Система автоматизированного вождения сельскохозяйственных агрегатов

СО)ОЗ СОНЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19) (1) 4 А 01 Вб ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ТЕНИ Е ИЗОБРЕВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Саратовский отдел Специа. структорского бюро Института рки и электроники АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР1033033, кл. А 01 В 69/04, 1981, (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВОЖДЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЯСТВЕН НЫХ АГРЕГАТОВ(57) Изобретение. относится к технике автоматизированного управления движением сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатов (МТА), Цель изобретения - , повышение производительности труда механизаторов и увеличение срока службы сельскохозяйственной техники. Система включает микропроцессорный контроллер 1. Управляюльного кон- адиотехниОПИСАНИ АВТОРСКОМщие устройства системы содержат локальный регулятор 2. Причем последний имеет комплексную структуру и содержит регулятор 3 системы рулевого управления, датчик 4 радиуса поворота и электропривод 5 рулевой системы. При этом датчик б рельефа местности включает электропрнвод 7 механизма сканирования, акустический излучатель 8 и приемник 9 акустического излучения. В состав системы входят также устройство 10 аналоговой обработки и устройство 11 аварийной сигнализации, МТА оснащен приборным щитком 12, Траектория движе.ния МТА задается маркером 13. В. случае отклонения МТА от заданной траектории микроконтроллеробрабатывает получен. ные результаты, вычисляет величину откло.нения и выдает сигнал коррекции на регулятор 3 системы рулевого управления с уче. том сигнала с датчика 4 радиуса поворота. МТА выходит на заданную траекторию дви. жения. 4 ил;Изобретение относится к технике автоматизированного управления движением сельскохозяйственных машинно-траекторных агрегатов при выполнении полевых механизированных работ, в частности для автоматизации вождения колесных тракторов.Цель изобретения - повышение производительности труда механизаторов и увеличение срока службы сельскохозяйственной техники,На фиг. 1 приведена функциональная схема системы автовождения; на фиг. 2 - типы маркеров; на фиг. 3 - общий алгоритм работы микропроцессорного контроллера; на фиг. 4 - один нз алгоритмов распознавания маркера. Система автоматизированного вождения сельскохозяйственных агрегатов содержит, микропроцессорный контроллер 1, управляющий работой следующих устройств: локального регулятора 2, который состоит из регулятора 3 системы рулевого управления, датчика 4 радиуса поворота и электропри. вода 5 рулевой системы, датчика 6 рельефа местности, включающего электропривод 7 механизма сканирования, акустический излучатель 8, приемник 9 акустического излучения, устройство 10 аналоговойобработки, устройство 11 аварийной сигнализации. Информацию, на основе которой принимают решения, микроконтроллер получает с приборного щитка 12 сельскохозяйственного агрегата датчика 6 рельефа местности."Система размещена в сельскохозяйственном агрегате следующим образом: микро. процессорный контроллер 1, локальный регулятор 2, устройство 11 аварийной сигнализации и приборный щиток 12 располагаются в кабине трактора. Там же на рулевой колонке закреплен электропривод 5 рулевой системы, Датчик 4 радиуса поворота закреплен в точке излома полурам трактора, Датчик 6 рельефа местности закреплен перед передним колесом трактора с правой стороны, К электроприводу 7 механизма сканирования крепится одним концом штанга с закрепленными на другом ее конце акустическим излучателем 8 н приемником 9 акустического излучения, которые соединены с устройством 10 аналоговой обработки,Система работает следующим образом; В режиме автоматического управленияфункции управления движением передаются микропроцессорному контроллеру 1, который работает по заранее составленной программе.Контроллер 1 выдает сигнал Пуск на электропрнвод 7 механизма сканирования, Механизм сканирования обеспечивает перемещение с одинаковой угловой скоростью акустического излучателя 8 и приемника 9 акустического излучения по дуге 120 (цикл прямого хола) с последующим автоматическим возвратом в исходное состояние (циклобратного хода).После запуска электропривода 7 механизма сканирования во время прямого хо 5да микропроцессорный контроллер через равные промежутки времени выдает сигналСтроб на устройство 10 аналоговой обработки, по которому формируется один импульс, посылаемый акустическим излучателем 8, и переходит в режим измерения времени. Отраженный от поверхности земли сигнал принимается приемником 9 акустического излучения и обрабатывается устройством О аналоговой обработки, после чего вмикроконтроллервыдается сигнал Прием о том; что излучение принято. Микроконтроллер фиксирует время распространения сигнала, прямо пропорциональное расстоянию от излучателя 8 до земли. Полученное значение анализируется микропроцессорным контроллером на соответствие допусти 20 мым пределам.