Система автоматического направления движения самоходных агрегатов

ОП ИСАНИЕ еспубли АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ. свид-ву 1)М К,з АО В 69/О 1) 2939687/3 с присоединением з яв ударственный комитет СССР оритет - бликовано(53) УДК 63.3, . 076 (088.8) 82. Бюллетеньнам изобретени открытий Дата опубли сания 23.01.8 ия) Автор изобрет В. А. Завьялов Ю. Л. Гунченко 71) заявители Целью изобретенние автоматическогосамоходных агрегатток обработки.Цель достигаетсления включает блоквых радиостанций, бнием по базовой и ия является обеспечеразворота и перехода в на очередной учас 54) СИСТЕМА АВТОМАТИ ДВИЖЕНИЯ САМОХ Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам автоматического направления движения самоходных агрегатов. Известна система автоматического направления движения самоходных агрегатов, содержащая неподвижные полевые радиостанции, установленные на самоходных агрегатах блоки управления и сервоприводы управляющих механизмов. Эта система позволяет вести самоходный агрегат с высокойточностью 1Недостатками данной системы является ее сложность, обусловленная использованием фазового разностно-гиперболического координатомерного метода, а также невозможность автоматического перехода с одного участка обработки на другой. я тем, что блок управприема сигналов полелоки управления движеусловной линиям, блок СКОГО НАПРАВЛЕНИЯДНЫХ АГРЕГАТОВ управления рабочими органами, программные блоки въезда и выездатриггер выклю. чения блока управления движением по базовой линии и блока управления рабочими органами и триггер выключения блока управления движением по условной линии, причем блоки управления движением по базовой и условной линиям, а также программные блоки въезда и выезда соединены с сервоприводами управляющих механизмов, при этом блок приема сигналов полевых радиостанций имеет двухканальную антенную систему, устройство управления сканированием диаграммы направленности, приемники с формирователями импульсов и соединенную с ними схему совпадения, причем последняя подключена к программному блоку выезда и к триггеру выключения блока управления движением по базовой линии и блока управления рабочими органами.Кроме того, программный блок въезда соединен с блоком управления движением по условной линии через триггер выключения последнего, при этом блок управления движением по условной линии выполнен в виде двух каналов, каждый из которых имеет схему совпадения, триггер отключения кана 898974ла, электронный ключ, соединенный с ним генератор пилообразных напряжений и интегрирующее устройство, вход которого соединен с электронным ключом, а выход - с выходом интегрирующего устройства другого канала и с сервоприводами управляющих механизмов, причем оба канала имеют генератор синхроимпульсов, который соединен с генераторами пилообразных напряжений и триггерами отключения каналов, выход каждого из которых соединен со входом схемы совпадения другого канала, при этом схемы совпадения каналов соединены с выходами приемников с формирователями импульсов блока приема сигналов полевых радиостанций, а устройство управления сканированием диаграммы направленности блока приема сигналов полевых радиостанций соединено с генераторами пилообразных напряжений и, помимо этогосистема снабжена датчиком обнаружения базовой линии и датчиком обнаружения последующей базовой линии, первый из которых соединен с блоком управления движения по базовой линии, а второй - с программным блоком въезда и триггером отключения блока управления движением по условной линии.На фиг. 1 показана система автоматического направления движения самоходных агрегатов в работе; на фиг. 2 - блок-схема предлагаемой системы автоматического направления движения самоходных агрегатов; на фиг, 3 - закон сканирования диаграммы направленности антенной системы.Система содержит неподвижные полевые радиостанции 1 - 4, расположенные на углах обрабатываемого поля. Эти радиостанции представляют собой малогабаритные радиопередатчики, работающие в режиме непрерывного излучения на частотах, разнесенных одна относительно другой на некоторую величину. На самоходном агрегате установлен блок управления и сервоприводы управляющих механизмов 5. Блок управления включает блок приема сигналов радиостанций (на чертеже не обозначен), блоки управления движением по базовой и условной линиям 6 и 7, блок управления рабочими органами 8, программные блоки въезда и выезда 9 и 10, триггер 11 выключения блоков 6 и 8 и триггер 12 выключения блока , причем блоки управления движением по баго 25 з до 45 зовой и условной линиям 6 и 7, а также протему с каналами 13 и 14, устройство 15 управграммные блоки въезда и выезда 9 и 10 соединены с сервоприводами управляющих механизмов 5.