Способ определения дальности при автовождении машинно тракторного агрегата

(5 5 А БРЕТЕ ОПИС К ПАТЕНТУ льство СССР69/04, 6 01 8 13/84,ЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ И МАШИННО-ТРАК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕПРИ АВТОВОЖДЕНИТОРНОГО АГРЕГАТА Изобретение относится к сельскохозяйственному производству; а именно к приемам определения дальности до ориентира от машинно-тракторного агрегата при его автовождении на плантации во время выполнения технологических опера ций,Известны способы определения дальности до ориентиров, включающие излучение электромагнитных волн от машинно-тракторного агрегата, ретрансляцию их в возвратном направлении и сравнение разницы фаз излучаемых и ретранслированных волн, которая пропорциональна дальности прямого и обратного пробегов,Их общим недостатком является то, что 1присущая каждому из них погрешность определения дальности ограничивает перечень технологических операций, выполняемых машинно-тракторным агрегатом при его автовождении на рабочем гоне, Повышение точности определения дальности расширяет применение автовождения на большем количестве технологических операций. Известен способ определения дальсть изобретения: способ заклюондировании,отражающего эленесущей масштаб частоте с начальной фазы, приеме отрагнала, переизлучение его на отый элемент с последующей повторно отраженного сигнать определяют по соотношению жения прямого и переизлученно, Длина волны несущей масштаб инимается равной учетвереннорины междурядий. 1 ил,(57) Сущно чается в з мента на фиксацией жен ного си ражательн фиксацией ла. Дально фаз напря го сигналов частоты пр му шагу ши ности при автовождении машинно-тракторного агрегата, заключающийся в том, что излучают сигнал на несущей масштаб частоте, фиксируют фазу напряжения несущей масштаб частоты, ретранслируют сигнал в обратном направлении и принимают ре.транслированный сигнал, который целесообразно принять за прототип,Недостаток его, кроме недостаточной для ряда технологических операций полеводства точности, еще и в том, что ретранслятор устанавливают вне машинно-тракторного агрегата, на удалении от него в пределах километра и более, Это затрудняет его обслуживание трактористом и охрану трактора, создавая неудобства при реализации способа, усложняет энергоснабжение и контроль за работой рентранслятора дистанционно.Целью изобретения является повышение точности определения дальности,Достигают цель тем, что принятый ретранслированный сигнал переизлучают и принимают переизлученный отраженный сигнал,5055 а дальность определяют по соотношениюфаз напряжения прямого и отраженного переизлученного сигналов, при этом длинуволны несущей масштаб частоты принимают равной учетверенному шагу, которому 5кратна ширина междурядий.Сущность изобретения заключается втом, что излучают несущую масштаб частотуи ретранслируют ее в возвратном направлении с одного и того же конца дальности и 10переизлучают ее на противоположном конце, например, уголковым отражателем, Несущая масштабная частота пробегаетопределяемую дальность не два, как в прототипе, а в четыре раза, и поэтому при той 15же погрешности измерения разности фэздальность узнают вдвое точнее. Кроме того,при длине волны, несущей масштаб частоты, вчетверо большей шага, которому кратна ширина междурядий, величину 20однозначно определяемого расстояйия периодической функции уменьшают в несколько раз и тем самым не только востолько же раз уменьшают ошибку определения дальности при той же точности измерения разности фаз, но и сохраняюткратность рабочей ширины машинно-тракторного агрегата при любой его рядностирасстоянию между изофазами электромагнитного поля, что повышает удобство пользования способом,Положительный эффект заявляемогоспособа, прежде всего в большей точности.Кроме того, излучение и ретрансляция несущей масштаб частоты с одного и того же 35конца определяемой дальности позволяетразместить и приемопередатчик несущеймасштаб частоты (ведущую станцию) и ретранслятор (ведомую) на борту машиннотра кто р ного агрегата, что повы шает 40удобство в обслуживании их трактористом,упрощает энергоснабжение ретранслятораот электросети трактора и упрощает трактористу контроль за работой ретранслятора,Известное устройство-прототип и широко известный уголковый отражатель вполне достаточны для реализации заявляемогоспособа на, например, 3 см диапазоне несущей частоты (10 ГГц).. На чертеже представлена схема исходного излучения, ретрансляции и переизлучения несущей масштаб частоты способа определения дальности при автовождении машинно-тракторного агрегата.Условные обозначения на чертеже: 1 - устройство-прототип для измерения "дальности;2 - ведущая станция, излучающая несущую масштаб частоту; 3 - ретранслятор - ведомая станция, ретранслирующая несущую масштаб частоту4 - уголковый отражатель, переизлучающий несущую масштаб частоту;5 - излучение несущей масштаб частоты, исходный луч;6- переизлучение несущей масштаб ча- . стоты, отраженный луч;7 - возвратный луч рентранслироаанной несущей масштаб частоты;8 - переизлученный возвра 1 ный луч ретранслированной несущей масштаб частоты;9 - определяемая дальность О;10 - рядки сельскохозяйственной культуры, например, сахарной свеклы;11 - машинно-тракторный агрегат на рабочем гоне в режиме автовождения;12 - свая для установки уголкового отражателя.