Устройство для автоматическогоуправления угловым положениемрабочего органа машины

Союз Советских Сецмалнстлческик РеслублнкОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 110579 (21) 2764242/18-24с присоединением заявки Мо(51)М, К,з С 07 С 3/00 Госуаврствеииый комитет СССР яо дедам изооретеиий и открытий(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ РАБОЧЕГО ОРГАНА МАШИНЫИзобретение относится к автоматикее.Известно устройство для автоматического регулирования толщины слоя грунта, содержащее вспомогательное колесо, связанное с дифференциальным редуктором, второй вход которого соединен с приводом ведущей звездочки, а на выходном валу дифференциального редуктора укреплен центробежный редуктор, соединенный подвижной муфтой через рычаг с буксой золотникового распределителя, связанного с силовым цилиндром, лыки, осуществляющей выглубление отвала 1, 15Недостатком укаэанного механического устройства для автоматического регулирования положения рабочего органа машины является его сложность и недостаточная точность выдержива-, 20 ния заданного параметра.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для автоматического управления угловым положением рабочего ор- . гана машины, содержащее датчик угла, соединенный с источником питания, и исполнительный блок. Чувствительным элементом датчика угла является маятник, связанный кинематически с по- ЗО тенциометром, а преобразующим блокоммостовая схема.При отклонении рабочего органамашины на угол, больший допустимого,сигнал с чувствительного элемента ипреобразующего блока датчика углавключает исполнительный блок, запускающий гидропривод машины, которыйвоздействует на рабочий орган и возвращает его в заданное положение,При этом в известном устройстве исполнительный блок остается вклю"ченным постоянно до тех пор, пока сдатчика угла не поступит сигнал отом, что рабочий орган вошел в пределы заданных допусков углового положения 2),Недостатком известного устройства является то, что вследствие несовершенства гидравлических приводов и значительной .массы рабочих органов машин, ббладающих большой инерционностью, и вследствие влияния динамических факторов, характерных для специфических условий эксплуатации дорожных машин, в устройстве возникают непрерывные автоколебания рабочего органа, что снижает точность отработки устройством заданногопараметра и соответственно снижаетпроизводительность дорожных машин,В результате, при использованиина легких и средних автогрейдерах,у которых при производстве строительных работ допуски на угловоеотклонение рабочего органа задаютсяс высокой точностью (в пределахс =О 15 -О 45 ), известное устройство не обеспечивает требуемой точности работы.10Цель изобретения - повышение точности устройства при выдерживаниизаданного угла наклона рабочего органа машины.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство введены ключ,формирователь длительности импульсов,источник экспоненциального напряжения и коммутатор режима работы, выход источника питания подключен кпервому входу ключа, второй вход которого соединен с выходом датчикаугла, а выход соединен с входами формирователя длительности импульсов,коммутатора режима работы и источника экспоненциального напряжения, 25выход коммутатора режима работы соединен с другим входом источника экспоненциального напряжения, выход которого подключен к другому входуформирователя длительности импульсов, ЗОвыход которого соединен с входомисполнительного блока.На чертеже приведена блок-схемаустройства.устройство содержит датчик 1 угла, З 5чувствительный элемент 2, преобразующий блок 3 датчика угла, источник 4питания, ключ 5, формирователь бдлительности импульсов, источник 7экспоненциального напряжения, коммутатор 8 режима работы, исполнитель- фный блок 9.В качестве чувствительного элемента 2 датчика 1 угла может использоваться, например маятник, корпус которого установлен на рабочем органе 4машины, Преобразующий блок 3 выполняется, например в виде фотоэлектрических преобразователей, состоящих изсветоизлучателей и фотоприемников,попарно расположенных по обе сторо Оны от подвижной диафрагмы, кинематически связанной с маятником. Положение преобразователей относительнодиафрагмы определяется предельно допустимым углом отклонения сдоп. При 55отклонении на угол с сдоп в какуюлибо сторону, подвижная диафрагмапрерывает световой поток преобразователя и на выходе датчика углапоявляется сигнал 1,Устройство работает следующим 60образом,При отклонении по каким-либо причинам рабочего органа машины во время ее работы на угол Ы, большийдопустимого угла с(.доя, на выходе дат чика 1 угла скачкоМ появляется напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 5. ключ 5 заьыкается и подает питание на остальные блоки устройства. Формирователь б начинаетвырабатывать импульсы, а источник 7 начинает вырабатывать экспоненциально изменяющееся напряжение, которое поступает на управляющий вход формирователя б. Под действием этого напряжения формирователь б формирует импульсы, длительность которых из - меняется по экспоненциальному закону. Эти импульсы включают на различное время исполнительный блок 9, который запускает на время длительности импульсов гидропривод машины (начертеже не показан), возвращающийрабочий орган машины в заданное положение,Если рабочий орган отклонился назначительный угол, так что за время действия одного импульса с учетом инерционности системы гидропривод - рабочий орган он не возвратился в исходное состояние, формирователь 6 вырабатывает следующий импульс и т,д. до тех пор, пока рабочий орган не войдет в пределы заданных угловых допусков. В этот момент сигнал с датчика 1 разомкнет ключ 5 и отключит блоки 6-8 от источника питания.