Способ автоматического управления работой бульдозера

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) .ьР О. 181044 ц 5 Е 02 Р 9/20, 3 1 ц, у .4.д/.,ю ИЕ ИЗОБРЕТЕН а вид сбоку; на фиг.2 правым бортом б сбоку, управление вид свер у. управлениеьдозера; на фиг,3 - вид евым бортом бульдозеИзоб транспор бульдозер матики. ся увеличеповышения ого направнадежности нагрузок на ясняетс к деиствиправого ап е единицу теенно по на ко пособ бульдозлагаемый ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР )ч. 1265259, кл, Е 02 Е 3/76, 1985.(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ БУЛЬДОЗЕРА(57) Изобретение относится к землеройнотранспортным машинам, в частности бульдозерам. Цель изобретения - увеличение производительности путем повышения точности поддержания заданного направления движения и повышение надежности за счет снижения динамических нагрузок на рабочем органе и трансмиссии. Для этого измеряют действительную скорость движения етение относится к землероинотным машинам, а в частности к ам, оснащенным системами автоЦелью изобретения являет ние производительности путем точности поддержания заданн ления движения и повышение за счет снижения динамических рабочем органе и трансмиссии. Предлагаемое изобретение чертежом На фиг.1 изображен тором реализован предкаждого борта машины, определяют отношение действительных скоростей левого и правого бортов, по результатам которого воздействуют на механизм стабилизации скоростей бортов, определяют среднюю действительную скорость бортов и среднюю теоретическую скорость бортов, по которым вычисляют величину среднего буксования, и в зависимости от ее величины воздействуют на механизм подъема и опускания отвала, определяют величину и знак действительных ускорений каждого борта и в зависимости от их величины измеряют интенсивность воздействия на механизм стабилизации скоростей бортов, при этом определяют среднее ускорение бортов и в зависимости отэтой величины измеряютин- Ю тенсивность воздействия на механизм подъема и опускания отвала и, если отрицательное среднее значение ускорения бол ше критического, воздействуют н механизм отключения трансмиссии. 3 ил. ра.Указанный способ осуществляют следующим образом.Управление идет по двум каналам в следующей последовательности.1. Для точного поддержания заданного направления движения при повороте,1,1 Замеряют величину и знательных ускорений левого ал ибортов: по величине скоростивремени Чь и Чп или непосредспоказаниям датчиков, установленных по бортам машины типа акселерометров (см, например, книгу В,Е.Мельникова "Электро- механические преобразователи на базе кварцевого стекла", М., Машиностроение, , 1984, 159 с.).1.2 Сравнивают найденную величину с учетом знака с максимально возможным значением ускорения борта эвах (авах О), если ускорение какого либо борта алавах или апавахи (пРоисходит Разгон боРта больше допустимой величины), подается сигнал на изменение интенсивности воздействия на скорость перекашивания отвала, если происходит перекашивание отвала, При перекашивании отвала влево при алавахл скорость перкашивания отвала влево увеличивается, при алавах и перел кашивании отвала вправо скорость перекашивания отвала вправо уменьшается до выполнения условия алавах . При достилжении максимальной скорости перекоса, при работающем механизме поворота и при а,авах, если включен левый механизм поворота и тормозится левый борт, то скорость торможения левого борта увеличивается до выполнения условия алавах, Еслил включен правый механизм поворота и тормозится правый борт машины, топри ал авах скорость торможения правого борта уменьшится до выполнения условия ал авах . Если отключен механизм перекоса (при планировочнь 1 х работах), то корректировка ускорений бортов происходит сразу механизмом поворота бортов. Аналогичные операции происходят и при апп.