Устройство для автоматического вождения трактора по светоконтрастной программе

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»872325

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 121279 (21) 2854564/27-11 с присоединением заявки йо (51) М. Кл.з

В 60 К 31/00

A 01 В 69/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151 0.81. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 1510.81 (53) УДК 631. 31 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.Д.Нозадэе, Ю.Д.Хабибулин и И.Ю.Треков (71) Заявитель

Институт механики машин АН Грузинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВОЖДЕНИЯ

ТРАКТОРА ПО CBETOKOHTPACTHOA ПРОГPAMNE

Изобретение относится к автоматизации сельского хозяйства и предназначено для автоматического направления движения трактора вдоль базовой линии светоконтрастной программы, которая образована предыдущим проходом трактора или создана посредством нанесения на почву светоконтрастного образования, например пены.

Известно устройство для автоматического направления движения самоходных агрегатов, содержащее фотооптический датчик, фильтр-формирователь, формирователь и ждущие мультивибраторы (1J..

Недостатком такого устройства является низкая надежность в работе и отсутствие возможности работы но:чью из-за невысокой чувствительности фотодиода.

Известно также устройство для автоматического вождения объекта, содержащее фотооптический датчик, электронный блок управления с коммутирующими элементами, исполнительный механизм, два триггера и линию задержки 2).

У этого устройства существует диапазон освещенностей, в котором оно оказывает неработоспособность (приблизительно 50-1000 лк). Существенный недостаток устройства — низкая помехоустойчивость к ложным контрастам на поверхности почвы (особенно при работе в светлое время суток); вызванная большим диапазоном изменения величины выходного сигнала фоточувствительного элемента из-за, как правило, нестабильной освещенности программы во время работы (например, в ясную солнечную погоду солнце периодически закрывается тучами).

Наиболее близким к изобретению по

1з технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для автоматического вождения трактора по светоконтрастной программе, содержащее фотооптический датчик с фото20 электронным умножителем в качестве светочувствительного элемента, подключенным к выходу многоэвенного делителя напряжения и через усилитель — ко входу интегратора, подклю25 ченного выходом к управляющему входу регулирующего элемента, блок управления, подключенный выходом к исполнительному механизму, а входом связанный с фотооптическим датчиком, 30 и преобразователь напряжения.

872325

Выходной сигнал с фотоэлектронно го умножителя (ФЭУ), имеющий большую или меньшую амплитуду, в зависимости от освещенности программы, интегрируется (усредняется)интегратором и через усилитель управляющего напряжения подается на нормально открытый регулирующий элемент, который непосредственно управляет высоковольтным

Преобразователем напряжения постоянного тока, требуемого для питания

ФЗУ (3 1.

Однако при регулировании высокого напряжения на многозвенном делителе напряжения питания эмиттеров ФЗУ путем изменения упюавлякшего напряжения через регулирующий элемент непосредственно на преобразователе напряжения постоянного тока, диапазон регулирования высокого напряжения оказывается недостаточным вследствие 2О срыва колебаний в преобразователе при достижении на нем определенного значения управляющего напряжения.

Преобразователь напряжения сохраняет работоспособность при изменении 25 управляющего напряжения от U><(> „„ до О,>„, „дсп, при этом выходное напряжение также изменЯетсЯ от 0вых мни

ДО 0бых щс кс.ПРИ ПОСТУПЛЕНИИ На ВХОД преобразователя управляющего напря- 3О жения 0 П>„„„„, ) 0, >„щщ„сможет произойти электрический пробой транзисторов или выход из строя радиоэлементов, а при поступлении напряжения

0Чпр < U прмин произойдет срыв колебаний преобразователя {выход из режима).

Таким образом, диапазон работоспособности преобразователя ограничивается интервалом управляющих напряжений 0 пр>с, > О, п ) 0 п мин . На, 40 практике же подобное устройство обеспечивает диапазон регулирования напряжения для питания ФЗУ от 1000 до 350-400 B, т.е. при увеличении освещенности программы более 40- Д

60 тыс.лк, высокое напряжение на

ФЗУ более не уменьшается, а это приводит к тому, что в ясную солнечную погоду когда освещенность программы может достигать 60-100 тыс.лк, помехоустойчивость устройства снижается из-за слишком большого напряжения на ФЗУ, оно насыщается, искажает форму сигнала, а иногда в цепи пита ния ФЗУ могут появляться сильные пульсации высокого напряжения, которые вызываются перенасыщением

ФЗУ. Это наблюдается при испытаниях устройства на тракторе в солнечную погоду летом.

Цель изобретения — повышение ус- Щ тойчивости работы устройства в любом диапазоне освещенностей программыа

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком управляемых сопротивлений, сигнальные входы которого соединены с выходами преобразователя напряжения, управляющий вход - с выходом регулирующего элемента, а выходы с многозвенным делителем напряжения.

Блок управляемых сопротивлений содержит мостовую схему, в два параллельных плеча которой включены постоянные резисторы, а в два других параллельных плеча включены фоторе зисторы оптронов, причем к одной из диагоналей мостовой схемы подключены выходы преобразователя напряжения, к другой — входы многозвенного делителя напряжения, а осветительные элементы оптронов соединены с выхо- . дом регулирующего элемента.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг ° 2 — вариант выполнения блока управляемых сопротивлений.

