Устройство для определения отклонения рабочего

 

374422

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Ссветскик фоииалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 04.111.1970 (№ 1411976/29-!4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20.111.1973, Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 11 VI.1973

М. Кл. Е 021 9/26

Номитет по аелам изеоретений и открытий при Ссаете Министров

СССР

УДК 62-52:621.879.48 (088.8) Авторы изобретения

Г. К. Акутин, В. В. Яснопольский и Г. М. Семененко

Институт автоматики

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ РАБОЧЕГО

ОРГАНА РОТОРНОГО ЭКСКАВАТОРА ОТ ПОВЕРХНОСТИ

БОКОВОГО ОТКОСА

Изобретение относится к автоматизации производственных, процессов на открытых горных разработках, в частности к средствам автоматического контроля технологических процессов на карьерах, Известно устройство для определения отклонения рабочего органа роторного экскаватора от поверхности бокового откоса, включающее блоки задания вертикальных опорных плоскостей в неподвижной системе координат,,подключенные к блокам определен ия отклонений контрольных точек относительно опорных плоскостей, датчик определения высоты подъема центра роторного колеса в подвижной системе координат и блоки определения углов поворота роторной стрелы, рыскания и поперечного наклона корпуса экскаватора.

Целью изобретения является автоматичеcKHR.êîHòðoëb величины отклонения рабочего органа.

Для этого устройство выполнено с блоком определения радиуса резания, вход которого соединен с выходом датчика определения высоты подъема центра роторного колеса и с блоком определения синуса суммы углов рыскан ия и поворота стрелы, входы которого соединены с выходами блоков определения yI.лов поворота роторной стрелы и pbIcKBHHH корпуса экскаватора, блоком определения действительной ординаты конца радиуса резания, соединенного с блоком определения отклонения рабочего органа от заданной поверхности бокового откоса, входы которого связаны с блоком задания ординаты, определяющей положение границы поворота стрелы в сторону бокового откоса.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема привязки устройства к роторному экскаватору; на фиг. 3 — подвижная и неподвижная системы координат в плане с,привязкой к забою; на фиг. 4 — радиус резания рр, связанный с параметрами r, е, L и Z ö, н а фиг. 5 — подвижная система координат, связанная с неподвижной.

Для определения отклонения рабочего органа роторного экскаватора от бокового откоса в качестве неподвижной системы коор20 динат используется ортогональная система

ОХИ, ось ОХ которой ориентирована горизонталь Io в направлении задан ного курса движения экскаватора, ось OY — влево по горизонтали от направления оси ОХ и ось OZ—

25 вертикально вверх.

Подвижная система координат 0 Х У Z также ортогональная и ориентирована следующим образом: оси 0 Х и 0 Y — параллельно плоскости поворотного круга экскава30 тора соответственно вперед и влево .по отно374422

/ I I 1 тто — го+ Лтт — Ьтз

1 1

XT0 Х30

65 шению к корпусу экскаватора, ось 0 Л вЂ” вверх по оси вращения поворотной,платформы. Поверхность, огр аничивающая поворот стрелы по концу радиуса резания при отработке того или иного слоя, может быть задана в неподвижной системе координат в виде продольной (вдоль заходки) вертикальной плоскости, описываемой уравнением Y„.

Предлагаемое устройство состоит из блоков 1 и 2 задания вертикальных опорных плоскостей в неподвижной системе координат в виде резко выраженных равносигнальных зон на границе частей излучаемых ими световых пучков, модулированных двумя разными частотами. Блоки 1 и 2 устанавливаются сзади экскаватора на подошве отрабатываемого уступа и представляют собой прожекторы устройства ПУЛ-3. Блок 8,предназначен для определения отклонений ЛУ, контрольных точек Т относительно фиксированной точки Т, или, что то же самое, смещение точки Т, относительно опорных,плоскостей, создаваемых на границе частей светового пучка, модулированных частотами f> и f2 и представляет одномерную фотоэлектрическую следящую систему. Блок 8 состоит из фотоприемника, предназн аченного для преобразования оптического сигнала, излучаемого прожектором, в электрический, который поступает на вход частотно-избирательного усилителя, остро настроенного на частоты f> и f2, релейного элемента, электродвигателя, который через редуктор и винтовую передачу соединен с кареткой, способной перемещаться параллельно оси 0 У . Через редуктор электродвигатель связан с датчиком смещения

ЛУ, точки Т относительно точки То параллельно оси 0 У . Блок 8 устанавливается на неповоротной части экскаватора.

