Устройство для автоматического направления движения колесного трактора

двг 6 ЬЪ,патент: зте-о ,ОП "Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ 266413 Союз Советскиз Социалистическив РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельстваКл. 45 а, 69/04 Заявлено 141969 ( 1305570/30-15)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 17.1,1970. Бюллетень11Дата опубликования описания 23.1 Х,1970 МПК А 01 Ь 69/04 Комитет по делам изобретений и открытии при Совете Министров СССРУДК 631.364.656.052, ,4-52(088,8) Авторыизобретения А. И, Драновский, Б. А. Любимов, В. М, Шабанов, В. И. Иргл,Г. Б, фурфур, Р. А. Гроховский, В, Г. Нейченко, Г. Г, Нахамкин,С. П, Ярош, 3. Б. Либерфарб, Г. Г. Андриевский и Г. М. Лавров Одесская научно-исследовательская станция Государственного союзного научно-исследовательского тракторного институтаЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ КОЛЕСНОГО ТРАКТОРАИзобретение относится к устройствам автоматического направления движения сельскохозяйственных тракторов по траектории, заданной в виде рядка растений.Известные устройства содержат копирующий растения электроконтактный щуп, сигнал от которого поступает к усилителям, воздействующим на сервопривод направляющих колес трактора.Испытания этих устройств на культивации пропашных культур показали, что в зависимости от микрорельефа поля, степени искривлен- ности рядков, длины пропусков, засоренности междурядий качество вождения автоматизированного трактора существенно изменяется,В предложенном устройстве с целью улучшения качества автоматического вождения путем ограничения угла поворота направляющих колес оно снабжено индуктивным датчиком угла поворота направляющих колес и схемой сравнения сигнала этого датчика с сигналом от щупа в виде сумматора на резисторах. Для регулирования угла, ограничосвающего поворот направляющих колес, коэффициент передачи датчика угла поворота колес выполнен регулируемым с помощью потенциометра. На фиг. 1 показана блок-схема устройства;на фиг. 2 - подвижная рама копирующего механизма с чувствительным элементом; нафиг. 3 - принципиальная схема устройства.Регулятор имеет два идентичных канала регулирования правого и левого поворота.5 Работа одного канала осуществляется следующим образом. Сигнал с электроконтактного щупа 1 (17) поступает на вход предварительного усилителя 2 (24). С его выхода усиленный сигнал ошибки подается на сумматор10 .т (И) и на схему запрета 4 (18), исключающую одновременную работу каналов. На сумматоре 3 суммируется сигнал ошибки с предварительного усилителя и сигнал датчика углаповорота направляющих колес с фазочувст 15 вительного элемента б. Сигнал запрета поступает на эмиттерный повторитель б проггивоположного поворота, закрывая его. Сигнал ссумматора через эмиттерный повторитель 7поступает на вход порогового устройства20 8 (14), выходной сигнал которого усиливается, силителем мощности 9 (15) и приводит вдействие исполнительный механизм 10 (1 б),Для линеаризации характеристики регулятора нелинейный элемент (пороговое устрой 25 ство) охвачен жесткой инерционной ооратнойсвязью 11 (2 б),При срабатывании исполнительного механизма направляющие колеса поворачиваются,например, вправо. Угол поворота колес опре 3 О деляется величиной сигнала датчика 12 углаповорота направляющих колес. Датчик угла поворота направляющих колес имеет механическую связь с направляющими колесами. Его выходной сигнал пропорционален углу поворота колес, а фаза зависит от знака угла поворота, т. е, вправо или влево.Сигнал датчика, преобразованный фазочувствительным элементом 5, поступает на вход сумматора 3. Суммируясь с входным сигналом ошибки, он вызывает уменьшение амплитуды выходного сигнала сумматора.При определанном угле поворота колесвеличина сигнала датчика такова, что уменьшаег амплитуду выходного сигнала сумматора до величины, недостаточной для срабатывания порогового устройства, Выходной сигнал порогового устройства исчезает, и направляющие колеса остаются повернутыми на некоторый заданный угол, Как только исчезает сигнал ошибки, т. е. щуп перестает касаться растенчя, колеса возвращаются в исходное состояние. Это происходит благодаря тому, что на входе сумматора 13 есть сигнал датчика угла поворота с фазочувствительного выпрямителя, а сивилл запрета одновременной работы каналов снимается с исчезновением входного сигнала. Знак сигнала датчика угла поворота направляющих колес таков, что на выходе сумматора 13 будет сигнал, который через элементы б, 14 и 15 вызовет срабатывание исполнительного механизма 15.Таким образом, колеса возвращаются в среднее положение, Колебательный процесс устраняется выбором рабочей точки порогового устройства, а также введением жесткой инерционной обратной связи.Аналогично работает и,второй канал, При наличии сигналов на обоих входах (щупах) 1 и 17, схемы запрета 4 и 18 запрещают прохождение сигналов по рабочим каналам.Электроконтактный щуп 1 в изоляторе прикреплен к копирующему механизму 19. Копирующий механизм соединен с подвижной рамой 20 через шарнир 21 и удерживается в вертикальном положении пружинами 22, предназначенными для предотвращения поломки чувствительного элемента.