Способ автоматического управления рабочим органом землеройной машины
Изобретение относится к землеройнотранспортным машинам, При заглублении отвала определяют скорость опускания рабочего органа и направление движения землеройной машины и по отношению векторов скорости опускания рабочего органа и средней действительной скорости машины определяют угол направления движения рабочего органа относительно направления движения базовой машинн. Определяют положение рабочего органа относительно базовой машины и по нему определяют задний угол рабочзго органа относительно направления движения базовой машины, сравнивают задний угол рабочего органа с углом направления движения рабочего органа, задают запас по заднему углу. Если задний угол рабочего органа меньше угла направления движения рабочего органа с учетом запаса по заднему углу, то-увеличивают задний УГОЛ; если задний угол рабочего органа равен максимальному значению , то увеличивают скорость движения землеройной машины или уменьшают ско2 рость опускания рабочего органа, если задний угол рабочего opiana больше угла направления движения рабочего органа с учетом запаса по заднему углу, то уменьшают задний угол; ei ли задний гол рабочего органа равен минимальному .значению, то уменьшают скорость движения землеройной машины или увеличивают скорость опускания рабочего органа. При вьнлублении рабочего определяют скорость выглубления рг.Осчею огана и направление движения землерплчой машины и по отношению векгооой скорости пыглубления рабочего органа ч сводней действительной скорости MduiMH определяют угол направления двйжьмил органа относительно напра П1я движения базовой машины. По поло а:ни:с рабочего органа относительно зеплсроиной машины опреде лягот задний чол рабочего органу относигельно изпрагнения движения рабочего органа, задают запас по заднему углу, соавнивают задний угол рабочего органа с углом направления движения рабочего органа . Если задний угол рабочею органа меньше угла направление движения рабочего органа с учетом ззплса по заднему углу, то увеличивают задний угол; если задний угол рабьего органа равен максимальному значению, то уменьшают скорость ДРЫЖОНИЯ зетероиной машины ити увеличивают скорость подтема рабочего органа; еслп з г пйуюл рабочею органа больше угпа направление движения с учетом запаса по г-однему углу ш уменьшают задний уголесли угог рабочею органа равзн минимальному значем -ю, т о увеличивают скорость двилонш гег леройной машины или уг. сннидюг скорость подъема рабочего органа, 7 ип. сл с «вес v|
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sI)s Е 02 F 9/20
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО, ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРС 0МУ СЦИДЕтЕЛЬСТЦУ (21) 4828077/03 (22) 22,0r90 (46) 23.11.92. Бюл, М 43 (71) Московское научно-производственное обьединение па строительному и дара>кнаму машиностроению "ВНИИстрайдармаш", Центральный научно-испъ?гательный полигон — филиал ВНИИстройдармаша и Московский автомобильно-дорожный институт (72) А.Г.Савельев, B.È.Áaëîâíeâ, Ю.В.Веледницкий и Ю,И,Гаршин (56) Авторское свидетельство СССР
N - 1265259, кл. Е 02 F 9/20, 1985, (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ОРГАНОМ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к землерайнотранспартным машинам. При заглублении отвала определяют скорость опускания рабочего органа и направление движе ?ия землеройной машины и по отношению векторов скорости опускания рабочего органа и средней действительной скорости машины определяют угол направления движения рабочего органа относительно направления движения базовой машины. Определяют положение рабочего органа относительно базовой машины и па нему определяют задний угол рабочего органа относительно направления движения базовой машины, сравнивают задний угол рабочего органа с углом направления движения рабочего органа, задают запас па заднему углу.
