Способ определения местонахождения и направления движения угледобывающей машины

(22) Заявлено 14.07,7 с присоединением заявки32) ПриоритетОпубликовано 15.04,74 Гасударотвееый комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий 2.23:622,22(088.8)(53) Ъ плетенье 14 Дата опубликования описания 11,09.74 Авторы В. А, Кошкин и Д. В. Солод зобретенпя) Заявитель Государственный проектно-конструкторский и науч институт по автоматизации угольной пром(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОНАХОЖДЕНИЯ И НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕЙ МАШИНЫт иа11 ч т к ериод следования сигналов, котоует неподвижный датчик 3 в мождения относительно него скребгде 1 о - п рые формир мент прохо ков 5;1 - перно формирует щем.Скребковая цепь является жмой отсчета, поэтому скребкине смещаются при остаповах ко есткои систе 5 практически нвейера. Скоследования сигналов, которьтчик 4, движущийся вместе Известен способ определения местонахождения и направления движения угледобывающей машины, основанный на формировании двух последовательностей импульсов, несущих информацию о величине перемещения и направления движения комбайна, которые сдвинуты относительно друг друга во времени, по имеют одинаковый период следования.Предлагаемый способ отличается от известного тем, что контролируют скорость движения скребков цепи конвейера, скорость движения машины относительно скребков цепи конвейера и по полученным последовательностям сигналов определяют местонахождение и направление движения машины. Это позволяет повысить точность измерения.На чертеже схематично показана лава, в которой находится угледобывающая машина.Угледобывающая машина 1 работает со става конвейера 2, на котором установлен неподвижный датчик 3. Подвижный датчик 4 укреплен на корпусе машины. Скребки 5 конвейера периодически воздействуют на датчики 3 и 4, связанные каналом передачи 6 с устройством 7 обработки сигналов.Сущность способа заключается в следуюЪрость двихкения скребковой цепи приме 1 но постоянна, а скорость движения машины может изменяться при ее работе. Кроме того, скорость движения машины в несколько раз меньше скорости движения скребковой цепи конвейера. Отношение скорости скребковой цепи к максимально возможной скорости машины обычно больше пяти.При работе угледобывающей машины сов- О местно с конвейером скребки 5 конвейера воздействуют на чувствительные элементы неподвижного датчика 3 и датчика 4, движущегося вместе с машиной. В результате этого датчики формируют две последовательности 5 сигналов.Исходя из указанных соотношений скоростей движения скрсбковой цепи и машины, периоды следования сигналов определяются следующими выражениями0машиной, в момент прохохкдения относительно него скребков 5;а - расстояние между двумя скребками;Р - скорость движения скребковойцепи;Гк - скорость движения угледобывающей машины;(Рц+ ) - относительная скорость движенияскребков относительно машины, причем знакв- признак движения машины по направлению движения скребковой цепи, а знак + - признак движения машины против направления движения скребковой цепи.Из выражений (1) и (2) видно, что период 10 - величина постоянная, так как Р= сопз; период 1 в переменн величина и определяется значением скорости и и направлением движения машины. При движении машины по направлению движения скребковой цепи период 1 и всегда больше периода 1 о, т. е, 1 н)1 О, и знак разности 1 и - 1, будет положительным. При движении машины против направления движения скребковой цепи период 1 к всегда меньше периода 1 о, т. е. 1 и 1 о, и знак разности 1 и - го будет отрицательным, 1 ри этом величина периода 1 о является пороговым значением, с которым сравнивается переменная величина 1 и.Кроме того, из выражений (1) и (2) следует, что при скоростях движения угледобывающей машины, в несколько раз меньших скорости движения скребковой цепи, абсолютное значение разности Ь 1 = 1, - 1, также в несколько раз меньше значения 1 с. Например,Уц 1при отношении=- Б Ы = - 1 о, Это зна к макс 4чит, что за время прохождения машиной участка пути а, равного расстоянию между двумя скребками, относительно датчиков 3 и 4 проходит несколько скребков 5, количество которых будет тем больше, чем меньше скорость движения машины, В результате оба датчика формируют соответственно две последовательности сигналов. Сигналы с датчика 4, движущегося вместе с машиной, имеют временной сдвиг 1, относительно сигналов с неподвижного датчика 3, т. е. отстают или опережают их в зависимости от направления движения машины. Величина временного сдвига 1, пропорциональна величине перемещения машины при ее движении в пределах отрезка пути аВ момент, когда величина Ь достигает значения 1 о, эти сигналы совпадают.Указанный момент наступает тогда, когда машина проходит отрезок пути, равный а, В эти моменты времени расстояние между осями датчиков 3 и 4 становится кратным целому числу отрезков пути, равных а, и относительно каждого датчика одновременно проходит по скребку, т, е. оба датчика формируют сигналы, которые обязательно совпадают. При дальнейшем движении машины сиг ас -к(4) 15где 1, - период повторения моментов совпадения сигналов, равный времени прохода машиной участка а пути.