Устройство для управления загрузкой самоходной уборочной машины

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности управлению уборочными машинами, например самоходными кукурузоуборочными и свеклоуборочными комбайнами . Цель изобретения - оптимизация работы устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, измерительный преобразователь 2 загрузки двигателя, измерительные преобразователи 3 загрузки рабочих органов, двоичные счетчики 4 и 5, группу двоичных счетчиков 6, шифраторы 7, 8, 9, группу шифраторов 10, триггеры 12, 13, первый и второй элементы И 14 и 15, группы элементов И 16 и триггеров 17, программный блок 18, исполнительный механизм 19. При работе комбайна измерительные преобразователи 2 и 3 формируют импульсные сигналы, частота которых зависит от загрузки контролируемых узлов. Для контроля загрузки рабочих органов сравнивается частота вращения контролируемых рабочих органов с частотой вращения двигателя . Признаком перегрузки является снижение частоты вращения рабочих органов по отношению к частоте вращения двигателя. 1 з.п. ф-лы. 5 ил. (С СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я(.) „„1628911

А1 (51) 5 А 01 D 41 12 (1 %.;ò1 ..Б1 (Ь ;1ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4302387 15 (22) 15.07.87 (46) 23.02.91. Бюл. № 7 (71) Украинский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного машиностроения и Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Ю. И. Федоров, А. С. Кашурко, О. Г. Тибабшев, Л. А. Борошок, H. Н. Лободко, В. Г. Кузьминов н А. А. Умеренко (53) 631.311(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1066489, кл. А 01 D 41/12, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЗАГРУЗКОЙ САМОХОДНОЙ УБОРОЧНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности управлению уборочными машинами, например самоходными кукурузоуборочными и свеклоуборочнымн комбайнамн. Цель изобретения — оптимиза2 ция работы устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, измерительный преобразователь 2 загрузки двигателя, измерительные преобразователи 3 загрузки рабочих органов, двоичные счетчики 4 и 5, группу двоичных счетчиков 6, шифраторы 7, 8, 9, группу шифраторов 10, триггеры 12, 13, первый и второй элементы И 14 и 15, группы элементов И 16 и триггеров 17, программный блок 18, исполнительный механизм

l9. При работе комбайна измерительные преобразователи 2 и 3 формируют импульсные сигналы, частота которых зависит оТ загрузки контролируемых узлов. Для контроля загрузки рабочих органов сравнивается частота вращения контролируемых рабочих органов с частотой вращения двигателя. Признаком перегрузки является снижение частоты вращения рабочих органов по отношению к частоте вращения двигателя.

1 з.п. ф-лы. 5 ил.

1628911. 3

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к управлению уборочными машинами, например самоходными кукурузоуборочными и свеклоуборочными комба йна ми.

Целью изобретения является оптимизация работы устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема автоматического управляющего устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема логического программного блока для самоходного кукурузоуборочного комбайна; на фиг. 3 схема формирования в бортовом процессоре сигналов о загрузке двигателя; на фиг. 4 — то же, сигналов о загрузке рабочих органов; на фиг. 5 — програ м ми ый блок.

Устройство для управления загрузкой самоходной уборочной машины содержит генератор импульсов, измерительный преобразователь 2 загрузки двигателя, измерительные преобразователи 3 загрузки рабочих органов, число которых равно числу контролируемых рабочих органов, первый двоичный счетчик 4 с органом управления коэффициентом деления, второй двоичный счетчик 5, группу двоичных счетчиков 6 по числу контролируемых рабочих органов, первый 7, второй 8 и третий 9 шифраторы, группу 10 шифраторов по числу контролируемых рабочих органов, элемент ИЛИ

11, первый 12 и второй 13 триггеры, первый 14 и второй 15 элементы И с двумя входами каждый, группы элементов И 16 и триггеров 17 по числу контролируемых рабочих органов, программный блок 18 и исполнительный механизм 19.

Программный блок 19 состоит из стандартных элементов для выполнения логических операций И, ИЛИ, ЗАПРЕТ и содержит первый логический элемент ЗАПРЕТ 20 с одним управляющим и тремя запрещающими входами, второй 21 и третий 22 элементы ЗАПРЕТ с двумя управляющими и одним запрещающим входом каждый, элемент И 23 с тремя входами, первый 24 и второй 25 элементы ИЛИ. Сигналы на вход бортового процессора подаются от цепи 26 контроля загрузки двигателя и от цепей 27 контроля загрузки рабочих органов, т. е. от жатки, на которую устанавливается два датчика (левая и правая сторона) и измельч ител ь.

На фиг. 5 введены обозначения DD51, DD65 — К155ЛРЗ; DD61 .— К155ЛР1;

D D62 — К155ЛА6; D D63 — К155ЛА4;

DD58, DD59, DD64, DР66 — К155ЛАЗ.

