Устройство для автоматического ориентирования плоского основания машин

 

О Л И С А Н И Е (1 861583

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социапистичесиик

Республик

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (22)Заявлено 01 02.80 (21) 2878624/22-03 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

{И)М. Кл.

Е 21 С 11/02 с присоерииеиием заявки Ю3Ьеуаврствееьй кеивтвт

СССР ае леем еабуетений и открытий (23) Приоритет (53) АК 622.235 .05 (088.8) Опубликовано 07.09. 81. Бюллетень МЗЗ

Дата опубликования описания 10.09.81 (72) Автор. изобретения (71) Заявитель Специ с (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ

ПЛОСКОГО ОСНОВАНИЯ МАШИН

Изобретение относится к области строительства и горного дела, в частности, к устройствам для автоматического ориентирования плоского основания машин в заданном положении в пространстве относительно. базиса высоты, например, с подъемом или уклоном в продольном направлении .. или с превышением одной стороны плоского основания относительно противо16 положной в поперечном направлении.

Устройство может. быть применено для ориентирования, например плоского основания буровых установок, опалубок для бетонирования обделок и лотков тоннелей, устройств для подготовки бетонных оснований автодорог и т.п.

Известно устройство для автоматического ориентирования в горизонтальном положении плоского основания буровых установок, включающее опорные гндроцнлиндры, маслостанцию, золот(ники, датчики уровня продольного и поперечного направлений, систему ав. томатического регулирования и плоское основание установки И .

Недостатками известного устройства является то, что оио не обеспечивает автоматическое ориентированное плоского основания буровой установки относительно заданного базиса высоты, а также не позволяет ориентировать основание с подъемом или уклоном в продольном направлении, необходимом для стока воды по горным выработкам, тоннелям и не позволяет одновременно превыиать одну из сторон плоского основания относительно противоположной в поперечном направлении, необходимой дпя превышения наружной стороны лотка относительно установленной по заданному базису внутренней стороны лотка иа криволинейных уМастках

1ранспортяюх горных выработок и тон"

"нелей,. а также бетонных оснований

asтодорог.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату

3 86 к .настоящему устройству является уст ройство для ориентирования плоского основания машин, например, буровой установки, включающее четыре опорных гидроцилиндра на колесно-рельсовом ходу, точки соединения которых с плоским основанием расположены по углам образуемого ими прямоугольника, базис высоты, представленный лазерным лучом и связанный с плоским основанием посредством следящего механизма, и систему автоматического управления выдвижением опорных гидроцилиндров, содержащую датчик высоты, выполненный в виде визирного устройства и электрически соединенный со следящим механизмом, и датчики уровней продольного и поперечного направлений, жестко закрепленные на плоском основании.

Дпя ориентирования этого устройства в горизонтальном положении задают базис высоты с помощью лазерного луча. Лазерный луч проходит через датчик высоты- визирное устройство, отслеживает заданный параметр и, воздействуя через датчик на систему автома. гического управления ориентирует плоское основание горизонтально в продольном направлении до совмещения лазерного луча с центрами вызирного устройства.. Одновременно включается система автоматического управления ориентированием плоского основания в горизонтальном положении в поперечном направлении. В результате чего плоское основание устанавливается только в горизонтальном положении относительно заданного базиса высо-. ты f23.

Недостатками этого устройства является следующее: при сооружении тоннелей, автодорог и т.п. иа закруглениях трассы необходимо не только соблюдать заданный уклон в продольном направлении, но и одновременно выдерживать превышение наружной стороны основания строительного объекта в поперечном направлении, величина превышения которой в продольнои направлении Не постоянна и все время меняется в зависимости от радиусов закруглений.

В связи с этим данное устройство нельзя испольэовать для автоматического ориентирования плоского основания в упомянутом сложном положении, т.е. с заданным одновременныи превышением в.продольном и поперечном нап55

На фиг. 3 изображено устройство, общий вид на фиг.2 — гидро-электрическая схема устройства на фиг.3 датчик уровня продольного и попереч ного направлений на фнг.4 — датчик

l 583 4 равлеииях, поскольку в этом случае будет либо происходить рассогласование датчика уровня поперечного направдения и переориентирование базиса

5 высоты по вертикали, так как при превышении одной as поперечных сторон плоского основания изменится расстояние до базиса высоты - лазерного луча, или же применять вторую лазерную установку для задавания величины превышения; для изменения направления ориентирования плоского основания относительно продольной оси с подъемом или ук15 лонои необходимо изменять направление и ориентирование лазерной установкиi система автоматического ориентиравания плоского основания в горизонтальо ном положении усложнена в связи с тем, что оиа выполнена из двух автономных подсистем: лазерной — для ориентирования на заданной высоте плоского основания относительно ориентированного лазерного луча и электромеханической " для горизонтального плоского основания в поперечном направлении и при выходе иэ строя одной из подсистеи вся система автоматизации незо работоспособна.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства путем обеспечения автома-. тического ориентирования плоского основания в заданном положении в пространстве относительно базиса высоты.