Эвах1.3, Сравнивают найденную величину с учетом знака ускорения бортов ал и ап с минимально возможным ускорением борта авп (авь О). Если ускорение а, или ускорение а, меньше минимально допустимого (происходит замедление борта больше необходимого). то при включенном перекосе отвала при перекашивании отвала вправо и, НЭПРИМЕР; ПРИ дп Эвп СКОРОСтъ ПЕРЕКОСЭ отвала вправо уменьшается, а при перекашивании отвала влево, скорость перекашивания увеличивается до выполнения УсловиЯ ап аюпи. ПРи достижении максимальной скорости перекоса отвала и при ап ав 1 п" и при включенном правом механизме поворота борта (тормозится правый борт) скорость торможения правого борта (интенсивность воздействия на механизм стабилизации скоростей бортов) уменьшается, а при торможении левого борта машины (включен левый механизм поворота) скорость торможения левого борта увеличил вается до выполнения условия ап ави,При планировочных работах, когда отвалдолжен сохранять необходимый угол перекоса, корректировка ускорений бортов про-исходит изменением интенсивности5 воздействия на механизм стабилизациискоростей бортов, роста или снижения скоростей бортов. Если ал или аи находится впределах авп и авах, то интенсивность изменения скоростей перекоса и скоростей10 поворота остается неизменной,2, Для снижения динамических нагрузок на отвале и поддержания среднего ускорения бульдозера в заданных пределахперед поворотом бульдозера или в процес-.15 се поворота бульдозера.2.1, Определяют величину и знак средЭл + Эпнего ускорения аср = 22,2 Сравнивают аср с критическим зна 20 чением отрицательного ускорения бульдозера акр (ахрО), которое указывает на то,что отвал бульдозера встретился с жесткимнепреодолимым препятствием. При асракрпроисходит отключение трансмиссии от гусеничных тележек, При этом инерционныесилы вращающихся масс двигателя, коробки передач и трансмиссии не складываютсяс динамическими усилиями на отвале, возникающими от движения поступательных30 масс (отвала, силовой рамы трактора и других), и динамическая сила на отвале уменьшается, Тем самым бульдозерпредохраняется от критических пиковых нагрузок,35 2.3 При аср ахр среднее ускорение асрсравнивается с минимально возможным допускаемым ускорением всего бульдозераасрюп. При асрвь эср происходит увеличение интенсивности подъема отвала при40 подъеме отвала и уменьшение интенсивности при опускании отвала (интенсивностивоздействия на механизм подъема и опуска-ния отвала),.2,4.ПРи асра-вахгде асрвах максимально45 возможное допускаемое ускорение всегобульдозера, происходит увеличение интен-.,сивности опускания отвала при опусканииотвала и уменьшение интенсивности опускания отвала при подъеме отвала.2.5, Если после указанных операций 2.2,и 2.3. условие асрвпаср асрвах и операций 1,2, и 1.3. условие агап" ап авах и, л лавп ал эвах не выполняется, происходит отключение двигателя и всех систембульдозера, вызов механика,2,6, При выполнении условий асрвах л л, иЭсраср, авпЭл Эвах, авиапав,хп интенсивность воздействия намеханизм подъема и опускания отвала и ста1810441 м лизм стабилизации скоростей бортов сГрость перекоса отвала влево), если не достигнута, то сигнал подается на исполнительное устройство 28, увеличивающее скорость перекоса отвалавлево. Если же скорость поворота отвала влево максималь. на - перекоса отвала влево (по показаниям элемента 27), то сигнал идет на логический элемент 29, проверяющий, идет ли поворот бульдозера влево путем торможения левого борта машины. Если происходит поворот бульдозера влево, то сигнал подается на исполнительное устройство 30, снижающее скорость торможения левого борта. Если по показаниям элемента 29 происходит поворот вправо, то сигнал подается на логический элемент 31, проверяющий, достигнута ли максимальная интенсивность воздействия на механизм поворота вправо (скорость поворота), Если максимальная скорость поворота вправо не достигнута, то сигнал подается на исполнительное устройство 32, увеличивающее интенсивность (скорость) воздействия на механизм поворота, что приведет к увеличению скорости поворота вправо. Если максимальная интенсивность воздействия на механизм компенсации скоростей бортов достигнута, то сигнал идет на устройство 15, отключающее все системы машины и вызывающее механика,Если логический элемент 24 показал, ЧтО УСЛОВИЕ ап аГпах ВЫПОЛНЯЕТСЯ, тО СИГпнал подается на логический элемент 33, проверяющий, выполняется ли условие аи аип Т,Е. боЛЬШЕ ЛИ УСКОРЕНИЕ ПРаВОГО борта минимально возможного ускоренияп Г(ап аГпи ). ЕСЛИ УСЛОВИЕ ап аии ВЫПОЛНЯ- ется, то интенсивность (скорость) воздействия на механизм стабилизации скоростей бортов(перекос и механизм поворота базовой машины) остается неизменной - элемент 34. Если условие апаиюп" не выполняется, т.