Устройство для автоматического вождения машинно-тракторных агрегатов

(5 ) 4 А 01 В 6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИБЛКОТЕИА 7 ВТОРСНОМ(2 (2 (4 СТРОИСТВО ДЛЯ НИЯ МАШИННО-ТР зобретение от яйст венному зобретения - и прямолинейнЗа основнои 13арственнык уникого охоль ивос рега ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1 ) 405762 7/30-15 2) 26.02,86 6) 07.04,88, Бюл, ( 71 ) Абхаз ский го су верситет им.А.М. Гор (72 ) А. В.Оманадзе (53) 631.364 (088.8 АВТОМАТИЧЕСКОГО АКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ носится к сельт машиностроению повышение. устойого движения агориентир движе13 ния агрегата выбрана полуденная линия 118 геомагнитного поля Земли.- За отклонением от линии ИЯ следит механизм 14 слежения. Механизм 14 содержит три параллельных диска: центральный компас.15 с центрирующей 16 и дополнительными 17 и 18. прорезями, крайний диск 19 со свето излучающими элементами 20, 21, 22, крайний диск 23 с фотодиодами 24, 25, 26, При отклонении луч света через дополнительные прорези 17 и 18 в компасе поступает на фотодиоды 24, 25, 26, сигнал с которых обеспечивает поворот вала шагового электродвигателя 5 и связанного с ним валика 7 гидрораспределителя 8 для пикви 86066дации линейного отклонения рамы машины, вызванного поворачивающим мс,"ментом, Движение агрегата с повернутыми управляющими колесами происходит дотех пор, пока из-эа поворотарамы в сторону, обратную действиюповорачивающего момента, в механизме слежения не перекрывается лучсвета. Подача электрического сигнала прекращается, вал шагового электродвигателя 5 и вал гидрораспределители 8 возвращается в нейтральноеположение, в работу вступает регулятор 9 по курсу для возврата управляемыхколес в исходное положение с дальнейшей их блокировкой. 4 э.п. ф-лы,6 ил, Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам для автоматического вождения машинно-тракторных агрегатов (МТА). 5Цель изобретания - повышение устойчивости прямолинейного движения агрегата.На фиг.1 схематически изображено устройство, общий вид;, на фиг,21 О электрическая блок-схема управления МТА; на фиг.3 - исходное положение валиков гидрораспределителя, дополнительного гидрораспределителя и регулятора по курсу; на фиг.4 - рабочее положение великов при обработке управляющих сигналов, поступающих на шаговый двигатель; на фиг.5 - рабочее положение великов при возврате управпяемых колес в нейтральное положение; на фиг.б - механизм слеже- ния.Устройство для автоматического во ждения МТА содержит самоустанавли вающийся в нейтральное положение с помощью упругого звена 1 (фиг.1) копирующий щуп 2, который кинематически связан с валиком 3 гидрораспределителя 4, шаговый электродвигательЗО 5 кинематически связан с самоустанавливающимся посредством упругого звена 6 валиком 7 дополнительного гидрораспределителя 8. Гидрораспределителя 4 и 8 выполнены в виде шестиходовых кранов с соответствующимисоосно устанавленными великами 3 и7. Регулятор 9 по курсу выполнен ввиде четырехходового крана, валик1 О которого кинематически связан срычагам 11 поворота управляемых колес 12 посредством силового гидроцилиндра 13. Механизм 14 слежениясостоит из компаса 15 виде непрозрачного диска с центрирующей прорезью 6,совпадающей с направлением полуденной линии геомагнитнсгс поля Земли,и дополнительными прорезями 17 и18. По одну сторону диска 15 расположен диск 9 с центрирующим саетоиэлучадощим элементом 20 и дополнительными светоизлучающими элементами 21и 22, по другую - диск 23 с центрирующии фотодиодом 24 и дополнительными фотодиодами 25 и 26. Ось вращения механизма.14 слежения совпадаетс осью вращения дисков 15, 19 и 23и осью вращения дополнительного электродвигателя 27, содержащего самотормсзящийся вал ( не показано ), приэтом диск 15 и 23 жестко связаны сосью вращения механизма 14 слеженияи его корпусои, который кинематически связан с валом электрсдв гателя27. Дополнительные светоизлучающиеэлементы 21 и 22, прорези 1 и 18 иэлектрическую цепь дополнительных40 фотодиодов 25 и 26, которая состоитиз двухпозиционного поляризованногореле РП, но:,мально разомкнутого электрического контакта ВКЗ, дополнительных фотодиодов 25 и 26, узла формирования импульсов (ФИ) с дистанционнымэлектрическим пультом 28, блока управления шаговым двигателем 5.