Способ управления движением агроробота

(51)5 А 01 В 69/О ИЗОБРЕТ ОПИ дифференциала на склоне выгодно осуществлять регулированием радиусов качения в период поворота и угловых скоростей. Регулирование радиусов качения движителей правого и левого бортов до,изменения угловых скоростей их приводами до нулевого угла поворота направляющих колес снижает сопротивление движению и потери энергии на обслуживание усилителя механизма поворота. Получение и использование информации о взаимодействии движителя и почвы для оптимизации режимов работы и повышение эффективности формирования траектории достигаются совмещением функций подвески, стабилизатора нагрузки, ограничителя напряжений почвы, силового регулятора, утилизатора энергии колебания рамы, средства оценки реальной работы и датчика информации для оптимизации режима работы. Перемещения движителя относительно рамы силой тяги обеспечивают эластичность привода и сглаживание колебаний нагрузки, а силой тяжести - утилизацию энергии колебания рамы и силовое регулирование положения навесного орудия. Выравнивание нагрузок и буксований, изменение радиусов качения движителей для снижения угла поворота колес, сопротивления движению и потерь энергии на регулирование разности частот вращения движителей облегчает регулирование скоростей бортов и деление потока энергии между движителями с учетом реакций почвы и курса, 2 з.п, ф-лы, 7 ил. Изобрете зяйству, в ч движением пользовано тракторным местности пр Целние эффколесанотьюНа ю изобретения ективности упра которого устан еремещения отн иг, 1 изображ авления в вид к сельскому хообу управления может быть исции управления енки машин и оте. ие относится стности к спо гроробота, и для оптимизаагрегатом, оц и реальной ра явля влени овлен осите на бл фрается повышеагророботом,с возможьно его рамы, ок-схема спомента работы соба уп ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ АГРОРОБОТА(57) Изобретение относится к сельскому.хозяйству, в частности к способу управления движением агроробота, и можетбыть использовано для оптимизации управления тракторным агрегатом, оценки машини местности при реальной работе. Цельизобретения - повышение эффективностиуправления агророботом, колеса которогоустановлены с возможностью перемещенияотносительно его рамы. Для этого регистрируют изменение координат оси колеса относительно рамы агроробота под действиемвнешних сил и угловое рассогласованиемежду курсовым направлением движенияагроробота и плоскостью колеса, определяют коэффициент эффективности тяги, повеличине которого корректируют значениеведущего момента движителя и глубинупочвообработки рабочим орудием, измеряютположение рамы агроробота и регулируютсоотношение радиусов колес, поддерживаяположение рамы при малом повороте колес.Повышение скорости нижнего борта безторможения верхнего до разблокирования. 23 А 13путем слежения движителями за условиями функционирования; на фиг. 2 - схема получения информации от движителей в виде углов а 1 аа поворота вокруг координатных осей Х У, Л и перемещений ЛХ, ЛУ, Л 2 под действием реакций почвы Х, Р, Р, Р, Р, и моментов 4,Мв,упри любом нагружении силой тяжести 6; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - способ графического определения коэффициента эффективности тяги р по коэффициенту тяги р и буксова нию Б; на фиг. 5 - графическая интерпретация закономерности изменения показателей движителя и подвески при движении вперед и назад (61 да - жесткость, тв, т, - соответственно модули вертикальной и горизонтальной жесткости взаимодействия с почвой); на фиг, 6 - блок-схема алгоритма вычисления коэффициента эффективности тяги и определения режима перегрузки или нормального функционирования; на фиг. 7 - конструктивная схема средства 20 для реализации способа управления в наиболее экономичном режиме движения поперек склона снижением поворота колес регулированием соотношения радиусов качения и скоростей бортов (р - угол склона; ЛУ - разность радиусов качения).