Система управления рабочим органом землеройной машины

(51)5 Е 02 Г 9/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬС дорожный ов оСл ьРй ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИИ ОРГАНОИ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАПКНЫ(57) Изобретение относится к автоматизации управления землеройно-транспортными машинами. Цель изобретения -повышение производительности путемобеспечения устойчивости и точностисистемы управления, Система содержитдатчик 3 положения рабочего органа(РО) 2, электрогидрораспределитель 6и рукоятку управления (РУ) 1 РО 2.Дополнительно система снабжена задатчиками положения 9 РУ 1, нечувстви1548365 51 О тельности 10 и максимального рассогласования 12, блоками Формированиясигнала рассогласования 8, сигналаупррвления 7 РО 2 и сигнала блокировки 11 РУ 1 и блоком 13 формированиявремени блокировки РУ 1, .Сигнал управления РО 2 формируется в зависи.мости от заданной зоны нечувствительности, обусловленной зазорами в шарнирах рабочего оборудования. При этомблок 13 формирования:времени блокиИзобретение относится к эемлеройно-транспортным машинам, а еенно к скреперам, бульдозерам, автогрейдерам и др.Цель изобретения - повьппение производительности путем обеспечения 20 устойчивости и точности системы управления.На Фиг, 1- показана функциональная схема системы управления рабочим органбм; на фиг, 2 - электрогидравли-. ческая схема системы управления рабочим органом землеройпой машины,Система управления содержит рукоятку 1 управления рабочего органа(ковша) 2, датчик 3 положения рабочего органа, установленного в шарниретяговой рамы и ковша 2, Электромагниты 4 и 5 электрогидравлического распределителя 6 связаны с выходами блока 7 формирования сигнала управлениярабочим органом, Первый и второй входы блока 7 Формирования сигнала управления рабочим органом объединеныс первым и вторым входами блока 8формирования сигнала рассогласованияи с выхэдами задатчика 9 положениярукоятки управления и датчика 3 положения рабочего органа соответственно.Третий вход блока 7 связан с выходомзадатчика 10 нечувствительности,Четвертый и пятый входы блока 7 формирования сигнала управления рабочиморганом объединены с .четвертым и пятым входами блока 1.1 формированиясигнала блокировки рукоятки 1 уарав 50ления и выходами блока 8 формирования сигнала рассогласования соответственно, Перый и второй входы блока11 объединены с первым и вторым входами блока 7 соответственно, третийвход его подключен к выходу задатчика 12 максимального рассогласования,а выход его связан с входом блока 13 ровки РУ 1 предотвращает большие рассогласования движения РУ 1 и РО 2.Это позволяет судить по положениюРУ 1 о действительном положении РО 2.В результате повьнпается точность выполнения работ и производительностьмашины. Система позволяет задаватьтолщину вырезаемой стружки при копании грунта, с большей точностью выполнять планировочные работы, 3 з,п.ф-лы, 2 ил. Формирования времени блокировки (например, электромагнитной муфты) и ме ханически связан с рукояткой 1. Выходблока 13 подключен к шестому входублока 7 управления рабочим органом,Задатчик 9 положения рукоятки состоит из потенциометра 14 аналого-цифрового преобразователя 15. Датчик 3положения рабочего органа выполнен аналогично эадатчику 9 поло-,жения рукоятки, Блок 7 Формирования сигнала управления рабочим органом содержит два сумматора 16 и 17,первые входы которых являются соответственно первым и вторым входамиблока 7. Вторые входы сумматоров 16и 17 связаны с выходами коммутато"ра 18, Информационные входы коммутатора 18 являются третьим входом блока 7, а управляющие входы коммутатора 18 являются четвертым и пятым входами его. Выходы сумматоров 16 и 17подключены к первому и второму входамэлемента 19 сравнения, выходы последнего связаны с первыми входами элементов И 20 и 21, вторые входы которых объединены с четвертым и пятымвходами блока 7. Третьи входы элементов И 20 и 21 объединены и являются шестым входом блока 7, а их выходыявляются выходами блока 7,Блок 11 формирования сигнала блокировки рукоятки управления содержитсумматоры 22 и 23, первые входы которых являются первым и вторым входамиблока 11 соответственно, вторые входы их через коммутатор 24 подключенык третьему входу блока 1. Выходысумматоров 22 и 23 подключены к входам элемента 25 сравнения, выходыпоследнего соединены с первыми входами элементов И 26 и 27, вторые входыкоторых соединеш с управляющими входами коммутатора 24 и являются соответственно четвертью и пятью входами515483блока 11. Выходы элементов И 26 и 27подключены к входам элемента ИЛИ 28,выход последнего является выходомблока 11.