Если задний угол рабочего органа меньше .угла направления движения рабочего органа с учетом запаса па заднему углу, та увеличивают задний yroë; если задний угол рабочего органа равен максимальному значению, то увеличивают скорость движения землеройной машины.или уменьшают ско„„SU „„ГПЫЖА1 рость опускания рабочего органа; если задний угол рабачега органа больше угла направления движения рабочего органа с учетам запаса па заднему углу, та уменьшаIoT задний угол, сали задний угол рабочего органа равен минималь?аму значению, то уменьшают скорость движения землерайнай машины или увеличивают скорость опускания рабоче.а органа, При выглублении рабачега органа апределя ат скорость выглубления рабачега органа и направление движения эемлерайнай машины и па отношению векторов скорости выглублеиия рабачега органа к средней действительной скорости машины определяют угол направления движения раба .ега органа относительно напра:neIIII движения базовой машины, Па nалажени.а рабочего органа относительна эемдарайнай машины апреде. ляют задний угол рабоче го органа относительна направления движения рабочего органа, зада?от запас r.а заднему углу, саавнивают задни? угол рабочего органа с углом направления движения рабочего органа. Если задний угол рабочего органа меньше угла направления движения рабочего органа с учетам .-naca па заднему углу, та увеличивают задний угол, если задний угол рабачега aoraiia равен максимальному эначсни.а, та уменьшают
cK0pocTb движения эемлеройна?1 машины или увеличивают скарзсть подъема рабочеr0 органа; если задний угол рабочем ар?ана больше угла направления движения с учетам запаса па заднему углу., та уменьшают задний уход; если задний угi>n РабОчега органа равен минимanüнаму эначе?.ию, то увеличива?ат скарасгь движе?гия эемлерайнай машины иди уменьшают скорость подъема рабочего органа, 7 ил.
1776732
Изобретение относится к эемлеройнотранспортным машинам.
Известен способ автоматического управления рабочим органом землеройнай машины, заключающийся в том, что определяют действительную скорость землеройной машины датчиком, установленным на продольной оси машины, определяют теоретическую скорость по оборотам ведущей звездочки, после чего определяют буксование и по величине буксования воздействуют на механизм подъема и опускания отвала (см. проспект фирмы Камацу на бульдозер
Д555)
Недостатком известного способа является невозможность учета изменения заднего угла при заглублении и выглублении рабочего органа — отвала, что приводит к утыканию задней поверхности отвала в грунт. Это снижает усилие эаглубления отвала и уменьшает производительность бульдозера, Известен также способ автаматического управления рабочим органом землеройнай машины, заключающийся в том, что измеряют действительную скорость каждого борта, по результатам измерений находят среднюю действительную скорость машины, определяют теоретическую скорость, вычисляют буксование, в зависимости .от величины которого воздействуют на механизм падьема и опускания рабочего органа. Кроме того, определя-от отношение действительных скоростей левого и правого бортов, по результатам которого воздействуют на механизм стабилизации скоростей бортов (см. заявку М 3903645/03. положительное решение от 10.10,85).
Недостатком этого способа является невозможность учета изменения геометрии рабочего органа относительно направления движения землеройной машины при подъеме, опускании и перекосе рабочего органа.
При этом рабочий орган занимает не оптимальное для данных условий положение, возможно утыкание задней поверхности рабочего органа в грунт при заглублении рабочего органа и недобор (потеря) призмы грунта при выглублении рабочего органа.
Это уменьшает производительность землеройной машины.
Цель изобретения — повышение производительности путем поддержания заднего угла рабочего органа при перекашивании, заглублении и выглублении рабочего органа в оптимальных пределах.
Для этого в способе автоматического управления рабочим органом землеройной машины, заключающемся в том, что измеряют скорость движения землеройнай маши5
40 ны, по которой определяют среднюю действительную скорость машины, при заглублении отвала определяют скорость опускания рабочего органа и направление движения землеройной машины и по отношению векторов скорости опускания рабочего органа и средней действительной скорости машины определяют угол направления движения рабочего органа относительно направления движения базовой машины, определяют положение рабочего органа относительно базовой машины и по нему определяют задний угол рабочего органа относительно направления движения базовой машины, сравнивают задний угол рабочего органа с углом направления движения рабочего органа, задают запас по заднему углу и, если задний угол рабочего органа меньше угла направления движения рабочего органа с учетом запаса па заднему углу, увеличивают задний yron, если задний угол рабочего органа равен максимальному значению, то увеличивают скорость движения землеройной машины или уменьшают скорость опускания рабочего органа, если задний угол рабочего органа больше угла направления, движения рабочего органа с учетом запаса по заднему углу, то уменьшают задний угол, если задний угол рабочего органа равен минимальному значению, то уменьшают скорость движения эемлеройной машины или увеличива ат скорость опускания рабочего органа, а при выглублении рабочего органа определяют скорость выглубления рабочего органа и направление. движения эемлерайНоА машины и по отношению векторов скорости выглубления рабочего органа к средней действительной скорости машины определяютугал направления движения рабочего органа относительно направления движения базовой машины, по поло>кению рабочего органа относительно землеройной машины определяют задний угол рабочего органа относительно направления
5 дни>кения рабОчего органа, задают запас по заднему углу, сравнивают задний угол рабочего органа с углом направления движения рабочего органа, если задний угол рабочего органа меньше угла направления движения
0 рабочего органа с учетом запаса па заднему углу, то увеличивают задний угол, если задний угол рабочего органа равен максимальному значению, то уменьшают скорость движения эемлеройной машины или увеличивают скорость подьема рабоче5 го органа, если задний угол рабочего органа больше угла направления движения с учетом запаса по заднему углу, та уменьшают задний угол, если задний угол рабочего органа равен минимальному значению, то уве1776732
6 личивают скорость движения землеройной машины или уменьшают скорость подъема рабочего органа.