Способ управления движением агро- робота включает ввод в блок 1 целевых значений углов поворота датчика нагрузки, звена подвески, колеса, радиуса поворота, длины гона, числа проходов в гоне (отношения ширины гона к захвату), движение путем слежения 2 за углом поворота датчика 3 нагрузки для сравнения с целевым значением в блоке 4 определения тягового, нейтрального и тормозного режимов при управлении двигателем, трансмиссией и тормозами 5 для регулирования скорости 6, сравнения ее с целевой 7 при движении до конца гона 8, начало 9 включения поворота 10 на желаемый угол 11 до достижения целевого угла 12 и продолжения таких проходов 13 до установленного числа 14, одно временно слежение за углом поворота подвески 15 для установления коэффициента тяги 16 и сравнения с эффективным коэффициентом тяги 17 для управления орудиями и силой тяги 18 на крюке до сближения значений коэффициентов 19 в период всей работы, Слежение за курсом 20, отклонением его от целевого значения 21 для регулирования разности скоростей 22 до устранения сигнала 23 и достижения целевого курса 24, слежение за линейным отклонением 25 для выработки сигнала 26 управления при формировании траектории обеспечиваются непрерывно до остановки. Одновременно обеспечивается согласование работы рулевого колеса и скорости с радиусом поворота 27 в зависимости от ши рины захвата или колеи 28 для формирования сигнала о нормальном функционировании или управлении потоком мощности 29, коробкой скоростей и тормозом 430 со слежением за скоростью поворота 31 для формирования сигнала 32 о нормальной работе или о продолжении управления до окончания поворотов и проходов и остановки 33 в конце поля.Информацию для управления получают от движителя, вертикальная ось 34 которого соединена с осью 35 вращения подвеской 36, качающейся вокруг шарнира 37 рамы. Оперативную информацию о взаимодействии агроробота с местностью можно получить в виде углов поворота привода с эластичным звеном, подвески аи колеса ак вокруг координатных осей Х,У,Л и перемещении ЛХ, ЛУ, ЛУ по осям под действием реакций почвосреды Х, Р РРР, и моментов М, М Мп при любом нагружении силой тяжести. Графическая зависимость коэффициента тяги р от буксования Б (фиг. 4) поясняет процесс определения коэффициента эффективности тяги р. Параллельно гипотенузе треугольника, катеты 38 и 39 которого содержат одинаковое число единиц коэффициента тяги и буксования и параллельны осям координат р, Б, проводят касательную 40 к линии зависимости коэффициента тяги от буксования. Ордината точки касания линий равна коэффициенту эффективности тяги, а абсцисса допустимому буксованию.На графической интерпретации (фиг, 5) изменения параметров подвески горизонтальные перемещения сил движителя относительно рамы при движении вперед 41 и назад 41, модули вертикальной жесткости 42 и 42 вертикальные перемещения 43 и 43, модули горизонтальной жесткости 44 и 44, жесткость подвески 61 да. 45, 45, угол поворота звена подвески а 46, 46 в зависимости от горизонтальной силы Р, дают информацию для управления агро- роботом с учетом взаимодействия движителя с почвой и составляют основу алгоритма управления при формировании траектории и режима работы.Алгоритм расчета коэффициента тяги (фиг. 6) включает ввод сигналов 47 об изменении коэффициента тяги и буксования, вычисление эффективного коэффициента тяги путем деления первого на второе р= =р,/Б 48, сравнение текушего значения коэффициента тяги с эффективным коэффициентом тяги 49 и формирование сигналов о нормальной работе 50 и перегрузке 51.Регулирование разности скоростей осуществляется регулированием разности диаметров радиусов качения колес бортов автономными системами, как это показано на фиг. 7, где колесо 52, трубопровод 53, распределитель 54 с органом 55 управления, трубопровод 56 к колесу 57 второго борта и известная арматура на раме 58 совместно регулируют разность радиусов качения колес ЛУ и скоростей бортов, компенсируют влияние склона и увод от курса приодинаковых скоростях независимо от рулевого управления.Способ управления агророботом реализуется формированием курса, режима нагрузки, поворотом в конце гона, путем учета взаимодействия движителя с почвой и перемещений движителя в пространстве относительно рамы пропорционально внешним влияниям. Информация о взаимодействии с почвой характеризует условия работы: горизонтальные силы отклоняют редуктор или звено подвески на угол а а вертикальные силы, включая силу тяжести 6, возвращают его в исходное положение, причем устойчивое положение всегда характеризуется тождественным равенством тангенса угла отношению сил горизонтальных к вертикальным. Датчик угла поворота такого звена подвески выдает сигнал о взаимодействии движителя с почвой. Работу такой подвески при движении в тяговом и тормозном режимах можно описать тождествами1 ца=Р, 6=(р=т 6=0(й где т,6 - касательные и нормальные напряжения почвы в контакте с почвой;- продольно-горизонтальные ускорения рамы;д - ускорение свободного падения.