Устройство для автоматического ориентирования плоского основания машин

ОПИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСфциапистичесиикРеспублик н 861583(И)М. Кд. Е 21 С 11/02 с присоелинением заявки Ю 3 ЬеударствеемИ кфивтвт СССР аф аеам еаб 1 нтений и открытий(5 З)УДК 622 235 .05 (088,8) Опубликовано 07.09.81, Бюллетень МЗЗДата опубликования описания 10.09.81ОГО ОРИЕНТИРМАШИН ТОМАТИЧЕНОВ АНИЯ Изобретение относится к области строительства и горного дела, в частности, к устройствам для автоматического ориентирования плоского основания машин в заданном положении в ( пространстве относительно базиса высоты, например, с подъемом нли уклоном в продольном направленииилн с превьппеннем одной стороны плоского основания относительно противоположной в поперечном направлении. Устройство может. быть применено для ориентирования, например плоского основания буровых установок, опалу-. бок для бетонирования обделок и лотков тоннелей, устройств для подготовки бетонных оснований автодорог н т.пИзвестно устройство для автоматического ориентирования в горизонталь. ном положении плоского основания буровых установок, включающее опорные гндроцилиндры, маслостанцню, золотники, датчики уровня продольного н поперечного направлений, систему ав. 1) Заявитель Специ томатнческого регулирования и плоское основание установки И .Недостаткаии известного устройства является то, что оно не обеспечивает автоматическое ориентированное плоского основания буровой установки относительно заданного базиса высоты, а также не позволяет ориентировать основание с подъемом или уклонои в продольном направлении, необходимом для стока воды по гороым выработкам, тоннелям и не позволяет одновременно превыиать одну из сторон пвоского основания относительно противоположной в поперечном направлении, необходимой дпя превышения наружной стороны лотка относительно установленной по заданному базису внутренней стороны лотка на криволинейных уМастках Франснортеас горных выработок и тон" "нелей,. а также бетонных оснований автодорог.Наиболее близким по технической сушвости и достигаемому результату3 86 к .настоящему устройству является уст ройство для ориентирования плоского основания машин, например, буровой установки, включающее четыре опорных гидроцилиндра на колесно-рельсовом ходу, точки соединения которых сплоским основанием расположены по углам образуемого ими прямоугольника,базис высоты, представленный лазерным лучом и связанный с плоским основанием посредством следящего механизма, и систему автоматического управления выдвижением опорных гидроцилиндров, содержащую датчик высоты,выполненный в виде визирного устройства и электрически соединенный соследящим механизмом, и датчики уровней продольного и поперечного направлений, жестко закрепленные на плоскомосновании.Дпя ориентирования этого устройства в горизонтальном положении задаютбазис высоты.с помощью лазерного луча. Лазерный луч проходит через датчик высоты- визирное устройство, отслеживает заданный параметр и, воздействуя через датчик на системуавтома.гического управления ориентирует плоское основание горизонтальнов продольном направлении до совмещения лазерного луча с центрами вызирного устройства Одновременно включается система автоматического управления ориентированием плоского основания в горизонтальном положении в поперечном направлении. В результатечего плоское основание устанавливается только в горизонтальном положенииотносительно заданного базиса высо-.ты Г 23Недостатками этого устройства является следующее:при сооружении тоннелей, автодорог и т.п. иа закруглениях трассы необходимо не только соблюдать задан ный уклон в продольном направлении, но и одновременно выдерживать превышение наружной стороны основания строительного объекта в поперечном направлении, величина превышения которой в продольнои направлении Не постоянна и все время меняется в зависимости от радиусов закруглений. В связи с этим данное устройство нельзя испольэовать для автоматического ориентирования плоского основания в упомянутом сложном положении, т.е. с заданным одновременныи превышением в.продольном и поперечном нап 55 Яа фиг.3 изображено устройство, .общий вид на фиг.2 - гидро.электрическая схема устройства на фиг.З- датчик уровня продольного и поперечного направлений на фнг.4 - датчик Б 83 4равлеииях, поскольку в этом случаебудет либо происходить рассогласование датчика уровня поперечного напраадения и переориентирование базиса5 высОтц по вертикали, так как при Превышении одной из поперечных сторонплоского основания изменится расстоя"ние до базиса высоты - лазерного луча, или же применять вторую лазернуюустановку для задавания величины. превышения;для изменения направления ориентирования плоского основания относительно продольной оси с подъемом или ук 15 лонои необходимо изменять направление и ориентирование лазерной установ",кисистема автоматического ориентиравания плоского основания в горизонтальном положении усложнена в связи с тем,что оиа выполнена из двух автономныхподсистем: лазерной - для ориентирования на заданной высоте плоскогооснования относительно ориентированного лазерного луча и электромеханической " для горизонтального плоскогооснования в поперечном направлениии при выходе иэ строя одной из подсистеи вся система автоматизации неработоспособна,Целью изобретения является расширение функциональных воэможностейустройства путем обеспечения автома-.тического ориентирования плоскогооснования в заданном положении в пространстве относительно базиса высоты.