Устройство для управления машиной на круговых кривых

 

„„741050

ОП ИСАНИЕ изовеетения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскыи

Соцыалыстыческык

Реслублык (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.05.77 (21) 2488869/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 С 1/06

Государстееииый комитет

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 25.06.80 (53) УДК 528.52 (088.8) до дедам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Ф. Лукьянов, В. П. Ментюков и E. А. Подгорбунский

Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОЙ

НА КРУГОВЫХ КРИВЫХ

Изобретение относится к строительству линейных сооружений, а точнее к управлению строительными машинами и механизмами при движении их по круговым кривым, н. может быть использовано при проходке тоннелей, выемке грунта в траншеях и укладке покрытия дорог.

Известно устройство для управления идущей вдоль трассы машиной, содержащее излучатель с источником излучения, систему отклонения луча, экран со светочувствительными элементами, самопишущий прибор и регулировочное устройство (1) . В излучателе оптическое приспособление поворота луча связано с шаговыми исполнительными органами. Система отклонения луча содержит отклоняющее оптическое приспособление с шаговыми исполнительными органами и приспособление для разделения луча на два световых потока, один из которых характеризует отклонение машины по горизонтальному направлению, а другой — по высоте. Самопишущий прибор содержит последовательно связанные устройство для ввода программы, устройство для приема сигналов, логическое решающее устройство для приема сигналов, логическое решающее уст2 ройство и устройство выработки сигналов управления.

Регулировочное устройство имеет каналы связи с самопишущим прибором и исполнительными органами оптических приспособлений.

Недостатком устройства является сложность конструкции (пять узлов с каналами связи, каждый из узлов содержит несколько блоков), что приводит к высокой стоимости оборудования и снижению надежности его

10 работы, особенно в условиях строительных площадок.

Цель изобретения — повышение надежности работы.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее йзлучатель, отклоняющую систему и экран со светочувствительными элементами, введен счетчик пути, связанный с отклоняющим приспособлением через водило с установленным на нем с возможностью перемещения зубчатым сектором, входящим в

zo зацепление с выходным валом счетчика пути, при этом величина перемещения зубчатого сектора вдоль водила определяется в соответствии с радиусом круговой кривой, устанавливаемым по шкале на водиле, при741050 чем передаточное отношение от счетчика пути к зубчатому сектору составляетп;- -, а передаточное отношение от зубчатого сектора к отклоняющему приспособлению 111= —.

Щ

На фиг. 1 изображена схема движения машины по окружности; на фиг. 2 — устройство для управления машиной на круговых кривых.

При управлении машиной на круговой кривой заданного радиуса R излучатель 1 устанавливают в произвольной, например конечной точке окружности К, и сканируют луч в плоскости 2, параллельной проектной плоскости окружности. Затем в начальной точке Н движения машины 3 на отклоняющей системе 4 устанавливают проектный радиус окружности К и начальный угол поворота ц,, при этом часть световой плоскости 2 в виде луча 5 с помощью поворота оптического приспособления направляют на экран 6-см луч 5 . В процессе движения машины, например в текущей точке J, часть световой плоскости 2 в виде луча 7 автоматически отклоняют с помощью отклоняющей системы 4 на угол „- в зависимости от пройденного машиной по окружности пути S„, при этом преломленный луч 8 располагается по касательной JM к окружности. Отклонение светового пятна луча 8 от центра экрана 6, характеризующее отклонения машины от курса и по высоте, с помощью светочувствительных элементов экрана 6 преобразуется в электрические сигналы. Используя эти сигналы периодически корректируют движение машины 3 по курсу и по высоте.

