Датчик высотного положения рабочего органа землеройной машины (его варианты)
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(504 Е 02 Р 9 20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тельств 9(20,тизациястрош, 1974, НИЯ РА- ЯНЫ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ(53). 621.879 (088,8)56) Авторское свиде о СССРВ 863786, кл. Е 02 Е 1976,Кузин Э,Н, Автома землеройных машин в мелиоративномительстве. М.: ЦНИИТЭ строймас.13-16,1,54) ДАТЧИК ВЫСОТНОГО ПОЛОР 1 ЕБОЧЕГО ОРГАНА ЗЕМЩРОЙНОИ МА 11,ЕГО ВАРИАНТЫ )157) 1. Датчик высотного положениярабочего органа землеройной машины,например дреноукладчика, включающий маятник, подвижно закрепленныйв наружной раме карданова подвеса,указатель задатчика высотного положения, компенсатор ошибки и узелсуммирования перемещений эадатчнка высотного положения и компенсатора, содержащий два входных звена, при" чем выход узла суммирования соединен с исполнительным элементом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности, наружная рама карданова подвеса подвижно закреплена на рабочем органе и выполйена в виде полого корпуса, внутри которого размещен компенсатор ошибки, при этом компенсатор ошибки состоит из двух входных звеньев, одно из которых жестко связано с рабочим органом, . а другое - с маятником, и выходного звена в виде оси, подвижно закрепленной в полом корпусе соосно с осью вращения маятника, а ось подвеса маятника перпендикулярна оси подвеса полого корпуса, при. этом одно входное звено узла суммирова% ния перемещений соединено кинематически с выходным звеном компенсатора, а другое - с указателем задатчика высотного положения.1208151 плоскостях,2. Датчик высотного положения рабочего органа землеройной машины, включающий маятник, подвижно закрепленный в наружной раме карданова подвеса, указатель задачника высотного положения, компенсатор ошибки и узел суммирования перемещений задатчика высотного положения и компенсатора, содержащий два выходных звена, причем выход узла суммирования соединен с исполнительным элементом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности, указатель задатчика в виде фотоприемника лазерного луча и подвижно установлен на маятнике в верти" кальной направляющей с возможностью перемещений электромеханическим или электрогидравлическим приводом, содержащим систему управления с обратной связью, причем вход системы управления соединен электрически с выходом узла суммирования перемещений, одно из входных звеньев которого соединено кинематически с фотоприемником лазерного луча.3, Датчик высотного положения рабочего органа землеройной машины,1Изобретение относится к устройствам автоматизации землеройной техники, в частности предназначено для землеройных машин с системой стабилизации положения рабочего органа относительно копирной линии, которой может служить трос, луч лазера или визирная ось теодолита, и может быть использовано в любом случае, когда требуется непрерывно измерять относительно копирной линии высотное положение недоступной точки твердого тела, совершоощего вертикальное перемещение в сочетании с вращением в двух вертикальных Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства при его длительной работе в условиях воздействия атмосферных осадков, запьленности, низких температур и т,п,5 1 О 15 О включающий маятник, подвижна закрепленный в наружной раме карданова под- веса, указатель задатчика высотного положения, компенсатор ошибки и узел суммирования перемещений задатчика высотного положения и компенсатора, содержащий два входных звена, причем выход узла суммирования соединен с исполнительным элементом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности, указатель задатчика выполнен в виде фотоприемникалазерного луча и установлен на маятнике, при этом наружная рама карданова подвеса установлена на рабочем органе с возможностью перемещения в вертикальном направлении электромеханическим или электрогидравлическим приводом, содержащим систему управления с обратной связью, причем вход системы управления соединен электрически с выходом узла суммирования перемещений , при этом одно выходное звено последнего соединено кинематически с выходным звеном компенсатора, а другое - с рабочим органом.