На фиг.1 схематично показана землеройная машина, в частности бульдозер, при 5 опускании рабочего органа-отвала; на фиг,2 — то же, при подъеме отвала; на фиг.3— положение отвала при заглублении, когда завышен задний угол; на фиг.4 — то же, при заниженном заднем угле; на фиг.5 — быст- 10 рое выглубление отвала при завышенном заднем угле; на фиг.б — то же, при заниженном заднем угле;на фиг.7 — медленное выглубление отвала при завышенном заднем угле. 15
Землеройная машина, например бульдозер, на котором реализован предлагаемый способ, содержит базовую машину 1 с рабочим оборудованием {бульдозерным . оборудованием), состоящим из отвала 2, 20 гидроцилиндрав 3 подъема и опускания отвала. Толкающие брусья 4 крепятся обычным образом к базовой машине 1 и отвалу
2. Механизм изменения заднего угла выполнен в виде двух гидрораскосов 5. Перекос 25 отвала в вертикальной поперечной плоскости достигается разнонаправленным движением штоков гидрораскосов 5 или движением штока одного из гидрораскосов
5. По бортам базовой машины t установле- 30 ны специальные измерители 6 действительной скорости каждого борта, определяющие среднюю действительную скорость базовой машины Чд, измерителем которой является элемент 7. 35
По скорости движения штоков гидроцилиндров 3 подъема и опускания отвала элемент 8 определяет скорость опускания V< и подъема V> отвала 2. К элементам 7 и 8 подсоединен элемент 9, определяющий 40 угол ад направления движения рабочего органа-отвала 2 относительно направления движения базовой машины (вектара средней действительной скорости Чд) по формуV. Vo 45 ле ад = агсщ — . или arcing — . Элемент н, Va
10 подсоединен к датчикам перемещения штоков гидроцилиндров 3 подьема и опускания отвала 2 и гидрараскосов 5 и определяет задний угол и рабочего органа относительно направления движения базовой машины Чд (фиг.1) при заглублении отвала. Этот элемент 10 учитывает изменение заднего угла рабочего органа — отвала 2 при . ега подъеме, опускании, перекосе и при од- .55 навременном выдвижении или втягивании штоков гидрораскасав 5. При выглублении, отвала {фиг.2) элементом 0 задний угол рабочего органа — отвала 2 определяется атносительно направления движения рабочего органа — отвала 2 (угал а,„).
К элементу 9, определяющему угол йд, подсоединен элемент 11, складывающий значение угла ад и запас по заднему углу, зависящий от положения рабочего органа относительно базовой машины и угла ад направления движения рабочего органа.
Запас по заднему углу ha может быть как положительный (фиг.3,4,7), так и отрицательный (фиг.5,6), в зависимости от направления движения рабочего органа. Запас
Ла положителен всегда при заглублении отвала и может быть отрицателен при быстром выглублении отвала, так как при быстром выглублении отвала необходимо сохранить призму волочения грунта максимальной. В зависимости от положения рабочего органа относительно базовой машины, например при перекосе, угол заострения рабочего органа меняется, меняется и задний угол, что вызывает необходимость корректировки запаса Ла, К элементам 10 и 11 подсоединен логический элемент 12, проверяющий условие Оз <Од + Ла при заглублении отвала 2 и условие
Q3M < Qg + ЛЯ при выглублении отвала 2.