Базовая линия - это линия вдоль участка обработки, например длина гона, а условная линия - это линия, соединяющая две полевые радиостанции, расположенные на краю поля на участке разворота, но не являющаяся базовой.Блок приема сигналов полевых радиостанций имеет двухканальную антенную сисления сканИрованием диаграммы направленности, приемники 16 и 17 с формирователями импульсов, и соединенную с ними схему совпадения 18, причем последняя подключена к программному блоку выезда 10 и к триггеру 11 выключения блоков 6 и 8. Программный блок въезда 9 соединен через триггер 12 с блоком 7, выполненным в виде двух каналов, каждый из которых имеет схему совпадения 19 и 20, триггер 21 и 22 отключения канала, электронный ключ 23 и 24, соединенный с ним генератор 25 и 26 пилообразных напряжений и интегрирующее устройство 27 и 28, вход которого соединен с электронным ключом 23 и 24, а выход - с выходом интегрирующего устройства 28 и 27 другого канала и с сервоприводами управляющих механизмов 5, причем оба канала имеют генератор синхроимпульсов 29, который соединен с генераторами 25 и 26 и с триггерами 21 и 22 отключения каналов, выход каждого из которых соединен со входом схемы совпадения 20 и 21 другого канала, при этом входы схем совпадения 20 и 21 соединены с выходами приемников 16 и 1 с формирователями импульсов блока приема сигналов полевых радиостанций 1 - 4. Устройство управления сканированием диаграммы направленности 15 соединено с генераторами пилообразных напряжений 25 и 26.Система содержит также датчик 30 обнаружения базовой линии и датчик 31 обнаружения последующей базовой линии. Датчик 30 соединен с блоком 6 управления движением по базовой линии, а датчик 31 - с программным блоком 9 въезда и триггером 12 отключения блока 7 управления движением по условной линии.Траекторию движения агрегата при обработке поля составляют в общем случае следующие участки; движение на гоне (по базовой линии), разворот в конце гона (выезд), переход к очередному гону (движение по условной линии), разворот и вход на очередной гон (въезд) . Этим участкам соответствует структура блока управления: блоки 6, 10,7 и 9.Система автоматического направления движением самоходных агрегатов работает следующим образом.На гоне управление движением самоходного агрегата производится с помощью блока управления движением по базовой линии 6, сигнал отклонения на входе которого формируется датчиком 30 обнаружения базовой линии. В момент выезда агрегата на условную линию (выезда за предел поля) на обоих входах схемы совпадения 18 одновременно появляются сигналы, что вызывает появление импульса на ее выходе. Этот импульс опрокидывает триггер 11, в результате чего на его выходе, соединенном со входом включения блока управления движениемпо базовой линии 6, устанавливается уровень нуля, что вызывает выключение этого блока.Одновременно происходит запуск программного блока выезда 10, который по управляющему своему выходу, соединенному с сервоприводами управляющих механизмов 5, осуществляет управление движением агрегата на участке разворота в конце гона. По окончании программы разворота на выходе программного блока выезда 10 появляется импульс, который опрокидывает триггер 12 в состояние включения по его выходу, соединенному со входами схем совпадения 19 и 20.Таким образом, производится включение блока управления движения по условной линии 7 на участке перехода к очередному гану.Появление сигналов на выходе схемы совпадения 18 в момент выезда агрегата на условную линию обусловлено тем, что двухканальная антенная система сконструирована таким образом, что диаграмма направленности ее имеет, например, четыре лепестка, выходящие из общего центра во взаимно-перпендикулярных направлениях, сканирующие в пределах определенного угла, при сохранении взаимной перпендикулярности. Соединенные пары лепестков объединены и образуют два независимых канала 13 и 14, Выходы этих каналов подкл,очены к приемникам 16 и 17 с формирователями импульсов, которые соединены с двумя входами схемы совпадения 18. При сканировании (с помощью устройства 15 управления сканированием диаграммы направленности) на выходе каждого канала антенной системы появляется импульс в момент прохождения максимума соответствующего лепестка направления на полевую радиостанцию, Поскольку при сканировании лепестков сохраняется их взаимная перпендикулярность, то противоположные лепестки, принадлежащие разным каналам 3 и 14, в любой момент времени находятся на одной линии. Поэтому направления максимумов лепестков обоих каналов 3 и 14 одновременно по обе радиостанции 1 и 2, расположенные на одном краю поля, в конце гона происходит лишь в момент выезда агрегата на условную линию.