Устройство программного управления роторным экскаватором

в 820596 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С еез СоветскикСоциалистическиеРеспублик(23) Приоритет3Е 02 Г 3/26Е 02 Г 9/20 РВУдвРстеиеВ 11 кюмнтет СССР ае делам иэобретевик и открытий(71) аяаител 4) УСТРОЙСТВО ПРОГРАММНЭКСКАВ УПРАВЛЕНИЯ РОТОР О Изобретевамп ог а ние относится к устройстр р ммного управления роторным экскаватором и может быть использо-. вано на роторных экскаваторах с не- выдвижной стрелой.В забое роторного экскаватора различают боковой откос уступа в виде внутреннего и внешнего откоса, необходимость образования которых определяется безопасностью ведения горных работ в карьере. Угол внутреннего откоса зависит от физико-механических свойств экскавируемого материала и может быть определен заранее, а внешний откос уступа, подверженный как самопроизвольному разру 15 шению, так и разрушению вследствие самого процесса экскавации или буро- взрывных работ в забое, можетиметьразличные углы наклона и всевозможные нарушения поверхности.20Известно устройство длямного управления поворотным мом роторного экскаватора,ащее датчикатора, датчи на стрелы экс а откоса и да кл уг к ширины заходки,раммный бло.с текряемой информациино конечными выклю т в про торые ввоущие значени и служат чателями,изм новременем ок о одключеуженномуторного гнитному делиповорот а привод скаватоелю, на ра 11 Эт зировустройствоть отработк антоматипозволя у внутре не обес тки внеш м задае крыла шого кннего о однако ус чиваетего откоэффективной отра тся только са, поскольку в нширина внутреннегналичие в нем боль аходки,оличествасчетно-решающисложным и нИзвестноуправлениявключающее днаклона ротными потенци ентов делает х устройс оторным атчики рной строметрами прьграммного скаваторЬм,ов поворота .и елы с установоч выпрямитель с,эадаишим потенцшометром, релейный элемент и исполнительный элемент. Один установочный потенциометр включен на выходе датчика угла наклона роторной стрелы, а второй - угла поворота роторной стрелы. Задающий потенциометр включен на входе релейного элемен- та 2.Действие этого устройства основано на решении им аналитической зависимости между углом поворота роторной стрелы от оси забояуглом наклона к горизонту, углом бокового откоса и величиной, равной отношению ширины крыла заходки на уровне шарнира ротор ной. 6 трелы к длине роторной стрелы .Установочным потенциометром, включенныи на выходе датчика угла. наклона роторнЬй стрелы, устанавливается необходимая величина угла отрабатываемого бокового откоса, задающим по 20 тенциометром, вкаоченным на входе ре лейного элемента, задается величина ширивши крыла заходки.Недостатком этого известного уст 25 ройства является то, что оно позволяет точно отработать только внутренний откос забоя, так как в устрой" стве имеется только один задающий потенциометр, определяющий ширину заходки. Внешний откос иэ"за разрушений не может иметь форму плоскости и поэтому не может быть точно отработан с помощью сигнала, задающего только ширину эаходки. Отработка его может быть выполнена под контролем машиниста визуально, что усложняет процесс управления экскаватором. Ручная отработка машинистом внешнего откоса уступа приводит также к снижению скорости поворота .экскаватора, . а следовательно, к уменьшению его производительности.Целью изобретения является повышение точности отработки внешнего откоса забоя, 45Поставленная цель достигается тем, что устройство программного управления роторным экскаватором снабжено вторым задающим потенциометром, ком" мутатором, элементом И и датчиком на груэки роторного колеса, при этом вто рой потенциометр подключен параллельно первому, а выходы обоих потенциометров и выход датчика нагрузки ротор- ного колеса соединены с,коммутатором, 55 один из выходов которого подключен к первому входу элемента И через репейный элемент, а друго 1 соединен сс б4вторым входом элемента И непосредственно, причем выход элемента И подключен к исполнительному устройству.Установка дополнительного задающего потенциометра обеспечивает независимую настройку ширины ярыла как для внутреннего, так и для внешнего откоса, а установка датчика нагрузки роторного колеса дает возможность автоматически отрабатывать внешний откос любой реальной формы.На фиг, 1 представлена блок схема программного управления роторным экс каватором; на фиг. 2 - положение экскаваторав забое, вид в плане; на фиг. 3 - положение экскаватора в забое, вид сбоку; на фиг. 4 - вид забоя вдоль линии перемещения экскаватора.Устройство программного управления роторным экскаватором включает сельсинный датчик 1 угла поворота ротор" ной стрелы 2 фиг. 2), сельсинный датчик 3 угла наклона роторной стрелы 2, роторные обмотки которых соединены с установочными потенциометрами 4 и 5, выпрямитель 6, задающие потенциометры 7 и 8, коммутатор 9, релейный элемент 10, элемент И 1 .