Поставленная цель достигается тем, что датчик высоты установлен в точке соединения плоского основания с одним из опорных гидроцилиндров, а дат4О чики, уровней продольного и поперечного направлений электрически связаны между собой и каждый из них снабжен механизмом регулирования в вертикальной плоскости. При этом механизм ре45 гулирования датчиков уровней продольного и поперечного направлений выполнен в аиде регулировочного винта, закрепленного одним концом вертикально на плоском основании, а другим кон50 цом связан с возможностью контактирования с корпусом датчика и имеет шкалу для отсчета угла отклонения.

5 8615 высоты,вид сбоку; на фиг.5 — датчик 5, высоты, вид сверху. /

Устройство состоит из масло-бака

1, масляного насоса 2, распределительного устройства с делителями независи- 5 мого потока жидкости 3,. которое с помощью магистрали 4 соединено с управляющим электромагнитным золотником высоты 5:, с помощью магистрали 6 соединено с управляющим электромагнитным ц золотником 7, с помощью магистрали 8с управляющим электромагнитным золотником 9 и с помощью магистрали 10 - с управляющим электромагнитным золотником 11. 15

Управляющий электромагнитый золотник высоты 5 гидромагистралями 12 и 13 соединен соответственно с поршневой 14 и штоковой 15 полостями опорно- . го гидроцилиндра 16, а электроцепью щ

17 золотник высоты 5 соединен с нормально разомкнутыми контактами А и

Б датчика высоты 18.

Управляющий электромагнитный золотник 7 магистралями )9 и 20 соеди- 25 нен соответственно с поршневой 2) и штоковой 22 полостями опорного гидроцилиндра 23, а электроцепью 24 и 25 соответственно с контактами В и Г датчика уровня поперечного нап- ЗО равления 26 и также электроцепью 27 и 28 соответственно с контактами

Д и E датчика уровня продольного направления 29.

Управляющий электромагнитный зо- 55 лотник 9 магистралями 30 и 31 соединен соответственно с поршневой 32 и штоковой 33 полостями опорного гидроцилиндра 34, а электроцецью 35 и .36 соответственно с контактами В и Г 40 датчика уровня поперечного направления 26 и электроцепью 37 и 38 соответственно сконтактами Д и Е датчика уровня продольного направления 29. 45

Управляющий. электромагнитный золотник 11 магистралями 39 и 40 соединен соответственно с поршневой 41 и штоковой 42 полостями опорного гидSQ роцилиндра 43, а электроцепью 44 и

45 соответственно с контактами В и Г датчика уровня поперечного направления 26 и электроцепью 46 и 47 соответственно с контактами Д и Е

55 датчика уровня продольного направле ния 29.

Управляющий электромагнитный золотник 5 соединен со сливной магистралью

83

48, управляющий электромагнитный золотник 7 — со сливной магистралью

49, управляющий электромагнитный золотник 9 — со сливной магистралью

50, управляющий электромагнитный золотник ll — со сливной магистралью 51.

Точки соединения опорных гидроцилиндров 16,23, 34, 43 с плоским основанием 52 расположены по углам образуемого ими прямоугольника, при этом оси поперечного 53 и продольного 54 направлений проходят через точку соединения одного из опорных гидроцилиндров, например 16, с плоским основанием, выверенного по заданному базису высоты, так как только при таком взаимно. перпендикулярном расположении осей можно ориентировать плоское, основание в пространстве в поперечном и продольном направлениях, относительно высоты, задаваемой опорным гидроцилиндром .)6, управляя группой иэ трех остальных. опорных гидроцилиндров °

Датчик высоты 18 закреплен в точке соединения плоского основания с одним иэ опорных гидроцилиндров, например 16. Это необходимо для того, чтобы при заданном превышении остальных опорных гидроцилиндров 23, 34

43 от уровня горизонта (для случая ориентирования основания в упомянутом сложном положении) плоское основание в точке соединения с опорным гидроцилиндром 16 не изменило заданый базис высоты. Корпус 55 датчика высоты )8 закреплен вдоль поперечной оси 53 жестко на валу 56 с копиром

57, при этом вал 56 свободно вращается в торце плоского основания 52.

Следящий механизм, выполненный в виде копира 52, контактирует с базисом высоты 58, который представляет собой жестко закрепленный в выработке репер. Датчик высоты )8 электроцепью

17 соединен только с управдяющим электромагнитным золотником 5 опорного гидроцилиндра 16.

