Способ определения местонахождения и направления движения угледобывающей машины

 

:- акт;, 23924

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (А) Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 14.07.72 (21) 1813812/22-3 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень, ) 14

Дата опубликования описания 11.09.74 (51.) М. Кл. Е 21с 27, 00

Е 21с 33/00

Государственный комитет

Совета Мииистров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 622.23:622.232. .72(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А, Кошкин и Д. В. Солодов (71) Заявитель Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОНАХОЖДЕНИЯ И

НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕЙ МАШИНЫ

Известен способ определения местонахождения и направления движения угледобывающей машины, основанный на формировании двух последовательностей импульсов, несущих информацию о величине перемещения и направления движения комбайна, которые сдвинуты относительно друг друга во времени, по имеют одинаковый период следования.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что контролируют скорость движе- 10 ния скребков цепи конвейера, скорость движения машины относительно скребков цепи конвейера и по полученным последовательностям сигналов определяют местонахождение и направление движения машины. Это 15 позволяет повысить точность измерения.

На чертеже схематично показана лава, в которой находится угледобывающая машина.

Угледобывающая машина 1 работает со става конвейера 2, на котором установлен не- 2р подвижньш датчик 3. Подвижный датчик 4 укреплен на корпусе машины. Скребки 5 конвейера периодически воздействуют на датчики 3 и 4, связанные каналом передачи 6 с устройством 7 обработки сигналов.

Сущность способа заключается в следующем.

Скребковая цепь является жесткой системой отсчета, поэтому скребки 5 практически не смещаются при остаповах конвейера. Скорость движения скребковой цепи приме1 но постоянна, а скорость движения машины может изменяться при ее работе. Кроме того, скорость движения машины в несколько раз меньше скорости движения скребковой цепи конвейера. Отношение скорости скребковой цепи к максимально возможной скорости машины обычно больше пяти.

При работе угледобывающей машины совместно с конвейером скребки 5 конвейера воздействуют на чувствительные элементы неподвижного датчика 3 и датчика 4, движущегося вместе с машиной. В результате этого датчики формируют две последовательности сигналов.

Исходя из указанных соотношений скоростей движения скрсбковой цепи и машины, периоды следования сигналов определяются следующими выражениями

t,— (1)

f„.= (2) т ч т 1 к где 10 — период следования сигналов, которые формирует неподвижный датчик 3 в момент прохождения относительно него скребков 5;

1„ — период следования сигналов, которые формирует датчик 4, движущийся вместе с

423924 машиной, в момент прохохкдения относительно него скребков 5; а — расстояние между двумя скребками;

V — скорость движения скребковой цепи;

V — скорость движения угледобывающей машины; (V„+ „) — относительная скорость движения скребков относительно машины, причем знак « — » — признак движения машины по направлению движения скребковой цепи, а знак «+» — признак движения машины против направления движения скребковой цепи.

Из выражений (1) и (2) видно, что период

4 — величина постоянная, так как V„= const; период 4 — переменная величина и определяется значением скорости 1 к и направлением движения машины. При движении машины по направлению движения скребковой цепи период 1к всегда больше периода 4, т. е. 4)1О, и знак разности 4 — tp будет положительным.

При движении машины против направления движения скребковой цепи период t„- всегда меньше периода tp, т. е. 4 4, и знак разности t„— tp будет отрицательным. При этом величина периода tp является пороговым значением, с которым сравнивается переменная величина 1к..

Кроме того, из выражений (1) и (2) следует, что при скоростях движения угледобывающей машины, в несколько раз меньших скорости движения скребковой цепи, абсолютное значение Разности llktl = 1,— tp также в несколько раз меньше значения 4. Например, Yö 1 при отношении =-5 И = — t,. Это зна1 к макс 4 чит, что за время прохождения машиной участка пути а, равного расстоянию между д вуамя скребками, относительно датчиков 3 и

4 проходит несколько скребков 5, количество которых будет тем больше, чем меньше скорость движения машины. B результате оба датчика формируют соответственно две последовательности сигналов. Сигналы с датчика 4, движущегося вместе с машиной, имеют временной сдвиг t, относительно сигналов с неподвижного датчика 3, т. е. отстают или опережают их в зависимости от направления движения машины. Величина временного двига 4 пропорциональна величине перемещения машины при ее движении в пределах отрезка пути а..В момент, когда величина t3 достигает значения tp, эти сигналы совпадают.

Указанный момент наступает тогда, когда машина проходит отрезок пути, равный а.

В эти моменты времени расстояние между осями датчиков 3 и 4 становится кратным целому числу отрезков пути, равных а, и относительно каждого датчика одновременно проходит по скребку, т. е. оба датчика формируют сигналы, которые обязательно совпадают. При дальнейшем движении машины сига ас — >

1 к (4) 15 где 1, — период повторения моментов совпадения сигналов, равный времени прохода машиной участка а пути.

Формируя в момент совпадения сигналов счетные импульсы, используют их для отсчета

«ройденного машиной IIQTII c дискретом Q, равным расстоянию между скребками. Однако -акое идеальное совпадение сигналов имеет место только при скоростях машины, кратных скорости движения скребковой цепи, т. е.

V„

25 когда отношение — — целые числа.