е. ускорение правого борта меньше допустимо возможного, то сигнал подается на логический элемент 35, проверяющий, в какую сторону идет перекос отвала, Если перекос идет вправо, то сигнал идет на исполнительное устройство 36, снижающее интенсивность (скорость) воздейность не достигнута. то сигнал подается на исполнительное устройство 38, увеличивающее интенсивность (расход в гидросистеме питания гидрораскоса, скорость перемещения штока гидрораскоса) воздействия на механизм стабилизации скорости борта бульдозера, Если по данным логического элемента 37 достигнута максимальная интенсивность воздействия на механизм перекоса отвала, то сигнал подается на логический элемент 39, проверяющий в какую сторону происходит поворот бульдозере путем воздействия на механизм поворота базовой машины. В случае, если бульдозер движется без включения механизмов поворота бортов и условие апаии" не выполняется, то сигнал с выхода "да" 10 15,логического элемента 37 подается на устройство 15,Если логический элемент 39 показал, что включен механизм поворота базовой машины вправо (тормозится правый борт), то сигнал подается на исполнительное устройство 40, снижающее интенсивность воздействия на механизм поворота базовой 20 25 машины вправо. Если поворот по данным логического элемента 39 происходит влево, то сигнал от элемента.39 подается на логический элемент 41, проверяющий, достигнута ли максимальная интенсивность воздействия на механизм поворота базовой машины влево, Если достигнута максимальная интенсивность воздействия на механизм поворота левого борта базовой машины (торможение левого борта) Чмп = вах, то сигнал подается на устройство 15, Если максимальная интенсивность воздействия на механизм стабилизации скоростей бортов не достигнута, то сигнал подается на исполнительное устройство 42, увеличивающее интенсивность воздействия 30 35 40 на механизм поворота базовой машины влево,Аналогичная система стабилизации ускорений левого борта (фиг,З). Порядок нумерации элементов тот же, что и на фиг,2,Соответствие элементов и устройств фиг.2 и фиг,32 сгедующее 43=24, 4425, 456, 46-=27, 47=-28, 48-:29, 49=30, 50=31, 51=.:32, 52:-33, 53:-34, 54-:35, 55-.36, 56 в 37, 57=38, 58 - =39, 59=-40, 60=41, 61=42.Элементы 24 и 25, 33 и 35, 43 и 44, 52 и 54 имеют разъемы 62,. которые отключают элементы, меняющие интенсивность воз 45 50 ствия на механизм перекоса отвала (расход в гидросистеме гидрораскоса уменьшается). Если логический элемент 35 показал, что происходит перекос отвала влево, то сигнал подается на логический элемент 37, проверяющий, достигнута ли максимальная интенсивность (расход, скорость перемещения штока гидрораскоса) воздейдействия на механизм перекоса отвала(гид 55 рораскос 5). Эти разъемы отключаются принеобходимости держать угол перекоса постоянным (при планировочных работах). ствия на механизм стабилизации скорости борта бульдозера - механизм перекашива- Бульдозер, на котором реализован данния отвала, Если максимальная интенсив- ный способ, работает следующим образом.5 10 15 20 30 35 40 45 55 При превышении среднего ускорения бульдозера аср критическою асрэхр, т.е. при ударе бульдозера в жесткое непреодолимое препятствие. логическим элементом 11 подается сигнал на отключение трансмиссии, и максимальные динамические нагрузки на бульдозер снижаются, что повышает надежность бульдозера. Если же логические элементы 12 и 19 показали, что среднее ускорение ас находится в пределах эмад аср впрах, то интенсивностьсрвоздействия на механизм подъема и опускания отвала остается неизменной, При превышении максимально возможного предела сРеднего УскоРениЯ бУльдозеРэ асрэтахсР происходитснижение интенсивности воздействия нэ механизм подъема и опускания отвэла гидроцилиндры 3) при подъемеотвала 2 и увеличении интенсивности