Устройство для регулирования положения рабочего органа дорожной машины

(504 Е 02 РЗ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ иг 1 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Калининский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) И. А. Гвоздев, В. М. Гребенников и В. И. Корчагин(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ДОРОЖНОЙ МАШИНЫ, содержащее два сигнальных и два опорных индукционных датчика положения краев рабочего органа, подключенных к входам первого и второго элементов сравнения, петле вую антенну, задающую профиль обрабатываемой поверхности, и электрогидравлический блок управления гидроцилиндрами рабочего органа, отличающееся тем, что, с целью по 801247474 А 1 вышения точности регулирования, оно снабжено сигнальным и опорным индукционными датчиками продольного наклона основной рамы оси машины, датчиком скорости ведомого движителя дорожной машины, третьим элементом сравнечия, блоком умножения и двумя сумматорами, к первым входам которых подключены выходы первого и второго элементов сравнения, к вторым входам - выход блока умножения, а выходы обоих сумматоров подключены к входам электрогидравлического блока управления, причем к первому входу блока умножения подключен выход датчика скорости ведомого движителя, а к второму входу подсоединен выход третьего элемента сравнения, входы которого соединены с выходами сигнального и опорного индукционных датчиков продольного наклона оси машины, при этом сигнальные датчики расположены параллельно плоскости петлевой антенны, а опорные датчики расположены перпендикулярно плоскости петлевой антенны.Изобретение относится к автоматизации дорожных машин и может быть использовано на планировочных и укладочных работах при строительстве и ремонте дорог.Целью изобретения является повышение точности регулирования рабочим органом.На фиг. 1 изображен объект управления, фронтальная проекция; на фиг. 2 - то же, вид слева; на фиг. 3 - функциональная схема устройства; на фиг. 4 - принципиальная схема устройства.Устройство содержит по обоим краям рабочего органа 1 на вертикальных штангах индукционные датчики 2, 3 и 4, 5. Датчики 2 и 4 являются сигнальными и расположены в поперечно-вертикальной плоскости. Датчики 3 и 5 являются опорными и расположены вертикально. На основной раме 6 автогрейдера установлены индукционные датчики 7 и 8 продольного наклона оси машины. Сигнальный датчик 7 расположен в продольно-вертикальной плоскости параллельно плоскости петлевой антенны 9, а опорный датчик 8 - перпендикулярно плоскости петлевой антенны. Провод петлевой антенны 9 устанавливается на стойках параллельно требуемым отметкам. Высота установки датчиков 2, 3 и 4, 5 выбирается таким образом, чтобы сигнальные датчики 2 и 4 лежали в плоскости петлевой антенны 9.Индукционные датчики конструктивно выполнены следующим образом. На сердечник из ферромагнитного материала (ферритовые кольца или стержни) наматывается обмотка из эмалированного провода, содержащая 2000 - 2500 витков, Наличие ферритового сердечника значительно повышает коэффициент усиления датчика и повышает направленность действия датчика. Поэтому, располагая датчики в продольной или поперечной вертикальных плоскостях, можно получить информацию об угловых и линейных перемещениях в соответствующих плоскостях.Рабочий орган 1 автогрейдера механически связан с левым гидроцилиндром 10 и правым гидроцилиндром 11. Тахогенератор 12 связан с помощью муфты с ведомым движителем автогрейдера и выполняет роль датчика скорости ведомого движителя, так как пробуксовка передних движителей при движении автогрейдера минимальна.Выходы сигнального 2 и опорного 3 индукционных датчиков подключены к первому и второму соответственно входам первого элемента сравнения 13, выполненного в виде амплитудно-фазового детектора, выходы сигнального 4 и опорного 5 индукционных датчиков подключены к первому и второму соответственно входам второго элемента сравнения 14 (амплитудно-фазового детектора).Выходы сигнального 7 и опорного 8 ин. дукционных датчиков подключены к первому 5и второму соответственно входам третьего элемента сравнения 15, выполненного также в виде амплитудно-фазового детектора. Элементы сравнения (амплитудно-фазовые детекторы) 13 - -15 представляют собой известные электрические схемы, выполненные на операционных усилителях.