Устройство для автоматического вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе

 

ОПИС

«>683662

АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.06.74 (21) 2032500/15 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.09.79. Бюллетень ¹ 33 (45) Дата опубликования описания 05.09.79 (51) М.Кл. 2 А 01 В 69/04

Государственный комитет ссср

i 53) УДК 631.31 (088.8) ио делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения (71) Заявитель

В. Г. Мережкин

Институт механики машин АН Грузинской ССР (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВО)КДЕНИЯ

МОЬИЛЪНОГО АГРЕГАТА

ПО СВЕТОКОНТРАСТНОЙ ПРОГPAMME

Изобретение относится к устройствам для автоматического вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе, используемого на полевых работах и как транспорт в сельском хозяйстве.

Известны устройства для автоматического вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе, содержащие фотооптический датчик с маркером, электронный блок управления, связанный с внешним источником электропитания и включающий в себя усилитель-формирователь, подключенный к фотооптическому датчику, исполнительный механизм.

Недостатком этих устройств является 15 наличие в электронном блоке управления контактных групп сравнительно мощных реле, имеющих малую надежность. Кроме того, реле ограничивают быстродействие устройства, что снижает скорость автовож- 20 дения.

Цель изобретения — увеличение скорости автовождения и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что электронный блок управления снабжен двухплечевой транзисторнологической схемой совпадения, каждое из плеч которой последовательно соединено с интегрирующей цепочкой, пороговым элементом и электронным ключом, введенными в блок. Маркерный выход фотооптического датчика соединен с плечами транзисторно-логической схемы совпадения, общий каскад которой связан с усилителемформирователем, а выходы электронных ключей подключены к исполнительному механизму.

На фиг. 1 показана структурная схема предложенного устройства; на фиг. 2— принципиальная схема устройства.

Устройство содержит фотооптическь . датчик 1, связанный с электронным блоком правления 2, выходы которого подключены к исполнительному механизму, 3.

Бнеш нй источник электропитания 4 соединен с датчиком, блоком управления, исполнительным механизмом. Датчик 1 сосоставлен из сканирующего узла 5, осветителя 6, генератора 7 маркерных импульсов, преобразователя 8 фотоимпульсов в сигнальные электрические импуль;ы.

Электронный блок управления включа т в себя усилитель-формирователь 9, двухплечевую схему совпадения 10, состоящую из первого 11 и второго 12 плеч и общего каскада И, первую 14 и вторую 15 интегрирующие цепи, первый 16 н гторой 17 пороговые элементы, первый 18 и второй 19 электронные ключи.

683662

Выход преобразователя 8 фотоимпульсов датчика 1 подключен ко входу усилителя-формирователя 9, выход которого подключен ко "-холу общего каскада 18 двухплечсзой транзисторно-логической схемы совпа. ения 10. Выходы первого и второго маркеров генератора 7 маркерных импульсов фотооптического датчика 1 подключены к входам соответственно первого

11 и второго 12 плеч двухплечевой транзисторно-логической схемы совпадения 10.

Вь".molt первого п.теча ll через первую иитегриру1ощую цепь 14 подключен ко входу первого порогового элемента 16, выход которого подключен ко входу первого электронного ключа 18. Выход второго плеча

12 транзисторно-логической схемы совпадения 10 через вторую интегрирующуlo цепь 15 подключен к входу второго пороroI:ot-o элемента 17, выход которого подключен ко входу второго электронного ключа (9. Выходы электронных ключей 18, 19 соединены с соответствующими входами исполнительного механизма 8.

На принципиальной схеме (фиг. 2) выход усил.1теля-формирователя 9 через разделительно-согласу1ощу1О Iterro fir/ Ri, С1, С, соелине.i со входом общего каскада 18 двухпле .свой транзисторно-логической схемы совп",äenèa 10, выполненного на транзисторе Т . Выход первого маркера фотооптичсского датчика 1 через разделительно-согласу ощу1о цепочку R, С, С1 соединен со вхо toM первого плеча 11 транзисторно-логической схемb! совiiÿ;tåния 10, выполненного на транзисторе Т,. Выход второго маркера фотооптического датчика

1 через разлелигельно-согласующую цепочку R., С;„Сб соединен со гходом второго плеча 12 схемы совпадения, выполненного иа транзисторе Т,„, Двухплечевая транзисторно-логическая схема совпадения 10 (транзисторы Ti, . q, Тз) пре,t,ставляет собой транзисторно-логическую схему, выполненную на последовательно . соединенных транзисторных ключах — по схеме с общим эмиттером, производящую в основном логическую операцию «И» iio двум раздельным цепям и необхолиму1о для выделения информации (информирующих импульсов) из распределения маркерных и управля1ощего импульсов за время каждого ци ча сканирования, причем необходимый режим работы транзисторов

Т,, Т,, Т, (по постоянному току) определяется делителем напряжения питания, выполненным на резисторах R4, R;„R6, и резисторами R — R! . Конденсаторы С7, С улучшают динамические характеристики делителя напряжения питания.

Выход первого плеча ll логической схемы совпадения (коллектор транзистора Т2) подключен с помощью разделительной емкости Сэ к ннтсгриру1ощей цепи 14 на элементах Ri4, Ri;, Di, Rte, С1о необходимой для преобразования серии импульсов (информирующих) в изменение напряжения (управляющего) на входе порогового элемента. Интегрирующий конденсатор С1, включен на вход первого порогового элемента 16, выполненного на двух транзисторах Т4, Т-. с непосредствеинo "» связью на постоянном токе между ними, который необходим для преобразования небольших изменений входного управл;иощего напряжения в большие изменения выходного напряжения (приблизительно от нуля до величины напряжения !

