Устройство для определения положения рабочего

Оп ИСАЙ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 04.11.1970 ( 1411977/29-14) М, Кл. Е 021 9/ исоедицецием заявкипорите Комитет по делам обретениК и открытиР ри Совете Министров СССРОпубликовано 21.1 Х,1972, Бюллетень2 Дата опубликования описания 29.111.1973 УДК 62-52:621.879,4Авторы зобретеция К. Акутии, В. опольский и Г. М, Семенеик явитель титут автоматик УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА РОТОРНОГО ЭКСКАВАТОРА ОТНОСИТЕЛЬНО ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ2координат, связанные с блоразности аппликат, и блок клонения роторного колеса теме координат с датчиком ысоты подъема центра ротородвижной системе координат,вижной системе ком определения определения от в подвижной си действительной в ного колеса в п На фиг. 1 изображе ваемого устройства; на 0 цическая схема блока о контрольной точки; на ническая схема блока продольного и попереч скаватора; на фиг. 4 5 ройства к экскаватору, на блок-схема описыфиг. 2 - электромехапределеция отклоцеццй фиг, 3 - электромехаопределения тацгенсов ого углов наклона эк - схема привязки уст(д 0)а экизвестно устройство для определения положения рабочего органа роторного экскаватора относительно горизонтальной плоскости, включающее блок задания опорной плоскости в неподвижной системе координат, соединенный с блоком определения отклонений контрольной точки, и блок определения тангенсов продольного и поперечного углов наклона экскаватора, подключенный к блоку определения аппликаты начала подвижной системы в неподвижной системе координат. Однако это устройство не обеспечивает непрерывного определения и автоматического контроля величины отклонения рабочего органа от горизонтальной плоскости,В предлагаемом устройстве в отличие от известного для непрерывного определения и автоматического контроля величины отклонения рабочего органа от горизонтальной плоскости смонтированы блоки определения угла поворота стрелы и угла наклона платформы, блок определения разности аппликат начала подвижной системы координат и горизонтальной плоскости, эквидистантцой заданной, в неподвижной системе координат, один вход которого соединен с выходом блока определения аппликат, блоки определения радиуса поворота центра роторного колеса вокруг оси поворота платформы и заданной высоты подъема центра роторного колеса в подУстроиство содержит:блок 1 задания опорной плоскости в цеподвижной системе координат;120 блок 2 определения отклонений ЛЛв контролируемой точки Е относительно фиксировацной точки Ео по оси 0 Л,блок 3 определения тангенсов (1 дтр ипродольного и поперечного углов наклон 25 скаватора;блок 4 определения синуса (з 1 п тр) и косинуса (сов р) угла поворота стрелы;блок б определения аппликаты сф началаподвижной системы в неподвижной системе 30 координат;Ь,=С - сф; 20 25 30 Л= С = сопз 1,блок 6 определения угла наклона поворотной платформы вдоль роторной стрелы: Ь, = 1 д Ч соя Ф + 1 д О зп Ф,блок 7 определения разности аппликат начала подвижной системы координат и горизонтальной плоскости, эквидистантной заданной, в неподвижной системе координат: блок 8 определения радиусар = ф/ 1, - (С - сф) поворота центра роторного колеса вокруг оси поворота платформы;блок 9 определения заданной высоты подьема Л,р., центра роторного колеса;датчик 10 действительной высоты подъема Л,р, центра роторного колеса в,подвижной системе координат;блок 11 определения отклонения ЛЛ ротор- ного колеса от заданной горизонтальной плоскости в подвижной системе координат;привод 12 (фиг. 4) поворота стрелы;привод 18 подьема стрелы. Для опредслепия положения рабочего органа в забое в качестве неподвижной системы координат принимается прямоугольная система ОХУЛ (фиг. 3), ось ОХ которой ориентирована вдоль заходки параллельно заданной траектории движения экскаватора, ось ОУ - вправо по горизонтали, а ось ОЛ - вертикально вверх. Подвижная система координат ОХУЛ, связанная с экскаватором, ориентируется следующим образом оси ОХ и ОУ - параллельно плоскости поворотного круга соответственно вперед и влево по отношению к корпусу экскаватора; ось О 2 - вверх по оси вращения поворотной платформы,Подлежащая обработке (заданная) горизонтальная плоскость в неподвижной системе координат (в пространстве забоя) описывается уравнением где Я - аппликата произвольной точки заданной горизонтальной плоскости в неподвижной системе координат. Для контроля положения рабочего органа (роторного колеса) принимается его центр.