Всесоюзная iплтгни

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ ЗЮ 463 6 оюз Советских Социалистических Респуйлинависимый от патента М Заявлено 02.Х.1968 ( 1274197/18 МПК б 06 д 7/48 Приоритет омитет по дел зооретений и открытийпри Совете МинистровСССР убликовано 26.Ч 11.1971. Бюллетеньта опубликования описания 11,Х.19 УДК 681.335.62 - 52вторзобретения Иностранец Йосеф Хытил(Чехословацкая Социалистическая Иностранная фирма Уничовске стройирны, народиРеспублика) Заявитель водник еспубли МОДЕЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1 Я АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭКСКАВАТОРАМИтомож схема схема ана той ра. да д Извес"гны моделирующие устройства для автоматического управления экскаваторами, например роторными, содержащие датчики координат положения центра ротора, маят.ыковый механизм и соединенные между собой 5 следящее множительное устройство, сумматоры, вентили, компенсирующие усилители и потенциометры.Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем выход датчика одной 10 из координат соединен со входом следящего множительного устройства и через сумматор, компенсирующий усилитель и вентили подключен ко входу привода подачи стрелы и к потенциометру, присоединенному через вен тиль, сумматор и другой компенсирующий усилитель ко входу привода маятникового механизма и ко входу сумматора, выход которого подключен ко второму входу сумматора цепи привода подачи стрелы, а второй вход сое динен через вентиль с потенциометром. Выходы маятникового механизма и датчика отклонения экскаватора соединены с тремя входами следящего множительного устройства, два выхода которого через потенциометры, сумма тор и вентиль присоединены ко входу сумматора, присоединенного вторым входом через дополнительный вентиль к третьему выходу следящего множительного устройства и подключенного выходом ко входу сумматора, вы- ЗО ход которого через компенсирующий усилитель и вентиль присоединен ко входу привода подъемника несущей стрелы. Выход компенсирующего усилителя привода маятникового механизма через клапан и потенциометр присоединен ко второму входу подключенного к нему сумматора, третий вход которого через вентиль и вспомогательный сумматор подключен к одному из выходов следящего множительного устройства, одному из входов сумматора в цепи привода подачи стрелы и выходу потенциометра, вход которого соединен со входом сумматора в цепи привода подъемника несущей стрелы и выходом сумматора, подключенного одним из входов через потенциометр и вентиль к выходу компенсирующего усилителя той же цепи и вторым входом - и цепочке из последовательно включенных вентиля и потенциометра. Эти особенности позволили повысит ность и расширить функциональные во ности устройства,На фиг, 1 показана функциональная экскаватора; на фиг. 2 в электрическ программного устройства. Работа моделирующего устройства св с работой основного привода, т. е, с ра привода 1 подъемника несущей стрелы,ботой привода 2 подачи стрелы и привэкскаватора. Положение Й центра ротора определяется координатами Х, Л и е.Координата Л представляет собой расстояние ротора от оси вращения экскаватора, координата 2 в расстоян оси ротора от плоскости продвижения экскаватора, а координата е - угол вращения проекции оси Х в плоскости продвижения экскаватора.Координаты Х и 2 выражаются в виде напряжений Х и Л, а координата е остается в виде истинного угла вращения роторного экскаватора. Базисом выражения электрических координат является длина несущей стрелы и входное напряжение сельсинцого анализатора, расположенного в точке У, т, е. в центре сочленения стрелы цад подающим грейфером. Сельсцнцый анализатор, ротор которого смещен цод углом а, т. е. углом между соединительной линией Й - У и прямой линией, параллельно гглоскости передвижения и проходя через центр У, имеет входное напряжение, пропорциональное неизменяемой длине несущей стрелы, в силу чего отношение между указанным напряжеггием и длинойопределяет масштаб модели. Тогда выходное напряжение сельсинного анализатора ца одном из выходов будет пропорционально япа, а на другом выходе пропорционально сова, которое выражает проекцию длины стрелы в направлении координат Х и Е, Смещение точки У, которая представляет собой мгновенное положение стрелы между конечными положениями У, сочленения стрелы при перемещающемся грейфере снимается двойным потенциометром, в силу чего