5 питания). Режим транзисторов Т4, T„. определен диодом Dq и резисторами R17 — Rgi.

Выход первого порогового элемента 16 (коллектор транзистора Т;,) подключен черсз разделительный диод D, ко входу

20 первого электронного ключа 18, выполненного на двух транзисторах Тд, Т7, которь,й усиливает входные сигналы по мощности. Резисторы R>, Ргз, Я 4 определяют необходимый режим работы. Стабилитрон

D4 защищает коллекториый переход транзистора Т от перенапряжений при выключении ключа.

Выход первого электронного ключа 18 (коллектор транзистора Т ) подключен к испо I!Iительиому механизму 8.

Аналогично описанному, выхол второго плс1а 18 логической схемы (коллектор тп" из.1стора T,) полкл1очен к иитегриру35 IOnt;и цен ii 15(Й26.Л27 1- 4 Р28.С 1),кото рая, в свою очередь, подключена ко вхолу второго порогового элемента 17 на транзисторах Т8, Т, Выход порогового элемента 17 полключен к входу второго электронного ключа 19 на транзисторах Т1о, Т11, выход которого подключен к соответствующему входу исполнительного механизма 1. Лампочки Л1 и Л, иеобхолимы лля получения визуальной индикации о прохождении команд на исполнительный механизм 8.

Устройство для автоматического вожzettna мобильного агрегата по светоконтрастной программе работает следующим

Образом.

Фотооптический датчик 1 производит скип1рование поверхности впереди мобильной машины, при этом на электронный блок управления 2 за каждый цикл сканирования поступают сначала первый маркерный (опорный) импульс (длительност. ю около половины цикла), а затем через некоторую паузу — второй маркерный

-",о (опориь1й) импульс (длительностью также около половины ци <ла) по другой цепи.

1хро»е того, на сигнальный вход (т. е. на усилитель-формироватечь 9) непрерывно поступает сигнал с преобразователя 8 фотоим пульсов.

683662

5 о

l5

25 зо

Усилитель-формирователь 9 блока управления обрабатывает входной сигнал и преобразует его в стандартный по амплитуде и длительности импульс (управляющий), причем длительность управляющего импульса устанавливается несколько меньшей, чем длительность паузь между первым и вторым опорными импульсами (разность этих длительностей определяет в основном величину зоны нечувствительности) .

С выхода усилителя-формирователя 9 управляющие импульсы (один — за каждый цикл сканирования) поступают на вход общего каскада 18 двухплечевой транзисторно-логической схемы совпадения 10. Если мобильная машина движется в заданном программой направлении, то управляющий импульс возникает в паузе между первым и вторым опорными импульсами (что определяется соответствующей регулировкой генератора маркерных импульсов фотооптического датчика 1), при этом на исполнительный механизм 8 команды не поступают. Если произошло отклонение от заданного направления, то управляющий импульс совпадает (по времени существования) либо с первым, либо со вторым маркерным импульсоAI, при этом на выходе соответствующего плеча двухплечевой транзисторно-логической схемы совпадения 10 образуется импульс (информирующий), длительность которого пропорциональна времени совпадения. За каждый цикл образуется один импульс, а за время, пока существует отклонение мобильной машины, — серия импульсов (на выходе одного или другого плеча схемы совпадения, т. е. на коллекторах транзисторов Т, или Т,). Серии информирующих импульсов, поступая в соответствующую интегрирующую цепь, изменяют начальное напряжение интегрирующей емкости (С, или C„) так, что подключенный к ней пороговый элемент (Т4, Т; или

Т, Tg) из нормального состояния переходит в рабочее состояние, при котором через разделительный диод (Д или Д7) на вход электронного ключа (Т6, Т7 или Тнь

Т,|) поступает управляющий ток, и ключ переключается из закрытого состояния в открытое. При открывании электронного ключа (первого 18 или второго 19) напряжение источника электропитания через этот ключ поступает на соответствующий вход исполнительного механизма 8, который производит разворот мобильной машины в необходимом направлении до выправления курса; при этом управляющие импульсы оказываются в пределах зоны нечувствительности (во времени), на выходе работающего плеча транзисторно-логической схемы совпадения 10 серия импульсов немедленно прекращается, интегрирующая емкость заряжается (в течение

2 — 5 мс) до начального напряжения, при котором пороговый элемент возвращается в нормальное состояние, а электронный ключ запирается.

Устройство может работать и с другими датчиками сканирующего типа, например, ультразвуковыми, радиотепловыми, инфракрасными и др., которые регистрируют соответствующую контрастную программу, естественную или искусственную.

Для этого достаточно обеспечить необходимые параметры маркерного узла и применить усилитель-формирователь, соответствующий чувствительному элементу используемого датчика.

Формула изобретения

Устройство для автоматического вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе, содержащее фотооптический датчик с маркером, электронный блок управления, связанный с внешним источником электропитания и включающий усилитель-формирователь, связанный с фотооптическим датчиком, исполнительньш механизм и источник электропитания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения скорости автовождения и повышения надежности, электронный блок управления снабжен двухплечевой транзисторнологической схемой совпадения, каждое из плеч которой последовательно соединено с интегрирующей цепочкой, пороговым элементом и электронным ключом, введенными в блок, причем маркерный выход фотооптического датчика соединен с плечами транзисторно-логической схемы совпадения, общий каскад которой связан с усилителем-формирователем, а выходы электронных ключей подключены к исполнительному механизму.

683662

Р л . 2

Составитель Ю. Маравии

Редактор Т. Орловская Текред В. Рыбакова Корректор И. Симкина

Заказ 890/1115 11зд. Хо 7 Тираж 780 Подиисное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент>

11

I.L„I l,11,I - Ц .в !

1 !