Система управления курсом движения землеройных машин

 

Изобретение относится к автоматическому управлению строительными и мелиоративными машинами. Цель изобретения - повышение точности управления . Устр-во состоит из излучателей (И) 1 и 2, фотоприемников (ФП) 3,4 и 5, радиоизлучателен 6, 8, радиоприемников 7,9, блока 10 выработки команд управления высотным положением рабочего органа и блока 1I вычисления координат землеройной машины.Последний содержит два измерителя 12 и

09) 1И1. союз советсних социАлистических

РЕСПУБЛИН (SI)S Е 02 Р 9/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изсиРетениям и отк1 ытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4696701/03 (22) 17;03.89 (46) 07.05.91. Бюл. N - !7 (71) Мецерский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова (72) M.Б.Никитин, А.Н.Ефремов, Д.И.Коротков и Г.Б.Петрунин (53) 621.879.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1364670, кл. Е 02 F 9/20, 1986.

Патент Франции N 2555624, кл. Е 02 F 9/20, 1985.

4 92 А1

2, (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КУРСОМ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН (57) Изобретение относится к автоматическому управлению строительными н мелиоративными машинами. Цель изобретения — повышение точности управления. Устр-во состоит из излучателей (И) 1 и 2, фотоприемников (ФП) 3,4 и 5, радиоизлучателей 6, 8, радиоприемников 7,9, блока 10 выработки команд управления высотным положением рабочего органа и блока 11 вычисления координат земперойной машины.Последний содержит два измерителя 12 и

164?092

25

55

13 углов на входе и два измерителя

15, 16 координат Х и Y. Принцип определения координат Х и У машины при управлении заключается в измерении углов ф и q(< величина которых пропорциональна временй задержки между приходом световых импульсов от И 1 и 2 на первый ФП 3 и радиосигналов от радиоизлучателей б и 8, синхронизируе-!0 мых сигналами от ФП 4 и 5. При этом угол g< образован между прямой,соединяюцей И 1 и 2 и ФП 4 и 5, и линией, соединяюцей И 1 с ФП 3, установ3

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для управления строительными и мелиоративными машинами.

Целью изобретения является повышение .точности управления.

На фиг.! показана функциональная схема системы управления курсом движения землеройных машин; на фиг.2— принцип работы системы и примерное расположение составных частей системы управления.

Система состоит из первого 1 и второго 2 излучателей, первого 3, второго 4 и третьего 5 фотоприемников; излучатель 1 оптически связан с первым 3 и вторым 4 фотоприемниками, излучатель 2 — с первым.3 и третьим 5 фотоприемниками. Выход второго фотоприемника 4 подключен к первому радиоизлучателю б, настроенному на частоту первого радиоприемника 7, выход третьего фотоприемника

5 подключен к второму радиоизлучателю 8, настроенному на частоту второго радиоприемника 9. Первый выход первого фотоприемника 3 высотного положения подсоединен к блоку 10 выработки команд для управления высотным положением рабочего органа.Второй и третий выходы первого фотоприемника 3 подключены соответственно к первому и второму входам блока ll вычисления координат движения земле ройной машины. Выходы первого 7 и второго 8 радиоприемников подключены соответственно к 1ретьему и чет-, вертому входам блока 11 вычисления координат, который включает в себя измеритель углов О, 0(и измеритель 14 координат. Первые входы изленным на машине Угол g образован и между прямой, соединяющей И 2 и ФП

4 и 5, и линией, соединяюцей И 2 с

ФП 3 на машине. Зная расстояние меж— ду И 1 и 2 и используя известные теоремы синусов и прямоугольного треугольника, в блоке ll рассчитываются координаты Х и У машины.управление высотным положением рабочего органа осуцествляется командами с блока 10, При этом ФП 3 всегда поддерживается на опорной плоскости, задаваемой И 1 и 2. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. мерителей углов OC, grZ подсоединены к первому и второму входам блока

11 вычисления координат соответственно, а вторые входы измерителей углов ф!, ф соответственно к третьему и четвертому входам блока 11 вычисления координат. Измеритель 14 координат включает измеритель 15 ко-, ординаты Х и измеритель 16 координаты У, при этом первые входы измерителей 15 и 16 координат X и У подключены к первому входу измерителя

14 координат, а вторые входы измерителей 15 и 16 координат Х и У вЂ” к вторым входам измерителя 14 координат.

Выходы измерителей 12 и 13 углов К б/

2 соответственно соединены с первым и вторым входом измерителя 14 координат.