Излучатель содержит источник излучения 9 (например, лазер) и сканирующее приспособление 10, связанное с лимбом 11 для ориентирования плоскости сканирования. Отклоняющая система 4 имеет отклоняюшее оптическое приспособление 12 (например, узкое зеркало), связанное со счетчиком 13 пройденного пути через водило 14 и зубчатый сектор 15. Счетчик 13 пути имеет постоянное передаточное отношение и — — P, а зубчатый сектор может перемещаться вдоль водила 14, жестко скрепленного с приспособлением 12. Перемещения зубчатого сектора

15 регистрируются указателем 16 по шкале

17 радиусов окружности. Зубчатый сектор

15 находится в зацеплении с выходным валом 18 счетчика 13. Экран 6 снабжен светочувствительными элементами для преобразования энергии света в электрические сигналы. По стойкам 19, соединенным с рабочим органом машины, экран передвигается по высоте.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы излучатель 1 устанавливают над точкой К, а отклоняющую систему 4 и экран 6 устанавливают на машине 3, находящейся в точке Н. В излучате4$

$6

S

16

26

И

36 зю

46 ле 1 луч 20 после выхода из сканирующего приспособления 10 развертывается в плоскость 2. Часть светового потока в виде луча 5 попадает на оптическое приспособление 12. Для установки начальных параметров движения передвижением зубчатого сектора 15 вдоль водила 14 устанавливают по шкале 17 значение данного радиуса окруж ности R, что приводит к установке передаточного отношения п д — — -1,— (при отклоняю1 щем приспособлении в виде зеркала и q -1г).

Вращением приспособления 12 вокруг оси

АА направляют луч 5 на ось Х экрана 6, чем достигается автоматическая установка начального угла у р= . Перемещением

О а, экрана 6 по стойкам 19 добиваются совме1 щения луча 5 с осью У, что приводит к автоматической установке заданного расстояния между плоскостью сканирования и проектной плоскостью окружности. При прохождении машиной 3 отрезка пути $1, поворот выходного вала 18 передается приспособлению 12. Вследствии этого луч 7 отклоняется на угол п1хп1хЯ„= — — S;, (где) — радиан

P яя 1г в угловой мере), что совместно с начальной установкой угла о — — —.- составит общее о—

Р отклонение 11= — — — — S<, т.е. на угол

P. Ц между лучом KJ и касательной JM. Отклонения продольной оси машины от трассы приводит к смещению луча 7 с оси Х экрана 6, а отклонение рабочего органа по высоте — к смещению луча 8 с оси У. Смещения луча преобразуются в электрические сигналы, которые служат для показа их на табло в кабинете машиниста или для автоматического управления машиной. Поворотом машины 3 осуществляют совмещение светового пятна луча 8 с осью Х, чем добиваются направления машины по заданной окружности. Передвижением рабочего органа машины 3 по высоте добиваются совмещения светового пятна луча 8 с осью У, чем достигается проектная глубина выемки грунта или высота укладки покрытия дороги.

При вертикальном расположении проектной плоскости окружности плоскость сканирования 2 устанавливают вертикально, приспособление 12 поворачивают вокруг луча

5 на 90, на экране 6 переключают выходы сигналов с осей Х и У. При произвольном расположении окружности к горизонту плоскость сканирования 2 располагают параллельно проектной плоскости.

Устройство предусматривает возможность установки излучателя в любой точке пройденного пути. Например, при работе в тоннелях излучатель устанавливают в пройденной точке трассы, при этом отклоняющую систему 4 устанавливают между излучателем 1 н экраном 6, а счетчик 13 переключают на обратный ход.

На прямолинейных участках трассы отклоняющая система может быть отключена.

741050

Формула изобретения

Устройство для управления машиной на круговых кривых, содержащее излучатель, отклоняющее приспособление и экран со светочувствительными элементами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введен счетчик пути, связанный с отклоняющим приспособлением через водило с установленным на нем с возможностью перемещения зубчатым сектором, входящим в зацепление с выходным валом счетчика пути, при этом величина перемещения зубчатого сектора вдоль водила определяется в соответствии с радиусом круговой кривой, устанавливаемым по шкале на водиле, причем передаточное отношение от счетчика пути к зубчатому сектору составляет n — — ., а передаточное отношение от

Р

I зубчатого сектопа к отклоняющему приспособлению п = — -, где $ — пройденный машиной путь; R — заданный радиус круговой кривой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 1658721, кл. 19 ГЗ/00, опублик. 1962.

741050

Составитель Колюбакина

Редактор Е. Яковчик Техред К. Шуфрич Корректор Н. Григорук

Заказ 3187/40 Тираж 801 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4