Сканирование диаграммы направленнос- ти антенной системы происходит, например, по часовой стрелке.С помощью генератора 29 синхроимпульсов осуществляется синхронность сканирования с работой генераторов 25 и 26 пилообразных напряжений и триггеров 21 и 22 отключения каналов 13 и 14. В начальный момент сканирования (, = О) триггеры 21 и 22 отключения каналов импульсом с генератора 29 синхроимпульсов переводятся во включенное состояние, обеспечивая уровни единиц на соответствующих входах схем совпадения 19 и 20. Таким образом, в начальный момент сканирования схемы совпадения 19 и 20 обоих каналов находятся .всостоянии разрешения прохождения сигналов по третьим их входам, соединенным свыходами приемников 16 и 17 с формирователями импульсов.В случае, когда агрегат отклонился вправо от условной линии, сигнал в канал 13 отрадиостанции 1 поступает раньше, чем в канал 14 от радиостанции 2, поскольку направление луча диаграммы направленности канала 13 раньше совпадает с направлениемна радиостанцию 1, чем соответствующийлуч канала 14 на радиостанцию 2.Приемник 16 с формирователем импульсов усиливает этот сигнал и формирует насвоем выходе короткий импульс. Поотупаяна третий вход схемы совпадения 20, этотимпульс проходит на ее выход и, воздействуя на вход триггера 22 отключения канала, переводит его в состояние выключенияпо выходу, подключенному к одному из входов схемы совпадения 19 другого канала, чтонакладывает запрет на прохождение сигналов через эту схему.За каждый период сканирования на выходе схемы совпадения 20 появляется один25 импульс в момент прохождения лучом диаграммы направленности канала 13 антеннойсистемы направления на радиостанцию1. Эти импульсы управляют электроннымключом 24 так, что на его выход в моменты воздействия каждого импульса проходитнапряжение с генератора 26 пилообразногонапряжения. Таким образом, на выходеключа 24 образуются импульсы напряжения,амплитуда которых равна величине напряжения генератора 26 пилообразного напряжез 5 ния в момент воздействия управляющих импульсов на ключ 24. Форма пилообразногонапряжения подобрана таким образом, чтов начальный момент сканирования оно имеет максимальное значение, а к середине псриода спадает до нуля. Чем раньше (в прс 40делах половины периода сканирования ) навход ключа 24 поступает импульс, тем большей амплитуды импульс на его выходе. Приэтом время поступления управляющего импульса зависит от величины отклонения агрегата от условной линии. Импульсы на выходе ключа 24 интегрируются интегрирующим устройством 28 и на его выходе образуется постоянное напряжение, пропорциональное величине отклонения от условнойлинии. Эпюры 1, 11, 111, 1 Ч отражают напря 50 жение на элементах блока 7 при отклоненииагрегата вправо от условной линии,Другой канал блока управления движением по условной линии работает аналогично первому, но только при отклонениивлево от условной линии. Эпюры Ъ, И, 7,И 11 отражают напряжение на элементахблока 7 при отклонении агрегата влево от усиловнои линии.5 1 о 15 го Формула изобретения зо Отличие каналов составляют генераторы 25 и 26 пилообразных напряжений. Ониотличаются полярностью генерируемых напряжений,При нахождении агрегата точно на условной линии, сигналы от обеих радиостанций 1 и 2 поступают в каналы одновременно, оба канала блокируются по входам схемсовпадения 19 и 20, на выходе блока управления движением по условной линии 7 напряжение равно нулю.На определенном расстоянии от очередного гона, при движении агрегата по условной линии на участке перехода, в зону датчика 31 обнаружения последующей базовой линии попадает базовая линия этогогона. На выходе датчика 31 вырабатывается сигнал, который переключает триггер 12,отключая тем самым блок управления движением по условной линии 7, одновременносигнал с этого датчика включает программный блок въезда 9. Агрегат совершает разворот и въезд на очередной гон. По окончании программы, на выходе программногоблока въезда 9, соединенном со входом триггера 11, вырабатывается импульс и триггер 11 осуществлет включение блока управления движением по базовой линии 6 и блока управления рабочими органами 8.