Способ автоматического вождения горного комбайна по гипсометрии пласта и устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

< >661414

C и Gu зтских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.09.75 (21) 2170293/03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.04.78. Бюллетень ¹ 13 (45) Дата опубликования описания 20.03.78 (51) М. Kë.- Е 21 С 35/24

Тосударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) У .11г 522 232 72 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Н. Биенко, В. П. Власов, В. В. Баранов, В. А. Пилипович и А, М. Пивоваров

Институт электроники АН Белорусско" ССР и комбинат «Белорускалий» (71) Заявители (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВОЖДЕНИЯ

ГОРНОГО КОМБАЙНА ПО ГИПСОМЕТРИИ ПЛАСТА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1 2

Изобретение относится к области,автоматизации горных машин, в частности, к автоматизации их наа|равленного движения в соответствии с гипсомеврией пласта.

Известны способы и устройства автооматического вождения горного комбайна по гипсометрии пласта, основанные на контроле:различия в усилиях резания (1) или плотностях (2) угля и вмещающих пород при помощи датчиков усилия резания, выполненных в )виде режущих зубков, и радиоизотопных датчиков. Эти способы и устройства не обеспечивают точного и надежного контроля, так как на практике отсутствуют существенные различия в механических свойствах угля и 15 вмещающих пород, они не нашли применения и при разработке других пластовых полезных ископаемых, например при разработке месторождений калийных солей.

Известен также способ автоматического вождения горного комбайна (3) ло гипсометрии пласта, основанный на фотометрическом методе, заключающемся в освещении участка пласта источником света, преобразовании от- 25 раженных световых сигналов в электрические, их усилении и выдаче команд управления на исполнительный орган комбайна.

Известно также устройство, реализующее указанный способ и содержащее источник света, объектив, фотоэлемент, усилитель и схему выработки команд управления.

Однако эти способ и устройство пс обеспечивают точного и надежного ведения комбайна по гипсометрии пласта из-за отсутствия существенных различий коэффициентов отражения и поглощения света полезного ископаемого и пород.

Целью изобретения является повышение точности и надежности вождения комбайна.

Для этого осуществляют автономное слежение за положением границ раздела пласта, например прослойков породы, распозна вая их

IIo цвету и контрастности, путем сканирования изображения участка пласта с известной цветовой последовательностью чередующихся прослойков породы, формирования ступенчатых .видеоимпульсов на монотонно изменяющемся участке спектральной характеристики фотоэлектрического преобразователя, оперативного запоминания, сравнения, интегрирования электрических сигналов со смежных

;п рослойков и последующего их сравнения с заданны м допуском на точность ведения коMбайна.

Устройство снабжено узлом сканирования, синхронизатором, серво меха низ мом, задатчиком допустимой точности ведения комбайна, схемой сравнения, схемой оперативного запоминания и сравнения видеонмлульсов, выход

601414 которой соединен с сервомеханизмом, кинематнчески связанным с объективом и электрически соединенным со схемой срав! ения, к кс-орой так>ко подк;почен задатчик допустимо!! точности ведения комбайна, а выход схемь. сравнения соединен со схемой выработки команд управления, причем синхронизатор подключен к узлу сканиро".ÿ!!ëÿ и K схеме оперативного запоминания и сразнения ви.(сс! м пульсов. т !

-1а чертеже приведена блок-схема гьрсдлагае.:.-.-;o устройства.

1.!-то,»èê сзета через объектив 2 освещает учас!o! пласта 8 с контролируемым прослойком породы, отличающемся по цвету от основного пласта. Отраженный световой поток через узел сканирования 4 поступает на фотоэлемент 5, который соединен с усилителем 6. Усилитель 6 !подключен к схеме 7 оперативного запоминания и сравнения видеоимпульсов, которая подключена !к сервомеханизму 8, кинематически связанному с объективом 2 и электрически — со схемой сравнения 9, к которой подключен задатчик 10 допустимои точности ведения комбайна. Выход схемы сравнения 9 соединен со схемой

11 выработки команд управления на изменение положения исполнительного органа комбайна (на чертеже не показан). Синхронизатор 12 подключен к узлу OKBHHpoBBH 4 и схеме 7 оперативного запоминания и сравне-!!ия видеоимпульсоB.

Устройство работает следующим образом.

