SU1328450A1 - Method of automatic control of attitude of working member of earth-moving machine - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области механизации и автоматизации технологических процессов гидромелиоративного строительства. Цель изобретени  - повышение точности управлени  путем поддержани  оптимального угла резани  рабочего органа (РО). Дл  этого из пучка оптического излуче- ни  дополнительно формируют плоскость 6, сканируемую в вертикальном направлении соосно с трассой землеройной машины. С помощью чувствительных элементов (ЧЭ) 7-9 фотоприемного устройства 10 измер ют временные интервалы между моментами контакта плоскости 6 с первым по ходу сканировани  и вторым ЧЭ, вторым и третьим ЧЭ. При этом вертикальные оси ЧЭ 7-9 расположены в вершинах треугольника, наход щегос  в плоскости 6. Сравнивают измеренные интервалы в узле 11 обработки и сравнени  и по сигналу рассогласовани  формируют управл ющий сигнал на изменение углового положени  РО. Плоскость заданного уклона, воздейству  на средний ЧЭ 8, поддерживает заданное . высотное положение РО. Т.обр., устр- во 10 поочередно контактирует с плоскостью 6 и плоскостью заданного уклона, осуществл   автоматическое управление положением РО и поддержание заданного угла резани . 3 ил. I (ЛThe invention relates to the field of mechanization and automation of technological processes of land reclamation construction. The purpose of the invention is to improve the control accuracy by maintaining the optimum cutting angle of the working body (PO). For this purpose, a plane 6 is additionally formed from the beam of optical radiation, which is scanned in the vertical direction coaxially with the route of the earth-moving machine. With the help of sensitive elements (SE) 7-9 of the photodetector 10, time intervals between the moments of contact of the plane 6 with the first along the scanning and the second SE, the second and third SE are measured. In this case, the vertical axes of the CE 7-9 are located at the vertices of a triangle located in the plane 6. The measured intervals in the processing and comparison section 11 are compared, and a control signal is generated for the change in the angular position of the PO according to the error signal. The plane of the specified slope, affecting the average CE 8, supports the specified. altitude RO. Thus, device 10 is alternately in contact with the plane 6 and the plane of a given slope, automatically controlling the position of the PO and maintaining the specified cutting angle. 3 il. I (L

Description

Изобретение относитс  к механи зации и автоматизации технологических процессов гидромелиоративного .строительства.The invention relates to the mechanization and automation of technological processes of land reclamation.

Цель изобретени  - повьппение точности управлени  путем поддержани  оптимального угла резани  рабочего органа.The purpose of the invention is to improve the control accuracy by maintaining the optimum cutting angle of the working member.

Из пучка оптического излучени  до- полнительно формируют плоскость, сканируемую в вертикальном направленииFrom the beam of optical radiation, an additional plane is formed, which is scanned in the vertical direction.

соосно с трассой движени  землеройной машины. С помощью чувствительных элементов фотоприемного устройства измер ют временные интервалы между моментами контакта сканируемой в вертикальном направлении плоскости с первым по ходу сканировани  и вторым чувствительными элементами, вторым и третьим чувствительными элементами , сравнивает эти временные интервалы и на основании сравнени  фор мируют управл ющий сигнал на изменение углового положени  рабочего органа .coaxially with the route of the earthmoving machine. Using the sensitive elements of the photodetector, the time intervals between the moments of contact of the plane scanned in the vertical direction are measured with the first one along the scan and the second sensitive elements, the second and third sensitive elements, compare these time intervals and, based on the comparison, form a control signal to change the angular position of the working body.

На фиг.1 показано формирование плоскости излучени , сканируемой в вертикальном направлении; на фиг. 2 - фотоприемное устройство с чувствительными элементами; на фиг.З схема устройства,, реализующего предлагаемый способ.Figure 1 shows the formation of a radiation plane scanned in the vertical direction; in fig. 2 - photodetector with sensitive elements; on fig.Z diagram of the device that implements the proposed method.