Гидрораспределитель 4 (фнг.3,4,5) 10посредством хода А с одной стороныгидравлически сообщен с ходами Б ИВ регулятора 9 по курсу, а с другойс ходом Г гидрораспределителя 8 и снапорной магистралью гидронасоса. . 15не показан ). Ход Д 7 идрораспределитель 4 гидравлически связан с одной стороны с ходами Е и Ж регулятбра 9 по курсу, а с другой - с ходами И и К гидрораспределителя 4, сходами Л,М и Н гидрораспределитель8 и со сливом. Ход П гидрораспределителя 4 гидравлически сообщен с одной стороны с ходом И гидрораспределителя 4, с ходами Р и Л гидрораспределителя 8 и с бесштоковой полостьюсилового гидроцилиндра 13, а с другой - с кодом С гидрораспределителя4, ходами.Р и Т гидрораспределителя8 и с напорной магистралью. Ход Кгидрораспределителя 4 гидравлическисвязан с одной стороны с ходом С гидрораспределителя 4, ходами М и Т 8 исо штоковой полостью силового гидроцилиндра 13, а с другой - с ходамиИ.и Д гидрораспределителя 4, ходамиЛ, М и Н гицрораспределитель 8 и сосливной магистралью, Ход Г гидрораспределителя 8 гидравлически сообщенс напорной магистралью гидронасоса,а ход Н - со сливной магистралью.Ходы Б и Е регулятора 9 по курсу крана гидравлически связаны с беэштоковой полостью гидроцилиндра 13, а ходы В и Ж с его штоковой полостью.Ходы А и Д валика 3 и ходы Г и Нвалика 7 выполнены параллельными меж-.ду собой, Ход П валика 3 выполнен параллельно ходу К валика 3 и ходами Ри М валика 7 а ход И валика 3 паЭ У50раллельно ходу С валика 3 и ходамЛ и Т валика 7, Ход Б валика 10 выполнен параллельным ходу Ж, а ходЕ параллельным ходу В.Устройство для автоматического вождения МТА работает следующим образом,Для осуществления движения МТА попрямолинейной траектории его выстав.-. ляют так, что продольная ось трактора совпадает с предписываемой траек-. торией движения, Выставление МТА происходит поочередным замыканием контактов дистанционного электрического пульта 28, управляющего реверсивной работой шагового электродвигателя 5, который поворачивает в ту или иную стороны валик 7 дополнительного гидро-. распределителя 8, В случае размыкания контактов дистанционного пульта 28 валик 7 с помощью упругого звена 6 самоустанавливается в нейтральное положение, При повороте посредством шагового электродвигателя 5 валика 7 дополнительного гидрораспределителя 8 по часовой стрелке (например, при замыкании одного иэ контактов пульта 28) происходит закрытие его ходов Г и Н (фиг,4) и ходов А и Д гидро-. распределителя 4, обеспечивая тем самым отсечение четырех ходов Б, Е, Ж и В регулятора 9 по курсу и одновременно открытие ходов Р и М допол нительного гидрораспределителя,8, при этом через первый ход Р масло начинает поступать в бесштоковую полость силового гидроцилиндра 13 для перемешения поршня, выталкивающего масло на слив через ход М, Перемещаясь, шток силового гидроцилиндра .13 поворачивает рычаг 11 и управляемые колеса 12 направо, Одновременно с рычагом 11 поворачивается валик 10 регулятора 9 по курсу, обеспечивая при этом открытие его ходов В и Е.Прекращение поворота управляемых колес 12 достигается раэмыканием контакта дистанционного электрического пульта 28, что приводит к обесточиванию шагового электродвигателя 5 и к самоустановлению валика 7 дополнительного.