Устройство автоматического контроля положения горного комбайна в профиле пласта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК 05 Е 21 С 3524 ПИСАНИ К АВТОРСКО ЕТЕЛЬС арцев 5/24, 19.5,1978 (и ротот 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯпРи Гкнт сссР(46) 30.12,90. Бюл. ЬЬ 48(71) Институт электроники АН БСС(56) Авторское свидетельство СССРМ 601414, кл, Е 21 СЗПатент СШАМ 4079997, кл, 299/1,(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ГОРНОГО КОМБАЙНА В ПРОФИЛЕ ПЛАСТА(57) Изобретение относится к автоматизации вождения горных машин в профиле пласта. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства за счет исключения влияния оптических помех, Устройство закрепляется на горной машине, например на ограждающем щите комбайна напротив ориентирующего слоя 2. Отраженный от контролируемой поверхности 1 световой поток попадает на обьектив 3.,.Я 2, 1617140 А 1 Объектив 3 оптически связан через последовательно расположенные синхронизатор 17, диафрагму 5 и линзу Фабри 6 с фотопреобразователем 7, При смещении комбайна относительно ориентирующего слоя 2 световые потоки, отраженные от смежных участков контролируемой поверхности 1, не будут равны между собой. На выходе фото- преобразователя 7 будет последовательность импульсов, которая, пройдя через два ключевых элемента и две интегрирующие цепочки, попадает на входы элемента сравнения, На выходе элемента сравнения появится разностный сигнал управления комбайном, Ключевые. элементы подключены к выходам синхронизатора 17. Синхронизатор 17 содержит узел 4 сканирования, на одном валу с которым находится синхронизирующий диск 8 с вырезом, По обе сто- ф рон ы синхронизирующего диска 8 расположены две пары светодиодов 9 и фотоприемников 10.,Узел 4 сканирования выполнен в виде части цилиндра. 1 з.п, ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, в частности автоматизации вождения горных машинв профиле пласта.Цель изобретения - повышение домехоустойчивости устройства за счет исключения влияния оптических помех.На фиг. 1 приведена оптико-механическая часть устройства; на фиг, 2 - структурная схема; на фиг. 3 - принципиальная 10схема синхронизатора; на фиг. 4 - временные диаграммы.Позицией 1 обозначен контролируемыйучасток поверхности, а позицией 2 - ориентирующий слой (фиг. 1),15.Устройство автоматического контроляположения горного комбайна в профилепласта содержит объектив 3, узел 4 сканирования, диафрагму 5, линзу 6 Фабри, фотопреобразователь 7, синхранизирующий 20диск 8, светодиоды 9, фотоприемники 10,усилитель 11; ключевые элементы 12 и 13,интегрирующие цепочки 14 и 15, элемент 16сравнения, синхронизатор 17. 011 - напряжение на выходе усилителя 11; ца - напряжение на выходе ключевого элемента 12;О 1 з - напряжение на выходе ключевого элемента 13; 016 - напряжение на выходе элемента 16 сравнения.Узел 4 сканирования выполнен, капример, в виде вращающейся части цилиндра,. имеющей в разрезе вид четверти круга, каможет иметь в сечении сектор с углом ат 10до 90 О,Синхронизатор состоит из синхронизирующего диска 8, закрепленного на одномвалу с узлом 4 сканирования, двух светодиодов 9-1 и 9 - 2, фотодиадов 10-1 и 10-2,установленных друг против друга па абестороны синхронизирующега диска 8 на диаметрально противоположных концах, Синхронизирующий диск 8 имеет вырез вчетверть круга и закреплен таким образом,чтобы при прапускании узлом сканирования светового потока ат одной из половинконтролируемой поверхности, вырез дисканаходился напротив одной из пар светодиод - фотадиад.Устройство работает следующим абразом.Отраженный ат контролируемой поверхности световой поток, излучаемый внешним источником света, проходит черезобъектив 3, узел 4 сканирования, диафрагму 105, линзу 6 Фабри, направляющую световойпоток, прошедший объектив, нэ фатапреабрэзаватель 7, преобразующий световой поток в электрический сигнал, При вращенииузла 4 сканирования изображение контралируемой поверхности делится нэ две рэнные части, В период ОТ(4 узел 4 сканирования перекрывает верхнюю половину изображения контролируемой поверхности. В период Т/4 Т/2 узел 4 сканирования занимает промежуточное значение. В период Т/2.Т/4 узел 4 сканирования перекрывает нижнюю половину изображения, а в период 3/4 ТТ - занимает промежуточное положение,Таким образом, при вращении узла 4 сканировакия поочередко перекрываются то верхняя, то нижняя половины изображения контролируемой г.