Устройство для автоматического управления движением самоходного шасси

Номер патента: 1090275

Автор: Жиляев

Есть еще 6 страниц.

Смотреть все страницы или скачать ZIP файл.

Текст

Смотреть

,1090275 у А 01 В 69/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТ л оГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1. Авторское свидетельство СС11 430813, кп. А О 1 В 1/00, 1972.2. Авторское свидетельство СССРВ 352619, кл. А 01 В 69/04, 1970(прототип),(54) (57) УСГРОйСВО ДЛЯ АВГОМАГИЧЕСЮГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ САМОХОДНОГОИАССИ, содержащее раму с колесами,на которой смонтированы электромагнитные щупы, подключенные .к электронному блоку управления, гибкие элементы и механизм для образования в почве щели, о т л и ч а о щ е е с ятем, что, с целью повышения уровняавтоматизации процесса управленияустройством, оно снабжено подвижнымиэлементами, приводными барабанамис гибкими элементами, приводами вращения барабанов, датчиками угла поворота, якорями, подъемными механизмами, стопорящими механизмами, датчикауглового положения, частотными селектораии, а рама выполнека в виде рамок, шарнирно соединенных, между собой траверсой, при этом механизм для образования в почве щели выполнен в виде размещенного в плоскости ходовых колес вертикального ножа, на каждой из рамок шасси в центре н п бокам установлены электромагнитные щупы, причем центральный щуп подключен ю электронному блоку управления через частотный селектор, а боковые подключены к электронному блоку управления, при этом на свободном конце гибкого элемента закреплен якорь, который пропущенчерез вертикальный канал подвижного элемента, установленного на вертикальном ноже с возможностью поворота относительно него вокруг лежащей в ппоскости ножа горизонтальной1 й оси, кроме того на ноже установлены датчик угла поворота, который меха- фф ннчески соединен с подвижным элементом и подключен к электронному (;ф блоку управления, и стопорящий механизм доя фиксации подвижного эле-р мента относительно ножа, каждый из ножей смонтирован на рамке посредством подъемного механизма, 1090275"Патент Фил каз 2967/1 ВНИИЛИ Госуд по делам 113035, 11 оскИзобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам автоматического управления сельскохозяйственными машинами а 5Известно устройство, в котором в качестве направляющего элемента управления используются постоянные дорожки с твердым покрытием, проложенные по полю. При прохождении каждого рабочего гона ходовые колеаа самоходного шасси передвигаются по указанным дорожкам, автоматизация направления движения при этом осуществляется при помощи колес автоводителей, 15 которые передвигаются по дорожкам впереди ходовых колес шасси.Разворот шасси в конце гона осуществляется после достижения колесамю-автоводнтелями поперечной дорож ки, проложенной по границе между полем и разворотной полосой 11.Недостатками данного устройства являются большой объем и стоимость работ по оборудованию на полях дорожек с твердым покрытием и поддержанию их в пригодном к эксплуатации состоянии. Кроме того, это устройство ие обеспечивает возможность работы на поле самоходных шасси, имеющих 30 различную величину поперечной базы, и не обеспечивает полную автоматизацию процесса обработки массива полей, так как при передвижении шасси между полями, при переводе шасси из транспортного положения в рабочее и из рабочего в транспортное требуетсй участие оператора.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматиче ского уцравления движением самоходного шасси, содержащее электромагнитные щупы, подключенные к электронному блоку управления гибкие элементы и механизм для образования в поч ве щели Г 23.Однако известное устройство не обеспечивает полную автоматизацию процесса управления агрегатом при обработке отдельного поля и при обработке массива полей, так как при передвижении тракторного агрегата с одного поля на другое и при переводе данного устройства с режима управления по базовому проводу на режим управления по ориентирукщему, требуется участие оператора, Кроме того,применение данного устройства возможно лишь при обработке полей, , имеющих определенную, преимущественно, прямоугольную с закругленными углами конфигурацию границ.