Устройство для определения положения карьерного экскаватора в пространстве

Со 1 сз Советских Социалистических Реслублин3364 ОО ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЗавцсихОс от авт. свидетельства М --Заявлено 041970 (% 141195129-14)црисоедш)енцсм заявки %вПр цорцтст -ОпублГ овацо 21.Ч,1972, Ьюллетець М 14Дата опубликования опцсаш)я 20.М.92.Ч.КГ. Е 02 3/26 йомитет ло дела)х лзобретеиий и открытиЯ ори Совете ббинистрсв СССРУДК 621.879.3:62-52 (088.8) Авторыи зобрстс н ц 11 Г. К. Акугин, В. В. Яснопольский и Г. Ч. СемененкоГ;Институт автоматики11; . Заявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА В ПРОСТРАНСТВЕ Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов на открытых горных разработках.Известно устройство для определения,положения,карьерного экскаватора в ,пространстве, например, выполнс 1 шое с блокамц для задания опорной линии и вертикальной опорной плоскости, Параллельных заданной траекторцц движения экскаватора.С целью определения абсолютных значений координат экскаватора з пространстве устройство выполнено с блоскох определения углов продольного и поперечного наклонов экокаватора, соединенным с блоками определения Я бсЦисс ы, орД 1 ен Ят 11;11 Я ппли к а ты и О двнж 110 ц системы координат, последние цз которых связаны с блоком определения отклонения контролируемых точек относительно опорной лицин, а первый соединен с датчиком Определения расстояния от экскаватора до начала неподвижной системы координат ц с блокосм опрсде:еция лла рыскания экскаватора.На фиг.изображена блок-схема устройства; ца фиг, 2 - электромеханическая схема блока для определения углов продольного и поперечного 1 Гаклоцов экскаватора; на фцг. 3 - взаимосвязь подвижной системы координат и неподвижной,при задании траектории движения экскаватора в горизонтальной Глоскости; па фиг. 4 - то же при задании тряе 1 с Горин движения экскаватора В плоскости, наклоцноц вдоль заходки; ца фиг. 5 - электромеханическая схема блока для определе:Ия смещения контролируемой точки, фикси руемоц в подвижной системе координат относительно опорной линии, ца фиг. 6 - электрсмеханц 1 еская схема блока для определения смещения другой контролируемой точки относительно опорной плоскости,10 Устройство состоит из блока 1 для определения углов продольного наклона (дифферента) и поперечного наклона (крена) экскаватора, блока 2 (прожектора), задающего опор 1 ую лицио на грасшце частей светоого пучка,15 молулирозацных частотами /1, 1;, и )з, блока 3 (Т 1 ро)кектора)задаю;цего опорную плоскость ца границе частей светового пучка, модулировап:цях частотамн 4 и )з, блока 4 (см. фцг, 5) для определе;1 ия смещения ко 1 П ролируемой20 точки, 11)иксируеыОЙ В подвижной системе координат относительно опорцой лцшн (точка Ас отос)телыо опоРной л 11 ццц по осц 7 ОУ и О 2) блока 5 (см. фиг. 6) для определс;шя смещения другой контролируемо25 Гочки отцосцтельно опорной плоскости (точка Во отцос)Тельно опоРной плоскости по осц ОУ), датчика 6 определения расстояния От экскаватора до начала неподвижной системы координат, блока 7 определения угла рыска,=О нця экскаватора (в)птр) блока 8 для определения абсциссы подвихкной системы координат (аф), блока 9, определяющего ординату ьподвижной системы координат (Ь), блока 10. определяющего апплгькату подвижной системы коордчнат (сф).Блок 1 включает в себя отвес, который состоит из груза 11, подвешенного с помощью нити 12 к кронштейну 13, закрепленному на неповоротной части экскаватора. Нить 12 неподвижно связана с каретками 14 и 15, способными перемещаться в направляющих 16, параллельно поперечной и продольной оси симметрии корпуса экскаватора. Каретки 14 и 15 через зубчатые реечные передачи (рейки) 17 и 18, зубчатые колеса 19 и 20 подвижно связаны с датчикамч тангенсов углоч крена 21 и дифферента 22. Зубчатые рейки с каретками скрепляются жестко.Блок 1 устанавливается на неповоротной платформе так, чтобы.каретки 14 и 5 перемещались параллельно осям ОУ и ОХ (поперек и вдоль корпуса экскаватора) соответственно.