Выходы амплитудно-фазовых детекторов 13 и 14 подключены соответственно к первым входам сумматоров 16 и 17, а выход амплитудно-фазового детектора 15 - к первому входу блока умножения 18, ко второму входу которого подключен выход тахогенератора 12, блок умножения выполнен на операционном усилителе А 8 и полевом транзисторе Ъ" 1. Выход блока умножения 18 подключен к вторым входам сумматоров 16 и 17, выполненных на операионных усилителях Л 7, А 6, выходь( которых соединены с блоком 19 электрогидравлического управ;еения, представляющим собой серий(и) выпускаемый электронный блок управления, входящий в комплект системы Профиль - -20. Сигналы с блока 19 поступают на электрогидрозолотники О и 21, также входяецис в комплект системы Профиль 20.Выходы электрогидрозолотников связаны с входами левого 10 и правого 11 гидроцилиндров, механически связанных с рабочим органом 1 автогрейдера. Амплитудно-фазовые детекторы 13 и 4 е с соответствук;щими им индукционными датчиками 2. 3 и 4, 5 образуют основные каналь; управления положением рабочего органа 1 авто- грейдера Амплитуеено-фазовьЕ(1 де 1 ектор 15 с соответствующими ему индукционными датчиками 7 и 8, тахогенератором 12 и блоком умножения 18 образуют связь по возмущению, которое еее)ило)ке 1(О к везде)Гре.Йдеру со стороны обрабатываемой повеэхности. е),1 агодаря этой связи по возиущее(ию, структурная схема системы регулирования преобразуется в комбинированную систему.Устпойство паботает слеу. ющим образом.Через горизонтально расположенный провод петлевой аеетенпь 9 пепрерь.впо пропускается переменный электрический ток с эффек 1 ивным значением 100 - 300 м А и частотой около .1000 Гц. Под действием индукции магнитного поля, создаваемого проходящим через петлевую антенну током, в иеедчкциоееных датчиках 2- -8 зозникает ее- ременная ЗДС той же частоты, 1 ТО и ток в прсводе антенны, С выходов индукционных датчиков сигееалы в вид электрического напряжения поступают на:Оответстезуюеееие входы амплитудно-фазовых детекторов 13 -15.Всличина возмущающего сигнала изменения вертикальной отметки расположения в данееом случае определяется косвенным путем как изменение угла тангажа Лер за промежугок времени ЛЕ из следуеощсго соотношения:О = Лег Е.Л(, 11)где Ъ - продольная скорость перемещениямашины.Полная величина возмущения может быть определена из соотношенияУ = уЧ (1)г 1, (2)5Параметр (1) измеряется индукционным датчиком продольного уклона, расположенным на основной раме автогрейдера. Скорость Ч определяется с помощью тахогенератора, установленного на движителях 10 машины.В случае отклонения индукционных датчиков 2 - 5, жестко связанных с рабочим органом 1 автогрейдера, и индукционных датчиков 7 и 8, жестко связанных с основной рамой 6 автогрейдера, от заданных положений на выходах соответствующих амплитудно-фазовых детекторов 13 - 15 появляются отличные от нуля напряженияХ 1 з= Е+Ез( - (Е - ЕзКз, (4)Х 4 = (/Е 4+Е( - (Е 4 - Е) К 4, (5)Х 1,= (/Еу+Ев( - /Е 7 - Еф К 15, (6)где Е - Е 8 - амплитудные значения ЭДС всоответствующих датчиках;Кз,К 4,Кь - коэффициенты усиления соответствующих амплитудно-фазовых детекторов. 25Величина К лежит в пределах 1000 - 1500. Под действием поступающего на первый вход перемножителя 18 с выхода амплитудно-фазового детектора 15 и на второй вход - с выхода тахогенератора 12 напряжения на выходе блока 18 возникает электрическое напряжение. Это напряжение поступает на вторые входы сумматоров 16 и 17, на первые входы которых поступают выходные напряжения с соответствующих амплитудно-фазовых детекторов 13 и 14. С выходов сумматоров 16 и 17 напряжения, пропорциональные сумме соответствующих входных сигналов, поступают на входы блока 19 управления с выходом на входы электрогидроусилителей 20 и 2 соответственно. Гидравлические сигналы с выходов электрогидроусилителей 20 и 21 поступают на левый 10 и правый 11 гидроцилиндры соответственно. Гидроцилиндры 10 и 11, жестко связанные с рабочим органом 1 авто- грейдера, начинают перемещать последний в направлении, соответствующем уменьшению отклонения его положения от заданного, После восстановления заданного положения рабочего органа 1 автогрейдера сигналы на выходах электрогидроусилителей 20 и 21 обращаются в нуль, а гидроцилиндры 10 и 11 прекращают перемещение рабочего органа 1 автогрейдера.Применение изобретения позволяет повысить производительность дорожной машины за счет сокращения числа проходов, а также повысить быстродействие системы за счет реализации связи по возмущению без систематической ошибки,1247474 це. 3 биг ВНИИПИ Госпо делам 113035, Москва лиал ППП Пат Редактор Т. Парфенова 3 а каз 408529 Составитеехред И. Вираж 641ударственнизобретенЖ - 35,ент, г. У ль Р. Гладунрес Корректор А. ЗимокосовПодписноеого комитета СССРий и от крытийРаушская наб., д. 4/5жгород, ул. Проектная, 4