Цель изобретения - повышение уровня автоматизации процесса управле.ния устройством.Поставленная цель достигается .тем, что предлагаемое устройство снабжено подвижными элементами,приводными барабанами с гибкими элементами, приводами вращения барабанов, датчиками угла поворота, якорями, подьемными механизмами, стопорящими механизмами, датчиками углового положения, частотными селекторами, при этом механизм для образования в почве щели выполнен в виде размещенного в плоскости ходовых колес вертикального ножа, на каждой из рамок шасси в центре и по бокам установлены электромагнитные щупы, причем центральный щуп подключен к электронному блоку управления через частотный селектор, а боковые подключены к электронному блоку управления, при этом на свободном конце гибкого элемента закреплен якорь, при этом гибкий элемент пропущен через вертикальный канал подвижного элемента, установленного на вертикальном ноже с возможностью поворота относительно него вокруг лежащей в плоскости ножа горизонтальной оси, кроме того, на но же установлены датчик угла поворота, который механически соединен с подвижным элементом и подключен к электронному блоку управления, и стопорящиф механизм для 4 иксации подвижного элемента относительно ножа, каждый из ножей смонтирован на рамке посредством подъемного механизма,На 4 иг. изображена схема заложения токопроводов; на фиг.2 - расположение элементов на рамке, вид сбоку; на 4 иг.З - то же, вид сверху;на фиг.4 - схема подключения чувствительных элементов устройства к блоку управления; на 4 иг.5 - нож с подьемным механизмом; на 4 иг.б - то же, разрез А-А на 4 иг.5; на фиг.7- то же, разрез по Б-Б на 4 иг.5; на фиг.8- расположение датчика углового положения, вид сзади; на фиг.9 - то же, вид сверху; на 4 иг. 1 О - расположение элементов шасси относительнб токопровода при передвижении устройства по полю.30 310902Управлякщие токопроводы 1 и 2 проложены по траектории передвижения 1шасси между полями, управляющие токопроводы 3 и 4 - по боковым кромкам поля, а токопроводы 5 и 6 - по 5двум противолежащим границам поля сего поворотными полосами. Сигнальныетокопроводы 7 и 8 проложены от каждой иэ точек пересечения токопроводов 3 и 4, проложенных по боковымкромкам поля, с токопроводами 1 и 2,проложенными по траектории передвижения шасси между полями, причемсигнальные токопроводы 7 и 8 являются продолжениями токопроводов 3 15и 4, проложенных по боковым кромкамполя.Каждый из токопроводов 1 и 2,проложенных по траектории передвижения шасси между полями, подключен 20к одному из генераторов переменноготока 9 и 10, вырабатывающих токиразной частоты. В результате этоготокопроводы 1,6,3 и 7, соединенныемежду собой, питаются током одной 25.частоты. Токопроводы 2,5,4 и 8, также соединенные, между собой, питаютсятоком другой частоты. Границы поляобозначены позицией 11, а дороги,соединяющие два поля - 12 и 13..аНа каждой из рамок 14 установлены три электромагнитных щупа,Один из щупов 15 установлен в центре рамки и подключен к блоку управления 16 через частотный селектор 17.5Два других щупа 18 и 19 установленывне колесной базы Ь по краям рамки вплоскости расположения ее ходовыхколес 20 и непосредственно подключены к блоку управления 16.40В пределах колесной базы 1. каждой из рамок в ппоскости расположения ее ходовых колес 20 расположены два ножа 21 и 22, которые подвешены к рамке 14 посредством подь 45емных механизмов 23 и 24, прикрепленных к ней. Каждый из ножей расположен. между центром рамки и однимиз ее ходовых колес 20, На ноже установлен подвижныи элемент 25, который имеет вертикальный канал 26 иимеет возможность поворота относительно ножа на цапфах 27, причем горизонтальная ось поворота подвижногоэлемента относительно ножа лежит в 55плоскости ножа. На ноже установлендатчик угла поворота 28, предназначенный дпя измерения угла поворота подвижного элемента 25 относительно ножа, Датчик угла поворота механически соединен с подвижным элементом. Выход датчика угла поворота 28 подключен к блоку управления 16. На ноже установлен также стопорящий механизм 29, предназначенный для 4 кксации подвижного элемента 25 от поворота относительно ножа. Каждыщ из ножей имеет два фиксированных положения поднятое, при котором нож и установленный на нем подвижный элемент расположены над поверхностью почвы, и опущенное, при котором нож и подвижный элемент заглублены в почвуНа каждой из рамок 14 установ" лены два барабана 30 и 31, каждый из которых имеет индивидуальный привод вращения 32. На каждый барабаннамотан гибкий элемент 33, свободный конец которого пропущен через вертикальный канал 26 подвижного элемента 25, установленного на ближайшем к данному барабану ноже.