гидрораспределителя 8 посредством упругого звена 6 в нейтральное положение, что обеспечивает закрытие ходов Р и М и одновременное открытие ходов Г и Н дополнительного гидрораспределителя 8 и ходов А и Д гидрораспределителя 4, Через ход Г дополнительного гидрораспределителя 8, ход А гидрораспределителя 4 и ход В регулятора 9 по курсу масло начинает поступать в штоковую полость силового гидроцилиндра 3 для возвр щения управляемых колес 12,в исходное положение с дальнейшей их фикса цией, Слив. масла осуществляется че"рез ход,Е регулятора 9 по курсу, ходД гидрораспределителя 4 и ход Н дополнительного гидрораспределителя 8.При возвращении управляемых колес 12в исходное положение ходы В и Е регу- .лятора 9 по курсу перекрыты и поступление масла в силовой гидроцилиндр13 прекращается,Поворот управляемых колес 12 нале во достигается поворотом валика 7дополнительного гидрораспределителя8 против часовой стрелки посредствомшагового электродвигателя 5 в случаезамыкания другого контакта электрического дистанционного пульта 28После того, как продольная осьагрегата выставлена по лредписываемой траектории, в работу вводят механизм 14 слежения за полуденной линией ИБ геомагнитного поля Землипосредством включения электрическогоконтакта ВК (фиг.2) если на центрирующий фотодиод 24 не попадает лучсвета от центрирующего светоизлучающего элемента 20 (фиг,1) через центрирующую прорезь 16, контакты ВК 2замкнуты, и в работу вступает электродвигатель 27, вал которого начинает механизм 14 слежения относитель-З 0но полуденной линии 118 геомагнитного по Земли до того момента, когдацентрирующая прорезь 16 не устанавливается по одной линии с центрируюшим светоизлучающим элементом 20 ицентрирующим фотодидом 24 так, что 35луч света от элемента 20 начинает попадать на фотодиод 24, При этом по-.следний обеспечивает срабатываниеполяризованного реле РП, которое содной стороны размыкает электрический контакт ВК 1, электрический контакт ВК 2, останавливая этим вращение вала электродвигателя 27, а сдругой стороны замыкает электрический контакт ВКЗ, подсоединяя к рабо-. 45те дополнительные фотодиоды 25 и 26,пребывающие в этот момент в режиме"дежурства" (фиг.2 ), Таким рбразом,устройство для автоматического вождения МТА по намечаемой прямолинейной траектории готово к работе.В процессе движения, в случае отклонения оси агрегата направо илиналево относительно полуденной линииМБ геомагнитного поля Земли происхо-.55дит включение правого 25 или левого26 фотодиодов механизма 14 слеженияот попадания через прорезь 17 или 18 луча света, что приводит к формированию и усилению соответствующихимпульсов в узле ФИ, после чегосформированные импульсы блоком управления распределяются по фазам шагового двигателя 5 в зависимости отсрабатывания дополнительных фотодиодов 25 или 26, обеспечивая поворотв ту или иную сторону вала шаговогодвигателя 5 и заодно с ним валика 7дополнительного гидрораспределителя8 для ликвидации линейного отклонения рамы машины, вызванного поворачивающим моментом, посредством поворота в противоположную сторону управляемых колес 12,Движение МТА с повернутыми колесами 12 происходит до тех пор, покамеханизм 14 слежения из-за поворотарамы в сторону, обратную действиюповорачивающего момента, не перекроет луч авета, поступающего черездополнительную прорезь 17 или 18,на соответствующий правый 25 или левый 26 фотодиоды.После перекрытия диском компасалуча света подача электрических импульсов прекращается и вал шаговогоэлектродвигателя 5, а заодно с ними валик 7 дополнительного гидрораспределителя 8 с помошью упругого звена б возвращаются в нейтральное поло.жение, от чего в работу вступает регулятор 9 по курсу для возврата управляемых колес 12 в исходное положение с дальнейшей их блокировкой вэтом положении.