В момент нахождения комбайна точно в заданном положении световой поток, поступающий через объектив 2 на узел сканирования 4, разделяется пополам. При это.л изооражепие контролируемой полосы также разделяется пополам. Вследствие этого на монотонно изменяющемся участке спектральной характеристики фотоэлемента 5 формируются равные электрические сигналы (видеоимпульсы), которые через усилитель 6 поступают на схему 7 оперативного запоминания и сравнения, на,выходе которой сигнал рассогласования будет равен нулю. Сервомеханизм в этом случае остается в исходном положении. Синхронизатор 12 ооеспечивает одновременную параллельность работы узла сканирования 4 и схемы 7 оперативного запоминания и сравнения.

При отклонении комбайна от контролируемой,прослойки пласта 8 происходит смещение изображения контролируемой полосы в одну из половин плоскости изображения объектива 2 и на фотоэлементе формируются сигналы разной величины. При этом в один период времени на фотоэлемент 5 падает отраженный световой поток одной длины волны, а,в другой .период времени —,другой длины волны. Таким образом, работая на монотонно изменяющемся участке спектральной хара!кrерист

l0

l5

65 тока фотоэлемента 5, что позволяет отличать контролируемый прослоек по цвету и по контрастности. Схемой 7 оперативного запоминания и сравнения вырабатывается сигнал рассогласования, амплитуда, которого зависит or величины смещения контролируемого прослойка пласта 3 в вертикальной плоскости относительно комбайна, а полярность определяет направление смещения. Этот сигнал поступает на сервомеханизм 8, который перемещает объектив 2 до тех пор, .пока рассогласование не станет равным нулю, обеспечивая таким образом непрерывное автономное слежение за контролируемым прослойком пласта 3 независимо от положения комбайна, сглаживая все незначительные изменения залегания пласта, которые не .в состоянии отработать комбайн. При смещении комбайна относительно контролируемого прослойка на величину, большую допустимой, определяемую задатчиком 10 точiIîсти ведеHèÿ комбайна, схема 11 выраоотки: смацд управлешгя! года-,т сигналы на исполнительные органы комбайна, обеспечивая тем самым автомати-!еское движение комбайна по гипсометрии пласта.

Формула изобрете !ия

1. Способ автоматического вождения горного комбайна по гипсометрии пласта, основанный на фотометрическом методе, заключающемся в освещении участка пласта источником света, преобразовании отраженных световых сигналов в электрические, их усилении и выдаче команд управления на исполнительный орган комбайна, отл ич а ю щи йся тем, что, с целью, повышения точности и надежност!и вождения комбайна, осуществляют автономное слежение за положением границ раздела пласта, например прослойков породы, распознавая их по цвету и контрастности путем сканирования изображения участка пласта с известной цветовой последовательностью чередующихся прослойков породы, формирования ступенчатых видеоимпульсов на монотонно изменяющемся участке спектральной характеристики фотоэлектрического преобразователя, оперативного запоминания, сравнения, интегрирования электрических сигналов,со смежных прослойков и последующего их сравнения с заданным допуском на точность ведения комбайна.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее источник света, объектив, фотоэлемент, усилитель и схему выработки команд управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено узлом сканирования, синхронизатором, сервомеханизмом, задатчиком допустимой точности ведения комбайна, схемой сравнения, схемой оперативного запоминания и сравнения видеоимпульсов, выход которой соединен с сервомеханизмо;!, кинематпчески связанным с объективом и электрически соединенным со схемой сравнения, к которой также подключен задатчик допустимой г1 )—

Составитель М. Смиттен

Техред В. Рыбакова

Корректор В. Гутман

Редактор Ю. Чемоканов.Заказ 84/191 Изд. № 103 Тираж 734

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по дслам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» точности ведения комбайна, а выход схемы сравнения соединен со схемой выработки команд управления, причем синхронизатор подкл1очсн к узлу сканирования и к схеме оперативного запоминания и сравнения видеоимпульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Автоматизация производственных прспессоа в угольной промышленности. Добычпь е механизмы. М., Углетехпздат, ЦИТИ, 1956, с. 12.

2. Авторское свидетельство № 156901, кл. E 21 В 47 02, 21.11.62.

3. Бурчаков A. С., Воробьев E. М. «Технология, комплексная механизация и автоматизация подземной разработки пластовых месторо>кделнй», М., МГИ, 1964.