На конце каждого гибкого элемента укреплен якорь 34, предназначенный дпя обеспечения надежного сцепления свободного. конца гибкого элемента с почвой при заглублении в нее ножа с установленным на нем подвижным элементом, Каждый шарнир 35, соединяниций рамку 14 с траверсой 36, оснащен датчиком 37 углового положения рамки 14 относительно траверсы, :Эти датчики 37 непосредственно под-, ключены к блоку управления 16.Рабочий процесс самоходного шасси при обработке им отдельного поля, входящего в массив несмежных между собой полей, является сочетанием следующих элементарных операций, выполняемых самоходным шасси в автоматическом режиме: передвижение самоходного шасси в транспортном положении к полю, подлежащему обработке; перевод элементов шасси из транспортного положения в рабочее по достижении им поля, подлежащего обработке; прохождение самоходным шасси первого в процессе обработки данного поля рабочего гона; перевод элементов шасси в положение, соответствулцее развороту, и разворот шасси после прохождения им рабочего гона; прохождение самоходным шасси очередного рабочего гона после завершения разворота шасси; перевод элементов шасси в транспортное положение1090275 5после завершения процесса обработкиполя .Автоматическое управление самоходным шасси при выполнении им отдельных перечисленных операций осуществля ют следующим образом,При передвижении шасси к полю,подлежащему обработке, автоматическоенаправление движения шасси осуществляют при помощи токопровода, который Опредварительно прокладывают под почвой по траектории передвижения шасси, и электромагнитных щупов, установленных на траверсах шасси.Рамки 14 в транспортном положении 5жестко фиксируют перпендикулярнотраверсед 36. С целью уменьшениянеобходимой ширины проезжей частидороги 12, используемой при передвижении шасси к полю, шасси передвига Оют торцом рами вперед таким образом,что центры обех рамок 14 и электромагнитные щупы 15, установленные вцентрах рамок, все время перемещаются над токопроводом 1, проложенным по траектории передвижения шасси. При отклонении центра какой-либоиз рамок от заданной траектории передвижения, совпадающей с линией заложения токопровода 1, электромагнит- ЗОный щуп 15, установленный в центреэтой рамки, подает, сигнал рассогласования в частотный селектор 17.Так как токопровод 1 питают переменным током, содержащим одну частот 35ную составляющую, сигнал, подаваемый электромагнитным щупом 15 вчастотный. селектор 17, также имеет одну частотную составляющую,Вследствие этого указанный сигналподается частотным селектором 17на вход К блока управления 16 в первоначальном виде, Блок управления 16анализирует этот сигнал и подает команду соответствукщему исполнительному механизму, осуществляющему по.ворот ходовых колес 20 этой рамки:вокруг их вертикальных осей. В результате поворота колес траектория центра рамки изменяется,центр50рамки вновь совмещается с заданнойтраекторией передвижения шасси кполю, совпадающей с линией заложения токопровода 1.На криволинейных участках траектории, передвижения шасси центры обо"55их рамок 14 и установленные в этихцентрах электромагнитные щупы 15 также перемещаются над токопроводом 1.,При этом ходовые колеса каждой израмок повернуты вокруг своих вертикапьных осей на определенный уголот того положения, которое они занимают при прямолинейном движениишасси. При такой схеме прохождения поворота необходимая ширина дпроезжей части дороги, используемой для передвижения шасси,наименьшая,Перевод элементов шасси иэ транспортного положения в рабочее, соответствующее прохождению первого впроцессе обработки данного поля рабочего гона, производят после достижения самоходными шасси поля, подлежащего обработке, и совмещения цент"ра задней по отношению к. направлению передвижения шасси рамки 14 сточкой пересечения токонровода 1,проложенного по траектории передвижения шасси к полю, с токопроводом 4,проложенным по боковой кромке поля.