ъ 2На фиг. 1 представлена конструкция датчика с механическим блоком передачи движения указателю от ведомого звена механизма преобразования угловых перемещений маятника; на фиг. 2 - конструкция датчика с электромеханическим блоком передачи движения указателю от ведомого звена механизма преобразования; на фиг. 3 - конструкция датчика с электрогидравлическим блоком передачи движения указателю от ведомого звена механизма преобразования; на фиг, 4 - установка датчика с электрогидравлическим блоком передачи движения указателю на рабочем органе землеройной машины.Корпус 1 (фиг. 1)присоединен к рабочему органу посредством оси 2 и установлен с возможностью вращения вокруг этой оси на подшипниках 3 и 4. Маятник 5 установлен с возможностью1208151 20 25 30 35 40 45 50 55 вращения относительно корпуса 1 наоси 6 в подшипниках 7 и 8.Механизм 9 преобразования угловых перемещений маятника 5 относительнорабочего органа (компенсатор ошибки) состоит из жестко связанной с осью 2 копирной пластины 10 и копирного стержня 11, который установлен с возможностью продольного перемещения в направляющей 12. Последняя жест-О ко связана с осью 6, что обеспечивает ее жесткую связь с маятником 5.Копирный стержень 11 является ведомым звеном механизма 9 преобразования. На верхнем конце копирного стержня 11 горизонтально закреплена пластина 13,Указатель 14 положения рабочегооргана относительно копирного тросадатчика на фиг. 1 выполнен в видещупа 15, опирающегося на копирныйтрос, и потенциометра 16, которыйсостоит из корпуса 17 и оси 18.Щуп 15 закреплен на оси 18 потенциометра 16 . Электрическое сопротивле-ниепотенциометра является однозначной функцией угла поворота щупа 15на оси 18 относительно корпуса 17,а следовательно, координаты указателя относительно копирного троса.Блок 19 передачи движения указателю 14 от копирного пальца 11 состоит из оси 20, установленной в подшипниках 21 и 22, и рычага 23, опирающегося своим концом на горизонтальную пластину 13. Рычаг 23 жестко связан с осью 20;Направление оси20 в подшипниках 21 и 22 совпадаетсо второй осью 6, На рычаге 23 установлен груз 24, служащий для прижима рычага 23 к пластине 13 и копирному стержню 11 и прижима последнего к копирной пластине 10. Корпус 17 потенциометра 16 закрепленна внешнем конце оси 20 так, чтоось 18 потенциометра 16 совпадаетс осью 20,Дпина рычага 23 выбрана такой,что поворот оси 20 вместе с корпусом 17 потенциометра под действиемкопирного стержня 11 точно соответствует по величине и по направлениюповороту щупа 15 относительно корпуса 17, вызванного изменением вертикального положения указателя 14из-за наклонов рабочего органа. Врезультате обеспечивается компенсация ошибки датчика,Внутренняя полость корпуса 1 изолирована от попадания пыли и влаги обычными войлочными сальниками, установленными в крышках подшипников 3, 4, 8 и 22. Расположение механизма 9 преобразования внутри корпуса 1 исключает воздействие на механизм пыли и влаги и таким образом обеспечивает его работу без заедания и существенного трения, Последнее может быть сведено к минимуму за счет погружения механизма 9 преобразования в масло, заливаемое внутрь корпуса 1 ниже уровня подшипников 4,3,7,8,21 и 22,В датчике на фиг, 2 с электромеханическим блоком передачи движения указателю от ведомого звена механизма преобразования корпус, маятник и механизм преобразования угловых перемещений маятника относительно рабочего органа выполнены аналогично датчику на фиг. 1. Указатель 14 положения рабочего органа относительно копирной линии датчика на фиг, 2 выполнен в виде фотоприемника лазерного луча. Блок 19 передачи движения указателю от ведомого звена 11 механизма 9 преобразования помимо оси 20, рычага 23 и груза 24 включает потенциометр 16 и щуп 15, заимствованные от указате ля датчика на фиг. 1, электродвигатель 25 с редуктором 26; закрепленный на.