Горизонтальная плоскость, эквидистантная подлежащей обработке заданной горизонтальной плоскости и удаленная от нее на величину радиуса роторного колеса, посредством координат подвижной системы определяется зависимостью С+ г = С+ п 1 Х+ и У+ а,2,35 40 45 50 55 б 0 65 где г -- радиус роторного колеса;С - аппликата начала подвижной системы координат в неподвижнойсистеме;иь а, и, - направляющие косинусы угловмежду осью ОЛ системы ОХИи соответственно осями ОХ, ОУи ОГ системы ОХУГ; Х, У, Л - координаты произвольной точкиэквидистантной плоскости в системе координат ОХУЛ. Допустимые наклоны экскаватора, определяемые его конструкцией, обычно не превышают 2 - 3. Путем сравнения заданной аппликаты Лр, с действительной аппликатой Ерд центра роторного колеса определяют величину отклоне. ния роторного колеса от заданной горизонтальной плоскости:Блок 1 предназначен для задания опорной плоскости в неподвижной системе координат в виде резко выраженной равносигнальной зоны на границе частей излучаемого им светового пучка, модулированных двумя разными частотами, устанавливается сзади экскаватора на нижней площадке отрабатываемого уступа и представляет собой прожектор устройства ПУЛ-З. Блок 2 (фиг, 2) предназначен для опреде 1ления отклонений ЛЛе контролируемой точки Е относительно фиксированной точки Ео (или, что то же самое, смещения точки Ео относительно опорной плоскости) и представляет од. номерную фотоэлектрическую следящую систему. Блок состоит: из фотоприемника 14, служащего для преобразования оптического сигнала, излучаемого прожектором, в электрический сигнал, который поступает на вход частотно-избирательного усилителя 15, остро настроенного на частоты 1, и , релейного элемента 1 б; электродвигателя 17, который через редуктор 18 и винтовую передачу соединен с кареткой 19, способной перемещаться параллельно оси ОЛ, через редуктор электродвигатель соединен также с датчиком 20 смещения точки Е относительно точки Епараллельно оси ОЛ, Этот блок устанавливается на поворотной части экскаватора.Блок 8 предназначен для определения тангепсов продольного и поперечного углов наклона экскаватора и устанавливается на неповоротной части экскаватора. Блок включает в себя: отвес в виде груза 21, подвешенного с помощью нити 22 к кронштейну 28, закрепленному на неповоротной части экскаватора; каретки 24 и 25, перемещаемые в направляющих параллельно поперечной и продольной осям ОУ и ОХ симметрии корпуса экскаватора и подвижно связанные нитью; рейку 2 б и зубчатое колесо 27; рейку 28 и зуб 35198265 чатое колесо 29, подвижно связанные соответственно с датчиками 30 и 31 тангенсов поперечного и продольного углов наклона экскаватора.Блок 4 служит для определения синуса и косинуса угла поворота стрелы (поворотной платформы), которая устанавливается на поворотной платформе, представляет собой синусно-косинусный преобразователь угла и соединен с приводом поворота стрелы.Блок 5 - электромеханическое счетно-решающее устройство на поворотных трансформаторах, решающее и расшифровывающее за- висимость. = Х, (1 дЧ - 1 Е)+ У, 1 д Е - г, - Лг,. Один вход блока 5 электрически соединен с выходом блока 2, два других входа - с выходами блока 3.Блок 6 - электромеханическое счетно-решающее устройство на поворотных трансформаторах, которое решает и расшифровывает зависимость И, = 1 д Ч" сов Ф + 1 д й в 1 п Ф. Два входа блока 6 электрически соединены с выходами блока 3, два других входа - с выходами блока 4,Блок 7 - электромеханическое счетно-решающее устройство на поворотных трансформаторах решает и расшифровывает зависимость Л = С - с. Один вход блока 7 электрически соединен с выходом блока 5, по другому входу вручную вводится сигнал, пропорциональный аппликате С поверхности, эквидистантной заданной, в неподвижной системе координат.Блок 8 - электромеханическое счетно-решающее устройство на поворотных трансформаторах решает и расшифровывает зависи- мость Один вход блока 8 электрически соединен с выходом блока 7, по другому входу вручную вводится сигнал, пропорциональный длине роторной стрелы. Блок 9 определения заданной высоты подъеlма У,р центра роторного колеса представляет собой счетно-решающее устройство на поворотных трансформаторах, которое решает и расшифровывает зависимость Один вход блока 9 электрически соединен с выходом блока б, другой вход - с выходом блока 7, а следующий с выходом блока 8.Датчик 10 действительной высоты подъема центра роторного колеса преобразовывает угол поворота вала двигателя подъема стрель 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в величину, пропорциональную высоте подъема центра роторного колеса, и связан по входу через следящук систему с приводом по , ема стрелы.Блок 11 определения отклонения рабочего органа экскаватора от заданной горизочтальпой плоскости представляет собой алгебраический сумматор сигналов, поступающиха его входы от блока 9 н датчика 10.Работает устройство следуощип образом. Перед началом оораоот заходкн прожектор (о,Ок 1) устаав,нвс 3 от та;м образо, чтооы создаваем 05 и. Опор ая плоскость в Виде равносигнальной зоны на границе частей излучаемого светового пучка, модулпровашых двумя разными частотамп, была параллельна плоскости вдоль заходки, в которой задана траектория движения контрольной точки Ео, а экскаватор ставят так, чтооы ось равноспг:альной зоны пучка света, создаваемого блохом 1, прошла через рабочий диапазон зоны перемещения фотоприемника 14 блока 2. Б блох 7 вручную вводят сигнал, пропорциональный величине С, характеризуюцей положение обрабатываемой горизонтальной плоскости в неподвижной системе координат. Величина, пропорциональная конструктивному параметру, (У. - длина стрелы) вводится в блок 8 при первоначальной настройке устройства. После этого устройство вводится в действие.