Принцип определения координат Х, > подвижного объекта при его управлении заключается (фиг.2) в измерении углов p(<, 0(., величина которых пропорциональна времени задержки между приходом световых импульсов от первого 1 и второго 2 излучателей на первый фотоприемник 3 и радиосигналов от первого 6 и второго 8 радиоизлучателей, синхронизируемых сигналами от второго 4 и третьего 5 фотоприемников. Угол ф! образован между прямой, соединяющей излучатели и второй и третий фотоприемники, и линией, соединяющей первый излучатель с первым фотоприемником,установленным на подвижном объекте. Угол(Х образован между прямой, соединяющей излучатель, второй и третий фотоприемники, и линией, соединяющей второй излучатель с первым фотоприемником, установленным на подвижном объекте, 1 647 09 2 нен в виде двух секций так, что све-. товые пучки от излучателей 1 и. 2,установленных на разной высоте относительно друг друга не формируют ложных сигналов в нем, не требуют синхронизации в работе. При попадании лазерного луча от первого излучателя в фотоприемник 4 по его сигналу вклю10 чается первый радиоизлучатель 6 и излучает радиоимпульс, который принимается первым радиоприемником 7. Через время ь, лазерный луч достигает фотоприемника 3, при этом задержка пропорциональна углу 0 . При попадании лазерного луча от второго излучателя 2 Hà первый фотоприемник 3 формируется импульс, через время с луч достигает третьего фотоприемни20 ка 5, по сигналу которого второй ра— диоизлучатель 8 излучает радиосигнал на радиоприемник 9. Задержка а межи ду принимаемым радиоимпульсом от светового сигнала пропорциональна

25 углу 0 . Зная расстояние С между излучателями и используя известные теоремы синусов и прямоугольного треугольника, рассчитываются координаты

Х и У подвйжного объекта. Время эа30 держки 6, (ь } измеряется цифровым

h способом, принцип аналогичен построению частотомеров электронно-счетных типа ЧЗ-36. В блоке вычисления коорпричем углы рассчитываются по форму-. лам

360 ь!

Т<

5 где ь, время задержки между световыми импульсами, формирующимися во втором и первом фотоприемниках при вращении лазерного луча первого излучателя; период вращения лазерного луча первого излучателя;

360 г.

T zz

Т

Л где l z — время задержки между световыми импульс ами, формирующимися в первом и третьем фотоприемниках при врацении лазерного луча второго излучателя;

Т вЂ” период врацения лазерного

2. луча второго излучателя, причем координаты Х, У рассчитываются по формуле

С sin0Cg со$0

Х $1п (1800 — {(ki+ gt)3 Э

С sink cos {90 — gq )

sin (180 — { g, + О(< )g динат может быть установлено программное устройство, в котором записываются координаты движения по заданной траектории. Сравнивая полученные и заданные KooppHHBTbI легко осуществить автоматическое управление дви40 жением объекта, при этом с выхода блока 11 вычисления координат командаются на иСполнительный механизм.

Управление высотным положением рабочего органа осуществляется командами с блока 10 выработки команд, при этом фотоприемннк 3 всегда поддерживается на опорной плоскости излучеможет быть использована дгя контроля мелиоративно-строительных работ, посадке сельскохозяйственных культур по строго определенной технологии растениеводства, при планировании бОльцих площадей, проведения геодезической съемки местности, более пол! где С вЂ”. расстояние между излучателя1 м и 4

У

0L, 0 — измеренные углы.

Как видно из формул для Х и Y,oíè рассчитываются в декартовой системе координат относительно первого излучателя 1 используя теорему синусов и формулы решения прямоугольного тре- ды управления курсом движения переугольника. Излучатели 1 и 2 при врацении узла развертки создают в прос гранстве две опорные лазерные плоскости узкими пучками излучения. Направление врацения выбрано одинаковымпротив часовой стрелки. Излучатели

1 и 2 установлены на известном рас- ния, задаваемой первым 1 или вторым стоянии С друг от друга, На одной 50 2 излучателем. Система управления прямой с ними расположены фотоприемники 4 и 5, электрически соединенные .и управления движением строительных с радиоизлучателями 6 и 8. На борту и землеройных машин при выполнении подвижного объекта размецены фотоприемник 3 и два радиоприемника 7 и 9, 55 которые настроены на частоты .излучателей 1 и 2, соответственно для обеспечения помехозациценности от взаимного влияния. Фотоприемник 3 выпол1647092 8 ного использования целой группы высокоскоростных машин по обработке земельных участков, сбблюдения .прямолинейности и ширины междурядий при посеве пропанных культур.

Формула изо бретения ирой що/Йщ/оо .

//ый пуоо// путе

Составитель О.. Капканец

Техред Л. Сердюкова Корректор Л. Латай

Редак гор Н . Po гулич

Заказ 1382 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

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

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

1. Система управления курсом движения землеройных манин, включающая первый излучатель, оптически связан.ный с первым фотоприемником, первый выход которого соединен с блоком выработки команд управления высотным положением рабочего органа, два paiдиоизлучателя, первый радиоприемник и блок вычисления координат движе" ния землеройной машины, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности управления, она снабжена вторым излучателем, оптически связанным с первым фотоприемником, вторым и третьим фотоприемниками и вторым радиоприемником, при этом 25 выход первого излучателя соединен через второй фотоприемник с входом первого радиоизлучателя, выход второго излучателя подключен через третий фотоприемник к второму радиоизлучателю, второй и третий выходы первого фотоприемника подключены соответственно к первому и второму входам блока вычисления координат движения землеройной машины, к третьему и четвертому входам которого подключены соответственно выходы первого и второго радиоприемников.

2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок вычисления координат движения землеройной машины содержит два измерителя углов и два измерителя координат, причем выход первого измерителя углов соединен с первыми входами обоих измерителей координат, а выход второго измерителя углов подключен к вторым входам обоих измерителей координат, при этом два входа первого измерителя углов являются соответственно первыми и третьим входами, а два выхода второго измерителя углов являются соответственно вторым и четвертым вхо-. дами блока вычисления координат движения землеройной машины.