маятнике 5, ходовой винт 27 с гайкой 28, направляющую 29, кронштейн 30, стойку 31 для установки фотоприемника 14, направляющую 32, в которую вставлен щуп 15. усилитель 33 напряжения на потенциометре 16, Электродвигатель 25 с редуктором 26 служит для вращения ходового винта 27. Направляющая 29 исключает вращение гайки 28 вместе с винтом 27 и таким образом обеспечивает вертикальное -перемещение гайки 28 вместе с кронштейном 30 и фотоприемником 14 при вращении винта 27, Взаимное расположение направляющей 32 и потенциометра 6 выбрано так, что вертикальное перемещение фотоприемника 14 на величину ошибки от наклона рабочего органа сопровождается поворотом щупа 15 на угол, равный углу поворота корпуса 17, вызванному воздействием копирного стержня 11, которое возникает при наклонах рабочего органа.5Вследствие увеличения массы деталей датчика, размещаемых на маятнике 5, для демпфирования колебаниймаятника в датчике на фиг, 2 предус-мотрен гидравлический дьмпфер 34,Указатель 14 положения рабочегооргана относительно копирной линиидатчика на фиг. 3 также выполнен ввиде фотоприемника лазерного луча,который посредством стойки 31 икронштейна 35 установлен на оси б,В отличие от датчиков на фиг. 1 и 2ось 6 установлена в подшипниках 3и 4 корпуса 1, а ось 2 - в подшипниках 7 и 8, Механизм 9 преобразования угловых перемещений маятника 5в движение ведомого звена 11 этогомеханизма выполнен кулачковым. Кулачок 36 механизма 9 имеет криволинейный профиль и жестко связан сосью 6, Ведомым звеном кулачкового механизма 9 является толкатель37, который жестко связан с внутренним концом оси 20 блока 19 передачи движения указателю. Кромеоси 20 блок 19 содержит потенциометр 16 со щупом 15, который вставлен в направляющую 32, закрепленнуюна рабочем органе, усилитель 33напряжения на потенциометре 16, гидроцилиндр 38, со штоком которогожестко связана ось 2, и гидрораспределитель 39 с электроуправлением.Ось 20, потенциометр 16, щуп 15,направляющая 32 и усилитель 33 заимствованы у датчиков, представленныхна фиг. 1 и 2,Установка датчика на рабочий орган землеройной машины показана нафиг. 4 на примере установки датчикас электрогидравлическим блоком передачи движения указателю, изображенного на фиг. 3.Для установки датчика, изображенного на фиг. 3, на рабочий орган 40 фиг, 4) служит кронштейн 41. На фиг, 4 точка 0 лежит на днообразующей кромке рабочего органа. В этой точке расположены начала систем -координат ХУЕ и Х, 1, Е Система ХУЯ является неподвижной, а система Х,У, 2, связана с рабочим органом. При отсутствии наклонов рабочего органа обе системы координат совпадают. Датчик установлен так, что одна.из осей поворота маятника относительно рабочего органа лежит в плоскости.ХО У Для датчика, 208151 6 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 изображенного на фиг. 3, этой осью может быть как ось 2, так и ось 6, В частности, на фиг. 4 показана ус- тановка датчика, когда в плоскости ХО У,.лежит ось 6, При установке датчика, как показано на фиг. 4, ошибку датчика следует считать результатом поворота рабочего органа вокруг оси ОХ на уголи поворота вокруг оси ОЕ на угол ж , поскольку именно эти углы преобразуются в движение ведомого звена механизма преобразования угловых перемещений маятника. Кроме углов к иошибка датчика зависит от координат Х, У, точки А в системе Х,У, ЕДатчик, изображенный на фиг, 1, работает следующим образом.При вращении рабочего органа относительно точки, лежащей на днообразующей кромке рабочего органа, происходит вертикальное перемещение указателя 14 относительно копирного троса; Это перемещение сопровождается поворотом щупа 15 вместе с осью 18 потенциометра 16 относительно корпуса 17 потенциометра, что приводит к изменению сопротивления последнего, пропорциональному вертикальному перемещению указателя 14 относительно копирного троса.