Блок 4 состоит из фотоприемника 23, предназначенного для преобразования оптического сигнала, излучаемого прожектором 2, в электрический сигнал, который ьпоступает на вход частотььо-избирательного усилителя 24, настроенного на частоты 1 ь )2 и 1, релейного элемента 25; электродвигателей 26 и 27, которые через редукторы 28 и 29 и винтовые передачи связаны с каретками 30 и 31, способными перемещагься параллельно осям ОУ и О 2 подвижной системы коордчнат. Через редукторы 28 и 29 электродвигатели 26 и 27 связаны также с датчиками 32 и 33 смещений ЛУл, ЛЛьл точеки А относительно точки Апо осям ОУ ОЛ. Бло 1 к 4 устанавливается на неповоротной части экскаватора так, чтобы каретки 30 и 31 перемещались соотвечственно параллельно осядем ОУ и ОЛ.Блок 5, предназначен для измерения смещения ЛУ в конпролируемой точки В отнооителььно точки Во и,представляет собой одномернуьо фотоэлектрическую следящую систему, Блок 5 состоит:из фотоприемника 34, предназначенного для преобразования оптиче 1) ского сигнала, излучаемого прожектором 3, в электрический сигналкоторый поступает на вход частотно-избирательного усилителя За, настроенного на частоты 14 и )5, релейного элемента Зб, электродвигателя 37, который через редуктор 38 и:винтовую передачу соединен с кареткой 39, способной перемещаться параллельно оси ОУ. Через редуктор 38 электродвигатель 37 соединен также с датчиком 40 смещения ЛУв точки В относительно точки Вв параллельно оси ОУ.Блок 5 устанавливается на неповоротной части экскаватора так, чтобы каретка перемещалась параллельно оси ОУ.Датчик 6 расстояния от начала неподвижной системы координат до точки на экскаваторе, представляет сооой датчик пути (дальномер). 1 о 15 20 25 30 35 4 о 45 50 55 50 65 Блок 7, представляющий собой электромеханическое счетно-решающее устройство на поворотных трансформаторах, которое решает и расшифровььвает зависимостьЛУв - ЛУА%пар =вХ во - Хло Орион из входов блока 7 элекчрически соединен с выходом блока 4 другой вход - . с выходом блока 5.Блок 8 представляющий собой электромеханическое счетно-решающее устройство на поворотных трансформаторах, которое решает и расшифровывает зависимостьа" = ХА,+ У 1 А,%пса - ЛА, рф - (рф) +ВА .Один вход блока 8 электрически соединен с выходом блока 7, другой вход - с выходом (р блока 1, третий - с выходом блока б.Величина (рф в блок 8 вводится вручную в зависимости от угла наклона траектории движения экскаватора вдоль заходки.Блок 9, представляющий собой электромеханическое счетно-решающее устройство на поворотных трансформаторах, которое решает и расшифровывает зависимостьв= - Х А, Быль - УА - ЛУА - ЛА, (дО.Один вход блока 9 электрически соединен с выходом блока 7, другой вход - с выходом ЛУА блока 4, третий - с выходом фО блока 1.Блок 10, представляющий собой электромеханическое счетно-решающее устройство па поворотных трансформаторах, которое решает и расшифровывает зависимостьХ АоИ ьЧ )+У АЮА - Л АОдин вход схемы блока 10 электрически ео. единен с выходом арф а другой, вход с выходом (дО блока 1, третий, вход - с выходом ЛЯА блока 4. Величина (р" в блок 10 вводится вручную.Устройство работает следующим образом, Перед началом отработки заходки производится установка прожекторов (блоки 2 и 3) таким образом, чтобы ось создаваемого блоком 2 пучка света совпала с заданной траекторией СА движения контрольной точечки Лв подвижного объекта, а вертикальная плоскость симметрии пучка света, создаваемого блоком 3, совпала с заданььой траекторией 0 В движеньия контрольной точки Вв.Подвижный объект (экскаватор) устанавливается по заданному курсу движения таким обрапом, чтобы ось пучка света, создаваемого блоком 2, и;вертикальная плоскость симметрии пучка света, создаваемого блоком 3, прошли соответственно через рабочие диапазоны перемещений фогоприемников 23 н 34 блоков 4 и 5,Датчик 6 устанавливается,в положение, при котором сигнал на его выходе пропорционален исходному расстоянию точки Л от начала неподвижной системы координат. В бло 336400о 5 ю ки 8 и 9 вручную вводится величина, пропорциональная 1 д 1 ф. После этого предлагаемое устройство вводится в действие.