Устройство для автоматического управления машиной

 

О П И С А Н И Е п 447475

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 13.04.73 (21) 1907417/29-14 с присоединением заявки № (51) М. Кл, Е Olg 3 00

G Оlс 7/00

Государственный кпмитет (32 Приоритет

Совета Министров СССР по делам изобретений

Опубликовано 25.10.74. Бюллетень № 39 (Дата опубликования описания 18,07.75 (53) УДК 624,191.6:

: 628.421:

: 528.52(088.8) н открытий (7?) Авторы изобретения К. П. Кацов, А. С. Гридин, В. П. Самойлов и Ю. И. Левитин (71) Заявитель Научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМ

МАШИ

Изобретение относится к строительству, преимущественно к тоннелестроению и касается устройств для автоматического управления машиной, в частности, проходческим щитом.

Устройства для автоматического управления машиной предназначены для дистанционного автоматического контроля за положением машины, в частности, проходческого щита, на трассе.

Известны устройства для автоматического управления машиной, включающие источник светового модулированного луча с равносигнальной зоной (PC3), приемную оптическую систему и фотоэлемент с усилителем фототоков.

В известном устройстве для автоматического управления машиной при смещении приемной оптической системы с РС3 усилитель фототоков выдает сигнал, величина которого при одинаковом отклонении машины на разной дистанции различна. Когда приемная оптическая система находится на РС3, сигнал равен нулю. При смещении входного зрачка приемной оптической системы от РС3 усилитель фототоков выдает сигнал соответствующего знака, например, плюс (положительное напряжение) при смещении вверх от РС3 и минус (отрицательное напряжение) при смещении вниз от РС3. Таким образом, известное устройство для автоматического управления машиной позволяет управлять этой машиной только по знаку отклонения от заданной оси.

В связи с этим известное устройство для автоматического управления машиной не может быть использовано в автоматической системе с пропорциональным управлением, у которой сигнал, поступающий на фотоэлемент, зависит только от величины отклонения и не зависит от дальности тракта светового луча, 10 поскольку в известном устройстве не предусмотрено учета изменения структуры светового луча. Это снижает эффективность и точность ведения машины по заданной трассе.

15 Цель изобретения — создание такого устройства для автоматического управления машиной, например проходческим щитом, которое обеспечит увеличение точности управления машиной за счет получения на фотоэле20 менте светового сигнала, не зависящего от дальности тракта светового луча. Это позволит использовать такое устройство в автоматических системах с пропорциональным управлением.

25 Это достигается тем, что между приемной оптической системой и фотоэлементом на продолжении оси РС3 размещены дополнительные оптические элементы, например оптические клинья, установленные с возмож30 постыл вращения.

447475

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, на фиг. 2 — форма сигнала, снимаемого с фотоприемника при расположении его на РС3, на фиг. 3 — то же, при смещении фотоприемника от РСЗ, например вверх, на фиг. 4 — то же, при смещении фотоприемника от РСЗ вверх.

На фиг. 2 — 4 приняты следующие обозначения: U — напряжение, t — время, rp — угол поворота клина, Лх — смещение. Кроме того, устройство для автоматического управления машиной, например проходческим щитом, включает источник 1 светового модулированного луча с равносигнальной зоной, приемную оптическую систему, состоящую из объектива 2 и линзы 3, и фотоэлемент 4 с усилителем 5 фототоков. Между линзой 3 приемной оптической системы и фотоэлементом 4 на продолжении оси РС3 размещены дополнительные оптические элементы, например, оптический клин 6, который приводит во вращение двигатель 7. Оптический клин 6 принимается таким, чтобы при его вращении изображение входного зрачка объектива 2 описывало круговое движение относительно центра плоскости приема светового сигнала фотоэлемента 4, т. е., чтобы на эту плоскость попадали световые лучи поочередно от разных частей входного зрачка объектива 2.

Возможна установка нескольких оптических клиньев или сферического зеркала.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Источником 1 светового модулированного луча с РС3 задается направление движения машины. За счет вращения оптического клина 6 двигателем 5 изображение входного зрачка объектива 2 проектируется на плоскость приема светового сигнала фотоэлемента 4, описывая относительно центра этой плоскости круговое движение.

Когда приемная оптическая система с объ ективом 2 и линзо" 3 и фотоэлемент 4 находятся на оси РС3, т. е., когда их смещение от оси РС3 Лх равно нулю, усилитель 5 будет выдавать попеременно то положительное, то отрицательное напряжение в зависимости от положения оптического клина 6. При этом длительность положительного импульса Т будет равна длительности отрицательного импульса Т2 (см. фиг, 2).

При смещении приемной оптической системы с объективом 2 и линзой 3 и фотоэлемента 4 с оси РС3, например вверх (Ах 0, например Лх)0), длительность положительного 9мпульса Т1 увеличивается, а отрицательного импульса T2 — уменьшается. Причем ве5 т,— т, личина также больше нуля и явт, + т, ляется функцией только смещения Лх и не зависит от дальности управления и пропускания тракта светового луча (см. фиг. 3).

При смещении приемной оптической системы с объективом 2 и линзой 3 и фотоэлемента 4 с оси РСЗ в противоположную сторону, например вниз (Ах 0, например Лх(0), длительность положительного импульса Ti уменьшается, а отрицательного импульса T2— увеличивается и величина т,— т, т,+т, 20 оказывается отрицательной (см. фиг. 4), т, — т, Таким образом, величина меняет т,+т знак в соответствии с изменением знака смещения Лх и не зависит от дистанции управления. Это дает возможность использовать устройство для автоматического управления машиной в автоматических системах с пропорциîHàëüным управлением.

30 При управлении по двум координатам усилитель фототоков 5 имеет две выходные цепи и картина сигналов при смещении входного зрачка объектива 2 на величину Лу в другой плоскости будет аналогична рассмотренной.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического управле.

40 ния машиной, например, проходческим щитом, включающее источник светового модулированного луча с равносигнальной зоной, приемную оптическую систему и фотоэлемент с усилителем фототоков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 45 с целью увеличения точности управления машиной за счет получения на фотоэлементе светового сигнала, не зависящего от дальности тракта светового луча, между приемной оптической системой и фотоэлементом на

50 продолжении оси равносигнальной зоны размещены дополнительные оптические элементы, например оптические клинья, установленные с возможностью вращения.

Фиг

Составитель Я. Носов

Редактор А. Морозова Техред В. Рыбакова Корректор Л. Котова

Заказ 1515/9 Изд. № 465 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2