Устройство, реализующее способ автоматического управлени  высотным положением и поддержани  оптимального угла резани  рабочего органа землеройной машины, состоит из передатчика оптического излучени  {фиг.1) содержащего вращающуюс  вокруг вертикальной оси головку 1, плоскости 2 излучени , параллельной линии заданного уклона, цилиндрической линзы 3 и двух плоских зеркал 4 и 5, плоскости 6 оптического излучени , сканируемой в верт -шальном направлении чувствительных элементов 7-9, расположенных в вершинах равностороннего треугольника,  вл ющегос  фотоприемным устройством 10, при этом вертикальные оси чувствительных элементов наход тс  в плоскости треугольника .A device that implements the method of automatically controlling the elevation position and maintaining the optimum cutting angle of the working body of the earthmoving machine consists of an optical radiation transmitter (Fig. 1) containing a head 1 rotating around a vertical axis, a radiation plane 2 parallel to a predetermined slope line, a cylindrical lens 3 and two flat mirrors 4 and 5, the optical radiation plane 6, scanned in the vertical direction of the sensitive elements 7-9 located at the vertices of an equilateral triangle, in A photodetector device 10, with the vertical axes of the sensing elements in the plane of the triangle.

Фотоприемное устройство 10 кинематически св зано с рабочим органом землеройной машины (фиг.З) так, что при изменении углового положени  рабочего органа на угол /i, устройство 10 так же поворачиваетс  по отношеThe photodetector device 10 is kinematically connected with the working body of the earthmoving machine (Fig. 3) so that when the angular position of the working body is changed by the angle i, the device 10 is also rotated relative to

5five

00

нию к горизонту на угол /} . Плоскость фотоприемного устройства 1 О перпендикул рна плоскости 2 оптического излучени  и параллельна продольной оси землеройной машины.to the horizon at an angle /}. The plane of the photodetector 1 O is perpendicular to the plane 2 of the optical radiation and is parallel to the longitudinal axis of the earthmoving machine.

Первый . 7 и третий 9 по ходу оптического излучени  плоскости 6 чувствительные элементы фотоприемни- ка 10 состо т лишь из одной секции , а чувствительный элемент содержит как минимум три секции, собранные в вертикальную матрицу (например,секции а,Ь и с на фиг.2а). Электрические сигналы, образованные в результате воздействи  оптической вертикальной плоскости 6 на чувствительные элементы 7-9, поступают на узел 11 обработки и сравнени  (фиг.2б).The first . 7 and the third 9 along the course of the optical radiation of the plane 6, the sensitive elements of the photodetector 10 consist of only one section, and the sensitive element contains at least three sections assembled into a vertical matrix (for example, sections a, b and c in fig. 2a) . The electrical signals generated by the action of the optical vertical plane 6 on the sensitive elements 7-9 are transmitted to the processing and comparison unit 11 (Fig. 2b).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При вращении головки 1 источника оптического излучени  (фиг.) вок5 руг вертикальной оси в пространстве над участком работ создаетс  плоскость 2, параллельна  дну отрьшаемой траншеи, а с помощью цилиндрической линзы 3 и двух плоских зеркал 4 и 5 .-When the head 1 of the optical radiation source (Fig.) Is rotated around the vertical axis, a plane 2 is created in space above the work area, parallel to the bottom of the otrisha trench, and with the help of a cylindrical lens 3 and two flat mirrors 4 and 5 .-

0 оптическа  плоскость 6, сканированна  в вертикальном направлении, распростран юща с  вдоль трассы движени  землеройной машины 12 (фиг.З). При сканировании в вертикальном.0, the optical plane 6, scanned in the vertical direction, propagates along the path of the earthmoving machine 12 (FIG. 3). When scanning in vertical.

5 .направлении оптическа  плоскость 6 поочередно пересекает чувствительные элементы 7-9 фотоприемного устройства 1 О (фиг.2), и электрические импульсы, сформированные в результа-5. The direction of the optical plane 6 alternately intersects the sensitive elements 7-9 of the photodetector device 1 O (FIG. 2), and the electrical pulses formed as a result of

0 те контакта оптического излучени  с секци ми чувствительных элементов фотоприемника, поступают на узел 11 обработки и сравнени , в котором производитс  измерение временных ин45 тервалов между моментами контакта оптического излучени  с чувствительными элементами 7 и 8, 8 и 9 и фор- мирование сигнала дл  управлени  угловым положением рабочего органа.These optical contacts with the sections of the sensitive elements of the photodetector arrive at the processing and comparison unit 11, in which time intervals are measured between the moments of contact of the optical radiation with the sensitive elements 7 and 8, 8 and 9, and the signal is formed to control the angular the position of the working body.