Формируя в момент совпадения сигналовсчетные импульсы, используют их для отсчета пройденного машиной пути с дискретом а, равным расстоянию между скребками. Однако такое идеальное совпадение сигналов имеет место только при скоростях машины, кратных скорости движения скребковой цепи, т. е.Уц25 когда отношение -- целые числа.Для обеспечения условий совпадения вовсем возможном диапазоне скоростей машины сигналы от датчиков формируют в виде импульсов определенной длительности.Выражения для определения оптимальнойдлительности от калиброванных импульсов следующиекиокоо.-, оц(б) к киннсотУц где то - оптимальная длительность импуль сов, которая обеспечивает обязательное совпадение сигналов во всем возможном диапазоне скоростей машины;т, - оптимальная длительность импульсов, которая обеспечивает наименьшую помеху при совпадении сигналов по фронтам;н макс МаКСИмаЛЬНО ВОЗМожНаЯ СКороСтЬмашины;50 к мин - МИНИМаЛЬНО ВОЗМожНаЯ СКороСтЬмашины.Выполнение условий (5) и (б) обеспечиваетстробирование во времени коротких импульсов по формуле (6) расширенными по дли тельности импульсами по формуле (5). Приэтом за счет прямого стробирования, т. е. совпадения указанных импульсов, формируется серия импульсов совпадений, а за счет инверсного стробирования, т. е. несовпадения 60 указанных импульсов, формируется серияимпульсов несовпадения. Этими двумя разделенными сериями импульсов формируют счетные импульсы. Период формирования счетных импульсов 1 с равен 1 с, т, е, времени про хода машиной отрезка пути, равного а. Счет 45 налы от датчиков не будут совпадать до тех пор, пока машина не пройдет новый участок пути, равный а, в конце которого снова наступает условие совпадения.5 Период повторения моментоь совпаденияуказанных сигналов определяется одним из следующих выраженийные импульсы используют в описываемом способе для основного отсчета пройденного машиной пути,Количество импульсов счета, которые формируются при проходе угледобывающей машиной всей длины лавы, определяется одним из следующих выражений у л Т с(7)10 или где А - количество импульсов счета, которые формируются при прохождении машиной всей длины лавы;.СТ= -- время прохода машиной всей длиКны лавы; 20а- период формирования импульсовсчета;1, - длина лавы;а - дискрет основного отсчета, равный расстоянию между двумяскребками.Из Выражения (8) видно, что количество импульсов счета не зависит от направления и скорости движения машины и равно числу З 0 скреоков, которое укладается по длгп 1 е лавы при неработающем конвейере.Предлагаемый способ обеспечивает более точное определение местоположения угледобывающей машины в лаве. Это достигается ч 5 за счет измерения временного сдвига 1 который имеют сигналы с датчика 4, движущегося вместе с машиной, относительно сигналов с неподвижного датчика 3. Указанный сдвигполучается вследствие разности скоростей 40 движения скребковой цепи и машины. Величина временного сдвига 1, в пределах периода 1 следования счетных импульсов изменяется с дискретом (Л) в каждом периоде 1, от О до го или от го до О в зависимости от направле ния движения машины, что эквивалентно перемещению машины в пределах дискрета отсчета а.Измеряя величину 1, в каждом периоде 10 в пределах периода 1 определяют местопо ложепие машины при ее перемещении в пределах дискрета а, а следовательно по всей длине лавы, с необходимой точностью, Измер 5151 и апализпру 51 временные соотношения пе- рИОДОВ СЛСДОания СИГНаЛОЫ ДаТЧИКОЫ Прн помощи усгроиства 7 ооработки сигналов, устанавлиыают направление движения машины и ее местонахождение в лаве.направление движения х;ашины определяЮт ПУТЕМ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ИЗЭ 1 ЕРЕНИЯ И СРаВ- нения извесзными методами значений периодов 1; с пороговым значением периода То. Такими методами могут оыть, например, преобразование времснного интервала гв линейное напряжение, которое сравнивается с аналоговым порогом, эквивалентное значению периода, или преобразование временного интервала в цифроыой двоичный код и сравнение его с цифровым порогом.В результате сравнения устанавливают необходимость выполнения следующих условий: если гк)10, формиру 10 т признак ДВижениЯмашины по направлению движения скреоковой цепи конвейера;если 1(г формируют признак движениямашины против направления дыиэкения скреоковой цепи;если 1, - гэ, формируют признак останова машины.Время, необходимое для формирования любого из этих признаков, не превышает значения 21г 1 апраыление движения машины можно определять при помощи временного дискриминатора, реагирующего на фазовьш сдвиг импу.1 ьсов по формуле 16) относительно импульсов по формуле 5), Если первые иэ 1 пульсы отстают от вторы.; импульсов, то временной дискриминатор формирует сигнал положительной полярности, а если очережают - сигнал отрицательной полярности. Предмет изобретенияСпособ определения местонахождения и направления дыиэкения угледооывающей машины, основанный на форэ 111 роваппи двух последовательпосгсй 11 мпульсов, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения гочности из 51 ерения, контр 0111 ру 10 т скорость дВижения с 14 реокОВ цепи НОИВейсра, скорость дВижсния 51 ашины ОгнОсите,".ы 10 скреокоы цс 1 п конВейера и по г 10 лученны.1 последоВательностям сигналов определяют местонахождение и направление движения машины.Редактор Н. Корченко Корректор Т. Хворова Типо. рафия, пр. Сапунова, 2 Заказ 2317/9 Изд.1483 Тираж 565 Подписное Ц 11 ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5