Подключение блоков 6-8 к источнику питания через ключ 5 обеспечивает появление экспоненциального напряжения от источника 7 в любой момент начала коррекции, а также прекращение импульсов и быстрый сброс напряжения с зарядных цепейисточника 7 при окончании коррекциидля того, чтобы при следующем отклонении рабочего органа коррекция начиналась всегда с одного и того же исходного состояния блоков 6-8. Устройство работает в двух режи"мах, Если профиль полотна грунта предварительно не обработан, то есть достаточно грубый и отклонения рабочего органа от заданного угла происходят чаще всего на значительную величину, оператор с помощью ком" мутатора 8 режима работы устанавливает такое положение цепей в источнике 7 экспоненциального напряжения,при котором источник 7 при срабатывании ключа 5 начинает вырабатывать напряжение, уменьшающееся по экспоненте от максимального значения до нуля, В этом случае первый импульс будет иметь наибольшую дли" тельность и соответственно гидро- приводы произведут наибольшее воздействие на рабочий орган, возвращая его. в заданное положение, Если после первого импульса рабочий орган еще не достиг заданного поло"жения, формирователь б выработаетвторой импульс меньшей длительности, который произведет повторную,но более точную коррекцию и такдалее с постепенно уменьшающейсядлительностью импульсов до возвращения рабочего органа машины в заданное положение. Такой режим работы позволяет корректировать положение рабочего органа с наибольшимбыстродействием и без автоколебаний.Если профиль обрабатывающего полотна достаточно ровный и отклонения рабочего органа от заданногоугла происходит чаще всего на небольшую величину, предлагаемый вышережим работы устройства не можетбыть использован, так как это приводит к частой перекоррекции и к возникновению непрерывных автоколебанийсистемы20В этом случае оператор с помощьюкоммутаторов 8 устанавливает .такоепОложение цепей источника 7 экспоненцяального напряжения, при котором источник 7 начинает вырабатывать напряжение, увеличивающееся по экспоНеите от нуля до максимального значения, а формирователь б соответственно вырабатывает импульсы .с возрастающей длительностью, При этом первый ЗОимпульс произведет точную коррекцию,и если рабочий орган после этого невозвратился в заданное положение,тоследующий импульс будет иметь большуюдлительность, Если по каким-либо при- З 5чинам отклонение рабочего органапроизойдет на значительную величинуи после первой или второй коррекциион не возвратится в. зацанное положение, следующие импульсы начнут включать гидропривад на большее время 4 Овплоть до включения гидропривода напостоянное срабатывание,Как показали статистические исследования движения рабочего органа припрофилировании грунтов различной 45сложности, именно такие режимы работы с увеличивающейся длительностьюимпульсов при работе на сложном профиле грунта, обеспечивают наиболее быстрое возвращение рабочего органа в заданное положение без автоколеба" ний и соответственно позволяет повысить скорость движения машины и точность ее работы.Принципиальная схема устройства проста и надежна в работе. Заводские испытания показали, что предлагаемое устройство обеспечивает устойчивую коррекцию (без автоколебаний) углового положения рабочего органа машины в процессе работы машины на различных грунтах с точностью до,0 20Формула изобретенияУстройство для автоматического управления угловым положением рабочего органа машины, содержащее датчик угла, соединенный с источником питания, и исполнительный блок, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены ключ, Формирователь длительности импульсов, источник экспоненциального напряжения и коммутатор режима работы, выход источника питания подключен к первому входу ключа, второй вход которого соединен с выходом датчика угла, а выход соединен с входами формироватепя длительности импульсов, коммутатора режима работы и источника экспоненциального напряжения, выход коммутатора режима работы соединен с вторым входом источника экспоненциального напряжения, выход которого подключен к второму входу формирователя длительности импульсов, выход которого соединен с входом исполнительного блока.Источники информации,принятые во внимание при эвсцертизе1, Авторское свидетельство СССР9 194163, кл С 05 В 11/60 17.12,652. Авторское свидетельство СССРР 139678, кл, Е 02 Г 3/84.,24,12,60809263 Составитель Г.Антоновазнецова Техред А.Ач Редактор ктор М.Цемчик дписное илиал ППП. Патент ф, г.ужгород, ул.Проектная,аэ 430/63 Тираж 628 ВНИИПИ Государствен по делам иэобрет 113035, Москва, Ж,. Раойка омитета СССР открытий наб д.4/5