Устройство для автоматического управления экскаватором

(22) Залелвио 1 б.09.77 (21) 25236 34/29-03с присоединением заявки МР -(23) приоритетОпубликовано 251079 Бюллетень Щ 39Дата опубликования описаиил 30. 10, 79 Е 02 Г 9/20 Государственный комитет СССР ио делам изобоетений й Открйтйй(088. 8) Томский инженерно-строительный институт 54) устРОЙстВО для АВтОмАтическОГО упРАВленияЭКСКАВАТОРОМ снижает точность, а следовательно,и качестно планироночных и зачистныхработ. Кроме того, сложность уравнений, решаемых аналоговой счетно-решфщей схемой и излишне большое количество датчиков также снижает точностьобеспеЧения прямолинейности траектории режущей кромки ковша экскаватора,Другим недостатком является дискретная гидравлическая система управления, имеющая н сноем составе соленоиды, непосредственно воздействующиена гидрораспределители, Лабораторныеиспытания показали, что такая автоматическая система управления для экскаватора, имеющего большие сосредоточенные и распределенные массы, имееточень малую устойчивость и склонна кавтоколебаниям,Целью изобретения является повышениеточности управления за счетупрощения конструкции и расширенияФункциональных возможностей.Это достигается тем что аналого"ная счетно-решающая схема устройствавыполнена в ниде двух сумматоровтригонометрического и программногоблока и двух переключателей, причемвыходы одного из сумьиторон соединеИзобретение относится к областиуправления земперойными машинамн,ныолняюшдми подчисные и планировочныеработы, в частности к устройствам для 5автоматического управления рабочимиорганами гидравлического одноковшового экскаватора,Известно устройство для обеспечения прямолинейногоперемещения рабочего органа одноконшоного эксканатора Г 1) .Известно также устройство для автоматического управления экскаватором,содержащее гидравлическиеисполнитель-,ные механизмы перемещения ковша истрелы с гидрораспределителями управления, синусно-косинусные Функциональные преобразователи углов наклона элементов рабочего оборудования,установленные на рабочих органах зкс Оканатора, и аналоговую счетно-решающую схему 2).В этом устройстве СКВТ служит дляконтроля углов между рабочими органа"ми экскаватора - стрелой, рукоятью нковшом, Теоретически, и практика подтверждает это, такая система не реа-гирует на продольные колебания рабочего оборудования и базы экскаватораимеющее место в процессе рабаты, Это 30 В, Н. Шлыков, В, Н, Санарон и А. Д. Белогорценны с выходами косинусных обмоток си ф нусно-косинусных функциональных преобразователей углов наклона элементов рабочего оборудования, синусные обмотки которых подключены к входам второго сумматора, а синусная обмотка.синусно-косинусного функционального преобразователя угла наклона ковша соединена с одним из входов программного блока, к двум другим входам которого и к входам тригономе трического блока подключены выходы обоих сумматоров, при этом выходы тригонометрического блока и один из выходов программного блока через один из переключателей подключены к гидро распределителю управления стрелой, второй выход программного блока через второй переключатель подклюйен к гидрораспределителю управления ковшом, а третий его выход подключен к 2 О тригонометрическому блоку.На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.Экскаватор имеет базу 1, стрелу 2, рукоять 3, ковш 4, на которых установлены датчики, например синусно-косинусные функциональные преобразователи 5, 6, 7, контролирующие углы сС, Р.наклона элементов рабочего оборудования к горизонту. Выходы косинусных обмоток датчиков связаны с входом сумматора 8, а выходы синусных обмоток датчиков связаны с входом сумматора 9. Своими выходами сумматоры 8 и 9 соединены с входами тригоно-метрического блока 10, который через переключатель 11 стрелы связан с дрос-. селирующим гидрораспределителем 12 стрелы, имеющим гидравлическую связь с гидроцилиндром 13 стрелы. Вторые выходы сумматоров 8 и 9 соединены с 4 О входами программного блока 14,который в свою очередь связан с переключателем 11 стрелы и через переключа.тель 15 ковша с дросселирующим гидро распределителем 16 ковша, имеющим гидравлическую связь с гидроцилинд-. ром 17 привода ковша.Устройство работает следующим образом.Сигналы с выходов датчиков 5, 6,7, формирующих функцию косинуса угла наклона к горизонту, суммируютсяв сумматоре 8, а сигналы с выходовтем же датчиков, формирующих функциюсинуса угла наклона, суммируются в 5сумматоре 9. Причем сигналы с датчиков 6 и 7 умножаются в сумматорах 8и 9 намасштабные коэффициенты в соответствии с соотношением линейных .размеров рабочих органов экскаватора;, щХрК Хо КХ УцК 7:КУ =ОАгде Х - сигнал с синусной обмоткидатчика 5 у - сигнал с косинусной обмотки датчика 5;ОА - длина стрелы"АВ - длина рукояти;ВС - длина ковша;К, К. - коэффициенты пропорциональ 1ности;К = ОА/АВ;к 2 = ОА/ВС.