Если результат недостоверен (т.е, невходит в допустимые пределы, заданные впрограмме), то сразу же происходит повторное измерение. Если результат достоверен,то происходит измерение в следующей точке, Таким образом за цикл прямого хода происходит измерение 15 точек с расстояниеммежду ними в 10 см,После окончания цикла прямого хода микроконтроллер 1 по заданному алгоритму об 30 рабатывает полученные результаты и вычисляет отклонение сельскохозяйственного агрегата от траектории, заданной маркером 13.Затем микроконтроллер 1 выдает сигналкоррекции на регулятор 3 системы рулевогбуправления локального регулятора 2, рас.35 считанный по величине отклонения от за.данной траектории, и выполняет программуопроса и анализа параметров сельскохозяйственного агрегата с. приборного щитка 12.В случае обнаружения критического значе 40 ння одного из параметров микроконтролле-ром 1 включается устройство.1 аварийнойсигнализации. После этого контроллер переходит на дальнейшее выполнение программы,.Локальный регулятор 2 по сигналу коррекции автоматически определяет иаправле.,45 ние, скорость вращения электропривода 5рулевой системы сельскохозяйственного агрегата и, анализируя сигнал с датчика 4 радиуса поворота, отрабатывает сигнал коррекции.Если при выполнении сельскохозяйст-.венной операции образования. маркера не- происходит, то на тракторе устанавливается устройство формирования маркера,Маркеры могут быть естественными(фиг. 2 а), например, бороздаот плуга прн55 пахоте отвальным методом, или создаваемыми сеялкой при севе (фиг. 2 б), например граница. скошенного и нескошенного при уборке. трав на сено или при покосе хлеба (фиг. 2Формула изобретения 15 20 25 3в), или искусственно создаваемыми при помощи у стройства формирования маркера (фиг. 2 г, д).Система сконструирована таким образом, что при ее установке на серийно выпускаемые тракторы не требуется никаких переделок как в конструкции трактора, так и самой системы.Указанную систему можно использовать также при групповом вождении сельскохозяйственных агрегатов, что позволит высвободить механизаторов.Пример. Макет системы истыпуют на тракторе К - 700 А. Микропроцессорный контроллер строят на основе известного микропроцессорного комплекта серии К 580.В качестве датчиков для системы аварийной сигнализации используют серийные датчики, установленные на тракторе, а в качестве датчика радиуса поворота - прецизионный проволочный переменный резистор типа ПЛ 1.2.Ш.5.0.8. Электропривод рулевого управления выполняют на серийном двигателе МЭ в 2 с редуктором.Для управления двигателем электропривода рулевой системы трактора применяют широтно-им пульсивиый метод управления.Механизм сканирования датчика рельефа местности выполняют на основе двигателя МЭ 233 с редуктором.В датчике рельефа местности используют серийные акустические излучатели-приемники типа МУП - 1. Устройства аналоговой обработки и локальный регулятор выполняют на микросхемах серий К 140, К 554, К 1407. Для програм мирова 5 икропроессо 1)- ного контроллера применяют язык Бейсик и Ассемблер,Применение описанной системы позволит повысить эффективпост вождения сельскохозяйственных агрегатов и производительность труда механизаторов, снизить их утомляемость, автоматически котро ировать параметр сельскохозяйственного агрегата, предупредит возникновение аварийных ситуаций, т.е. увеличить срок службы и надежность сельскохозяйственных агрегатов. Система автоматизированного вождения сельскохозяйственных агрегатов, включающая регулятор системы рулевого управления электрически сгязацый с датчиком радиуса поворота и электроприводом рулевой системы, отличаюиаяся тем, что, с целью повышения производительности труда механизаторов и увеличения срока службы сельскохозяйственной техники, она дополнительно содержит электрически связанный с регулятором системы рулевого управления микропроцессорный контроллер, электрически связанный с датчиком рельефа местности, вклочающий электропривод механизма сканирования, устройство аналоговой обработки, связанное с акустическим излучателем и приемником акустического излучения и с устройством аварийной сигнализации и приборным щитком сельскохозяйственного агрегата.1459619 г.Ф Б. Кузьмирес обретениям Раушская Патент, гРедактор С. Пекарьаказ 25 /НИИПИ Государственного к3035, МосПроизводственно.издательск Корректор Н. КорольПодписноеи открытиям при ГКНТ СССнаб., д. 4 оУжгород, ул. Гагарииа, О