Устройство работает следующим образом.

При работе комбайна измерительные преобразователи 2 и 3 формируют импульсные сигналы, частота которых зависит от загрузки контролируемых узлов. Частота генератора 1 является эталонной для оценки частоты сигналов измерительного преобразователя 2 загрузки двигателя. После прохождения импульсных сигналов генератора 1 че4 рез счетчик 4 и шифратор 7 формируется один короткий импульс. Аналогично на выходе шифраторов 8 и 9 формируются одиночные короткие импульсы. Время появления первого из них после начала цикла

5 используется для оценки загрузки двигателя, второй производит сброс всей системы для нового цикла отсчета.

После прохождения импульсных сигналов генератора 1 через счетчик 4 и шифратор 7 через промежуток времени ti после начала цикла отсчета на выходе шифратора 7 формируется один короткий импульс (строчки !.1 и 2.1). Причем величина t зависит от коэффициента деления счетчика 4. Аналогично через промежутки 4 и t> после на15 чала цикла отсчета формируются импульсы на выходах шифраторов 8 и 9.

Величина 4 зависит от частоты вращения двигателя, что определяется его загрузкой. При недогрузке двигателя частота вращения двигателя возрастает и t> уменьшается. Признаком недогрузки является уменьшение 4 до значения, когда tz(ti.

Первый из поступавших сигналов перебрасывает триггер 12 из положения «Лог. 0» в положение «JIor. 1». В рассматриваемом

25 случае недогрузка двигателя — это сигнал на выходе шифратора 8. Следующий за ним сигнал от генератора 1 теперь уже может пройти через элемент И 14, так как на второй вход элемента поступает «1» от триггера 12. Поэтому на вход блока 18 по 0 ступает сигнал недогрузки двигателя S=+ l.

При перегрузке двигателя частота его вращения снизится. Поэтому ts)ti (строка 2.2).

Сигнал от генератора придет раньше. Он перекинет триггер 12 в положение «Лог. 1» и теперь уже сигнал шифратора 8 пройдет

Эь через элемент И 15 (строка 2.3). На вход блока 18 поступает сигнал перегрузки двигателя 5=.— 1. Таким образом импульс, пришедший, вторым, определяет характер загрузки двигателя и поступает на вход прог40 ра м м ного блока.

При загрузке двигателя в пределах допустимой зоны импульсы от шифраторов 7 и 8 частично или полностью совпадут по времени. На выходах элементов И 14 и

15 сигналы не появятся, так как после

45 элемента ИЛИ 11 они соединяются в один первый сигнал, а второго сигнала в этом цикле замера уже не будет.

Применение в схеме двоичного счетчика 4 с органом управления коэффициента деления позволяет менять настройку

50 системы при изменениях технического состояния двигателя комбайна. В процессе эксплуатации необходимость такой перестройки устанавливается с помощью специальных средств.

Для контроля загрузки рабочих органов сравнивается частота вращения контролируемых рабочих органов с частотой вращения двигателя. Признаком перегрузки здесь является снижение частоты вращения рабо1628911 чих органов по отношению к частоте вращения двигателя.

При формировании сигналов о перегрузке рабочих органов используется триггер 13.

Через него передаются сигналы, характеризующие частоту вращения двигателя.

В случае нормальной загрузки или недогрузки рабочего органа частота вращения его ссютветствует расчетному значению по отношению к частоте вращения двигателя и импульс на выходе ссютветствующего шифратора из группы IO появится в момент времени t4(t2 (фиг. 4). Это достигается соответствующей настройкой элемента 10. После начала цикла отсчета триггер 13 находится в состоянии «лог. I» (строка 1.2). Поэтому, если 14(4, появится импульсный сигнал «Лог. 1» на выходе соответствующего элемента И 16 (строка 1.4).

Этот сигнал перекинет соответствующий триггер 17 из первоначального состояния «Лог. О» (строка 1.5). В данном случае в логичес- 20 кий программный блок 18 сигнал не поступит (S=O), что определяет нормальную загрузку или недогрузку контролируемого рабочего органа.

При перегрузке рабочего органа интервал времени l4 возрастает, что вызвано падением частоты вращения из-за перегрузки (строка 2.3). Теперь уже сигналы «1» на выходе триггера 13 и выходе элемента 10 не совпадут по времени и на выходе элемента И 16 останется «Лог. О» (строка

2.4). Поэтому триггер 17 останется в положении «Лог. 1», и на блок 18 поступит сигнал S= — I о персгрузке рабочего органа.