Пусть. устройство 1 размещено на машинно-тракторном агрегате 11, находящемся на плантации, например, сахарной свеклы 10 на некотором расстоянии 9 от оптического центра уголкового отражателя 4, Генератором высокой частоты при помо.-. щи ведущей станции 2 излучают модулированные несущей масштаб частотой напряжение 01:01 = 0 у 1 з и аъ т, (1) где 0 м - амплитуда колебаний напряжения несущей масштаб частоты;вм - круговая масштабная частота;1 - текущее время.Луч 5 исходного излучения уголковым отражателем 4 на противоположном конце участка, находящегося на расстоянии 9, переизлучают в отраженный луч 6, который поступает нэ вход ретранслятора 3, и затем несущую масштаб частоту на отличающейся йесущей частоте ретранслируют в возвратном направлении лучом 7, На другом конце участка, расположенного на расстоянии 9, уголковым отражателем 4 ретранслированную несущую масштаб частоту переизлучают в направлении машинно-тракторного агрегата 11 лучом 8, который поступает на вход приемопередатчика ведущей станции 2. Начальную фазу колебаний несущей масштаб частоты принимаем равной нулю. Тогда напряжение 02 колебания возвращенного ретранслировэнного сигнала на выходе приемника будет: 02 = Ом 2 З П Йм- ) - (ф 1 + ф 2)1, (2)где к - время распространения колебанийот ведущей станции 2 до ретранслятора 3через уголковый отражатель 4 и обратно.р 1 и рг - фазовый сдвиг в цепях ведущей станции 2 и ретранслятора 3 соответственно,Разность фаз напряжений 01 и 02 равнаЬу = щ у+ р + (щ . (3) 5отсюдаау-+ овми, следовательно, учитывая скорость распространения радиоволн Ч, 10(5)4 вмПренебрегая для простоты рассуждений величиной (р 1 + рг) из-за ее малости(практически фазометр регистрирует общийфазовый сдвиг Ьъ с учетом р 1 и рг) и учитывая, что вм = 2 л 1, получимо ч м:2 иа:Х ДЫ, (6)4 вм41 2 к 4 2 Жгде 1 - несущая масштаб частота;Л-длина волны несущей масштаб частоты.Из формулы 6 следует, что однозначность определения дальности происходитпока фазовый сдвиг не превышает 2, Следовательно, дальность расстояния 9 получаютв виде периодической функции с шагом вчетверть длины волны несущей масштабчастоты и на это же расстояние отстоятдруг от друга изофазы электромагнитногополя по выходу ведущей станции 2.Пример расчета длины волны несущеймасштаб частоты при обработке, например,сахарной свеклы с междурядьем 450 мм иточности способа.Принимаем, что ширина междурядийкратна, например, 3 шагам периода дальности. Тогда из определения отличительныхпризнаков способа следует, что длину волны несущей масштаб частоты принимаютравнойЛ = 4 450:3 = 600 мм,а шаг периода дальности ООдрд= ---- .= 150 мм,Л . Ьф - 600. З 6 О - 45360т.е. ширина междурядий (450 мм) кратнашагу периода дальности и, следовательно,культиватор любой рядности по своей ширине кратен расстоянию между изофазами 50электромагнитного поля (по выходу ведущей станции 2), что упрощает пользование способом при осуществлении смежных проходов машинно-тракторного агрегата. Вместе с тем, для определения дальности с точностью, например Ь 0=1 ммдостаточно определить разность фаз с точностью8 лЬО 8 180 1Ь р ----- 2,4;что вполне достижимо и достаточно по точности.В частном случае (для узких междурядий) кратность ширины междурядий шагупериода дальности можно принять равной1. Тогда длину волны несущей масштаб частоты принимают равнойЛ -- 1800 мм,4 4501а шаг периода дальности) --Ьа 1800 360450 мм,4 7 к 4 360 От,е, равным ширине междурядий сахарнойсвеклы,Следовательно, расстояния между изофазами электромагнитного поля (по выходному сигналу приемника ведущей станции)для сахарной свеклы равны ширине междурядий, что повышает удобство пользованияспособом,Положительный эффект от предлагаемого способа заключается.в том, что известными устройствами в несколько разповышают точность определения дальностипри автовождении машинно-тракторногоагрегата, все электронные приборы устройства размещают на борту машинно-тракторного агрегата, и поэтому трактористуудобней их обслужить и контролировать работу,Кроме того, соблюдение предлагаемых количественных пропорций между шириной междурядий обрабатываемой культуры и длиной волны несущей масштаб частоты, упрощает при пользовании способом направление машинно-тракторного агрегата с культиватором любой рядности по смежным проходам вдоль изофаз электромагнитного поля (определяемых на выходе приемника ведущей станции 2).1793833 Формула изобретения Составитель Ф,ЧерняковРедактор Т.Никольская Техред М.Моргентал Корректор Н,Коро/ Подписноетета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 512 ВНИИПИ Гасу Тираж рственного ко 113035, МоПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Способ определения дальности при ав- товождении машинно-тракторного агрегата, заключающийся в том, что излучают сигнал на несущей масштаб частоте, фиксируют фазу напряжения несущей масштаб частоты ретранслируют сигнал, в обратном направлении и принимают ретранслированный сигнал, о т л и ч а ю щ и А с я тем, что, с целью повышения точности определения дальности, принятый ретранслированный сигнал переизлучают и принимают переизлученный отраженный сигнал, а дальность определяют по соотношению фаз напряжения прямого и отраженного переизлученного сигналов, при этом длину волны несущей масштаб частоты принимают . равной учетверенному шагу ширины междурядий.