напряжение на каждом чотенциометре выбирается таким образом, что входное напряжение при заданном масштабе будет пропорционально проекции длины й,которая изображает расстояние между сочленением У несущей стрелы и конечным положением 6, в направлении координат Х и Л. Большее напряжение выражается высотой д т, е. высокой точки О цад плоскостью перемещения. Координаты Х, и Л выражаются суммой отдельных напряжений в направлении координат Х и 2,Выход датчика 4 координат Х связан со входом следящего множительного устройства 5, а также посредством первого сумматора 6 - с компенсирующим усилителем 7, Выход датчика 8 координат Л связан посредством сумматора 9 со вторым компенсирующим усилителем 10. Выходы первого и второго компенсирующих усилителей 7 и 10 связаны посредством вентилей 1 и 12, а также посредством схем управления привода 2 перемещения экскаватора и привода 1 подъема стрелы со входами датчиков 4 и 8 координат Х и Л. Два выхода датчика координат е маятцико.ного механизма 13 экскаватора и выход датчика 14 отклонения о экскаватора соединяются с тремя входами следящего множительного устройства 5,Наряду с датчиками координат е маятни. кового механизма 13 датчик 14 отклонения бтакже перемещается под углом в направлении е.Датчик 14 образуется с помощью сельсицного мостика, на валу которого эксцентрически монтируется груз (движение груза демпфируется маслом). Угловое смещение ротора датчика 14 отклонения б выражается отклонением плоскости перемещения экскаватора от горизонтальной в такое направление, где датчик перемещается под углом, Первый выход следящего множительного устройства 5, которое обрабатывает данные о положении экскаватора, соединен, с одной стороны, посредством потенциометра 15 с сумматором 16, а, с другой стороны, - с сумматором 17. Второй выход следящего множительного устройства 5 соединен сумматором 16 через потецциометр 18.Сумматор 16 соединен через вентиль 19 сумматором 20, к которому через вентиль 21 подключен третий выход следящего множительного устройства 5 и сумматор 9. Сумматор 9 соединен через сумматор 22 потенциометра 23 и вентиль 24 с компенсирующим усилителем 10. Со входом сумматора 22 соединены также вентиль 24 и потенциометр 25.Кроме того, сумматор 22 соединен с потенциометром 26, подключенным к сумматору 17, и сумматором 27. Сумматор 27 соединен с входом сумматора 6 с вентилем 28 потенциометра 29 и потенциометром 30. Потенциометр 30 соединен через вентиль 31 с сумматором 32 к которому через вентиль 33 присоединен сумматор 17. Сумматор 32 соединен также с третьим компенсирующим усилителем 34, к которому через вентиль 35 подключен потен. циометр 36. Третий компенсирующий усили. тель 34 соединен также с приводом маятни. кового механизма,45 50 55 60 65 5 10 15 20 25 30 35 40 Сельсинный анализатор датчиков коордй: нат е снимает угол е, который изображает маятниковое движение экскаватора. Выходное напряжение, выраженное компонентой яп е, сове, пропорционально углу е. Выходное напряжение датчика 14 отклонения 6 для небольших углов б пропорционально величине 1 дб. Эти данные, которые связаны с положением экскаватора, обрабатываются в следящем множительном устройстве 5 таким образом, что напряжения сов е, япе и 1 дб умно. жаются ца напряжение Х. Произведения Х,сове и Хяпе передаются потецциометрами 15 и 18, где величина этих напряжений умножается на постоянные К и Кь определяемые с помощью механической настройки по. тенциометров. Они изображают ручным образом выбранные величины, соответствующие отг(лонениям плоскости, Потецциометры 23, 30 и 36, с помощью которых ьычцслительное устройство образует дополнительные напряжения Х Л, и Х, в соответствии с настройкой вен.тилей 11, 24 и 35 управляются с помощью компенсирующих усилителей 7, 10 и 34 илн сохраняют ранее отрегулированную величину, 31046355 60 65 Вспомогательная величина Хо показывает толщину вертикального земельного грунта, вспомогательная величина Ло показывает толщину горизонтальнога грунта. Напряжения Хо и Ло генерируются потенциометрами 29 и 25, которые управляются вручную. Напряжение 2, подается на потенциометр 2 б, где оно умножается на постоянную К величину, избираемую вручную, которая соответствует наклону в целом.Все напряжения суммируются и общие суммы затем сравниваются посредством компенсирующих усилителей 7, 10 и 34.