Аналогично работают цепи измерения загрузки и остальных контролируемых рабочих органов. 35

Через промежуток времени t>)f2 после начала цикла отсчета на выходе шифратора

9 появляется импульс, который переводит все элементы в исходное положение. Для этого шифраторы 8 и 9 имеют разную настройку. Поэтому при одинаковом коли- 4О честве импульсов на входе, импульс на выходе каждого из них появится через разные промежутки времени после начала отсчета. В системе регулирования шестирядного кукурузоуборочного комбайна шифра- 4> тор 8 настроен на выдачу одного импульса после появления на выходе 197-го импульса, а шифратор 9 — 217-го. Соответственно, при коэффициенте деления счетчика 5, равном К=20, оптимальной рабочей частотой вращения двигателя комбайна является 50

n=2I I0 об/мин, количество импульсов за

1 об двигателя равно Z=I12 им/об, 197-й импульс появится примерно через 1 с после начала отсчета, а 217-й — через 1,1 с.

Поэтому замер длится около 1 с, а весь цикл 1,1 с. Дополнительный промежуток времени до начала сброса выбран с учетом того, чтобы этого времени было достаточно для сравнения времени появления импульсных сигналов от генератора 1, из6 мерительных преобразователей 2 и 3.

В логическом программном блоке может быть задана любая желательная програ мма.

Изучение технологического процесса и возможностей рабочих органов самоходного шестирядного кукурузоуборочного комбайна позволяет наметить программу формирования сигналов управления, которая представлена в таблице, где приняты следующие обозначения: М, Мг — загрузка соответственно левой и правой стороны жатки;

М вЂ” загрузка двигателя; М„ — загрузка измельчителя; недогрузка контролируемого органа — сигнал «+1»; перегрузка контролируемого органа — сигнал « — !»; нормальная загрузка — - сигнал отсутствует (условное обозначение — О); +V — сигнал на увеличение рабочей скорости комбайна; — V — сигнал на снижение рабочей скорости; Уо — сигнал отсутствует. Рабочую скорость необходимо сохранить.

Приведенная в таблице программа формирования сигналов управления реализуется набором логических элементов, представленных на фиг. 2.

Для упрощения эта схема формирует только сигнал +V на увеличение рабочей скорости или сигнал — V на снижение рабочей скорости. Если же фактическая загрузка комбайна соответствует оптимальной, на выходе программного блока 18 никакого сигнала нет, а поэтому исполнительный механизм 19 изменения рабочей скорости (загрузки комбайна) не включается.

Это соответствует приведенному в таблице сигналу Vp на сохранение рабочей скорости. формула изобретения

l. Устройство для управления загрузкой самоходной уборочной машиной, содержащее датчик загрузки двигателя, генератор импульсов, выход которого подключен к входу первого счетчика, элемент ИЛИ, два элемента И, триггеры и исполнительные механизмы изменения режима работы, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения точности поддержания оптимального режима работы самоходной уборочной машины, устройство снабжено вторым счетчиком, тремя шифраторами и измерительными каналами контроля загрузки рабочих органов, каждый из которых выполнен в виде последовательно включенных соответствующего измерительного преобразователя двоичного счетчика, шифратора схемы И и триггера, выход которого подключен к соответствующему входу программного блока, связанного с исполнительным механизмом изменения режима работы, при этом выход первого счетчика посредством первого шифратора подключен к одному входу элемента ИЛИ и к одному входу первого элемента И, датчик загрузки двигателя подключен посредством второго счетчика к входам второго

1628911

7 и третьего шифраторов, а выход второго шифратора связан с вторым входом элемента ИЛИ и первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом первого элемента И и связан с выходом первого триггера, вход которого сообщен с выходом элемента ИЛИ, при этом выходы обоих элементов И подключены к соответствующим входам программного блока, выход второго шифратора

Жатка о) ) Ми = Э

Vg

Vo

-V

Vu — V

Ми =-1 а б

Г

0 г д а

8 г а

Двигатель Измельчитель

М =+1

М =О

М =-1

В

Mf =+1

М11 =О

Му----1

Чр

-V

Ve

Vo

8 связан со счетным входом второго триггера, выход которого подключен к соответствующему входу элемента И каждого из- мерительного канала контроля загрузки рабочих органов, выход третьего шифратора

5 подключен к входам «Сброс» всех счетчиков и триггеров.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый счетчик снабжен органом управления коэффициентом деления.

M) =-1:Мг =3 М, =Мя =-1

1628911

1. П и 4грц а а8игое я

Сигнолы гса 8ыкоде эл.7

2. При перегрузке д3ифателя

4,с

). ри иедогруз е ройиаго оргона

Сиеноль! нийкодеюл.В на8ыко30 .

При иерегруэка ро8меао органа но Юы оЯе о . g 8 Я l628911

Составитель В. Андриевский

Редактор Н. Рогулич Техред А. Кравчук Корректор О. Кравцова

Заказ 390 Тираж 381 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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