соединен со стержнем 8, Угол а между тягой 6 и первым перпендикуляром ВА к оси вращения М 1, проходящим через ось вращения М 1 и точку соединения тяги 6 c PO 2, равен углу между вертикалью и вторым перпендикуляром АС к оси вращения M 1 и к днообразуюИзобретение относится к строительному и дорожному машиностроению, в частности к машинам, в которых автоматически регулируется высотное положение рабочего органа.

Цель изобретения — повышение надежности датчика за счет гашения собственных колебаний маятника, На фиг. 1 изображена конструкция датчика с одной осью вращения маятника относительно рабочего органа; на фиг. 2— конструкция датчика с двумя осями вращения маятника относительно рабочего органа; на фиг. 3 — конструкция указателя в виде чувствительного элемента с опирающимся на копирный трос щупом.

Датчик вертикального полом, ения рабочего органа землеройной машины (фиг. 1) содержит маятник 1, подвешенный к рабочему органу 2 с воэможностью вращения относительно оси 3, гидравлический демпфер, состоящий из цилиндрического корпуса 4 и поршня 5, тягу 6, один конец которого шарнирно соединен с поршнем 5, а другой — с рабочим органом 2 с возможностью вращения относительно оси 7, компенсатор ошибки от наклонов рабочего органа и указатель положения рабочего органа.

Компенсатор ошибки от наклонов рабочего органа включает копирный стержень 8, копирную пластину 9, жестко закрепленную на поршне 5, и блок преобразования перемещений, выполненный в виде параллелограммного шарнирно-рычажного механизма

10, плечо 11 которого выполнено в виде рычага, соединенного с копирным стержнем 8, одно плечо 12 шарнирно-рычажного механизма 10, соседнее с первым плечом

11, жестко соединено с корпусом 4 гидравлического демпфера. а другое плечо 13 — с указателем 14 (например, фотоприемником) положения рабочего органа.

40 щей кромке PO 2, проходящим через ось вращения M 1 и днообраэующую кромку.

При повороте PO 2 в силу равенства угла а для перпендикуляров ВА и АС перемещение точки В в направлении вдоль тяги 6 будет пропорционально вертикальному перемещению точки А. Вертикальное перемещение указателя под действием тяги 6, пластины 9 и механизма 10 будет равно и обратно по знаку вертикальному перемещению точки А, чем достигается компенсация ошибки, Наличие демпфера позволяет эффектно гасить собственные колебания М 1 относительно PO 2. 3 ил.

Угол между перпендикуляром ВА к оси вращения маятника обозначен через а.

Этот угол равен углу, образованному с вертикалью перпендикуляром АС к оси вращения маятника, проходящим через точку С на днообразующей кромке рабочего органа, Передаточное отношение блока 10 преобразования перемещенйя копирной пластины 9 в перемещение указателя 14 равно отношению длин копирного стержня 8 и рычага 11, которое в свою очередь равно отношению длин перпендикуляров ВА и АС вд 1 (1)

IAc 12

Маятник 1 датчика (фиг. 2) помимо оси 3 оснащен осью 15, что обеспечивает возможность вращения маятника относительно рабочего органа в двух плоскостях. Все остальные элементы этого датчика аналогичны элементам датчика на фиг. 1. Перпендикуляр из точки В на геометрическую ось

AN оси 3 обозначен через BN. Перпендикуляр иэ точки В на геометрическую ось FM оси 15 обозначен через ВМ. Линии, параллельные осям AN u FM и проходящие через точку С на днообразующей кромке рабочего органа, обозначены соответственно через

СК и CP. АК вЂ” это перпендикуляр к оси А и к линии СК, FP — перпендикуляр к оси FM и к линии СР, Перпендикуляр АК образует с вертикалью угол а, равный углу, образованному перпендикуляром BN с шарнирной тягой б, Перпендикуляр FP образует с вертикалью угол р, равный углу, образованному с тягой 6 перпендикуляром ВМ.

Отношения длин перпендикуляторов равны между собой и равны передаточному отношению блока 10 преобразования перемещений

I 625961 вм 1вм I i

1дк 1рр 12 мпфированием собственных колебаний маятника 1.

5 Оси 3 и 15 могут быть расположены в одной плоскости, при этом ось 7 должна быть размещена над осью 3. В этом случае компенсация ошибки производится более точно, так как в этом случае полное геометрическое подобие соблюдается не только в среднем положении рабочего органа, но и при его поворотах вокруг линий СК и СР.

Однако показанное на фигуре 2 расположение осей часто бывает богее предпочтительнымм, а возникающая при этом дополнительная кинематическая ошибка незначительной.