Изменение отношения горизонтальной реакции почвы к силе тяжести в виде тангенса угла поворота звена подвески характеризует коэффициент тяги р=Р,(6. Изменение сил тяги в пределах Р Ра на пути 5 уравновешивается работой сил тяжести:д(Рг - Рг 2) 5=6 Л=61ягла,аа,Агде аь а - пределы изменения угла поворота звена подвески. Вертикальные перемещения ЛЯ рамы относительно движителя обеспечивают высотное регулирование навесного орудия (плуга, бульдозера) по нагрузке. Это исключает из цепи управления навесными орудиями датчики и усилительно-исполнительные элементы.Продольное перемещение движителя относительно вертикальной оси 34 повышает его чувствительность к изменению курса и в виде угла поворота колеса вводится в усилитель руля для поворота до устранения сигнала и возвращения к целевой траектории, продольные перемещения движителя, смягчая удар о неровности, накапливают энергию, поднимая раму при повышении нагрузки, стабилизируют нагрузочный режим. Фиксацией информации в виде коэффициента тяги обеспечивают оценку условий местности, а в виде коэффициента эффективности тяги - оценку эффективности движения и работы в период выполнения технологического процесса. Поэтому текущее значение этих показателей по показанию приборов или после бфиксации фиксирующей аппаратурой используют для обоснования показателей работы, норм расхода энергии (топлива), энергоемкости процесса, оплаты труда и материалов, паспортизации полей, оценки совершенства рабочих органов и движителей, испытания техники при реальной работе в поле и решения вопросов прогнозирования проходи мости при и с пол ьзов а ни и известных средств обработки информации.10 Перемещения движителя зависят от длины звена подвески 36 ЛУ=.1(1 - сова); ЛХ=Ьта; ЛУ=ЛХ 1 дал,Ре гул и рова нием разности радиусов качения движителей обеспечивается и рямолинейное движение поперек склона без поворота направляющих колес в сторону склона и без создания дополнительного сопротивления движению, которое пропорционально повороту колес. Закономерная связь раз ности радиусов качения движителей с шириной колеи и углом крутизны склона характеризуется равенствомЛУ= - д=(У) - У)1/ 2 л; л=3,14.ВЖ25где В - ширина колеи;- угол склона;У,У - скорости бортов,- время.Реализация предлагаемого способа уп равления обеспечивает снижение влияниякрутизны склона на поворот направляющих колес и сопротивление движению, повышение курсовой устойчивости на склоне и экономичности формирования траектории и режимов работы, а информация 35 движителя облегчает оценку и использование техники.Формула изобретения1, Способ управления движением агроробота, включающий измерение и миними зацию отклонений траектории движенияагроробота от курса и базовой линии в гоне, скорости движения агроробота, ведущих моментов и опорных реакций движителей и последующее регулирование скорости движения агроробота, ведущих моментов и опорных реакций движителей, а также стабилизацию опорных реакций, отличаюиийся тем, что, с целью повышения эффективности управления агророботом, колеса которого установлены с возможнос тью перемещения относительно его рамы, регистрируют изменение координат оси одного из этих колес относительно рамы агроробота под действием внешних сил и угловое рассогласование между курсовым направлением движения агроробота и плоскостью колеса, определяют коэффициент эффективности тяги, по величине которого корректируют величину ведущего момента движителя и глубину почвообработки рабочим орудием.1551263 72. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности управления положением навесного почвообрабатывающего орудия, глубину почвообработки регулируют пропорционально величине ведущего момента движителя,83. Способ по п, 1, отличающийся тем, что, с целью повышения курсовой устойчивости, измеряют положение рамы агро- робота и регулируют соотношения радиусов колес агроробота, поддерживая заданное положение рамы.1%12 бЗ Фи Редактор И. Шмакова Заказ 285 арственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45но-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 НИИПИ Гос Производств Составитель И. ГаджимуратовТехред И. Верес Корректор О. Кравцова Тираж 488 Подписное