Датчики. уровня поперечного 26 и продольного 29 направлений включены в систему автоматического регулирования таким образом, что они должны воздействовать только на .три опорных гидроцилиндра 23, 34, 43 (относительно опорного гидроцилиндра 16, на котором установлен датчик высоты) и ориентировать плоское основание в

861583 8

10

55 заданном положении в пространстве.

С этой целью датчики уровней 26 и 29 электроцепями 44,46 45,47 35,38;

36,37 25,28 24,27 соединены между собой и одновременно с управляющими электромагнитными золотниками 7,9,11.

Датчик уровня поперечного направления 26 установлен вдоль поперечной оси. 53 а датчик уровня продольного направления 29 установлен вдоль продольной оси 54. Датчики 26 и 29 имеют механизм регулирования, выполненный в виде регулировочного винта

59, закрепленного вертикально на плоском основании 52, который позволяет отклонять датчики 26 и 29 в верти.кальной плоскости на определенный угол относительно осей соответственно

53 и 54 для ориентирования плоского основания в упомянутом сложном положении. Для отчета угла отклонения с датчики 26 и 29 имеют шкалу 60.

Опоф ые гидроцилиндры 16, 23, 34 и 43 соединены с гидросистемой посред ством дросселей с обратными клапанами 61 для плавного опускания плоского основания при прекращении работы.

Устройство работает следующим образом.

При необходимости ориентирования плоского .основания в горизонтальном положении датчики уровня продольного

29 и уровня поперечного 26 направлений устанавливаются горизонтально плоскому основанию.

Задается базис высоты 58 и копир

57 датчика высоты 18 соединяется с ним. Включается насос 2 маслостанции, который подает масло через распределительное устройство с делителями независимого потока жидкости 3 по .иагистрали 4 в управляющий электромагнитный золотник 5. Корпус 55 датчика высоты вместе с копиром 57, в .результате контактирования с базисои высоты 58, занимает наклонное положение и заыакает нормапьно разомкнутые контакты А или Б датчика высоты 18 .и включает управляющий электромагнитный золотник 5, который по иагистрали соответственно

13 или 12 пропускает масло в штоковую 15 или поршневую 14 полости опор ного гидроцилиндра 16 до его выдвижения на заданную высоту, .При этом корпус датчика высоты 55 .вместе с копиром 57 расположатся горизонтально, а контакты А или Б датчика высоты 18 разомкнутся в горизонтальном положении, из-за чего закроется клапан управляющего электромагнитного золотника 5 и прекратится выдвижение опорного гидроцилиндра

16. Лишнее масло вытесняется в сливную магистраль 48.

Одновременно. масло по гидромагистралям 6,8 и 10 поступает в управляющие электромагнитные золотники соответственно 7,9 и 11. Если плоское основание наклонено в поперечном направлении в сторону гидроцилиндров

23 и 34, то замыкается нормально разомкнутый контакт "Г" датчика уровня поперечного направления 26. В результате этого электроцепь 25 включает управляющий электромагнитный золотник 7 и масло по магистрали 19 поступает в поршневую полость 21 опорного гидроцилиндра 23 и происходит его раздвижекие. Масло из ютоковой полости 22 вытесняется в сливную магистраль 49. Также замыкается электроцепь 36 и управляющий электромагнитный золотник 9 по магистрали

30 пропускает масло в поршневую полость 32 опорного гидроцилиндра 34, который также будет раздвигаться, Вместе с электроцепью 36 замыкается электроцепь 45, которая включает управляющий электромагнитный золотник 11 и масло по магистрали 40 поступает в штоковую полость 42 опорного гидроцилиндра 43, в результате чего опорный гидроцилиндр начнет втягиваться. При выравнивании плоского основания в поперечном направлении контакт Г датчика уровня 26 размыкается, прекращается подача электроэнергии по электроцепям 25,36,45, запираются управляющие электромагнитные клапаны

7,9, 11 и прекращается подача масла в опорные гидроцилиндры.

Если плоское основание наклонно в продольном направлении в сторону опорных гидроцилиндров 34 и 43, то замыкается нормально разомкнутый контакт Д датчика уровня продольного направления 29. Вследствие этого электроцепь 37 включает управляющий электромагнитный золотник 9 и масло по магистрали 30 поступает в поршневую полость 32 опорного гидроцилиндра

34 И происходит его раздвижение. Масло из штоковой полости 33 вытесняется в сливную магистраль 50. Аналогичным образом происходит раздвижение

8615

3 l0 ния 29 отклоняют от уровня продоль« ной оси 54 .и* необходимай угол превышения с . Аналогичным образом отклоняют от уровйя поперечной оси

53 корпус датчика уровня поперечно" го направления 26 иа заданный угол превьапения. Вследствие этого:датчикй уровня продольного 29 и поперечного 26 направлений будут ориентироваться горизонтально соответственно в продольно:.1 и поперечном направлейия», а само плоское основание 52 отк" лонится относительно уровней в продольном н поперечном направлениях иа установленные углы превышений.