Принцип действия датчика с указателем (фиг. 3) основан на том, что вращение щупа относительно чувствительного элемента 14 должно происходить толко в случае вертикального перемещениь днообразующей кромки и отсутствовать только в случае вертикального перемещения днообразующей кромки и при поворотах рабочего opr Hý вокруг линий CK u CP (фиг. 2). Перемещение копирной пластины 8 пропорционально ошибке датчика в масштабе, который равен передаточному отношению блока 10, т.е.

I1/I2. В силу этого при наклонах рабочего органа перемещение копирной пластины 8 вызывает такой поворот чувствительного элемента 14, что его относи1ельное движение и щупа отсутствует. (2) 4

Датчик работает следующим образом.

При повороте рабочего органа 2 (фиг. 1) вокруг линии, проходящей через точку С, происходит вертикальное перемещение оси

3 вместе с маятником 1 и поворот последне- 50 го на оси 3 Относительно рабочего оргэча на тот же угол, что и поворот рабочего органа.

В силу равенства угла а для перпендикуляров ВА и QC перемещение точки В в направлении вдоль 1яги б пропорционально 55 вертикальному перемещени;о точки А (ошибке датчика из-зз наклона рабочего сргана) с коэффициентом 1вд/IAc. Поскольку передаточное отношение блока 10 также

1вд Ii равно = —, то вертикальное перемеще1дс 12 ние указателя 14 под дейсreHeM тяги 6, копирной пластины 9 и блока 10 равно и обратно по знаку вертикальному перемещению точки А, чем достигается компенсация ошибки. Наличие гидравлического демпфера позволяет эффективно гасить собственные колебания маятника 1.

Аналогично работает датчик, показанный на фиг.2, При повороте рабочего органа вокруг линии СК на угол р изменение вертикального положения точки А в пределах малых углов р (наклоны рабочего органа не бывают особенно большими) выражают формулой

Л Ьд=1дк sin p.cos(90 — c) . (3)

Маятник 1 также поворачивается относительно оси 3 на угол р при этом измеHpHèe положения точки В в направлении вдоль тяги б выражают формулой, подобной вы ра же н и ю (3)

Л he=1(р) $1П p COS (9Π— а), (4) откуда следует, что Л Пв/Л Ьд =1вч/1дк . Поскольку IBN/IAK=!1,/12, то выполняется тре- 25 бование вертикального перемещения указателя 14 на величину Л Ьд.

Если одновременно с поворотом рабочего органа на угол р происходит его поворот вокруг линии CP на угол р, то маятник 30

1 поворачивается вокруг оси 15, что вызывает также изменение положения точки В в направлении вдоль тяги 6, пропорциональное длине перпендикуляра BM. Поскольку при повороте рабочего органа на угол 1/ 35 одновременно изменяются длины перпендикуляров ВМ и FP, то пропорция

lвм/1рр =I1/ 12 сохраняется.

Таким -.,бразом обеспечинэется компенсация ошибки от наклонов рабочего органа 40 в двух плоскостях с одновременным деФормула изобретения

Датчик вертикального положения рабочего органа землеройной машины, включающий указатель положения рабочего органа относительно копирной линии, маятник, шарнирно связанный с рабочим органом. и компенсатор ошибки от наклонов рабочего органа, содержащий копирную пластину, блок преобразования перемещений и копирный стержень, соединенный с входом последнего, о т л и ч а ю щ ll é с я тем, что, с целью повышения надежности за счет гашения собственных колебаний маятника, он снабжен тягой и гидравлическим демпфером, состоящим из цилиндрического корпуса и поршня, причем корпус демпфера закреплен на л1эятни е, 1оршень тягой шарнирно соединен с рабочим органом, при этом демпфер ус-,энонлен с возможностью демпфирования колебаний маятника относительно рабочего органа, копирнэч плэстича компенсэторэ ошибки жестко закреплена на поршне демпфера, а блок пре образования перемещений выполнен и ниде шарнирнорычажного механизма, одно плечо которого жестко соединено с корпусом деt ïôpðà. другое — с указателем положения, э шарнир — с

1625961 копирным стержнем, при этом угол между шарнирной тягой и первым перпендикуляром к оси вращения маятника, проходящим через ось вращения маятника и точку соединения тяги с рабочим органом, равен углу между вертикалью и вторым перпендикуляром к оси вращения маятника и к днообразующей кромке рабочего органа, проходящим через ось вращения маятника

5 и днообразующую кромку.

1625961

Составитель И. Назаркина

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор Л.Зайцева

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

Заказ 264 Тираж 380 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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