Устройство для контроля положения горной машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХШИЛВПНесыижРЕСПУБЛИК ЯО, 1116157 А За) Е 21 С 35/24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средствавтоматизации горных машин "Автоматгормаш"(56) 1. Патент США Иф 3321248,кл. 299-1,1965,2. Патент США 11 3484136,кл. Е 21 П 29/02, 1969(прототип 1(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ГОРНОЙ МАШИНЫ, содержащее задатчик направленного света, установленный в выработке, и два экрана с индексными метками, установленные на машине параллельно друг другу ина одной линии, параллельной продольной оси машины, о т л и ч а ющ е е е я тем, что, с целью повышения точности, надежности и удобстваобслуживания, индкесные метки наэкранах выполнены в виде одинаковыхи симметричных отверстий, расположенных с шагом по горизонтали ивертикали-4 сШ,где 1 - шаг размещения отверстийна экранеА - расстояние между экранами",д - заданный диапазон контроляугловых перемещений горноймашины по горизонтали и повертикали,причем экраны установлены так, чтоконтуры противостоящих отверстийсовпадают в пространстве.Изобретение относится к устройствам для ориентации и контроля поло"жения горной машины в выработке иможет быть использовано, например,для ориентации бурошнековых машин 5перед эабуриванием или контроляположения проходческих комбайновв выработке при их движении в заданном направлении,Известно устройство для контроля 1 Оположения проходческого комбайна спомощью отражения луча лазера напаре объектов, установленных намашине С 11.Устройство содержит лазерный 15эадатчик направленного света и дваэкрана, установленные на проходческом комбайне параллельно друг другу.Оператору видно световое пятно луча,которое проектируется на два экранаг додновременно, что позволяет определить любое угловое или линейноеотклонение машины в горизонтальнойили вертикальной плоскости,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля контроля положения горной машины,содержащее источник света, излучаю"щий эталонный луч в заданном направлении, и два экрана, расположенныена определенном расстоянии друг отдруга на горной машине. Каждый экранимеет определенное количество индексных меток, расположенных по псцвоэкрана, которые соответствуют определенным точкам вдоль заданного на"правления,Оператор судит о положении машины.по пересечению лучом экранов относительно соответствующих индкесныхметок,Однако форма и размеры пятналуча влияют на точность контроля изэа отсутствия на нем контрастныхотсчетных точек. Шахтная атмосфера;ухудшаетразличает)крнтрастностьсветового пятна и определитьмомент начала смещения пятна, а также величину смещения затруднительно,так как необходимо визуально определять центр размытого светового пятнаи сравнивать его с положением метокэкрана, это вызывает погрещность вопределении отклонения машин от заданного направления и запаздывание 55в подаче корректирующего воздействия, что в конечном счете снижаетточность контроля устройства и ухудшает прямолинейность проведения выработки,Недостатком известного устройстваявляется постоянное загрязнение поверхностей экранов и потеря их прозрачности в шахтных условиях иэ-заосаждения на них пыли при выключениимашины(когда система обдува экрановне работает), а такае из-эа появления микротрещин и царапин на прозрачной поверхности экранов, обусловленных их взаимодействием с частицами скаливаемой и падающей породы.Это затрудняет считывание информации, так как еще более размываетсветовое пятно и уменьшает его интенсивность, что в итоге снижает точность и оперативность контроля отклонения машины от заданного направленияВозмоаность повреадения прозрачных экранов из хрупиого материала,а также сложность устройства из-эаналичия специальных систем воздухообдува экранов снижает надежностьприменения устройств в щатных условиях.Кроме того, устройство характери. -зуется трудоемкостью обслуживанияизвестных устройств из-за их сложности и необходимости постоянногоконтроля чистоты поверхности экранов.Цель изобретения - повышение точности, надежности и удобства обслуживания устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для контроляположения горной машины, содержащемэадатчик направленного света,установленный в выработке, и два экрана с индексными метками, установленные на машине параллельно другдругу и на одной линии, параллельнойпродольной оси машины, индексныеметки на экранах выполнены в видеодинаковых и симметричных отверстий,расположенных с шагом по горизонталии вертикали1.=А ы,где 1. - шаг размещения отверстийна экране;А - расстояние между экранами;б. - заданный, диапазон контроляугловых перемещений горноймашины по горизонтали ипо вертикали,причем экраны установлены так, чтоконтуры противостоящих отверстийсовпадают в пространестве.16157 3 11На фиг, 1 представлено предлагае- мое устройство; на фиг. 2 " экран.Устройство содержит установленный. в выработке задатчик направленного света 1 например, лазерный),. экраны 2 и 3, установленныена .горной машине друг ва другом на одной линии, параллельной продольной оси машины. Экраны 2 и 3 содержат отверстия 4, выполненные, например, прямоугольными или квадратными. Экраны 2 и 3 могут содержать дополнительные неподвижные или подвижные метки 5 для облегчения определения величины и направления смещения светового пятна.Расстояния между отверстиями 4 на экранах 2 и 3, а также, между экранами 2 и 3 определяются требуемой точностью ориентации и диапазо-, ном контроля угловых перемещений горной машины в горизонтальной и вертикальной плоскостях и могут быть рассчитаны по формуле.А Ь)Агде- расстояние между отверстиями экранов(по горизонталиили вертикали);Д " расстояние между экранами;(. - заданный диапазон контроляугловых перемещеьий горноймашиныв горизонтальной иливертикальной плоскостях).