схема совпадения) , датчик 2 нагрузки роторного колеса, исполнительное устройство 13. Движок установочного потенциометра 4 связан механически с осью роторной стрелы 2 и перемещается прн изменении ее угла наклона, а выходы установочных потенциометров 4 и 5, соединены последовательно и их суммарЭ ный сигнал поступает на выпрямитель 6, выход которого соединен с задающими потенциометрами 7 и 8, выходы последних соединены через коммутатор 9 со входом релейного элемента 10, выход которого соединен с одним из входов элемента И 1 1. Второй вход элемента И 11 также через коммутатор 9 соединен с выходом датчика 2, а выход элемента И 11 соединен с исполнительным устройством 13, действующим на привод поворотного механизма экскаватора.Работа устройства основана на решении им известной аналитической зависимости, зпй соз е " .51 пЪсйду= В, где- угол поворота роторной стрелы 2,отсчитываеяай от продольной оси экскаватора;ф - угол наклона роторной стрелы2 к горизонту;- угол бокового откоса;- длина роторной стрелы 2,Ь - расстояние от вертикальнойплоскости, проходящей черезпродольную ось экскаваторадо отрабатываемого откоса,измеренное по высоте шарнирароторной стрелы 2 или шириныкрыла эаходки на уровне шарнира роторной стрелы 2.Составляющие части этого выражения 1 Ов устройстве преобразуются в соответствующие величины электрического напряжения,Напряжение на установочном потенциометре 4, снимаемое с сельсинного 15датчика 1, равно, как известно, 01 пй,а поскольку движок потенциометра 4связан с роторной стрелой 2 таким образом, что его перемещение пропорционально косинусу угла наклона стрелы 2, 20то на выходе потенциометра 4 напряжение равно О 51 п д. соз 1 ъ .На выходе установочного потенциометра 5 напряжение равно О 51 п 1 ь сйду,так как его движок устанавливается 25предварительно в положение, соответствующее котангенсу угла бокового откоса, а напряжение на выходе сельсина3 пропорционально синусу угла наклона роторной стрелы 2. 30Как видно из приведенной выше зависимости, алгебраическая сумма этихнапряжений является величиной постоянной и равной в соответствующем масштабе принятой величине ширины крылазаходки В (фиг. 4), Это суммарное напряжение после выпрямителя 6 поступает на задающие потенциометры 7 и 8,с движков которых снимается такая егочасть, которая достаточна для срабатывания релейного элемента 10. Таким образом, перемещением движков потенциометров 7 и 8 можно изменять величину напряжения, поступающего на них,; при котором срабатывает релейнйй эле 45мену 10, т. е. изменять величину В (фиг, 4),В устройстве один из потенциометровопределяет ширину левого крыла заходки В, а другой в .правого В (фиг.4).При движении роторной стрелы 2 влевои в момент "касания" роторным колесомплоскости внутреннего откоса (линияАВ на фиг. 4), напряжение, .снимаемоес потенциометра 7, достигает такой величины, при которой срабатывает релейный .элемент 10. При движении роторной стрелы 2 вправо и "касании" роторным колесом плоскости внешнего откоса(линия СД на фиг. 4) срабатывание релейного элемента 10 происходит уже от напряжения, снимаемого с потецциометра 8. Подключение входа релейного элемента 10 к выходу какого-либо иэ потенциометров 7 или 8 осуществляется коммутатором 9, состояние которого определяется направлением движения роторной стрелы 2, а значит и тем какой откос (внутренний или внешний отрабатывается в данный момент, Кро-. ме этого, коммутатор 9 при движении роторной стрелы 2 в сторону внешнего откоса подключает к одному из входов элемента И 11 сигнал датчика нагрузки роторного колеса 12, что обеспечивает срабатывание элемента 11 и исполнительного устройства 13 и соответственно остановку привода поворота в момент исчезновения нагрузки на роторном колесе, т.е. в момент его выхода на реальную поверхность внешнего откоса (кривая СЕ на фиг. 4) .Использование устройства позволяет повысить производительность экскаватора за счет автоматизации отработки внешнего откоса забоя роторного колеса.формула изобретения Устройство программного управленияроторным экскаватором, включающее датчики углов поворота и наклона роторнойстрелы с установленными потенциометрами, выпрямитель с задающим потенциометром, релейный элемент и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения тонностиотработки внешнего забоя, устройствоснабжено вторым задающим потенциометром, коммутатором, элементом Ии датчиком нагрузки роторного колеса,при этом второй потенциометр подключен параллельно первому, а выходы обоих потенциометров и выход датчика нагФрузки роторного колеса соединены скоммутатором, один из выходов которогоподключен к первому входу элемента Ичерез релейный элемент, а другой соединен со вторым входом элемента И непосредственно, причем выход элементаИ подключен к исполнительному элементу,Источники ивформации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР У 203034,кл.05 В 19/04, 1967.2. Ахутин Г. К. и др, Автоматизация технологических процессов на карьерах.М., "Недра"1977, с, 36 (прототип)Тираж 696ударственного комитета ам изобретений и открыт сква, Ж, Раушская н