Устройство для автоматического вождения трактора содержит фотооптический датчик 1, связанный с блоком управления 2, который управляет исполнительным механизмом 3, фотоэлект. ронный умножитель (ФЭУ) 4, который связан с многозвенным делителем 5 напряжения питания эмиттеров этого

ФЭУ, блок питания б, связанный с усилителем 7 сигналов, нормально открытым регулирующим элементом 8 и преобразователем 9 напряжения. Между усилителем сигналов 7 и нормально открыться регулирующим элементом 8 включен интегратор 10. Выход ФЭУ 4 подключен ко входу усилителя 7 сигна лов, выходы преобразователя 9 напряжения — ко входам 11 и 12 блока

13 управляемых сопротивлений, к третьему входу 14 которого присоединен выход нормально открытого регулирующего элемента S, а к выходам

15 и 1б блока управления 13 подключены входы многозвенного делителя

5 напряжения питания эмиттеров ФЗУ.

Блок 13 содержит постоянные резис. торы 17 и 18, соединенные по мостовой схеме с фототранзисторами 19 и

20 оптронов, фоторезисторы управляются посредством осветительных элементов 21 и 22 оптронов.

Устройство работает следующим образом.

На вход фотооптического датчика 1 поступают световые сигналы, которые при помощи ФЭУ 4 преобразуются в электрические сигналы. Эти сигналы усиливаются усилителем 7 сигналов, интегрируются интегратором 10 и поступают на вход нормально открытого регулирующего элемента 8, который вырабатывает управляющее воздействие (напряжение), обратно пропорциональное освещенности программа. Это напряжение максимально при слабой осве872325 щенности 10-20 лк (при работе ночью) и минимально при сильной освещенности порядка .10-100 тыс.лк.

Преобразователь 9 напряжения работает в стабильном режиме и на

его выходах постоянно имеется напряжение, которое подается на входы 11 и 12 блока, 13. На вход 14 этого блока подается управляющее напряжение с,выхода нормально открытого регулирующего элемента 8. На выходах 15 и

16 блока управления 13 появляется высокое напряжение, пропорциональное управляющему расйоложению на входе

14; Напряжение с выходов 15 и 16 бло,ка 13 используется для питания многозвенного делителя 5. Это напряжение автоматически устанавливается оптимальным при изменении,B больших пределах освещенности программы.

Блок 13 функционально может представлять собой электрически упраьляемое в больших пределах гасящее переменное сопротивление и состоять из мостоьой схемы, в два параллельных плеча которой включены фоторезисторы 19 и 20 оптронов, величины которых (фотореэисторов) в затемненном состоянии равны номиналам потоянных резисторов 17 и 18 ° На входы 11 и

12 поступает постоянное напряжение

1000 В от преобразователя 9, а на вход 14 управляющее напряжение от нормально открытого регулирующего элемента 8. При слабой освещенности программы управляющее напряжение максимально, осветительные элементы

21 и 22 запитаны полностью и величины фоторезисторов 19 и 20 очень малы. В. этом случае мостовая схема разбалансирована, на выходах 15 и 16 блока 13 имеется полное напряжение

1000 В. При увеличении освещенности программы управляющее напряжение уменьшается, яркость осветительных элементов Оптронов падает,,величины фоторезисторов возрастают и напряжение на выходах 15 и 16 уменьшается. Таким образом, происходит регулирование высокого напряжения от 0 (баланс мостовой схемы, фоторезисторы 19 и 20 затемнены) до

1000 В (полная разбалансировка мостовой схемы, фоторезисторы 19 и 20 максимально освещены).

На практике требуется изменение высокого напряжения от 100-200 до

1000 В. Такой предел может быть получен установлением определенного значения максимального, управляющего чапряжения, при котором освещенности 100000 лк соответствуют напряжению 100-200 В на выходах 15 и 16 блока управления.

Устройство обеспечивает возможность устойчивой работы в диапазоне освещенностей точностью 10-100000 лк с высокой точностью вождения и помехоустойчивостью.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического вождения трактора по светоконтрастной программе, содержащее фотооптический датчик с фотоэлектронным (5 умножителем в качестве светочувствительного элемента, подключенным к выходу многозвенного делителя напряжения и через усилитель — ко входу, интегратора, подключенного выходом к управляк»цему входу регулирующего элемента, блок управления, подключенный выходом к исполнительному механизму, а входом связанный с фотооптическим датчиком, и преобразователь напряжения, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью повышения устойчивости работы устройства в любом диапазоне освещенности программы, оно снабжено блоком управляемых сопротивлений, сигнальные входы которого соединены с выходами преобразователя напряжения, управляющий вход « с выходом регулирующего элемента, а выходы с многозвенным делителем напряжения.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управляемых сопротивлений содержит мостовую схему, в два параллельных плеча которой включены постоянные резис- торы, а в два других параллельных плеча включены фоторезисторы оптронов, причем к одной из диагоналей мостовой схемы подключены выходы преобразователя напряжения, к другой — входы многозвенного делителя напряжения; а осветительные элементы оптронов соединены с выходом регулирующего элемента.

Источники информации, ® принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9232636, кл. A 01 В 69, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9327892, кл. A 01 В 69/04, 1970.

55 3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2018173/30-15,. кл. A 01 В 69/04, 1974.

872325

Puz 1

I

I

1 !

1

1 !

I

1

1

I !

Составитель Л.Цобан

Техред A.Ач Корректор Н.Стец

Редактор М.Бандура

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8910/29 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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