Минимальные размеры светового пятна луча выбираются такими, чтобы была обеспечена засветка полностью как минимум одного отверстия. При необходимости на расстояниях между отверстиями могут быть нанесены дополнительные масштабные метки,позволяющие определить с достаточной точностью величину засветки и, соответственно, величину углового перемещения горной машины. Устройство работает следующим образом.При ориентировании горной машины параллельно заданному задатчиком направленного света 1 направлению световой луч произвольной формы направляется на экран 2, при пересечении с которым часть луча обрезается, образуя иа нем световое пятно, а часть луча проходит через отверстия к экрану 3, Если ось машины совпадает,или параллельна заданному направлению, противостоящие отверстия 4 на экранах 2 и 3 соосны с заданным 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 направлением, и контуры отверстий экрана 3 не засвечиваются прошедшей . через экран 2 частью светового - луча. Если же ось машины не совпадает с заданным направлением, на экране 3 появляется засветка вокруг контуров отверстий 4 в виде пятен с четкими границамч контуров б, имеющих форму соответствующих отверстий экрана 2(фиг. 2). Эти границы конту" ров луча используются как отсчетные метки при определении местоположения пятна на экране и, соответственно, величины угловых перемещений горной машины. Появление засветки вокруг контуров отверстий экрана 3. является для оператора сигналом индикации поворота горной машины. Используя эти показания, оператор выравнивает горную машину до исчезновения засветки экрана 3 световьк лучом, что соответствует параллельности оси машины заданному направлению. После окончания ориентирования положение светового пятна на экране 2, соответствующее заданному направлению, может быть зафиксирова" но с помощью меток 5.При необходимости ориентации горной машины только в одной нз плоскостей, например горизонтальной, форма отверстий 4 экранов 2 и 3 может быть в виде вертикальных параллельных полос, что еще боЛее упрощает конструкцию предлагаемого устройства.При работе устройства по контролю положения горной машины контролирует ся отклонение машины в заданной плоскости и угол поворота оси машины относительно требуемого напряжения. Так например, если машина сместилась параллельно вправо в горизонтальной плоскости, световое пятно на экране 2 смещается из фиксированного положения в противоположную сторону,влево. Момент отклонения машины и его величина легко и точно могут быть определены оператором по переходу светового пятна на соседний промежуток между отверстиями, что позволяет своевременно производить требуемое корректирующее воздействие. Аналогично определяется смещение горной машины и производится коррекция ее движения в вертикальной плоскости.Угол поворота машины определяется аналогично как при ее ориентированиипо засветке контуров отверстий экрана 3, При интенсивном движении горной машины, когда происходит частая засветка контуров отверстий, конт-. роль отклонения машины может осуществляться только по экрану 3.В реальных условиях при работе горной машины происходит одновременно поворот ее оси и параллельное смещение относительно заданного направления, поэтому оператор, наблюдая за световыми метками на экранах 2 и 3, может своевременно получать информацию об отклонении машины и оперативно управлять ее движением, а при необходимости определить с заданной точностью величину отклонения машины от заданного направления.Технико-экономические преимущестс ва предлагаемого устройства по сравнению с известными заключаются в более высоких показателях точности контроля, надежности устройства и удобства его обслуживания; что в конечном счете способствует повышению производительности и безопасности труда.Так, точность контроля предлагаемого устройства не зависит от формы и размеров светового пятна луча. Индикация углового перемещения горной машины появляется только при его возникновении, при этом засветка появляется сразу иа нескольких отверстиях экрана, что повышает надеж" ность и точноеть контроля, так как можно визуально определить достаточно малую величину засветки, очень малый угол поворота. машины и применить корректирующее воздействие Зто улучшает качество проведения выработки.Наличие в экранах отверстий сохраняет свойства прозрачности экранов.и вместе с тем позволяет получить контрастные отсчетные метки при пересечении световсго луча с экранами, что повьшает точ-ность. отсчета при определенииотклонения светового луча. 11 ри этомэкраны не теряют прозрачность в 5 шахтной атмосфере и не боятсязагрязнения, так как наличие отверсттий препятствует осаждению пыли ипозволяет выполнять экраны излюбого прочного непрозрачного материала, что уменьшает трудоемкость изготовления, повышает надежностьустройства за счет его упрощения иисключения из него воздухообдувающих систем экранов. Предлагаемые 15 технические решения по конструкцииэкранов с отверстиями снижают трудоемкость обслужйвания устройстваза счет исключения необходимостипостоянного контроля поверхности 20 экранов, а также устраняют влияниечастоты поверхности экранов наточность контроля, что в комплексепозволяет снизить требования к высокой фокусировке и форме светового 25 луча.Выполнение отверстий в экранаходинаковыми и симметричными позволяет получить требуемую точностьориентации и контроля положения З 0 машины при любом диапазоне ее отклонения в горизонтальной иливертикальной плоскости.Расположение экранов на однойлинии так, чтобы контуры их противостоящих отверстий совпадали впространстве, позволяет повыситьточность метода контроля угловыхперемещений машины, так как благодарячетким отсчетным меткам величину 40углового отклонения можно определить сразу же после его возникновения с требуемой точностью и непосредственно по размерам метки иместу ее проекции на втором экране,что дает возможность оперативно 45управлять ориентациеи и направлениемидвижения горной машины./25 Тираж ВНИИПИ Государ по делам ияоб 13035, Москва 64 Подл енного комитета ССС ений и открытий -35, Раушская наб.,