Одноврменно с поворотом щупа 15 относительно корпуса 17 потенциометра при наклонах рабочего органа поворачивается копирная пластина 10, при этом происходит вращение в подшипниках 3 и 4 оси 2 относительно корпуса 1, который в плоскости вращения оси 2 стремится оказаться в покое действием маятника 5, В плоскости вращения оси б корпус 1 поворачивается вместе с рабочим органом, при этом ось 6 остается неподвижной под действием маятника 5. Таким образом, при поворотах рабочего органа маятник 5 с осью 6 направляю - щей 12 механизма 9 преобразования остаются неподвижными. Копирная пластина 10 поворачивается вместе с рабочим органом относительно маятника 5 и таким образом является ведущим звеном механизма 9 преобразования. Ведомым звеном этого механизма является копирный стержейь 11, который под действием коплрной пластины 10 перемещается в направляющей 12, Закон перемещения копирного стержня 11 под действием пластины 1 О за 4висит от ее профиля. Пластина 10 имеет такой профиль,. который обеспечивает точное перемещение в определенном масштабе стержня 11 на величину ошибки от наклонов рабочего органа. При установке датчика надднообразующей кромкой рабочего органа достаточная точность может бытьдостигнута при использовании плоскойформы пластины 10,Перемещение копирного стержня 11через копирную пластину 13 передается рычагу 23 блока 19 передачи движения указателю 14 от ведомого звена 11 механизма 9 преобразованияПод действием рычага 23 поворачивается ось 20 и корпус 17 потенциометрана угол, равный углу поворота щупа15 вследствие наклонов рабочего органа. В результате при наклонах рабочего органа не происходит изменения сопротивления потенциометра 16и соответственно не возникают ложные сигналы об изменении высотногонбложения днообразующей кромки.Работа датчика, изображенного нафиг. 2, отличается от описанного тем,что при наклонах рабочего органасначала происходит поворот корпуса 17потенциометра 16 под действием черезось 20 копирного стержня 11, которыйперемещается под действием копир-,ной пластины 1 О, Поворот корпуса 17потенциометра 16 сопровождается появлением на последнем и соответственно на выходе усилителя 33, что вызывает включение электродвигателя 25,который перемещает в нужную сторонуфотоприемник 14, Одновременно с вертикальным перемещением фотоприемни- , ка 14 под действием направляющей 32поворачиваетсящуп 15, что приводитк уменьшению напряжения на потенциометре 16. После того, как фотоприемник 14 переместится точно на величи О ну ошибки, напряжение на потенциометре 16 станет равным нулю, и двигатель 25 остановится.Работа датчика на фиг. 3 аналогична работе датчика на фиг, 2 за исклю чением того, что при возникновениинапряжения на потенциометре 16,вследствие поворота корпуса 17,срабатывает электрогидравлическийраспределитель 39, связанный с потенциометром 16 через усилитель 33.В результате начинается отработкагидроцилиндра 38 и вертикальное перемещение фотоприемника 14. По мереперемещения фотоприемника 14 под 25 действием направляющей 32, котораяв данном случае жестко связана с рабочим органом, поворачивается щуп 15и уменьшается до нуля напряжениена потенциометре.При расположении осей, при котором ось 6 расположена в плоскостиХ,О У, упрощается расчет профилякулачка 36, его изготовление, аследовательно, и конструкция меха.низма преобразования угловых перемещений маятника1208151 ВНИИПИ Заказ 203/38 Тираж 642 Подписное Филиал ППП "Патент" г.Ужгород, ул.Проектн
СмотретьЗаявка
3741719, 18.05.1984
НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ВНИИЗЕММАШ"
ЕГОРОВ ЮРИЙ ПЕТРОВИЧ, МАГОМЕДОВ СЕРГЕЙ АМАРОВИЧ, КОЗЛОВ ЮРИЙ СТЕПАНОВИЧ
МПК / Метки
МПК: E02F 9/20
Метки: варианты, высотного, датчик, его, землеройной, органа, положения, рабочего
Опубликовано: 30.01.1986
Код ссылки
<a href="https://patents.su/7-1208151-datchik-vysotnogo-polozheniya-rabochego-organa-zemlerojjnojj-mashiny-ego-varianty.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Датчик высотного положения рабочего органа землеройной машины (его варианты)</a>
Предыдущий патент: Устройство для разрушения прочных грунтов
Следующий патент: Погрузочно-транспортная машина
Случайный патент: Знакосинтезирующее печатающее устройство