Устройство для автоматического ориентирования плоского основания преложенной конструкции предусмотрено испольэовать для ориентирования сооружении горных тоннелей. Устройство позволяет расширить функциональнйе возможности его применения для ориентирования в сложном задаваемом положении в пространстве плоского основания, например, буровой рамы, что позволит повысить точное гь оконтуривания Забоя тоннелей и, в конечном итоге, приведет к сокращению переборов породы и трудоемкости работ, а также к снижению расходов. материалов, Используемых при возведении обделки и последующеи заполнительной цементации пустот эа обделкойа

l. Устррйство для автоматического ориентирования плоского основания машин, например бурового. агрегата, включающее опорные гидроцилиндры, точки соединения которых с плоским основанием расположены.по углам образуемого ими прямоугольника, базис высоты, связанный с основанием посредством следящего механизма, и систему автоматического управления. выдвкжеНмеМ ОПОРНЫХ ГИДРОЦИЛННДРОВ В ПРОдальном и поперечном направлениях, содержащую датчик высоты, электричес-. кй соединенный, со следящим механизмом, и датчики уровней продольного и поперечного направлений, закрепленные на плоском основании, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расшир кмя функциональных возможностей устройства иутем обеспечения ав томатнческого ориентирования плоского

9 8 опорного гидроцилиядра 43. Также электроцепью .27 включается управляющий электромагнитиь@ золотник 7, кот6 рый по магистрали 20 пропускает мас- . ло в уштокавую полость .22 опорного гидроцилиндра 23, из-за чего опорный гидроцилиндр втягивается, а масло иэ поршневой полости 2l вытесняется в сливную магистраль 49, :Ври выравнивании плоского основания 52 по уровню в продольном направлении контакт Д датчика уровня продольного направления 29 размакается,. управляющие электромагнитные золотники.7,9 и ll запираются и прекращает-t5 ся подача масла -в опорные гидроцнлинд

Phl °

Плоское основание 52 возможно ори ентировать с заданным превышением одной из сторон относительно уровня 2а. основания. буровой установки при в продольном направлении. Ддя этого с помощью. регулировочного винта 59 корпус датчика уровня продольного . . направЛения 29 отклоняют от уровня продольной оси 54 на необходимый угол 23 превышения *, который отсчитывается по шкале 60. В результате этого датчик уровня продольного направления будет ориентироваться в продольном направлении, а само плоское ос- 30. нование 52 отклонится относительно уровця продольной оси 54 на установленный угол превышения оЬ

Плоское основание 52 также возможно ориентировать с заданным превы- 35 шением одной нз сторон относительно уровня в поперечном направлении, формула изобретения. для чего с помощью регулировочного винта 59 корпус датчика уровня поперечного направления 26 отклоняют 40 от уровня поперечной оси 53 на необходиьый угол превышения Й, который отсчитывается по шкале 6О. Вследствие этого датчик уровня поперечного . направления 26 будет ориентироваться 45 горизонтально в поперечном наашравлении, а само плоское основание 52 отклонится. относительно уровня поперечной оси 53 на установленный угол превышения dС

Ф

Также можно ориентировать плоское. основание 52.в заданном сложном положении в пространстве относительно базиса высоты. Для этого задается базис высоты 58 и копир 57 датчика высоты 18 соединяется с ним. С помо» щью регулировочного винта 59 корпус датчика уровня продольного направле861583

12 основания в заданном положении B пространстве относительно базиса высоты, датчик высоты установлен в точке сое» динения плоского основания. с одним из опорных гидроцилиндров, а датчики уровней продольного и поперечного направлений электрически связаны между собой и каждый из них снабжен механизмом регулирования в вертикаль" ной плоскости.

2, Устройство по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизм регулирования датчиков уровней продольного и поперечного направлений выполнен в виде регулировочного винта, закрепленного одним концом вертикально на плоском основании, а другим концом связанного с возможностью контактирования с корпусом датчика и имеет шкалу для отсчета угла отклонения.

Источники информации, i0 принятые во внимание при экспертизе

l. Патент ФРГ 11 2109549, Е 21 С ll/02, опублик. 1973.

2. Выложенная заявка ФРГ У 2017738, кл. Е 21 С !1./02, опублик. 1974.

861583

Заказ 6 79 16 Тираж 627

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Состави гель P. Гладун

Редактор Л, Гольдина Техред Ж.Кастелевич Корректор Е. Рошко