При отклонении экскаватора от заданной траектории двжеия в блоке 2 фотоприемник 14 сместится относительно нулевого положения, в результате нарушится равенство количеств энергии, модулированных частотами ии попадающих на фоточувствительный элемент фотоприемника. В зависимости от преобладания на фоточувствительном элементе энергии той или иной частотно-избирательный усилитель 15, куда поступает сигнал от фотоприемника через релейный элемент 16, включит электродвигатель 17 в направлении, необходимом для восстановления состояния равновесия фотоэлектрической следящей системы. Электродвигатель через редуктор 18 и винтовую передачу переместит параллельно оси ОГ каретку 19 до совмещения фотоприемника с опорной плоскостью (равносигнальной зоной пучка света), проходящей через линию ЕЕа также через редуктор повернет в новое положение датчик 20, что вызовет на его выходе появчение сигнала, пропорционального смещению ЛУв фотоприемника и параллельно оси ОУ относительно опорной плоскости (равносигнальной зоны), или, что то же самое, пропорционального смещению точки Е относительно точки Ео также параллельно оси ОГ. В блоке 3 под действием груза 21 нить 22 сместится относительно нулевого положения и передвинет по направляющим параллельно осям ОГ и ОХ соответственно каретки 24 и 25, которые через соответствующие реечные передачи (рейку 26 и зубчатое колесо 27, рейку 28 и зубчатое колесо 29) повернут датчики 30 и 31, в результате на их выходах появятся сигналы, пропорциональные тангенсам (д О и д ф) поперечного и продольного углов наклона экскаватора.На выходе блока 4 появятся сигналыпропорциональные синусу и косинусу угла поворота стрелы, а на выходе датчика 10 - сигнал, пропорциональный действительной высоте подъема центра роторного колеса, измеренной в подвижной системе координат.Сигналы из блоков 2 и 3,поступят на входы блока б, из блоков 3 и 4 - на входы блока 6, в результате появятся сигналы на выходах блоков 6 и 6.Выходной сигнал из блока 6, пропорциональный величине Ль поступит на один из входов блока 9; выходной сигнал из блока 6, пропорциональный величине сф, - па вход блока 7, на выходе которого оц совместно с сигналом, пропорциональным величине С и введением в блок 7 вручную, вызовет появление сигнала, пропорционального величипе Л., который поступит на входы блоков 8 и 9. Сигнал, пропорциональный Л, совместно с сигналом 1 введенным в блок 3 вручную, вызовет появление на выходе блока 8 сигнала, пропорционального величине р, который поступит также на вход блока 9.Поступившие на входы блока 9 ситналы, пропорциональные величинам Ль Л и р, вызовут появление на выходе блока 9 сигнала, пропорционального заданной высоте подъема У,р центра роторного колеса в подвижной системе координат и учитывающего наклон экскаватора и его смещение по вертикали.В блоке 11 суммируются сигналы, поступающие на его входы из блока 9 и датчика 10, в результате на выходе блока 11 появляется сигнал, пропорциональный величине отклонения роторцого колеса от заданной горизонтальной плоскости, Устранение этого отклонения путем изменения действительной высоты подъема, т, е, путем управления приводом 5 подъема роторной стрелы, обеспечивает обработку горизонтальной плоскости, заданной в неподвижной системе координат. Предмет изобретения10Устройство для определения положения рабочего органа роторного экскаватора относительно горизонтальной плоскости, включающее блок задания опорной плоскости в непод 15 вижной системе координат, соединенныйс блоком определения отклонений контрольной точки, и блок определения тангецсов продольного и поперечного углов наклона экскаватора, подключенный к блоку определения20 аппликаты начала подвижной системы в неподвижной системе координат, отличающеесятем, что, с целью непрерывного определенияи автоматического контроля величины отклонения рабочего органа от горизонтальной25 плоскости, в нем смонтированы блоки определения угла поворота стрелы и угла наклонаплатформы, блок определения разности аппликат начала подвижной системы координати горизонтальной плоскости, эквидистантнойЗО заданной, в неподвижной системе координат,один вход которого соединен с выходом блока определения аппликат, блоки определениярадиуса поворота центра роторного колесавокруг оси поворота платформы и заданной35 высоты подъема центра роторного колесав подвижной системе координат, связанныес блоком определения разности аппликат,и блок определения отклонения роторного колеса в подвижной системе координат с датчи 40 ком действительной высоты подъема центрароторного колеса в подвижной системе координат,