1 к

Для обеспечения условий совпадения во всем возмо кном диапазоне скоростей машины сигналы от датчиков формируют в виде импульсов определенной длительности.

Выражения для определения оптимальной длительности от калиброванных импульсов следующие к макс — — — — t о, о ц (5) 35

Va мцн т "от ц (б) где то — оптимальная длительность импуль40 сов, которая обеспечивает обязательное совпадение сигналов во всем возможном диапазоне скоростей машины; т, — оптимальная длительность импульсов, которая обеспечивает наименьшую помеху при совпадении сигналов по фронтам;

V к, — максимально возможная скорость машины;

50 V — минимально возможная скорость машины.

Выполнение условий (5) и (б) обеспечивает стробирование во времени коротких импульсов по формуле (6) расширенными по длительности импульсами по формуле (5) . При этом за счет прямого стробирования, т. е. совпадения указанных импульсов, формируется серия импульсов совпадений, а за счет инверсного стробирования, т. е. несовпадения

60 указанных импульсов, формируется серия импульсов несовпадения. Этими двумя разделенными сериями импульсов формируют счетные импульсы. Период формирования счетных импульсов 1с равен 4, т. е. времени про65 хода машиной отрезка пути, равного а. Счет45 налы or датчиков не будут совпадать до тех пор, пока машина не пройдет новый участок пути, равный а, в конце которого снова наступает условие совпадения.

Период повторения моментоь совпадения указанных сигналов определяется одним из следующих выражений (3)

"к или

423924 ные импульсы используют в описываемом способе для основного отсчета пройденного машиной пути.

Количество импульсов счета, которые формируются при проходе угледобывающей машиной всей длины лавы, определяется одним из следующих выражений у л

tñ (7)

10 или (8) где A — количество импульсов счета, кото- 15 рые формируются при прохождении машиной всей длины лавы;

Т„= — — время прохода машиной всей длиV„ ны лавы; 20 а — период формирования импульсов к счета;

L — длина лавы; а — дискрет основного отсчета, рав- 2 ный расстоянию между двумя скребками.

Из Выражения (8) видно, что количество импульсов счета не зависит от направления и скорости движения машины и равно числу 0 скребко в, KQTopoE укладыВается по длине лавы при неработающем конвейере.

Предлагаемый способ обеспечивает более точное определение местоположения угледобывающей машины в лаве. Это достигается за счет измерения временного сдвига t,, который имеют сигналы с датчика 4, движущегося вместе с машиной, относительно сигналов с неподвижного датчика 3. Указанный сдвиг получается вследствие разности скоростей движения скребковой цепи и машины. Величина временного сдвига t„в пределах периода с следования счетных импульсов изменяется с дискретом (At) в каждом периоде I p от 0 до

/о или or tp до 0 в зависимости от направле- 45 ния движения машины, что эквивалентно перемещению машины в пределах дискрета отсчета а.

Измеряя величину 1, в каждом периоде tp в пределах периода /„ определяют местопо- 50 ложепие машины при ее перемещении в пределах дискрета а, а следовательно по всей длине лавы, с необходимой точностью. Измер5151 и апализпру51 временные соотношения IlcрИОДОВ СЛОДОВИПНЯ СИГНаЛОВ ДаТЧИКОВ При помощи ус1роиства 7 ооработки сигналов, устанавливают направление движения машины и ее местонахождение в лаве.

Йаправ1ение движения х;ашины определяЮт ПУТЕМ ПЕРИОДИЧЕСКОГО Иэл1ЕРЕНИЯ И СРаВнения известными методами значений периодов tp; с пороговым значением периода 1р. Такими методами могут оыть, например, преобразование времснного интервала г„. в линейное напряжение, которое сравнивается с аналоговым порогом, эквивалентное значению периода, или преобразование временного интервала в цифровой двоичный код и сравнение его с цифровым порогом.

J3 результате сравнения устанавливают необходимость выполнения следующих условий: если t„)ip, фОРмиРУlот НР1lзнак дВижениЯ машины по напр"â:ëåíèþ движения скребковой цепи конвейера; если tg;(tp> формируют признак движения машины против направления двиткения скреоковой цепи; если 1„— rp формируют признак останова машины.

Время, необходимое для формирования любого из этих признаков, не превышает значения 21 . г1аправление движения машины можно определять при помощи временного дискриминатора, реагирующего на фазовьш сдвиг импу.1ьсов по формуле (6) относительно импульсов ilo формуле (5). Если первые импульсы отстают от вторы.; импульсов, то временной дискриминатор формирует сигнал положительной полярн, а сслп очережают— сигнал отрицательной полярности.

Предмет изобретения

Способ определения местонахождения и направления движения угледооывающей машины, основанный на форм11роваппи двух последовательпосгсй импульсов, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения гочности измерения, кorrxpo.11lру10т скорость дВижения сlсреокОВ цепи НОИВейсра, cliopocTb дВижсния машины огносите;ь:o скребков vc!111 конвейера и 110 пол1 ченным последОВате,1ьностям сигналов определяют местонахождение и направление движения машины.

423924

Составитель М. Смиттен

Техред T. Курилко

Корректор Т. Хворова

Редактор Н. Корченко

Типо.-рафия, пр. Сапунова, 2

Заказ 2317/9 Изд. № 1483 Тираж 565 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5