Возможность индикации местоположенияточки пересечения токопроводови 4элементами устройства автоматическогоуправления обеспечивается тем,чтоуказанные токопроводы питают токаиразной частоты.В момент пересечения электромагнитным щупом 15, установленным вцентре рамки 14, точки пересечения токопроводов сигнап, подаваеяай электромагнитным щупом, содержит две частотные составляющие. Частотный селектор17, к которому подключен электромагнитный щуп 15, разделяет этот сигнална два сигнала разной частоты и подает их на входы К и Г 2 блока управгления 16. Наличие двух сигналов разной частоты на входах Рд иРг являетсяР 2условием, при котором блок управления подает соответствующие командына исполнительные механизмы, осуществляющие перевод элементов шасси изтранспортного положения в рабочее,соответствующее прохождению первогорабочего гона, Насси останавливается, причем центр рамки 14 останавли вает ся над то чкой пер есечения токопроводов 1 и 4, ходовые колеса 20 обеих рамок поворачиваются вокруг ихвертикальных осей на 90 , рабочиеорганы сельскохозяйственных орудий, агрегатируемых с шасси, переводятся в рабочее положение. Подвижный элемен 1 25, установленный наноже 21, подвешенном к рамке 14,фиксируется от поворота относительноножа стопорящнм механизмом 29. Нож и установленный на нем подвижный элемент опускаются при помощи подъемного механизма 23 и заглубляются в почву. При этом свободный конец гиб кого элемента 33, проходящего через вертикальный канал 26 подвижного эле- мента 25, сцепляется с почвой посредством якоря 34, На этом перевод элементов шасси в рабочее положение за канчивается.При прохождении самоходным шасси первого в процессе обработки поля рабочего гона автоматическое направление движения шасси осуществля ют при помощи токопровода 4, проложенного по боковой кромке поля., и электромагнитного щупа 19, установленного на рамке 14. При этом щуп 19 перемещается над токопроводом 4. При отк лонении самоходного шасси от заданного направления движения или же при боковом смещении шасси от заданной траектории движения электромагнитный щуп 19 подает сигнал рассогла сования в блок управления 16. Блок управления анализирует указанный сигнал и подает соответствунзпие команды в исполнительные механизмы шасси, при помощи которых осуществляется корректировка направления движения шасси путем изменения скоростей передвижения левой и правой рамок. В результате корректировки направления движения шасси электромагнитный щуп 19 вновь занимает номинальное положение относительно токопровода 4, а шасси возвращается на заданную траекторию передвижения.В процессе прохождения первого рабочего гона с рамки 14 по границе между обработанной в процессе прохождения данного гона и необработанной поверхностью поля при помощи ножа.21 и подвижного элемента 25 под 45 почву укладь вается гибкий элемент 33, который при этом сматывается с барабана 30Перевод элементов шасси из рабочего положения в положение, соответствующее развороту шасси, и разворот шасси производят после окончания прохождения самоходным шасси рабочего гона и пересечения центрами обеих рамок и электромагнитными щупами, установленными в центрах рамок, токопровода, проложенного по границе между полем и разворотной полосой. При пересечении электромагнитными щупами 15 токопровода 5 каждый щуп подает сигнал, содержащий сдну частотную составляющую, в частотный селектор 17Далее эти сигналы в первоначальной форме подаются в зависимос. ти от частоты питания токо 1 тровода 5 на входы К и К или же на входы Г. и Р 2 блока управления 16. Это является условием, при котором блок управления 16 подает соответствующие команды на исполнительные механизмы, осуществляющие перевод элементов шасси в состояние, соответствующее его развороту.