Устройство для автоматического направления рабочих органов землекопных и тому подобных машин по заданной проектной линии

б 3654 1 ласс 45 д, 20,4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ арегистрировано в Бюро изооретений Госилана при СНК СССР, К. Ияьгисо стройство для автоматического направления рабочих органов землекопных и тому подобных машин по заданной проектной линии й за ЭЙ 40917 (304720 Заявлено 19 февраля 1941 г, в Наркомстр Олубликовано 30 июня 1944 ода При рытье канав для осушительмых и ирригационных целей, а также канав под трубопроводы для водоснабжения и канализации требуется планировка дна канавы под заданным углом к горизонту..Четоды получения проектного профиля дна канавы связаны с необходимостью проведения большого количества геодезических и дополнительных поправочных земляных работ, совершаемых по мере прохождения трассы канавы. Это обстоятельство ведет к дбполнительной потере времени и удорожанию работ по рытью канав и тем самым в значительной степени снижает эффективность применяемых для этой цели механизмов и машин.Для облегчения и ускорения прогедения профилировочных работ были предложены устройства, автоматически обеспечивающие при работе машины планировку дна канавы под заданным углом к горизонту. Эти устройства заключжот в сеое два фотоэлемента, устанавливаемые на машине для регулирования глубины загружения рабочего органа посредством двух реле и исполнительного механизма и находящиеся под воздействием на них светового луча, посылаемого к машине от установленного на поле источника света и наклоненного к горизонту под углом проектного наклона дна канавы.Известные до сих пор устройства такого рода обладают тем недостатком, что при резких колебаниях машины по высоте или по углу ее наклона к горизонту, в зависимости от рельефа пути, фотоэлементы выходят из сферы действия светового луча, и автоматическое управление глубиной загрузки рабочего органа нарушается. Это происходит от того, что при выходе из сферы ьоздействия луча обоих фотоэлементов срабатывают оба реле, в оезультате чего исполнительный механизм сохраняет нейтральное положение.Согласно изобретешпо, в цепи обоих реле включены дополнитель. ные контакты, автоматически размыкающие цепь одного реле при срабатывании второго. Этим исключается возможность нейтраль М 63654ного положения исполнительногомеханизма при выходе фотоэлемен-тов из сферы воздействия на нихсветового луча, и механизм срабатывает в ту или другую сторонув зависимости от направления отклонения фотоэлементов от линиилуча по вертикали,На чертеже фиг, 1 изображаетобщую схему работы машины спредлагаемым устройством; фиг. 2 -устройство указателя линии проектного профиля; фиг. 3 - принципиальную электрическую схемуустройства; фиг. 4 и 5 - примерныесхемы механизмов заглубления рабочего аппарата.Как показано на фиг. 1, предлагаемое устройство состоит из двухприборов: прибора 1, устанавливаемого вне машины и являкщегосяуказателем направления проектногопрофиля дна канавы, н прибора 11,помещающегося на самой машине.Прибор 11 выполняет одновременно две функции: 1) регистрируетотклонение режущей кромки рабочего аппарата от проектной отметкив данной точке и 2) регулируетзаглубление рабочего аппарата дотребуемой величины.Приборявляется по существугенератором узкого пучка инфракрасных лучей, направляемых подтребуемым углом к горизонту.Как известно, инфракрасные лучиобладают большой проницаемостьюно отношению к водяным парам,благодаря чему они применяются втехнике как надежное средствосвязи, обеспечивающее действие еена расстояние до 40 - 50 км влюбую погоду (оптический телеграфи телефон). В случае же копанияканав удаление машин от прибора 1не будет превышать 1 - 2 км и, следовательно, надежность примененияприбора 1 в качестве указателялинии проектного профиля будетполностью гарантирована,Прибор 1 (фиг. 2) состоит восновном из штатива 1, снабженного винтовым устройством 2, служащим для подьема или опусканияголовки 3, в тыльной части которойнаходятся параболическое зеркало4 и зрительная труба б, наглухо соединенная с этой головкой. В фокусе зеркала 4 помещается источник света 5 (лампочка накалиВания).В качестве излучателя инфракрасных лучей применена лампочка накаливания 5, питающаяся от аккумулятора 7, Для получения от прибора избирательного излучения в инфракрасной области в передней части.