сигналы с. выходов сумматоров 8 и 9 соответствуют координатам точки С релущей кромки ковша экскаватора) и поступают втригонометрический блок 10, осуществляющий операцию ортогонального преобразования - поворот системы координат ХУЕ относительно оси 2 на требуемый угол Т, Решаемая здесь система управленийХ= Х Соз 9+ у 81 пТу = Х 81 иУ+ у СозЧ,где Х - ось абсцисс первоначальной(абсолютной) системы координат;У - ось ординат первоначальной(абсолютной) системы координат;х - ось абсцисс повернутой системы координат на требуемыйугол;у - ось ординат повернутой системы координат на требуемыйуголпросто реализуется на четырех операционных усилителях, а значения вычисленных координат точек Хс и У вповернутой системе координат х и упоступают на переключатель 11 стрелы,Параллельно сигналы свыходов сумматоров 8 и 9, а также с выхода синусной обмотки датчика 7 поступают впрограммный блок 14, где сравниваются с заданными координатами узловыхточек Хр уо, Хс, у, Х, , Ус, и созначениями заданного угла резания6, 6 , 8 ковша экскаватора. Поступающий в тригонометрический блок из,программного блока сигнал несет информацию о значении угла, соответствующего повороту системы координатна требуемый угол У , При равенстветекущих координат точек разрабатываемого грунта с заданными узловымиточками из программного блока посту-пает сигнал в переключатель 11 стрелы, который автоматически меняет программу движения ковша экскаватора позаданной кусочно-линейной траектории.дросселирующий гидрораспределитель12 стрелы управляет гидроцилиндром13 привода стрелы в соответствии споступающими сигналами из йере-,ключателя 11, Через, переключатель 15ковша управляющий сигнал поступаетна дросселирующий гидрораспределитель16 гидроцилиндра 17 привода ковша.Таким образом поддерживается оптимальный угол резания ковша.Устройство для автоматического уп" равления экскаватором может быть реализовано следующим образом. В качест-. ве датчика применяются синусно-косинусные ФункциональнЫе преобразовате-. ли, Сумматор представляет собой схему суммирования сигналов по массивной или активной схеме с операцион ным усилителем и установкой коэффициента пропорциональности, Тригонометрический блок собран из четырех опе".рационных усилителей. Программный блок представляет собой систему начальных условий, задаваемых в соответствии с контролируемыми координатами узловых точек разрабатываемого грунта и оптимального угла резания ковша экскаватора. Переключатель реа- лизуется по схеме сравнения, а дроссе лирующий гидрораспределитель, например ПЭГ-ПМ или УГЭ, имеет плавный режим работы,Предлагаемое изобретение позволяет совершать за один цикл движения по какой-либо ломаной кусочно-линейной траектории что является одним иэ существенных преимуществ, так как в настоящее время все большее внимание уделяется поперечной разработке траншей, Применение данного устройства :при производстве земляных работ поз,волит практически исключить затраты ЗР ручного труда на подчистку дна транщей или планировку дна котлованов. 20 Формула изобретення35Устройство для автоматического управления экскаватором, содержащее ,гидравлические исполнительные мехаизма перемещения ковша и стрелы с гидрораспределителями управления, си", 4 нусно-косинусные Функциональные пре-,бразователи углов наклона элементоврабочего оборудования, установленныена рабочих органах экскаватора, ианалоговую счетно-решающую схему,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности управленияза счет упрощения конструкции и расширения Функциональных воз.,ожностей,аналоговая счетно-решающая схема выполнена в виде двух сумматоров, тригонометрического и программного блокаи двух переключателей, причем входыодного из сумматоров соединены с выходами косинусных обмоток синуснокосинусных функциональных преобразователей углов наклона элементов рабочего оборудования, синусные обмоткикоторых подключены к входам второгосумматора, а синусная обмотка синусно-косинусного Функцйонального преобразователя угла наклона ковша соединена с одним из входов программногоблока, к двум другим входам которогои к входам тригонометрического блока подключены выходы обоих сумматоров, при этом выходы тригонометрического блока и один из выходов программного блока через один из перекгпочателей подключены к гидрораспределителю управления стрелой, второй выход программного блока через второйпереключатель подключен к гидрораспределителю управления ковшом, атретий его выход подключен к тригонометрическому блокч.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельствоР 353002, кл. Е 02 Г 9/22, 1970.2. Авторское свидетельствоР 321600, кл. Е 02 Р 9,20, 19 о 9 (прототип),с ваДВВЙЩюЮа/фри " Фф%Юф692950 Хр Ус,Составитель. Р,Гладун,Редактор Е Полионова Техред ВЛовалевфорректор А,Гриценко аказ 63 б 5/35 исное Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 777осударственногоам изобретенива, Ж, РаУшс ЦЯИИПИ Гпо дел113035, Мос комитета СССР и откригий .кая наб., д, 4/5