Разворот шасси происходит следующим образом. В момент прохождения последнего по времени сигнала от электромагнитных щупов 15 блок управления шасси подает соответствунщие команды в исполнительные механизм 4, осуществляющие перевод элементов шасси в положение, соответствующее его развороту. При этом ис" " полнительный механизм, фиксирующий траверсу Зб от поворота его относительно рамки 14 отключается, и рама самоходного шасси получает возможность поворота относительно рамки 14. Ходовые колеса 20 рамки 14 затормаживаются, рабочие органы сельскохозяйственных орудий при необходимости переводятся в положение, соответствующее развороту шасси, а рамка 14 продолжает движение в прежнем направлении, осуществляя разворот траверсы 36 вокруг шарнира 35,соединяющего траверсу 36 с рамкой 14. Разворот шасси заканчивается в момент достижения взаимно перпендикулярного положения траверсы 36 относительно рамки 14.Это положение регистрируется датчиком 37, установленным в шарнире 35, соединянщем траверсу 36 с рамкой 14. В момент достижения взаимно перпендикулярного положения траверсы 36 и рамки 14 этот датчик подает сигнал в блок управления шасси, который в свою очередь подает соответствунщие команды на исполнительные механизма, осуществляющие перевод элементов шасси из положения, соответствунщего его развороту, в положение, соответствующее прохождению самоходным шасси очередного рабочего гона, При этом рамка 14 вновь фиксируется перпендикулярно элементу траверса 36, рабочие органы сельско 1090275хозяйственных орудий, агрегатируемых с шасси, переводятся при необходимости в рабочее положение, а ходовые колеса 20 рамки 14 растормаживаютдя. Вертикальный нож 21, подве шенный к рамке 14, выглубляется из почвы, поднимается и фиксируется в верхнем положении при помощи подьемного механизма 23. Стопорящнй механизм 29, установленный на ноже 21, отключается, вследствие чего подвижный элемент 25, установленный на этом ноже, получает возможность поворота относительно ножа на цапфах 27. Вертикальный нож 22, установленный на рамке 14, опускается и заглубляется в почву. Вместе с ним заглубляется в почву подвижный элемент 25, установленный ка этом ноже, причем подвижный элемент 25 фиксиру ется от проворота относительно ножа 22 стопорящнм механизмом 29,установленным на ноже, Свободный конец гибкого элемента 33, проходящего через вертикальный канал 26 подвижного элемента 25, сцепляется с почвой посредством якоря 34. На этом перевод элементов шасси в положение, соответ" ствующее прохождению очередного рабочего гона, заканчивается. После 30 этого шасси начинает передвигаться от разворотной полосы к полю. Таким ,образом, начинается прохождение самоходным шасси очередного рабочего гона,35При прохождении самоходным шасси второго, а также каждого последующего рабочего гона автоматическое направление движения шасси осуществляют, используя в качестве направляющего элемента гибкий элемент, уложенный с шасси в почву при прохождении предыдущего рабочего гона.При этом гибкий элемент извлекается из почвы и собирается на шасси. Во время движения шасси одна из рамок 14 передвигается над линией заложения гибкого элемента 33, уложенного в почву с этой же рамки при прохождении самоходным шасси предыдущего 50 рабочего гона. При этом гибкий эле- мент 33 извлекается иэ почвы, проходит через вертикальный канал 26 подвижного элемента 25 и наматывается на барабан 30, приводимый во 55 вращение при помощи привода вращения 32. Скорость вращения барабана 30 согласуется при этом со скоростью поступательного движения рамки таким образом, что свободный участок гибкого элемента между почвой и барабаном постоянно находится в натянутом состоянии. При движении шасси по заданной траектории вертикальный нож 21 и установленный на ноже подвижный элемент 25 передвигаются над линией заложения гибкого элемента 33. При этом подвижный элемент 25 находится в одной плоскости с ножом 21. Данное положение подвижного элемента является номинальным. При отклонении самоходного шасси от заданного напр.