Беспрепятственное выстраиваниеМТА на любую новую траекторию движения обеспечивается благодаря использованию в электрической схеме механизма 14 слежения за полуденной линией ББ геомагнитного поля Землидвухпозиционного реле РП,Применение изобретения позволяетповысить эффективность использования машинно-тракторного агрегата ввиду его противостояния отклонениюот предписанного направления и обеспечивает рост производительности тру.да при лосеве (посадке), обработкеи планировке почвы и уборке различных сельскохозяйственных культур,возделываемых как на открытых (голе), так и закрытых (теплица) грунтах, МТА, снабженные предлагаемымиу стройст вами, смогут р абот ать н аполях в случае большой запыленностивоздуха и ночью, выдерживая при этомустойчивое прямодинейное движение.Формула изобретения1. Устройство для автоматического вождения машинно-тракторных агрега-. тов, содержащее копирующий щуп, кинематически связанный с гидрораспреде О лителем, управляемый посредством шагового электродвигателя, дополнительный гидрораспределитель, выполненный в виде шестиходового крана, два хода которого гидравлически сообщены с регулятором по курсу, выполненного в виде четырехходового крана, валик которого кинематически связан с рычагом поворота управляемых колес, третий и четвертый ходы дополнитель О ного гидрораспределителя и два хода регулятора по курсу с другой полостью силового гидроцилиндра, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости прямолинейно го движения агрегата, устройство дополнительно снабжено механизмом слежения эа отклонением агрегата от полуденной линии ИБ геомагнитного поля Земли, содержащим компас в виде непрозрачного диска с центрирующей и дополнительными прорезями, по одну сторону от которого расположен диск с центрирующим и дополнительными светоизлучающими элементами, а по другую - диск с центрирующим фото 35 диодом, который электрически подсоединен к дополнительному электродвигателю, и с дополнительными фотодиодами, которые электрически подсоедине ны к шаговому электродвигателю2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что ось враще-, ния механизма слежения жестко свяэана и совмещена с осью вращения дополнительного электродвигателя,3. Устройство по пп1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что непрозрачный диск выполнен с возможностью свободного вращения относительно осивращения механизма слежения, а двадругих жестко связаны с ней,4. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что центрирую.щая прорезь выполнена совпадающейс направлением полуденной линии ИЯгеомагнитного поля Земли.5. Устройство по пп. и 4, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что дополнительные светоизлучающие элементы,прорези и фотодиоды расположены пообе стороны от соответствующих центрирующих светоиэлучающего элемента,прорези и фотодиода на концентрических окружностях относительно осивращения механизма слежения, причемдополнительные светоизлучающие элементы, прорезь и фотодиоды по однусторону расположены на общей дпя нихцилиндрической поверхности относительно оси вращения механизма слежения, по другую сторону - на другойцилиндрической поверхности, коаксиальной первой, при этом дополнительные светоизлучающие элементы ифотодиоды по одну сторону расположены в одном угловом секторе относительно диаметра, на котором расположены их центрирующие светоизлучающийэлемент и фотодиод, а дополнительнаяпрорезь - в зоне нулевой чувствительности по отношению к этому сектору,дополнительные светоизлучающие элементы, прорезь и фотодиоды по другуюсторону соответственно в угловом секторе и зоне нулевой чувствительности, зеркальных первоначальным.386066 г Б, Куз ъмичвчук Корректор А. Тя едактор М,Блана Заказ 433( Тираж 66 Подпис И Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб д, 4( Производственно-полиграфическое предприят БНИИП п 113035