Устройство автоматического вождения горного комбайна по гипсометрии пласта
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советским
Социвлистичесиим
Республик
Опубликовано 30.01.82 Бюллетень М 4 Дата опубликования описания 30.01.82 (53)M. Кл. Е 21 С 35/24 Ваударатввнаый камитвт СССР до делам иэебретвннй и открмтай (53) УДК 621.867 (088. 8) О.И. Зомбек, В.А. Новиков, Ю.С. Павлов, А. Н. Шманев и В.И.Щербина (72) Авторы изобретения (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕС КОГО ВОЖДЕ КОМБАЙНА ПО ГИПСОМЕТРИИ ПЛАСТА Изобретение относится к автоматизации горных машин, в частности, к автоматизации их направленного вождения в соответствии с гипсометрией пласта. Известно устройство автоматическо-. го вождения горного комбайна по гипсометрии пласта, содержащее источник света, объектив, фотоэлемент, усилитель, .схему выработки команд управления, эадатчик, схему сравнения и сервомеханизм 11) . В известном устройстве в качестве цветового различителя используется монотонно изменяющийся участок спектральной характеристики фотоэлектрического преобразователя. Фотоэлектрические преобразователи не обладают цветоощущением, так как они реагируют на изменение частоты света так же, как на изменение интенсивности. Отраженные световые потоки с разных прослойков массива обладают различной интенсивностью, на величину которой влияют преломление, отражательная способность., рассеивание. Причем интенсивность отраженного светового потока является сильно изменчивой величиной для различных условий и пород по простиранию пласта и не может использоваться в качестве надежного показателя различимости пород. Ввиду того, что цвета основного слоя и прослойка близки по своему спектральному составу, формируемые ступенчатые видеоимпульсы на монотонно изменяющемся участке спектральной характеристики фотоэлектрическо" го преобразователя отличаются по амплитуде не более, чем в 2-3 раза, в то время как интенсивности отраженных потоков света от основного слоя и прослойка могут отличаться более, чем в 2-3 раза, т.е. основное влияние на формирование ступенчатых видеоимпульсов оказывает не цвет пород, а их отражательная способность. 3 90151 К тому же суммарный эффект, обусловленный отражательной способностью пород и цветовой различимостью фотоэлектрического преобразователяq может привести к тому, что видеоимпуль5 сы от основного слоя и прослойка сравняются по амплитуде или примут негативное иэображение. Следовательно, известное устройство обладает низкой надежностью вождения. Цель изобретения - повышение надежности вождения комбайна. Цель достигается тем, что устройство снабжено оптическим монохроматическим Фильтром, расположенным меж- 15 ду объективом и фотоэлементом, а фотоэлемент и усилитель выполнены пе дифференциальной схеме, оптический монохроматический фильтр настроен на полосу частот, соответствующую спектральному составу отраженного светового потока, характерного только для основного пласта. Отраженный прослойком световой поток задерживается фильтром. Наличие оптического фильтра с крутой спектральной характеристикой значительно улучшает цветоразделительную способность Фотоэлектронного устройства и позволяет отказаться от применения механического сканирования изображения. Применение дифференциального фотоэлемента и дифференциального усилителя позволяет осуществлять одновременный непрерывный контроль обеих поло35 вин освещаемой поверхности. На чертеже представлена блок-схема устройства. Источник 1 света через объектив 2 освещает участок пласта, полукруги 3 и 4 „. с контролируемым прослойком по-роды, отличающемся по цвету от основного пласта. Отраженный световой по" ток через объектив 2 и оптический монохроматический фильтр 5 поступает на дифференциальный фотоэлемент 6. При этом, например, на левую половину дифференциального фильтра падает световой поток, отраженный от участка 3, а на правую половину - от участ-50 ка 4 пласта. C выхода фотоэлемента дифференциальный сигнал поступает на вход дифференциального усилителя 7,, выход которого подключен к сервомеханизму 8, кинематически связанному с объективом 2 и электрически со схемой 9 сравнения, к которой подключен задатчик 10 допустимой точности 4 ф вождения комбайна., Выход схемы 9 сравнения соединен со схемой 11 выработки команд управления на изменение положения исполнительного органа комбайна. Устройство работает следующим образом, В момент нахождения комбайна в точно заданном положении световой поток от источника 1 света направляется объективом 2 точно на прослоек, причем интенсивности отраженных потоков от полукругов 3 и 4 участка пласта будут равны. Отраженный световой :поток через объектив 2 поступает на оптический монохроматический фйльтр 5, который настроен на полосу частот, соответствующую спектру сигнала отраженного от основного слоя, а поэтому ослабляет световой поток, отраженный от прослойка, После прохождения через фильтр световой поток, отраженный от участка 3 пласта, поступает, например, на левую. половину дифференциального фотоэлемента 6, а от участка 4 пласта - на правую. С выхода фотоэлемента электрический дифференциальный сигнал поступает на вход дифференциального усилителя 7, на выходе которого образуется усиленный разност" ный сигнал, отраженный от участков 3 и 4 пласта. Этот сигнал поступает на управлние сервомеханизмом 8. Его вели- чина, в случае отражения светового потока от прослойка, будет мала и сервомеханиэм останется в исходном положении. При отклонении комбайна от контролируемого прослойка пласта происходит смещение освещенного участка вверх или вниз относительно прослойка.йри смещении освещенного участка вверх полукруг 3 будет находиться на основном слое, а полукруг 4на прослойке. Световой оток, отраженный участком 4, задержится фильтром 5, а световой поток, отраженный участком 3, беэ ослабления пройдет через фильтр. Таким образом на правую половину фотоэлемента поступает световой поток большей величины, чем на леруа. После усиления сигнала рассогласования на выходе усилителя получится сигнал, величина и полярность которого будет такой, что при воздействии на сервомеханизм произойдет смещение объектива, а следовательно и освещенного участка поверхности на прослоек. 5 9015 При .отклонении комбайна от контролируемого прослойка, когда происходит смещение освещенного участка вниз, полярность сигнала на выходе усилителя 7 изменится и его воздействие на сервомеханизм будет таким, что вернет освещенный участок на прослоек пласта. В результате устройство осуществляет непрерывное автономное слеже- 1в ние зч контролируемым прослойком пласта независимо от положения комбайна, В случае отклонения комбайна от контролируемого прослойка пласта на >S величину, превышающую уровень задатчика 10, допустимой точности вождения комбайна, схема 9 сравнения выдает сигнал, который поступает на схему 11 выработки команд управления на изме нение положения исполнительного органа комбайна, обеспечивая тем самым автоматическое движение комбайна по гипсометрии пласта. Применение устройства позволит повысить надежность вождения комбайна, уменьшить потери полезного ископаемого, появлявшиеся за счет 14 6 откгонения комбайна от пласта в боковые породы и увеличить содержание полезного компонента эа счет снижения раэубоживания полезного ископаемого, что позволит также сни эить затраты на обогащение. Формула изобретения Устройство автоматического вождения горного комбайна по гипсометрии пласта, содержащее источник света, объектив, фотоэлемент, усилитель, схему выработки команд управления, эадатчик, схему сравнения и сервомеханизм, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности вождения, оно снабжено оптичес" ким монохроматическим фильтром, расположенным между объективом и фото= элементом, а Фотоэлемент и усилитель выполнены по дифференциальной схеме. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР < 601414, кл. < 21 С 35/24, 1975 (прототип). Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,Ф