Блок 13 Формирования нремени бло 5кировки содержит элемент И 29, первыйвход которого объединен с входомустановки счетчика 30 и является входом блока 13. Второй вход элемента И 1029 подключен к выходу генератора 31,а выход его связан со счетным входомсчетчика 30, Выход последнего соединен с тактовым входом триггера 32,выход которого является выходом блока 13,Алгоритм работы системы управленияможно представить следующими выраже-ниями,При заглублении рабочего органа 20Ь к3 дЧ 0; (1)Если Мръчк+ Чн, то Х =хв,. (2)Если Чр ц +дрлк то Е=гвыкл(5) 25Ксли с-М)0, то Х, хвыкл 3При выглублении рабочего органаЮр -Чк=дФ Ж(0;Если ц +Ж) кф то Х=хвктЕсли Ц +Щн ( срк, то Х=хвыкл+д ялкчтог вкЕсли Ч +дч" аксЪ тогвыкл фдалее йавторяется условие (6).В алгоритме использованы следующиевеличины: цр, с, - угловые координаты.35положений рукоятки управления и рабо- .чего органа; ду- рассогласование;д - зона нечувствительности, обусловленная зазорами в шарнирах;Д ц) - максимально допустимое рассогласование; С,дС - текущее время,время блокировки рукоятки; Х Х в -сигналы управления электромагнитами;хвк х выкл состояние электромагнивкл фтов электрогидрораспределителя; Е,г ,г - сигнал блокировки рукоят-выклки и ее включенное и выключенное состояние.Система работает следующим образом. 50При перемещении рукоятки 1 происходит изменение угловой координаты рукоятки 1 на выходе задатчика 9 положения рукоятки. При заглублении рабочего органа 2 выполняется условие цр Чи на втором выходе блока 8 формирования сигнала рассогласования появляется сигнал управления коммутатором 18. При этом на второй вход сум 656матора 16 поступает код 000 с выходов коммутатора 18, а на второй вход сумматора 17 поступает значение кода зоны нечувствительности с выхода задатчика 1 О нечувствительности сигнала рассогласования. На выходе сумматора 16 сформировано значение 1, а на выходе сумматора 17 - щ, +дц, Коды с выходов сумматоров 1 б и 17 поступают на входы элемента 19 сравнения.При выполнении условия (2) алгоритма на втором выходе элемента 19 сравнения появляется сигнал, который поступает на первый вход элемента И 21, и так как на втором входе его присутствует сигнал с второго входа блока 8 формирования сигнала рассогласования, то на его выходе появляется сигнал, который переключает золотник электрогидрораспределителя на заглубление рабочего органа. При перемещении рабочего органа 2 изменяется угловая координата цк на выходе датчика 3 положения рабочего органа.При выполнении условия (3) алгоритма на втором выходе элемента 19 сравнения исчезает сигнал, выключается электромагнит 4 и прекращается за" глубление рабочего органа. В этом случае на первом выходе элемента 19 сравнения появляется сигнал (условие (3, который поступает на первый вход элемента И 20, Но включение электромагнита 5 не происходит, так как на втором входе элемента И 20 присутствует сигнал логического 0"(т,е выполняется условие Чр)Ч). Таким образом, система отрабатывает рассогласование др и приходит в новое устойчивое состояние. При выглублении рабочего органа система работает аналогично.Блок 11 Формирования сигнала блокировки рукоятки 1 управления при заглублении рабочего органа 2 работаетследующщ образом. Код ду с выхода задатчика 12 максимального рассогласования через коммутатор 24, управляемый с выхода блока 8 формирования сигнала рассогласования, поступает на второйвход сумматора 23, На второй вход сумматора 22 поступает в этом случае код 000, Так как первые входы сумматоров 22 и 23 соединены с выходами задатчика 9 положе- ния рукоятки и датчика 3 положения рабочего органа соответственно, то на1548365Формула изобретенияих выходах присутствуют значения кодовЦр и Чк + д . При больших рассогласованиях лф выполняется условие,(4) алгоритма, на выходе элемента 25сравнения появляется сигнал, которыйпри совпадении с сигналом с второговыхода блока 8 устанавливает элементЙ 21 в состояние логической единицы,Этот сигнал через элемент ИЛИ 28 10блокирует рукоятку 1 управления.