Подъем щупов датчика электропроводности в транспортное положение осуществляется гидроцилиндром 23. Подвижная рама копирующего механизма жестко укреплена на цапфе направляющих колес,В исходном состоянии, когда электроконтактный щуп не касается растений, лампа Л 1 открыта, т. е. через нее течет ток, так как по. тенциал сетки относительно катода равен нулю, Ток, протекающий через лампу Л и анодную нагрузку Я., вызывает на Я,. падение напряжения. Это напряжение, снимаемое с анодной нагрузки Я., через резистор Я, поступает в базу транзистора Т благодаря че. му он находится в режиме насыщения и потенциал его коллектора близок к нулю. Коллектор транзистора Т 1 соединен с базой тран 5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 55 60 65 зистора Т через резистор Я 6, и, так как в базу транзистора Тг подается смещение через резистор Я он находится в режиме насыщения и потенциал его коллектора также близок к нулю. В таком же состоянии находятся и элементы второго, канала Л, Т, Т,Таким образомна входе сумматора, собранного на резисторах Я - Я, сигналы отсутствуют, их нет и на выходе эмиттерного повторителя (Т;), и потенциальный триггер (транзисторы Т 4 - Т) не возбужден. Значит на выход усилителя сигнал не поступает,При касании, растения щупом замыкается электрическая цепь: минус батареи смещения, резистор Яь масса - земля, растение - щуп, плюс батареи смещения. При этом падение напряжения на резисторе Я, запрет лампу Л,. Потенциал анода станет равным нулю, а транзистор Т 1 будет заперт источником смещения, Напряжение на коллекторе транзистора Гд станет примерно равным напряжению питания. Скачок коллекторного напряжения отрицательной полярности через резистор Я, подается. на сумматор и через резистор Я 6 в базу транзистора Т. Транзистор Т 2 обратной проводимости закроется этим сигналом. Скачок напряжения положительной, полярности на его коллекторе через резистор Яз 4 поступает в базу эмиттерного повторителя Т 14 другого канала и запирает его, запрещая одновременную работу каналов. С сумматора на резисторах Я, - Ячерез эммитерный повторитель (транзистор Т,), необходимый для согласования и усиления сигнала на мощности, сигнал подается на триггер Шмитта (транзисторы Т 4 - Т,), а с него на усилитель мощности (транзисторы Т; и Т,)нагрузкой которого является соленоид 1 Для линеаризации регулятора налинейный злемент - триггер Шмитта охвачен жесткой инерционной обратной связью, выполненной на транзисторах Т, - Т 1,. Глубина обратной связи регулируется потенциометром Я 2, а постоянная времени - переменнымрезистором Яз 1При срабатывании соленоида Ь, гидрораспределителя колеса поворачиваются. Угол поворота колес фиксируется фазочувствительным датчиком, в качестве которого применен индуктивный датчик угловых перемещений, включенный по балансной схеме.Сигнал датчика выпрямляется фазочувствительным выпрямителем (диоды Д, - Д, и трансформаторы Тр", Тр,). На выходе фазочувствительного датчика стоит фильтр низких частот, включающий, конденсаторы С 9, С 1 п резисторы Я 7 о, Я 71, Я 72 и конденсаторы С, С и резисторы Я 7 з, Я 74, й;, Сигнал с выхода фазочувствительного выпрямителя поступает на сумматоры обоих каналов в противофазе с ос. новным сигналом. Поэтому, по мере увеличения угла поворота направляющих колес увеличивается сигнал датчика угла поворота, а амплитуда выходного сигнала сумматора уменьшается. Когда она станет меньше порога срабатывания триггера Шмиттакоторый ре.лируется потенциометром Р 4 Я 4 в), триггер ернется в устойчивое положение, сигнал со хода усилителя мощности исчезнет и солеоид 1,1 обесточится, следовательно прекраится поворот направляющих колес. Изменяя оэффициент передачи фазочувствительного ыпрямителя с помощью потенциометра Й 7, ожно менять угол поворота направляющих олес.Если на входах ламп Л, и Л 2 нет сигнала, направляющие колеса к этому моменту быи повер,нуты на некоторый угол, то сигнал атчика угла поворота направляющих колес, оступающий на сумматоры обоих каналов в ротивофазе, вызывает срабатывание соленоиа Л 2 и направляющие колеса возвращаютсясреднее положение.Аналогично работает и второй канал.При наличии сигнала на обоих входах сигал запрета положительной полярности с колектора транзистора Т, в базу эмиттерного овторителя (транзистор Т 14) и с коллектора ранзистора Т 1, в базу эмиттерного повториеля (транзистор Т,) закрывает эмиттерные повторители и прекращает дальнейшее прохождение сигналов. Предмет изобретения51. Устройство для автоматического направления движения колесного трактора, содержащее копирующий растения электроконтактный щуп, сигнал от которого поступает к уси 10 лителям, воздействующим на сервопривод направляющих колес трактора, отличающеесятем, что, с целью улучшения качества автоматического вождения путем ограничения углаповорота направляющих колес, оно снабжено15 индуктивным датчиком угла поворота направляющих колес и схемой сравнения сигнала этого датчика с сигналом от щупа в видесумматора на резисторах.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,20 что, с целью регулирования угла, ограничивающего поворот направляющих колес, коэффициент передачи датчика угла поворота колесвыполнен регулируемым с помощью потенциометра,266413 г,Составитель А. СвирщевскийП. Хорина Техред Л, В, Куклина Корректор Н. А, Митрох дакто пография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2508/3ЦНИИПИ Комитет Тираж 480 Подписное делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5