50 В случае равенства временных интервалов f и f. команда на измене - ние углового положени  рабочего органа не формируетс , Ьри неравенстве этих интервалов (f 2 формируggBTC  управл ющее воздействие на гидросистему 13 с целью изменени  углового положени  рабочего органа так, чтобы интервалы f и f. стали равны . В результате рабочий орган 1450 In case of equality of time intervals f and f. the command to change the angular position of the working body is not formed, if these intervals are not equal (f 2 form a command BTC control action on the hydraulic system 13 in order to change the angular position of the working body so that the intervals f and f are equal. As a result, the working body 14

принимает заданное положение, при котором угол резани  имеет оптимальное значение, а средн   секци  Ь чувствительного элемента 8 фотоприемного устройства 10 располагаетс  по отношению к дну траншеи на заданной высоте Н.takes a predetermined position at which the cutting angle is optimal, and the middle section L of the sensitive element 8 of the photoreceiver 10 is positioned relative to the bottom of the trench at a given height N.

Плоскость 2 заданного уклона, периодически воздейству  на среднюю секцию b чувствительного элемента 8 фотоприемного устройства 10, осуществл ет поддержание с помощью гидроцилиндра 15 заданного высотного положени  рабочего орга.на 14. Чувст- вительньй элемент 8 состоит из нечетного -количества секций, а, Ь, с (фиг.2), поэтому отработка высотного положени  рабочего органа происходит до тех пор, пока центральна  секци  Ь не вступает в контакт с оптической плоскостью 2,Plane 2 of a given slope, periodically affecting the middle section b of the sensitive element 8 of the photoreceiver 10, maintains the specified height position of the working body with the help of a hydraulic cylinder 15 on 14. The sensitive element 8 consists of an odd number of sections, a, b, c (Fig. 2), therefore, the working position of the working body is adjusted until the central section b comes into contact with the optical plane 2,

Таким образом, благодар  тому, что фотоприемное устройство 10 поочередно контактирует с плоскост ми 6 и 2, осуществл етс  автоматическое управление положением и-поддержание заданного угла резани  рабочего органа землеройной машины.Thus, due to the fact that the photodetector device 10 is alternately in contact with planes 6 and 2, the position is automatically controlled and the given cutting angle of the working body of the earthmoving machine is maintained.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ автоматического управлени  положением рабочего органа землерой5The method of automatic control of the working body 00 ной машины, включающий создание над участком работ плоскости оптического излучени , параллельной линии заданного уклона, и расположение в этой плоскости трех чувствительных элементов , при выходе которых из указанной плоскости формируетс  сигнал рассогласовани , по которому формируют сигнал управлени  высотным положением рабочего органа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности управлени  путем поддержани  оптимального угла реза5 ни  рабочего органа, пучком оптического излучени  дополнительно формируют плоскость излучени , сканируемую в вертикальном направлении и соосно с направлением движени  землеройнойincluding the creation of an optical radiation plane parallel to a predetermined slope line over the work area, and the location of three sensitive elements in this plane, at the exit of which a misalignment signal is formed from this plane, which forms the control signal for the elevation position of the actuator, characterized in that In order to improve the control accuracy by maintaining the optimum cutting angle5 of the working body, the radiation beam is additionally formed with the optical radiation beam. scanned vertically and coaxially with the direction of the digging 0 машины, при этом вертикальные оси чувствительных элементов фотоприемного устройства расположены в вершинах треугольника, наход щегос  в сканируемой в вертикальном направ-0 machines, while the vertical axes of the sensitive elements of the photodetector are located at the vertices of the triangle located in the vertical direction scanned 5 лении плоскости, измер ют временные интервалы между моментами контакта сканируемой плоскости с первым по ходу сканировани  и вторыми чувствительными элементами, вторым и треть-5, the time intervals between the moments of contact of the scanned plane with the first along the scanning and the second sensitive elements, the second and the third 0 им чувствительными элементами, сравнивают эти временные интервалы и на основании сравнени  формируют управл ющий сигнал на изменение углового положени  рабочего органа. .They use these sensitive elements to compare these time intervals and, based on the comparison, form a control signal for changing the angular position of the working member. . lUTlUT :: Составитель В.Чуприн Редактор И.Горна  Техред И.Верес Корректор Л.ПатайCompiled by V. Chuprin Editor I. Gorn Tehred I. Veres Proofreader L. Patay Заказ 3459/32 Тираж 606ПодписноеOrder 3459/32 Circulation 606 Subscription ВНИШИ Государственного комитета СССРVNISHI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж -35, Раушска  наб., д.4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, F-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4