Выход "да" элемента 12 соединен с логическим элементам 13, проверяющим выполнение условия аз =-азпах, т.е. максимально ли наклонен отвал 2 вперед по положению штоков гидрораскасав 5. Выход "нет" логического элемента 13 соединен с элементом
14, подающим команду на увеличение угла резания а,т, после «его сигнал подается на управление гидрараскосами 5. Выход "да" логического элемента 13, показывающий, что штоки гидрараскосов выдвинуты максимально, соединен при заглублении отвала 2 (фиг.1) с элементами 15 и 16 — с одним из них или с обоими. Элемент 15 падает сигнал на увеличение скорости движения базовой машины Vqt а элемент 16 подает сигнал на снижение скорости опускания отвала 2Ч„ .
При выглублении отвала 2 (фиг.2) выход "да" соединен с элементами 17 и 18 — с одним из них или с обоими, Элемент 17 подает сигнал на снижение скорости движения базовой машины Чд, а элемент 18 падает сигнал на увеличение скорости подъема отвала Ч1 .
Выход "нет" логического элемента 12 соединен с логическим элементом 19, проверяющим выполнение условия аз <ад+Ля при заглублении отвала, а при выглублении от.вала — выполнение условия а,м < Яд + Ла, Выход "нет" логического элемента 19 соединен с устройствам 20, поддерживающим скорость движения штоков гидрацилиндрав 3 подъема и опускания
1776732 отвала Чо или Vn и скорость движения Чд постоянными. Выход логического элемента
19 "да" соединен с входом логического элемента 21, проверяющего выполнение условия а = min, а именно максимально ли
- назад повернут отвал 2 (рабочий орган) механизмом изменения заднего угла — гидрораскосами 5, т.е. логический элемент 21 проверяет, максимально ли втянуты штоки гидрораскосов 5. Выход "нет" логического элемента 21 соединен с элементом 22, уменьшающим задний угол, т.е. элемент 22 подает команду на втягивание штоков гидрораскосов 5 (а 1 ). Выход "да" логического элемента 21 соединен при заглублении отвала (фиг.1) с элементом 23, снижающим скорость движения базовой машины V ) и/или с элементом 24, увеличивающим скорость опускания отвала Vo1 . При выглублении отвала (фиг.2) выход "да" логического элемента 21 соединен с элементом 25, увеличивающим скорость движения базовой машины Чд1, и/или с элементом 26, уменьшающим скорость подъема отвала Чп, Землеройная машина, например бульдозер, работает следующим образом. По. данным датчиков 6 элементом 7 определяется средняя действительная скорость базовой машины, а следовательно, и бульдозера Чд. По скорости движения штоков гидроцилиндров 3 подъема и опускания отвала 2 элементом 8 определяется скорость опускания Vo или скорость подьема Vn отвала в зависимости оттого, происходит ли заглубление или выглубление отвала 2. После этого элементом 9 определяется угол . ад наклона направления движения отвала 2 к направлению движения базовой машины
1. Затем элементом 11 к величине ад прибавляется положительный или отрицательный запас, величина и знак которого зависят от положения рабочего органа — отвала 2 относительно базовой машины 1 и угла направления движения рабочего органа ад (фиг.3 — 7), Затем логический элемент
12 сравнивает аз при эаглублении отвала и а„при выглублении отвала, вычисленный элементом 10, с величиной ад + Ла; если условие аэ <ад+Ла выполнено, то необходимо увеличить задний угол. Для этого элементом 13 проверяется. выбран ли максимально задний угол аз aamax ec1 ли а + аэп1Як то элемент 14 подает команду
I на увеличение заднего угла cb1; если аз = aamax, то при заглублении отвала сигнал подается на элементы 15 и/или 16 для увеличения скорости движения базовой машины Чдти уменьшения скорости опускания отвала Чо1соответственно.. При выглублении
25 отвала сигнал подается на элементы 17 и/или 18 для уменьшения скорости движения базовой машины Чд и увеличения скорости подъема отвала Ч 1 соответственно.
Если скорость движения базовой машины
Чд или скорость подъема Vn или опускания отвала Vo необходимо сохранить постоянной, то сигнал подается на один из элементов 15 или 16 при заглублении, 17 или 18 при выглублении.