При перемещении рабочего органаизменяется угловая .координата су ипри выполнении условия (5) алгоритмарукоятка 1 управления разблокирована. 15При выглублении рабочего органа 2блок 11 Формирования сигнала блокировки рукоятки работает аналогично.Блок 13 формирования времени бло кировки работает следующим образом. При появлении на выходе блока 11 сигнала Е=г-блокировки рукоятки 1 управления импульсы с выхода генератора 31 через логический элемент И 29 поступают на счетный вход счетчика 30. При появлении на выходе счетчика 30 сигнала 0-триггер 32 устанавливается в состояние логического нуля. Этот сигнал, поступающий на, третьи входы 30 логических элементов 20 и 21, осуществляет выключение включенного электромагнита 4 или 5, После этого управление перемещением рабочего органа 2 должно. осуществляться оператором с по-З 5 Мощью кнопочных переключателей (не показаны), включающих электромагниты 4 илй 5. После устранения вручную неотработанного воздействия и установления В-триггера 32 в исходное 10 состояние (установочный вход триггера не показан) система начинает работать по заданному алгоритму, Если на выходе блока 11 появляется сигнал Е=г до появления сигнала на выхоЬыклде счетчика 30, то этим сигналом счетчик 30 устанавливается в исходное состояние и система продолжает работу по приведенному алгоритму.5 ОТаким образом, предлагаемая система управления рабочим органом землеройной машины по сравнению с известной позволяет судить по положениюрукоятки управления о действительном55положении рабочего органа. В результате этого повьппаются точность выполняемых работ и производительность машины,9 154832, Системапоп. 1, отличающ а я с я тем, что блок формирования сигнала управления рабочим органом, содержит коммутатор, два сумматора, элемент сравнения и два элемента И, причем, соответствующие выходы коммутатора подключены к соответствующим входам сумматоров, выходы которых соединены с соответствующими входами 10 элемента сравнения, оба выхода которого подсоединены к первым входам элементов И, вторые входы которых объединены с соответствующими входами коммутатора, при этом входы обоих , 5 сумматоров являются первым и вторым входами блока формирования сигнала управления, а входы коммутатора являются третьим, четвертым и пятым входами блока формирования сигнала . 20 управления, третьи входы элементов И объединены и являются шестым входам блока формирования сигнала управле-:. ния, а выходы элементов И являются выходами блока формирования сигнала 25 управления.3, Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок формирования сигнала блокировки рукоятки содержит коммутатор, два сумматора, элемент 30 сравнения, два элемента И и элемент ИЛИ, причем выходы коммутатора соединены с бдними входами сумматоров, вы 65 Оходы которых подключены к обоим входам элемента сравнения, оба выхода которого подключены, соответственно к первым входам обоих элементов И, вторые входы которых объединены с соответствующими входами коммутатора, а выходы элементов И соединены с обоими входами элемента ИЛИ, при этом другие входы сумматоров являютсяй соответственно первым и вторьи входами блока формирования сигнала блокировки рукоятки, третьим, четвертьи и пятью входами которого являются соответствующие входы .коммутатора, а выходом блока формирования сигнала блокировки рукоятки является выход элемента ИЛИ. 14. Система по п. 1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что блок формирования времени блокировки содержит элемент И, счетчик, генератор и Р-триггер, причем выход генератора соединен с одним входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика; выход которого подключен к тактовому входу Р-триггера, при этом другой вход элемента И и установочный вход счетчика объединены и являются входом блока формирования времени блокировки, выходом которого является инверсный выход Р"триггера.1548365 Редакто орректор М. 11 ожо уп Тираж 535 олпнсное судар енного комитета по изобретениям и м при ГКНТ СССР13035, Москва, 3-35, Раушская наб. 5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Г гарина, 1 О аНИИПИ Составитель О. Капк Техред М,Ходанич открытия д, 4/