Устройство для измерения высотного положения рабочего органа строительных и дорожных машин

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическииРеспублик863786(23) Приоритет -Е 02 Г 9/20 Гесудерстееинмй комитет СССР Опубликовано 15.09.81. Бюллетень34Дата опубликования описания 25.09.81по делам изобретений и открытий) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТНОГО ПОЛОЖЕНИ АБОЧЕГО ОРГАНА СТРОИТЕЛЬНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению, а именно к устройствам автоматического управления высотным положением рабочего органа строительных и дорожных машин, в частности дреноукладчика, с целью выдерживания заданной глубины копания.5Известно устройство, предназначенное для автоматического управления цепным рабочим органом экскаватора по лучу лазера. Устройство имеет фотоприемник, установленный на стойке, нижний конец которой может перемещаться в пазах рамы рабочего органа по определенному закону. Для компенсации погрешностей, возникающих при наклонах рабочего органа, устройство снабжено маятником, который при наклонах рабочего органа за счет собственного веса перемещает стойку с фотоприемником в пазах рамы, благодаря чему происходит компенсация погрешности 1.Недостатком устройства является ограниченная чувствительность ком пенсатора погрешности данного устройства к накло нам рабочего органа вследствие неизбежного застоя маятника вблизи положения равновесия из-за трения в пазах стойки о раму. Известен также компенсатор погрешности устройства для измерения положения рабочего органа 12.Назначение и конструкция данного устройства аналогичны описанному выше. Отличие состоит в том, что для перемещения стойки в пазах рамы используется гидро- цилиндр, который включается по сигналу датчика углового положения стойки относительно вертикали, Помимо усложнения конструкции, недостатком устройства является то, что в момент срабатывания гидро- цилиндра возможно раскачивание датчика угла, и как следствие - возникновение авто- колебаний в контуре стабилизации углового положения стойки, Для исключения авто- колебаний необходимо увеличение зоны нечувствительности датчика угла, что, очевидно, увеличивает ошибку компенсатора погрешности. Кроме того, на величину ошибки в этом случае неизбежно сказывается инерционность гидропривода и запаздывание в элементах системы угловой стабилизации стойки.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения высотного положения рабочего органа строительных и дорожных машин относительно копирной линии, включающее датчик высоты, жестко соединенный с маятниковой подвеской, шарнирно закрепленной на рабочем органе, компенсатор погрешности и сумматор 13. 5Компенсация погрешности в датчике ЭТЦ - 202 А достигается за счет того, что корпус чувствительного элемента датчика соединен с копирным пальцем, который прижимается под действием пружины к пластине, жестко связанной с рабочим органом, При наклонах рабочего органа пластина перемещает копирный палец, который в свою очередь перемещает корпус чувствительного элемента датчика, Датчик высоты ЭТЦ - 202 А обладает тем же недостатком, что и устройство по 11: зоной застоя маятниковой подвески датчика из-за сухого трения между копирным пальцем и пластиной.Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что компенсатор погрешности выполнен в виде связанных между собой синусного и квадратичного преобразователя угловых перемещений маятниковой подвески относительно рабочего органа, выходы которых и выход датчика высоты подсоединены ко входу суматора.Применение устройства позволяет повысить точность измерения высотного положения рабочего органа дреноукладчика за Зо счет компенсации его высотных ошибок, возникающих при поперечных наклонах рабочего органа,При поперечных наклонах рабочего органа возникает изменение высотного положения рабочего органа.35 ЬН = Н -2 Необходимо учесть также погрешность измерения высоты при поперечных наклонах рабочего органа, вызванную выносом40 точки подвеса шарнирной подвески на величину 1 относительно центра, и равнуюНЬН = Ьпф45Таким образом, суммарная погрешность, которую необходимо компенсировать, составляетЬН= Н - + 1 япр250где Н - высота рабочего органа;расстояние от приводной оси рамы рабочего органа до точки крепления шарнирной подвески;р - угол наклона рамы рабочегов поперечной плоскости.На фиг. 1 представлена кинематическая схема устройства; на фиг. 2 - схема устройства, вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - принципиальная схема устройства.Устройство включает в себя рабочий орган 1, датчик высоты 2, подвеску 3 датчика высоты, компенсатор погрешности 4: щуп 5и копирный трос 6.Датчик высоты 2, выполненный на потенциометре компенсатора погрешности 4, включает синусный преобразователь перемещений маятниковой подвески, выполненный на потенциометре К 4 и формировательквадратичной величины, выполненный на потенциометрах К 2 и КЗ, сумматор а также вспомогательные элементы йс,Й 5, К 6 - Й 9.Устройство работает следующим образом В устройстве любые перемещения маятниковой подвески относительно рабочего органа измеряются синусным и квадратичнымпреобразователями перемещений маятниковой подвески относительно рабочего органа,являющимися элементами компенсатора погрешности 4, а перемещения рабочего органа относительно копирной линии измеряются датчиком высоты 2,На выходе компенсатора существует двасигнала: первый сигнал 111 = К 1 Я,2 всвыхода квадратичного преобразователя, второй сигнал 11 г = К 2 з 1 п /3 - с выхода синусного преобразователя. С выхода датчика высоты поступает сигнал 1.1 з = КзН.Здесь коэффициенты К, К и Кз - коэффициенты передачи соответствующих преобразователей. С выхода элементов компенсатора и датчика высоты сигналы поступаютна вход сумматора 7, на выходе которогоформируется сигнал управления.При перемещении рабочего органа вдольтрассы изменение высоты рабочего органаприводит к появлению сигнала иа выходесумматора. Этот сигнал используется в системе управления для компенсации высотных отклонений. При поперечных наклонахрамы рабочего органа, возникающих в процессе его перемещения, происходит изменение углового положения рабочего органа относительно подвески. Эта величина измеряется синусным и квадратичным преобразователем перемещения, что приводит к появлению на выходе сумматора сигнала, пропорционального синусу поперечного угланаклона рамы рабочего органа и пропорционального квадрату этого угла.В результате соответствующего фазирования этих сигналов на выходе сумматорапоявляется сигнал, используемый в системе управления высотой рабочего органа,который учитывает компенсацию его поперечных наклонов и косинусную ошибку.Устройство может быть. использовано также для компенсации ошибок от наклойов рабочего органа в продольной плоскости илиодновременно в продольной и поперечнойплоскостях.Устройство позволяет укладывать дренаж с более высокой точностью, по этой(Раг. причине снижено заиливание дренажа, следовательно увеличивается время безоткаЗ- ной работы и снижены эксплуатационные расходы. В конечном итоге уменьшается годовая стоимость готового дренажа.5 Устройство для измерения высотного положения рабочего органа строительных и дорожных машин относительно копирной ли нии, включающее датчик высоты, жестко соединенный с маятниковой подвеской, шарнирно закрепленной на рабочем органе, компенсатор погрешности и сумматор, отличаюющееся тем, что, с целью повышения точности измерений, компенсатор погрешности выполнен в виде связанных между собой синусного и квадратичного преобразователяугловых перемещений маятниковой подвески относительно рабочего органа, при этомвыходы которых и выход датчика высотыподсоединены ко входу сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США4034490,кл. Е 02 Р 5/06, опублик. 1978.2, Патент США4028822,кл. Е 02 Р 5/06, опублик. 1977.3. Кузин Э. Н. Автоматизация землеройных машин в мелиоративном строительствеи пути повышения ее эффективности,ЦНИИТЭстроймаш, М., 1974, с, 13 - 17.863786 гЗ арственного комитет зобретеннй и откры- 35, Раушская н т, г. Ужгород, ул.