В соответствии с результатами сравнений и настройки решающей цепи меняется либо положение экскаватора, либо прекращается маятниковое движение, либо изменяются дополнительные напряжения Х У, и Х 1 на потенциометрах 23, 30 и Зб.Решающая цепь моделирующего устройства монтируется таким образом, чтобы можно было корректировать действия вычислительной машины, учитывая фронтальный и боковой наклоны, ровную поверхность, горизонтальную поверхность, а также любую требуемую поверхность и грунт, получаемый в результате подъемного движения.Работа по соединению и управлению решающей цепи моделирующего устройства, включая определение взаимно связанных действий, гарантируется программным управлением, которое содержит ряд постоянных программ.Выбор программ осуществляется вручную. После запуска программы, программное управление автоматически контролирует последовательность действий и переключает решающие цепи посредством вентилей.Входные сигналы моделирующего решающего устройства подвергаются такой обработке, что в случае ручного управления экскаватора вентили 11, 24, 35 и 31 открываются и компенсирующие усилители 7, 10 и 34 решают уравнения:А,,К, + Х, - Х, = ОВ,;У, - У,= ОС;Х, - Х = О. Проектируемая решающая цепь монтируется в том случае, когда угол фронтального наклона равен углу бокового наклона. Независимо от дополнительных координат Х, и Я, счетный механизм образует также дополнительные координаты Хо и Уо, которые пропорциональны размеру грунта, величину которого можно регулировать подобно величине К в произведении КУь в соответствии с требуемым наклоном, после чего в счетное устройство вводится координата е как истинное угловое перемещение экскаватора.Моделирующее устройство обрабатывает величины в 1 п е и саяе, требуемые при продолжении вычисления для определенной монтажной схемы решающей цепи. Датчик 14 угла б вращается в направлении в, в силу чего функ 10 15 20 25 Зо 35 40 45 ция датчика, а также функция подсчета угла 1 дб осуществляется с помощью сельсина, ца валу которого эксцецгрически укреплен груз, демпфируемый маслом. Выходное напряжение сельсцна пропорционально синусу углового смещения вала. При небольших углах наклона экскаватора, что имеет место в работе, можно считать, что:1 об = в 1 пК где д - отклонение хода экскаватора от горизонтальной поверхности в направлении плоскости, проходящей через несущую стрелу и ось вращения экскаватора.Устройство перемещается под углом таким образом, что движение небольшого груза на валу сельсина осуществляется только в направлении угла е. Показания в 1 п е, сове и дб в моделирующем устройстве умножаются на координату Х, а величины Х 2 соз е, Хгып е умножаются на величины К ц К, которые представляют собой градиент линии фронтального наклона б, и бокового наклона б любой поверхности ц подготавливаются в счетном устройстве для дальнейшей обработки. Отдель. ные показания решающей цепи формируются без учета их истинной полярности. Дополне шя абразуатся последовательно, а соответствующая полярность выбирается путем изменения сигнала на выходе таким образам, чтобы остановить уравнения, указанные для отдельных усилителей. Уравнения всегда имеют силу в каждом уснлител в соответствии с избранной реша 1 ашей цепью. Для сохранения фронтального наклона, где образование грунта обусловлено подьемцым движением, программное управление определяет решающую цепь и по "дедов ательнасть операций таким образом, что экскаватор управляется вручную при его первоначальном положении, где выемка грунта начинается в результате маятникового движения (вращающегося движения) экскаватора,После окончанця вращаюгцегося движения, маховик опускается, вентили Л, 12, 35, 31 и 24 открываются, и компенсирующие усилители 7, 10 и 34 решают уравнения:Аь.,К 1 (21 - Уо) + Х 1 - Х 2 = ОВ ".1+ Ео - Ъ = ОС,Х, - Х, = О Координаты, установленные ца ручное управление, не меняются, изменяется фактическое положение маховика. Прц опускании маховика ца одну лопасть происходит вращательное движение ц экскавация. Первоначально открытые вентили закрываются и открываются вентили 11, 24, 35 и Л. При этом восстанавливается та же решающая цепь и действительны те же уравнения, как и при ручном управлении. Установка равной плоскости происходит параллельно плоскости хада экскаватора, Если грунт образуется путем выемки, решающая цепь определяет порядок1 О операций программным управлением таким образом, что экскаватор устанавливается в исходной позиции и экскавация осуществляется путем поворота,После окончания поворота следует выемка на одну лопасть, вентили 3 б, 12, 31 и 28 открыты, усилители 7, 10 и 34 работают так, что выполняются условия следующих уравнении;А 2.