Устройство для определения расстояния ковша драглайна от вертикальной плоскости стрелы

 

Iiii 657f30

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

Ол исАник

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.05.77 (21) 2488093/29-03. (5l) М. Кл.в

E 02 РЗ/48 с присоединением заявки рр (23) Приоритет—

Гввудврвтвввный квмвтвт

СССР во двлвм кзобрвтвккк и вткрмткк (53) УДК 62!.879..34 (088.8) (43) Опубликовано 15.04.79. Бюллетень № 14 (45) Дата опубликования описания тв.0%.79 (72) Автор изобретения

В. Я. Ткаченко

Московский ордена Трудового Красного знамени инженерностроительный институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ КОВША

ДРАГЛАЙНА ОТ BEÐTHÊAËÚHÜÉ ПЛОСКОСТИ СТРЕЛЫ

Изобретение относится к автоматизации горных мешин, а имечно, к области управления экскаваторами-драглайнамн.

Известно устройство для определения отклонения ковша драглайна от вертикальной плоскости, содержащее датчик длины подьемного каната и установленные на стреле механические датчики углов отклонения механические датчики углов отклонения подъемного каната, соединейные с двумя синусно-косинусными трансформаторами, ко входам которых подключен выход датчика длины подъемного каната, а выходы под,ключены к схеме деления с показывающим прибором на выходе, а также датчик удаления головы стрелы от оси вращения экскаватора, подключенный ко входу блока суммирования, включенного между выходом одного из сннусно-косинусных трансформаторов и входом схемы деления (1».

Недостатком этого известного устройства является его сложность определяемая прежде всего необходимостью установки на стреле механических датчиков углов отклонения подъемного каната и связанных с ним синусно-косинусных трансформаторов, что усложняет конструкцию устройства.

Наиболее. близким к предложенному по технической сущности и по достигаемому результату является устройство для определения расстояния ковша драглайна от вертикальной плоскости стрелы, включающее источник постоянного напряжения, датчики скорости и ускорения поворотной платформы, датчики длин подъемного и тягового канатов н подключенную к их выходам схему вычисления угла отклонения ковша от вертикальной плоскости, выполненную на детв вяти нелинейных функциональных преобразователях и девяти линейных суммирующих, интегрирующих и дифференцирующих усилителях»2».

Недостатком этого устройства является . его сложность, которая отрицательно сказы вается также на точности и надежности измерения. Кроме того, это устройство измеряет угловое отклонение ковша от вертикальной плоскости, а для осуществления позиционного управления с перемещением ков20 ша в заданную точку пространства; особенно при программном управлении, целесообразно знать расстояние ковша от стрелы, что упрощает решение задачи позиционирования т..к. позволяет проще осуществлять сравне657130 ние координаты положения ковша с координатами заданной точки перемещения (точки разгрузки ковша илн точки начала копания), Между тем, одному н тому же значению углового отклонения ковша, определяемого в известном устройстве, соответствует разное расстояние ковша от вертикальной плоскости стрелы, а следовательно и разное положение ковша в пространстве, в зависимости от расстояиия ковша от оси стрелЫ что требует дополнительного пересчета для определения его фактического положения.

Цель изобретения — упрощение устройства для определения расстояния ковша драглайна от вертикальной плоскости стрелы.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками нагрузок механизмов поворота и подъема и двумя блоками перемножения-делении, ко входу деления одного иэ которых подключен датчик нагрузки, механизма подьема, а к двум входам перемножения датчик нагрузки механизма поворота и выход второго блока перемноженияделения, подключенного входами перемножения к датчикам длин подъемного и тягового канатов, а входом делителя к выходу суммирующего усилителя, входы которого со едииены с датчиком длины тягового каната и с источником постоянного напряжения, На фиг. 1 — схема предложенного устройства,, на фиг. 2 — положение ковша относительно вертикальной плоскости стрелы и параметры, необходимые для определения расстояния ковша от вертикальной плоскости.

Устройство содержит датчики длин подьемного l и тягового 2 канатов;.суммирующий усилитель 3, источник постоянного напряжения 4. Устройство дополнительно снабжено да чиками нагрузок механизмов поворота 5 и подъема 6 (могут быть выполнены, например, на основе выделения статических токов двигателей этих механизмов) и двумя блоками перемножения-деления 7 и 8.