в окно 8 может быть вставлен специальный фильтр. В качестве такого фильтра могут быть применены тонкие пластинки из эбонита, резины и других материалов, применяемых в технике для указанной цели, Оптически оси зрительной трубы б и параболического зеркала 4 параллельны.Сбоку головки 3 прикреплен цилиндрический уровень 9, снабженньш специальным поворотным устройством 10, по которому производится установка оптической оси параболического зеркала 4 под заданным углом к горизонту. Головка 3 прибора может поворачиваться в вертикальной плоскости относительно оси 11 и закрепляется в определенном положении зажимным винтом 12.Прибор 11, находящийся на машине, состоит из двух частеи: регистрирующей отклонение по высоте режущей кромки рабочего аппарата от проектного профиля и регулирующей заглубление рабочего аппарата,Регистрация отклонения режущей кромки от проектного профиля выполняется двумя фотоэлементами 13 и 14 (фиг, 1 и 3), закрепленными на рабочем органе машины с его наружной стороны, обращенной к прибору 1. Оба фотоэлемента расположены в вертикальной плоскости один над другим с небольшим промежутком между ними.Узкий пучок инфракрасных лучей прибора 1 направляется в сторону рабочего хода машины в промежуток между фотоэлементами и под заданным углом к горизонту. Прп такой установке прибора 1 направление луча его будет параллельно проектной линии профиля дна канавы. Для получения избиратель.ной чувствительности фотоэлементов 13 и 14 к излучению прибора 1 они выбираются с максимумом спектральной чувствительности в инфракрасной области. Подбор таких фотоэлементов не представляет трудности, так как подавляющее большинство фотоэлементов обладает этим свойством. Каждый фотоэлемент 13 и 14 имеет, как показано на электрической схеме соединений (фиг. 3), свой усилитель фототоков.Фотоэлементы включены в схеме таким образом, что величина фото- тока, возникающего в них от излучения прибора 1 в их среднем положении относительно этого луча, достаточна для того, чтобы запереть усилительные лампы 15 и 16. В этом случае ток в их анодных цепях будет отсутствовать. Этого легко достигнуть подбором соответствующего смещения в цепи сеток усилительных ламп 15 и 16,При движении машины вдоль трасы канавы корпус ее, а вместе с ним и рабочий орган, будет ввиду несоответствия рельефа поля проектному профилю канавы откло. няться от луча прибора 1 в ту и:ш другую сторону в вертикальной плоскости. При этом закрепленные на рабочем органе фотоэлементы будут выходить из равновесного относительно этого луча положения. В начальный момент выхода из равновесного положения излучение, падающее от прибора 1 на один из фотоэлементов, уменьшится, а на другой - увеличится, В соответствии с вышеописанным способом включения фотоэлементов на сетке усилительной лампы фотоэлемента, получившего уменьшенный световой поток, возникнет положительный потенциал, и в анодной цепи этой лампы появится ток в то время как усилительная лампа другого фотоэлемента останется запертой.В анодную цепь каждой усилительной лампы 15 и 16 включены катушки 17 и 18 электромагнитного реле. При прохождении в анодной цепи какой-либо из ламп тока электромагниты 17 или 18 притянут в соответствующую сторону якорь 19 электромагнитного реле, При этом будет замыкаться та или иная пара контактов 20 или 21, в зависимости от того, какой из фотоэлементов (верхний или нижний) лишился нормального расчетного облучения.При замыкании контактов 20 или 21 включаются соответствующие цепи, питающие током от источника напряжения электромагнитные катушки 22 или 23 управления механизмом подъема и опускания рабочего органа, которые вк;почены в схему (фиг. 4 и 5) таким образом, что при начальном ослаблении величины светового потока, падающего на нижний или верхний фотоэлементы, механизм заглубления будет соответственно включаться на подъем или опускание рабочего органа. Как видно из схемы соединений (фиг. 3), это движение рабочего органа будет продолжаться до тех пор, пока луч прибора 1 снова не займет среднее положение между фотоэлементами.