ввления движения или при смещениишасси от заданной траектории передви" жения плоскость ножа 21 смещается в сторону от линии заложения гибкого элемента 33. Вследствие этого подвижный элемент 25, выполняющий при этом роль механического щупа, откпоняется от первоначального номинального положения на угол 3., величинакоторого пропорциональна смещениюплоскости ножа 21 от линии заложения гибкого элемента 33. Датчик угла поворота 28, механически соединенный с подвижным элементом 25, преобразует угол поворота о 6 в электрический сигнал, который подается в блок управления 16, Блок управления анализирует данный сигнал и подает команды на исполнительные механизмы, при помощи которых производитсякорректировка направления движенияшасси путем изменения скоростей движения рамок 14 После корректировки направления движения рамка 14 вновь занимает номинальное положение относительно линии заложения гибкого элемента 33. Подвижный элемент 25 при этом занимает номинальное положение относительно ножа 21, и подача управляющего сигнала датчиком 28 прекращается.На протяжении всего рабочего гона с рамки 14 по границе между обработанной в процессе прохождения данного рабочего гона и необработанной поверхности поля под почву укладывается второй гибкий элемент 33. Укладка гибкого элемента производится при помощи вертикального ножа 22 и подвижного элемента 25, заглубленных в почву. Уложенный в почву гибкий элемент 33 используется в качестве направляющего элемента при прохождении самоходным шасси следующего рабочего гона,Прохождение самоходным шасси рабочего гона заканчивается по достижении обеими рамкае 14 токопровода 6,проложенного по границе между полем и разворотной полосой. После это го производится разворот шасси вокруг рамки 14. После завершения разворота начинается прохождение самоходным шасси очередного рабочего го -, на. Далее через разворот с прохождением очередного рабочего гона самоходное шасси совместно с агрегатируемымис ним сельскохозяйственными орудия- .ми производит обработку всего поля.Развороты шасси осуществляются попеременно вокруг рамоК 14.Перевод элементов шасси в транспортное положение производят следующим образом. Вначале в транспортное положение переводятся рабочие 20органы сельскохозяйственных орудий38, агрегатируемх с шасси,а гибкие элементы 33, уложенные в почву, наматываются на соответствукщиебарабаны, установленные на рамкахшасси. Если центры обеих рамок располагаются вне линии заложения токопроводов 2 и 5, самоходное шасси передвигают до совмещения центра однойиз рамок с линией( заложения указан- ЗОных токопроводов. Далее отключают исполнительный механизм, фиксирующийотносительно траверсы 36 рамку,центр которой располагается над линией заложения токопроводов 2 и 5. Затем передвигают другую рамку до совмещения ее центра с линией заложения указанных токопроводов. После этого поворачивают ходовые колеса обеих рамок вокруг их вертикальных осей на 90 , поворачивают обе рамки 14 до положения, при котором каждая из них перпендикулярна траверсе 36, и фиксируют рамки относительно траверсы в укаэанном положении.После выполнения указанных операций центры обеих рамок 14 и установленные в них электромагнитные щупы 15 совмещают.ся с линией запоже ния токопроводов 2 и 5. Плоскости хо-, довых колес 20 самоходного шасси параллельны траверсе 36. Таким образом, самоходное шасси занимает отно,сительно токопроводов 2 и 5 положение, соответствующее передвижению его к сведующему полю, подлежащему обработке. Данное устройство исключает участие оператора при обработке самоходным шасси массива несмежных между собой полей, имеющих произвольные рельеф и конфигурацию границ, при 1значительном снижении объема и стоимости работ по предварительному обоРудованию полей,

Заявка

3360370, 23.11.1981

СПЕЦИАЛЬНОЕ ОПЫТНОЕ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БЮРО СО ВАСХНИЛ

ЖИЛЯЕВ ВЛАДИМИР ПАВЛОВИЧ

МПК / Метки

МПК: A01B 69/04

Метки: самоходного, шасси, движением

Опубликовано: 07.05.1984

Код ссылки

<a href="http://patents.su/14-1090275-ustrojjstvo-dlya-avtomaticheskogo-upravleniya-dvizheniem-samokhodnogo-shassi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для автоматического управления движением самоходного шасси</a>

Похожие патенты