К 21 + Х + Хо = 0В,Х, - Х, = - О.Координаты Х, и У не меняются, а фактическое положение маховика изменяется. За поворотной выемкой грунта и новой регулировкой осуществляется усовершенствованное движение (подача), как и в случае ручного управления.Путем открытия вентилей 11, 3 б и 31 устанавливается новая величина Хь в то время как величина 21 остается неизменной.Сохранение образования грунта при боковом наклоне происходит почти также, как и при сохранении плоскости параллельно плоскости хода экскаватора. Различие существует только в прекращении маятникового движения на выходе усилителя 34 (до начала выемки грунта): вентиль 3 б закрыт, а вентили 33 и 3 открыты. В том случае, когда посредством компенсирующего усилителя 34 происходит выравнивание, применяется следующее уравнение:СХ, - К 2,(Х. сов е = О Это приводит к остачовке маятникового движения и к удлинению несущей стрелы, а также к сохранению плоскости, параллельно поверхности хода.Механизм сохранения горизонтальной поверхности заключается в том, что образование грунта при удлинении стрелы и рабочий цикл осуществляются таким же образом, как и в случае механизма сохранения поверхности - параллельно поверхности хода экскаватора. Различие в решающей цепи состоит только в том, что вентиль 21 является постоянно огкрытым и усилитель 10 решает уравнение:В + Х 1 дб - , = 0 Механизм сохранения любой поверхности заключается в том, что образование грунта при удлинении стрелы и рабочий цикл осуществляются таким же образом, как и в случае механизма сохранения плоскости - параллельно поверхности хода. Различие в решающей цепи состоит только в том, что вентиль 19 постоянно открыт и усилитель 10 решает уравнение:Вз,У, + К,Хсояе+ КХр 1 пе - 2, = 0 Механизм сохранения любой поверхности сучетом равнины представляет собой сочетание 5 20 25 30 35 40 45 50 55 метода сохранения горизонтальной поверхности и метода сохранения любой поверхности. Вентили 19 и 21 являются открытыми и усилитель 10 решает уравнение; В 5.,Е, + Худо+ К,Х созе+Предмет изобретения Моделирующее устройство для автоматического управления экскаваторами, например роторными, содержащее датчики координат положения центра ротора, маятниковый механизм и соединенные между собой следящее множительное устройство, сумматоры, вентили, компенсирующие усилители и потенциометры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, в нем выход датчика одной из координат соединен со входом следящего множительного устройства и через сумматор, компенсирующий усилитель и вентили подключен ко входу привода подачи стрелы и потенциометру, присоединенному через вентиль, сумматор и другой компенсирующий усилитель ко входу привода маятникового механизма и ко входу сумматора, выход которого подключен ко второму входу сумматора цепи привода подачи стрелы, а второй вход соединен через вентиль с потенциометром; выходы маятникового механизма и датчика отклонения экскаватора соединены с тремя входами следящего множительного устройства, два выхода которого через потенциометры, сумматор и вентиль присоединены ко входу сумматора, присоединенного вторым входом через дополнительный вентиль к третьему выходу следягцего множительного устройства и подключенного выходом ко входу сумматора, выход которого через компенсирующий усилитель и вентиль присоединен ко входу привода подъемника несущей стрелы; выход компенсирующего усилителя привода маятникового механизма через клапан и потенциометр присоединен ко второму входу подключенного к нему сумматора, третий вход которого через вентиль и вспомогательный сумматор подключен к одному из выходов следящего множительного устройства, одному из входов сумматора в цепи привода подачи стрелы и выходу потенциометра, вход которого соединен со входом сумматора в цепи привода подъемника несущей стрелы и выходом сумматора, подключенного одним из входов через потенциометр и вентиль к выходу компенсирующего усилителя той же цепи и вторым входом - к цепочке из последовательно включенных вентиля и потенциометра,30463фигСоставитель А. А, Маслов едактор Е. В. Семанова Техред Л. Л. Евдонов Корректор Л. А. ЦарькоЗаказ 2682/15 Изд, М 1129 Тираж 473 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 415пография, пр. Сапунова, 2