Нуль на выходе триггера 11, соединенном с программным блоком въезда 9, запрещает включение этого блока во время движения по условной линии на участке перехода с гона на гоц.На другом конце поля описанный выше цикл работы повторяется с полевыми радиостанциями 3 и 4.Предлагаемая система автоматического направления движения самоходных агрегатов универсальна по способам движения на поле. Для этого предусмотрена возможность реализации другой траектории движения (более простой), характерной, например, для междурядной обработки пропашцых культур или уборки поля. Эта траектория состоит из следующих участков: движение на гоне, полный разворот в конце гона с вхождением на очередной гон (последующий).Такая траектория реализуется при нахождении переключателя блока управления 10 из положения А в положение Б. При этом блок управления движением по условной линии 7 отключен, а отключение перед разворотом по сигналу со схемы совпадения 18 блоки управления движением по базовой линии 6 и управления рабочими органами 8 включаются сразу же после окончания программы разворота по сигналу с программного блока выезда 1 О. Г 1 редварительцо программный блок выезда 1 О переключается ца режим полного разворота.Применение предлагаемой системы позволйт значительно повысить производительность труда при обработке поля за счет повышения скорости движения агрегатов на гане, высвобождения высококвалифицированных работников, улучшит условия труда. 1. Система автоматического направления движения самоходных агрегатов, содержащая неподвижные полевые радиостанции, установленные на самоходных агрегатах блоки управления и сервоприводы управляющих механизмов, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения атоматического разворота и перехода самоходных агрегатов на очередной участок обработки, блок управления включает блок приема сигналов полевых радиостанций, блоки управления движением по базовой и условной линиям, блок управления рабочими органами, программные блоки въезда и выезда, триггер выключения блока управления движением по базовой линии и блока управления рабочими органами и триггер выключения блока управления движением по условной линии, причем блоки управления движением по базовой и условной линиям и программные блоки въезда и выезда соединены с сервоприводами управляющих механизмов.2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок приема сигналов полевых радиостанций имеет двухканальную антенную систему, устройство управления сканированием диаграммы направленности, приемники с формирователями импульсов и соединенную с ними схему совпадения, причем последняя подключена к программному блоку выезда и к триггеру выключения блока управления движением по базовой линии и блока управления рабочими органами.3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что программныи блок въезда соединен с блоком управления движением по условной линии через триггер выключения последнего, при этом блок управления движе. нием по условной линии выполнен в виде двух каналов, каждый из которых имеет схему совпадения, триггер отключения канала, электронный ключ, соединенный с цим генератор пилообразных напряжений и интегрирующее устройство, вход которого соединен с электронным ключом, а выход - с выходом интегрирующего устройства другого канала и с сервоприводами управляющих механизмов, причем оба канала имеют генератор синхроимпульсов, который соединен с генераторами пилообразных напряжений и с триггерами отключения каналов, выход каждого из которых соединен со входом схемы совпадения другого канала, ври этом схемы совпадения каналов соединены с выходами приемников с формирователями импульсов блока приема сигналов полевых радиостанций, а устройство управления сканирова,нием диаграммы направленности блока прие. ма сигналов полевых радиостанций соединено с генераторами пилообразных напряжений.4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена датчиком обнаружения базовой линии и датчиком обнаружения последующей базовой линии, первый из которых соединен с блоком управления движением по базовой линии, а второй - с программным блоком въезда и триггером отключения блока управления движением по условной линии.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское с в идетел ьство С С С Р176130, кл. А 01 В 69/04, 1964.898974 Юйсюе Редактор Н. ГунькЗаказ 11986/1 уа / 1 ЧО1 ВНИИПИ Го по дела 113035, Моска Филиал ППП Па