При отклонении экскаватора от заданной траектории движения (в общем случае по шести степеням свободы) произойдет следующее:В блоке 1 под действием груза 11 нить смести вся относителыно нулевого положения и передвинет по направляющим параллельно осям ОУ и ОЛ соответственно каретки 14 и 15, которые через реечные передачи (рейка 17 и зубчатое колесо 19, рейка 18 и зубчатое колесо 20) повернут датчики 21 и 22, что вызовет на их выходах появление сигналов, пропорциональных тангенсам углов поперечного и прадольното наклонов экскаватора. В блоке 4 фотоприемник 23 сместится относительно нулевого положения, в результате чего нарушится равенство количеств энергии, модулированных частотами 1, 1 и з и попадающих на фоточувствительный элемент фотоприемника 23. В зависимости от преобладания на фоточувствительном элементе энгргии той или иной частоты частотно-избирательный усилитель 24, куда поступает сигнал от фотоприемника 23 через рслейный элемент 25 включит электродвигатели 26 и 27 и в направлениях, необходимых для восстановления состояния равновесия.Злектродвигатели 26 и 27 через редукторы 28 и 29 и винтовые передачи переместят параллельно осям ОУ и 01 Л соответственно каретки 30 и 31 до совмещения фотоприемника 23 с осью луча СЛ.Через редукторы 28 и 29 электродвигатели 26 и 27 также повернут в новое полокение датчики 32 и 33, что вызовет ца их выходах появление сигналов, пропорциональных смещениям ЛУ 1 л и ЛЛ 1 л фотоприемника 23 параллельно осям ОУ и ОЛ ОтцосТельно оси СА. цлИ чТО ТО 2 ке Самое пропорцИОНЯльцы Сме щоциям точки Л от:Осительцо точки Л, параллельно тем же осям.Б блоке 5 фотоприемцик 34 сместится относительно нулевого положения, в результате чего нарушится равенство количеств энергии, модулированных частотами 4 и 15, попадающих па фоточувствительный элемент фотоприемника 34. В зависимости от преобладания ца фоточувствительном элементе энергии той илн иной частоты, частотно-избирательный усилитель 35, куда поступает сигнал от 25 30 35 40 45 5( фотоприемника 34, через релейный элемент 36 включит элек 11 родвцгатель 37,в направлений цеоохадимом для восстановления состояния равновесия.Электродвигате;ь 37 через редуктор 38 и винтовую передачу переместит параллельно осц ОУ каретку 39 до совмещения фотоприемника с вертикальной, плоскостью, проходящей через ось ВВ.Через редуктор 38 электродвигатель 3/ также повернет в новое положение датчик 40, что вызовет ца его выходе появление сигнала, пропорционального смещению ЛУфотоприемника 34 параллельно оси ОУ относительно опорной плоскости, или, что то же самое, пропорционального смещению точки В относительно точки Во параллельно оси ОУ,Спг:1 алы нз блоков 1, 4, 5, и 6 поступят ца соотвстствуОщие входы блоков 7 - 10 Счетнорешяющпе устройства) и вызовут ца цх Выходах появление сигналов, пропорциоцаль:Ых величинам япЧ;, а", в и сф. Предмет изобретения1. Устройство для определецич лолои 4 ецця карьерного экскаватора в пространстве, содержащее блоки для задания опорной лиИци и вертикальной опорной плоскости, парал:сльцых заданной Т 1 зяектории движения экскаьатора, отличаюи 4 ееся тем, что, с цельо определения абсолютных значений координат экскаватора в пространстве, в него введен блок определения углов продольного и поперечного наклонов экскаватора, соединенный с блокамц определения абсциссы, Оодиняты и япплцкаты подвижной системы координат, последние из которых связаны с блоком определения отклонения контролируемых точек относительно опорной линии, а первый соединен с датчиком определения расстояния от экскаватора до начала неподвижной системы координат и с блоком определения угла рыскания экскаватора.2. Устроцство по и. 1, отлта 11 ощееся тем, что блок определения углов продольного п поперечного наклонов экскаватора выполнен в вцдс отвеса, взаимодействующего с каретками, связанными с датчиками их перемещений,3. Устройство по,п. 1, о 1 лича 1 ощееся тем, что блоки определения отклонения контролируемых точек, выполнены с чувствительными элементами, связанными с датчиками Отклонений.336400 ф 1,. 5 орректор Е, Зимина едактор К, Шанаурова аказ 30 ЦНИИ гавтель В. Лысенко Текрод Л. Богданова Изд. М 538 Тираж 448Итета по дели 11 зобрете 1 п 1 й и Открытий при Ссзете 11 тп 1 и Москва, Ж, Раушокая иаб., д, 4/5 пастиая типография Костромского управ.1 епия по печаги дписио СССР