Блок 4 предназначен для измерения смещения ЛУ з контролируемой точки S относительно фиксированной точки Sp (или, то же самое, смещения точки Sp относительно опорной плоскости, создаваемой на границе частей светового пучка, модулированных частотами

fl и f2). Блок 4 по устройству аналогичен блоку 8 и также устанавливается на неповоротной части экскаватора.

Датчик 5 является .преобразователем угла поворота вала двигателя подъема стрелы в величину, пропорциональную действительной аппликате (высоте подъема) Z ö центра роторного колеса в подвижной системе координат. Датчик 5 с приводом подъема стрелы связан (по входу) через следящую систему, Блок б, предназначенный для измерения синуса и косинуса угла поворота стрелы (поворотной платформы), устанавливается на поворотной платформе и представляет собой синусно-косин усный преобразователь угла.

Блок б соединен с приводом поворота стрелы.

Блок 7, представляющий собой электромеханическое счетно-решающее устройство на по10

15 г0

55 воротных трансформаторах, решает и расшифровывает зависимость

Входы блока 7 соединены с выходами блоков

8 и 4. Блок 8, предназначенный для измерения тангенса угла поперечного наклона экскаватора, устанавливается на неповоротной части экскаватора. Блок 8 включает в себя отвес в виде груза, подвешенного с помощью нити к кронштейну, закрепленному на неповоротной части экскаватора. Нить подвижно через щель связана с кареткой, способной перемещаться в направляющих параллельно поперечной оси симметрии корпуса экскаватора (ось 0 У ). Каретка через зубчатую рейку и зубчатое колесо подвижно связана с датчиком тантенса угла поперечного наклона экскаватора.

Блок 9 .представляет электромеханическое счетно-решающее устройство на поворотных трансформаторах, которое решает и расшифровывает зависимость о 1+r+ / 12 ()2 определяющую радиус резания. Один вход блока 9 электрически соединен с выходом блока 5, два других входа соединены с ручными задатчиками конструктивных параметров L и e+r. Блок 10 — это электромеханическое счетно-решающее устройство на поворотных трансформаторах, которое решает и расшифровывает зависимость

siII (+ Ф) = sin з cos Ф + silI Ф, определяющую синус суммы угла ср рыскания экскаватора и угла Ф поворота стрелы. Входы блока 10 электрически соединены с выходами блоков б и 7. Блок 11,представляет собой электромеханическое счетно-решающее устройство на поворотных трансформаторах, которое решает и расшифровывает зависимость

I I I

b = — хзо sin q — Уз0 — Л Уз — Zqо tg 8, определяющую ординату начала подвижной системы координат в неподвижной системе.

Входы блока 11 электрически соединены с выходами блоков 4, 7 и 8. Блок 12 является электромеханическим счетно-решающим устройством на поворотных трансформаторах, которое решает и расшифровывает зависимость

У„= Ь+,зЫ(-+ Ф) -+.г„ t< Э, определяющую действительную ординату конца радиуса резания в неподвижной системе координат. Входы блока 12 электрически соединены с выходами блоков 5, 8, 9, 10 и 11.

Блок 18 представляет линейный поворотный трансформатор, с помощью которого задается величина, пропорциональная заданной ор374422

ЗО

60 динате конца радиуса резания в неподвижной системе координат. Блок 14, определяющий величину отклонения рабочего органа от заданной поверхности бокового откоса,;представляет собой алгебраический сумматор сигналов, поступающих на его входы от блоков

12 и 18.