В этом положении, согласно вышесказанному, обе усилительные лампы 15 и 16 будут заперты и якорь 19 электромагнитного реле, приняв нейтральное положение под действием пружин 46, разорвет цепи питания электромагнитных катушек 22, 23 управления механизмом заглубления рабочего органа, и движение последнего прекратится.Примерная кинематическая схема реверсивного механизма для подъема или опускания рабочего органа при механическом приводе, показанная на фиг. 4, заключает в себе вал 24, получающий вращение от двигателя через промежуточные передачи и жестко связанный с зубчатыми колесами 25 и 26, От этих кол."с вращение передается зубчатым колесам 27 и 28, свободно вращающимся на валу 29. Зубчатые колеса 27 и 28 вращаются в противоположные стороны, что достигается введением в схему паразитн ого колеса 30. На этом же валу 29 между зубчатыми колесами жестко сидит диск 35, снабженный по пе.риферии с обеих сторон фрикционными обкладками 31 и 32. В корпусах зубчатых колес расположены электромагнитные катушки 22 и 23, ток в которые поступает через контактные кольца 33 и 34, врагцающиеся вместе с зубчатыми колесами. При поступлепии тока от реле соответствующего фотоэлемента в ту или иную из электромагнитных катушек 22, 23 диск 35 переместится в осевом направлении к одному из зубчатых колес 27, 28 и прижмется к нему своей фрикционпой обкладкой 31 или 32, получив таким образом вращение в соответствучощую сторону, которое через вал 29 и чсрвячнчю передачу Зб передается барабану 37, на который павивается трос рабочего органа плуг, ковшевая рама, ви 1 гговая вогез и т д)При прекращении подачи тока в хат пки э,сктромагпитов, действием пружин (пе показанных па чертеже) отключается и движение рабочего органа прекращается ввиду сам ото рмозящего действия червячной передачи. Само собой разумеется, что изменение направления вращения вала 29, а следовательно и барабана 37, может быть достигнуто не только показанным схеме фпг, 4 способом, но и применением реверсивного механизма, состоящего из трех конических шестерен а также любым другим способом, известным и применяемымтехнике для указанной цели.Прн гидравлическом приводе (фиг, 5) срабатывание реле от соответствующего фотоэлемента замыкает цепь той или иной из электро- ;агнитных катушек 22, 23, вследствие чего распределитель 39 передвинется в одно из крайних положений и направит жидкость в соответствующую полость рабочего цилиндра 40, причем, в зависимости от направления перемещения распределителя, рабочий орган будет подниматься или опускаться.Как и в предыдущем случае электромагнитные катушки 22, 23 включены в схему так, что ослабление величины светового потока на верхнем или нижнем фотоэлементе вы63654бы регулировку заглубления раоочего аппарата.Легко видеть, что благодаря разрыву анодной цепи противоположнои лампы автоматическая регулировка заглубления будет действовать и в случаях резких скачков машины, стремясь всегда установить рабочии аппарат в такое положение, при котором луч прибора 1 был бы направлен в промежуток между фотоэлементами. Следовательно, при;побых положениях Л, Б, и т, д. (фиг. 1) машины на неровном рельефе нижняя режущая кромка рабоего аппарата машины будут следовать по направлению, параллельному лучу прибора 1, тем самым будет автоматически выполняться требуемый проектный профиль дна канавы.Как явствует из описания, предложенное устройство может быть с одинаковом успехом примечено как для цепных, так и для колесных, фрезерных и плужных канавокопателей, а также и для всех дренажных машин, имеющих механизм дляподъема и опускания рабочего аппарата. Предмет изобретенияУстройство для автоматического направления рабочих органов землекопных и т. п. машин по заданной проектной линии с помощью светового луча, посылаемого к машине от установленного на поле источника света, и двух фотоэлементов, установленных на машине и управляющих исполнительным механизмом подъема и опускания рабочих органов посредством двух реле, о т л ичающееся тем, что, сцельюпрпведения светового луча в промежуток между фотоэлементами при резких колебаниях корпуса машины по высоте и наклону, цепь обмотки каждого из реле 17, 18 проведена через дополнительные контакты 44 и 45, размыкаемые при срабатывании реле в цепи противоположного фотоэлемента.63654 сУс р,. дрфь 7 яи;,ю=г Щ А. Михайлов Отв. редак ьяков дписано к печати 26.Х 1945 г, Ти 5 к. Зак. 152 Л 131598. ена я Госпланиздата, ига по