воздействия на механизм подьема и опускания отвала (путем увеличения расхода в гидросистеме гидроцилиндров 3 подъема и опускания отвала 2) при опускании отвала 2. Тем самым скорость отвала 2 в первом случае снижается и движение бульдозера тормозится путем упора отвалом 2 в призму грунта. Во втором случае - при опускании отвала 2, происходит увеличение скорости опускания отвала 2 и движение бульдозера также тормозится о призму волочения грунта перед отвалом, При невыполнении условия асращп интенсивность воздействиясрна механизм подъема и опускания отвала 2 увеличивается при подъеме отвала и бульдозер быстрее освобождается от призмы волочения грунта, ускорение стабилизируется. При опускании отвала 2 интенсивность воздействия на гидроцилиндры 5 подъема и опускания отвала уменьшается и бульдозер медленнее набирает призму волочения грунта, что также увеличивает ускорение бульдозера до выполнения условия асраюп, ср Стабилизация ускорения бортов необходима, чтобы не было заносов бульдозера в сторону, При превышении максимально допустимого ускорения правого борта, фиг.2, или левого, фиг,3, происходит стабилизация ускорений бортов путем уменьшения скорости перекоса отвала и ри уменьшении ускорения одностороннего с перекосом борта, или увеличении скорости перекоса отвала в п ротивоположную сторону. При увеличении ускорения борта больше допустимой величины происходит увеличение скорости перекоса при перекашивании в одностороннюю с бортом сторону и уменьшение Скорости перекашивания при пере- кашивэнии отвала в противоположную борту сторону. ускорение которого выше допустимого,В случае, если максимальная скорость перекашивания отвала 2 достигнута (интенсивность воздействия на механизм перекашивания отвала максимальна) и если происходит еще и поворот с помощью механизма поворота базовой машины (или механизм перекоса отвала отключен при планировочных работах), интенсивность воздействия на механизм поворота базовой машины (торможение) увеличивается, если ускорение борта больше допустимого и уменьшается, если ускорение борта больше допустимого и уменьшается, если ускорение борта меньше допустимого. Если происходит только перекашивание отвала или поворот с помощью механизма поворота базовой машины, и ускорение за счет перекашивания отвала (поворот базовой машины) не стабилизировалось, то сигнал подается на устройство 15,Преимущество изобретения состоит в увеличении точности перемещения бульдо 25 зера, повышении его надежности, что приводит к увеличению производительности примерно на 10 О позволяет производить точные работы в местах, где присутствиечеловека не желательно (условия повышенной температуры или радиации и т.п.),Формула изобретения Способ автоматического управления работой бульдозера, включающий измерение действительной скорости движения каждого борта машины, определение отношения действительных скоростей левого и правого бортов, по результатам которого воздействие на механизм стабилизации скоростей бортов, определение средней действительной скорости бортов и средней теоретической скорости бортов и вычисление величины среднего буксования и в зависимости от ее величины воздействие на механизм подъема и опускания отвала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности путем повышения точности поддержания заданного направления движения и повышения нэ 50 дежности за счет снижения динамических нагрузок на рабочем органе и трансмиссии, определяют величину и знак действительных ускорений каждого борта и в зависимости от их величины изменяют интенсивность воздействия на механизм стабилизации скоростей бортов, при этом определяют среднее ускорение бортов и в зависимости от его величины изменяют интенсивность воздействия нэ механизм подъема и Опускания отвала, задаат к.,итическое ускорение и в случае, если отрицательное среднее значение ускорения больше критического. воздействуют на механизм отключения трансмиссии.1810441 Корректор В. Петраш едактор С. Кулаков роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 1424 ВНИИП Составитель А, СавельТехред М.Моргентал Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5