Перед началом обработки заходки прожекторы (блоки 1 и 2) устанавливаются так, чтобы,создаваемые ими вертикальные опорные плоскости в виде равносигнальных зон совпадали с осью ОХ неподвижной системы координат, были параллельны траектории движения экскаватора и проходили через рабочие диапазоны зон перемещения фотоприемников блоков 8 и 4. В блок 18 вводится сигнал, пропорциональный величине Y., — заданной ординате конца радиуса резания в неподвижной системе координат. Величины, пропорциональные конструктивным параметрам L u е+г вводятся в блок 9 при .первоначальной настройке устройства. После этого предлагаемое устройство вводится в действие.

При наклоне экскаватора и отклонении его от заданной траектории происходит следующее. В блоках 8 и 4 фотоприемники смещаются относительно нулевого положения, в результате чего нарушается равенство количества энергии, модулированных частотами f и

f, fq и f4 и попадающих на фоточувствительные элементы фотоприемников. В зависимости от преобладания ча фоточувствительных элементах той или иной частоты (f или 4, fa или f ), частотно-избирательные усилители, куда поступают сигналы от фотоприемников, через релейные элементы включают электродвигатели в направлении, необходимом для восстановления состояния равновесия фотоэлектрических следящих систем.

Электродвигатели через редукторы и винтовые передачи перемещают параллельно оси

O Y каретки до совмещения фотоприемников с опорными плоскостями, создаваемыми соответственно прожекторами (блоками 1 и 2)

Электродвигатели через редукторы поворачивают датчики в новое положение, что вызывает появление на их выходах сигналов, пропорциональных смещениям AY, и AY фотоприемников параллельно оси О Y относительно соответствующих опорных плоскостей.

В блоке 8 под действием груза нить смещается относительно нулевого положения и передвигает по направляющим параллельно оси О У каретку, которая через реечную передачу поворачивает датчик. что вызывает на выходе появление сигнала, пропорционального тангенсу угла поперечного наклона экскаватора (tg 8). Сигналы из блоков 8 и 4 поступают на вход блока 7, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный величине sin ср. Сигнал из блока 5 поступает на вход блока 9, сигналы из блоков б и 7 — на входы блока 10, а сигналы из блоков 7 и 8— н а входы блока 11.

На входах блоков 9, 10 и 11 появляются сигналы, пропорциональные величинам соответственно ор яп(ср+Ф) и b, которые поступают на входы блока 12. На входы блока 12 поступают также сигналы из датчика 5 и блока 8. На выходе блока 12 появляется сигнал, пропорциональный величине У„ (действительная ордината конца радиуса резания в неподвижной системе координат).

В блоке 14 происходит суммирование сигналов. поступивших на его входы из блоков

12 и 18, в результате чего на выходе блока 14 появляется сигнал, пропорциональный величине отклонения рабочего органа от заданной поверхности бокового откоса. Устранение этого отклонения с помощью ручного или автоматического управления приводом поворота стрелы 15 и приводом подъема стрелы 1б позволяет отрабатывать заданную поверхность бокового откоса с учетом смещения экскаватора в пространстве забоя.

Предмет изобретения

Устройство для определения отклонения рабочего органа роторного экскаватора от поверхности бокового откоса, включающее блоки задания вертикальных опорных плоскостей в неподвижной системе координат, подключенные к блокам определения отклонений контрольных точек относительно опорных плоскостей, датчик определения высоты подъема центра роторного колеса в подвижной системе координат и,блоки определения углов поворота роторной стрелы, рыскания и поперечного наклона корпуса экскаватора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматического контроля величины отклон ения рабочего органа, устройство выполнено с блоком определения радиуса резания, вход которого соединен с выходом датчика определения высоты подъема центра роторного колеса и с блоком определения синуса суммы углов рыскания и поворота стрелы, входы которого соединены с выходами блоков опреде= ленья углов поворота роторной стрелы и рыс= канья корпуса экскаватора, блоком определения действительной ординаты конца радиуса резания, соединенного с блоком определения отклонения рабочего органа от заданной поверхности бокового откоса. входы которого связаны с блоком задания ординаты, определяющей положение границы поворота стрелы в сторону бокового откоса.

374422

Фиг 5

Составитель Б. Спивак

Редактор 3. Твердохлебова Техред Е. Борисова Корректор А. Дзесова

Заказ 1617/1 Изд. № 452 Тираж 602 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2