оверхности и на фотопреобразователе 7 формируется последовательность импульсовамплитуда которых соответствует световым потокам, отраженным от каждой из половин участка контролируемой поверхности (фиг. 4). Выделение координат цепи осуществляется посредствам синхронного детектирования сигнала фотоприемника. В период времени ОТ/4, когда на фатопреобразавателе 7 формируется сигнал, соответствующий световому потоку, отраженному от нижней половины контралируемога участка поверхности, вырез синхранизирующега диска 8 проходит над одной из пар светодиод - фотадиад. Сопротивление фотадиода резко уменьшается, При этом нэ резисторе Я 1 фиг. 3) формируется импульс напряжения, закрывающий ключевой элемент 12, Выход усилителя 11 подключается к интегрирующей цепи 14, выделяющей постоянную составляющуюсигнала.В период Т/2,3/4 Т ка фотопреобразавэтеле 7 формируется сигнал, соответствующий световому потоку, отраженкому от второй половины участка контролируемой поверхности. При этом вырез синхронизирующего диска 8 проходит между второй парой светодиод - фотодиад. На резисторе Б фарь;ируется импуль напряжения, закрываащил ключевой элемент 13, и выход усилителя 11 подключается к второй интегрирующей цепи 15. Выходы интегрирующих цепей подключены к элементу 16 сравнения, На выходе ега формируется сигнал Ь О, амплитуда которого соответствует величине смещечия ориентирующего слоя относительно оптической аси устройства. э знак определяет направление смещения.Устройство закрепляется на ограждающем щите комбайна напротив ориентирующего слои. При нахождении комбайна точно в профиля пласта, оптическая ось устройства делит изображение ориентирующего слоя тачка пополам. В этом случае световые па-:аки, отраженные ат двух смежных равных участков контролируемой поверхности, равны, и сигнал на выходе элемента сравне 1617140ния равен нулю, При смещении комбайна относительно ориентирующего слоя смещается и его изображение, в результате чего световые потоки, отраженные от смежных 20 участков контролируемой поверхности и падающие на фотопреобразователь 7, не равны между собой, так как коэффициент отражения ориентирующего слоя отличается от коэффициента отражения смежных пород и изобра жение его смещено относительно оптической оси прибора. На выходе фотопреобразователя 7 - последовательность импульсов разной амплитуды и на выходеу элемента 16 сравнения появляется разностный сигнал, 30 амплитуда которого соответствует отклонению комбайна в профиле пласта относительно ориентирующего слоя, а знак определяет направление смещения.Оптимальным является узел сканирова ния с сектором в 90, так как при этом на фотопреобразователь падаетсветовой поток. отраженный от первой или второй половины участка контролируемой поверхности максимальное время, а именно четверть периода, 40 Уменьшение угла сектора приводит к уменьшению времени пропуска ния светового потока и соответственно к ухудшению частотных свойств устройства.Формула изобретения 45 1, Устройство автоматического контроля положения горного комбайна в профиле пласта, содержащее обьектив, оптически связанный через последовательно расположенные синхронизатор, диафрагму и линзу 50 Фабри с фотопреобразователем, выход которого соединен с входом усилителя, выход которого соединен с первым входом первого ключевого элемента, выход которого через первую интегрирующую цепочку соединен с первым входом элемента сравнения, первый выход синхронизатора соединен с вторым .".ходом первого ключевого элемента, отл и ч а ю щеес я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства за счет исключения влияния оптических помех, в него введены второй ключевой элемент и вторая интегрирующая цепочка, выход которой соединен с вторым входом элемента сравнения, выход усилителя соединен с первым входом второго ключевого элемента, второй выход синхронизатора соединен с вторым входом второго ключевого элемента,2. Устройство по и. 1, о тл ич а ю щеес я тем, что синхронизатор содержит узел сканирования, синхронизирующий диск и две пары светодиод-фотоприемник, оптически связанные между собой и расположенные на диаметрально противоположных концах и по обе стороны синхронизирующего диска, содержащего вырез в виде сектора и расположенного на одном валу с узлом сканирования, выполненным в виде части цилиндра, сечение которого представляет аналогичный сектор, что и вырез у синхронизирующего диска, выходы фотоприемников являются выходами синхронизатора.,Гагарина, 10 аз 4105 Тираж ВНИИПИ Государственного ко 113035, Мо7 Подписноетета по изобретениям л открытиям при ГКНТ СССа, Ж, Раушская наб 4/5л