Выходы датчиков длин подъемного I (3o) и тягового 2 (f,) канатов подключены ко входам перемножения Я и 10 блока перемножения-деления 8, ко входу 11 деления которого подключен выход суммирующего усилителя 3, входы которого соединены с вы. ходами датчика 2 длины тягового каната и источника постоянного напряжения 4, выход ной сигнал которого пропорционален минимальному значению r радиуса инерции R ковша относительно оси вращения экскаватора.

Входы перемножения 12 и 13 первого блока перемножения-деления 7 подключены к выходам второго блока перемноженияделения 8 и датчика 5 нагрузки механизма поворота, а вход 14 делителя этого блока подключен к выходу датчика 6 нагрузки механизма подьема.

Работает устройство следующим обра ° зом, 4

Напряжение на выходе суммирующего усилителя 3 пропорционально величине (4 + г), на выходе блока перемноженияделения 8 формируется сигнал, пропорциональный величине —" —, а выходной сигнал с Р блока перемножения-деления 7 пропорционален расстоянию Z ковша от вертикальной плоскости стрелы, определяемому здесь из выражения: где М вЂ” момент нагрузки механизма певорота, Рд — - нагрузочная сила механизма подь. ема,1„ а — соответственно длина стрелы и угол ее наклона к горизонту, so

33 трудняет получение требуемой точности. Возможность такого упрощения по сравнению с прототипом определяется как .использованием другой исходной информации (о нагрузках механизмов поворота и подъема вместо информации о скорости и ускорении механизма поворота), так и частичной заменой переменных (использование уже имеющейся .информации о длине тягового каната вмес.

Указанное выражение используемое в

:предложенном устройстве для определения расстояния ковша от вертикальной плоскос . ти стрелы, является приближенным, поскольку в нем используется отношение - - — вмес е .

Цм то отношения-- -, требуемого при строгом подходе к определению этого расстояния.

Однако такая замена, позволяющая исключить необходимость определения радиуса R

2s инерции ковша относительно оси вращения экскаватора и тем самым упростить устройство, вполне допустима, поскольку при горизонтальном направлении тягового каната зо она не приводит к появлению ошибки, а при отклонении тягового каната от гори зонтального направления хотя и появляется ошибка, но при возможных для экскаватора положениях ковша она невелика. Так, прн максимальном радиуее инерции ковша относительная ошибка не превышает 1,3%,. д а по мере уменьшения радиуса инерции хотя и может возрасти до 4 — 5%, что тоже вполне допустимо, однако абсолютная ошибка определения величины Z при этом не только не возрастает, а даже уменьшается вследствие более быстрого (по сравнению с рос4в том относительной. ошибки) уменьшейия абсолютного значения Z (в основном,,за счет существенного уменьшения величины Мд).

Таким образом, данное предложение позволяет упростить устройство для определения расстояния ковша от вертикальной плоскости стрелы, поскольку по сравнению с прототипом в нем существенно уменьшено количество.используемых элементов, прежде все-го нелинейных преобразователей, большое количество которых всегда существенно заФормула изобретения

Риг. 2

Составитель В. Ткаченко

Редактор Т. Аадейчнк Техред О. Луговая Корректор О. Ковинская

Заказ 1757/а2 Тираж 776 Подписное

it ttItHIII4 Государственного кои итета СССР ио делан изобретений н открьпий

I 13035, Москва, Ж-З5, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал П11П «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 то информации ст радиусе инерции ковша относительно оси вращения экскаватора, otlределение которого, как следует из схемы прототипа, существенно усложняет устройство), при которой ошибка заведомо меньше допустимой по условиям решения поставленной задачи.

Устройство для определения расстояния ковша драглайна от вертикальной плоскости стрелы,.содержащее датчики длин подьемного и тягового канатов, суммирующий

-усилитель и источник постоянногО напряже.ния, отличшощееся тем, что, с целью упротцения устройства, оно снабжено датчиками нагрузок механизмов поворота и подъема

6 и двумя блоками перемножения-деления, ко входу деления одного из которых подключен датчик нагрузки механизма подъема, а к двум входам перемножения датчик нагрузки механизма поворота и выход второго, блрка перемножения-деления, подключенного входами перемножения к датчикам длин подьемного и тягового канатов, а входом делителя к выходу суммирующего усилителя, входы которого соединены с датчиком длины тягового каната и с источником постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 308155, кл. Е 02 F 3/48, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 37535!, кл. Е 02 F 3/48, 1971,