Поставленная цель достигается тем,что датчик высоты установлен в точкесоединения плоского основания с од"ним из опорных гидроцилиндров, а датчики, уровней продольного и поперечного направлений электрически связанымежду собой и каждый из них снабженмеханизмом регулирования в вертикальной плоскости. При этом механизм ре 45 гулирования датчиков уровней продольного и поперечного направлений выполнен в аиде регулировочного винта,закрепленного одним концом вертикально на плоском основании, а другим кон 50 цом связан с возможностью контактирования с корпусом датчика и имеет шкалу для отсчета угла отклонения.5 8615 высоты,вид сбоку; на фиг.5 - датчик 5 , высоты, вид сверху, /Устройство состоит из масло-бака 1, масляного насоса 2, распределительного устройства с делителями независи мого потока жидкости 3,. которое с помощью магистрали 4 соединено с управляющим электромагнитным золотником высоты 5, с помощью магистрали 6 соединено с управляющим электромагнитным ц золотником 7, с помощью магистрали 8- с управляющим электромагнитным золотником 9 и с помощью магистрали 10 - с управляющим электромагнитным золотником 11. 15Управляющий электромагнитый золотник высоты 5 гидромагистралями 12 и 13 соединен соответственно с поршневой 14 и штоковой 15 полостями опорно- . го гидроцилиндра 16, а электроцепью 2 О 17 золотниквысоты 5 соединен с нормально разомкнутыми контактами А и Б датчика высоты 18.Управляющий электромагнитный зо- лотник 7 магистралями 19 и 20 соеди нен соответственно с поршневой 21 и штоковой 22 полостями опорного гидроцилиндра 23, а электроцепью 24 и 25 соответственно с контактами В и Г датчика уровня поперечного нап равления 26 и также электроцепью 27 и 28 соответственно с контактами Д и Е датчика уровня продольного направления 29.Управляющий электромагнитный зо лотник 9 магистралями 30 и 31 соеди" нен соответственно с поршневой 32 и штоковой 33 полостями опорного гидроцилиндра 34, а электроцецью 35 и .36 соответственно с контактами В к Г фО датчика уровня поперечного направления 26 и электроцепью 37 и 38 соответственно сконтактами Д и Е датчика уровня продольного направления 29. 45 ФУправляющий. электромагнитный золотник 11 магистралями 39 и 40 соединен соответственно с поршневой 41 и штоковой 42 полостями опорного гид 50 роцилиндра 43, а электроцепью 44 и 45 соответственно с контактами В и Г датчика уровня поперечного направления 26 и электроцепью 46 и 47 соответственно с контактами Д и Е55 датчика уровня продольного направления 29.Управляющий электромагнитный золотник 5 соединен со сливной магистралью 83 648, управляющий электромагнитный золотник 7 - со сливной магистралью 49, управляющий электромагнитныйзолотник 9 - со сливной магистралью 50, управляющийэлектромагнитныйзолотник 11 - со сливной магистралью 51. Точки соединения опорных гидроцилиндров 16,23, 34, 43 с плоским основанием 52 расположены по углам образуемого ими прямоугольника, при этом оси поперечного 53 и продольного 54 направлений проходят через точку соединения одного из опорных гидроцилиндров, например 16, с плоским основанием, выверенного по заданному базису высоты, так как только при таком взаимно. перпендикулярном расположении осей можно ориентироватьплоское, основание в пространствев поперечном и продольном направлениях, относительно высоты, задаваемойопорным гидроцилиндром 16, управляягруппой из трех остальных. опорныхгидроцилиндровДатчик высоты 18 закреплен в точке соединения плоского основания содним иэ опорных гидроцилиндров, например 16. Это необходимо для того, чтобы при заданном превышении остальных опорных гидроцилиндров 23, 34 43 от уровня горизонта (для случая ориентирования основания в упомянутом сложном положении) плоское основание в точке соединения с опорным гидроцилиндром 16 не изменило заданый базис высоты. Корпус 55 датчика высоты 18 закреплен. вдоль поперечной оси 53 жестко на валу 56 с копиром 57, при этом вал 56 свободно вращается в торце плоского основания 52. Сиедящий механизм, выполненный в виде копира 57, контактирует с базисом высоты 58, который представляет со" бой жестко закрепленный в выработке репер. Датчик высоты 18 электроцепью 17 соединен только с управдяющим электромагнитным золотником 5 опорного гидроцилиндра 16.Датчики уровня поперечного 26 и продольного 29 направлений включены в систему автоматического регулирования таким образом, что они должны воздействовать только на .три опорных гидроцилиндра 23, 34, 43 (относительно опорного гидроцилиндра 16, на котором установлен датчик высоты) и ориентиРовать плоское основание в51 О 20 ю 25 30 35 40 45 50 55 заданном положении впространстве.С этой целью датчики уровней 26 и 29электроцепями 44,46 45,47 35,38;36,37 25,28 24,27 соединены междусобой и одновременно с управляющимиэлектромагнитными золотниками 7,9,11.Датчик уровня поперечного направления 26 установлен вдоль поперечной оси. 53 а датчик уровня продольного направления 29 установлен вдольпродольной оси 54. Датчики 26 и 29имеют механизм регулирования, выполненный в виде регулировочного винта59, закрепленного вертикально на плоском основании 52, который позволяет отклонять датчики 26 и 29 в верти.кальной плоскости на определенныйугол относительно осей соответственно53 и 54 для ориентирования плоскогооснования в упомянутом сложном положении. Для отчета угла отклонениядатчики 26 и 29 имеют шкалу 60.Опо 1 Ьые гидроцилиндры 16, 23, 34и 43 соединены с гидросистемой посредством дросселей с обратными клапанами 61 для плавного опускания плоскогооснования при прекращении работы.Устройство работает следующим образом.При необходимости ориентированияплоского .основания в горизонтальномположении датчики уровня продольного29 и уровня поперечного 26 направлений устанавливаются горизонтальноплоскому основанию,Задается базис высоты 58 и копир57 датчика высоты 18 соединяется сним. Включается насос 2 маслостанции, который подает масло через распределительное устройство с делителями независимого потока жидкости 3по .иагистрали 4 в управляющий элект"ромагнитный золотник 5. Корпус 55датчика высоты вместе с копиром 57,в .результате контактирования с базисом высоты 58, занимает наклонноеположение и затюкает нормально разомкнутые контакты А или Б датчикавысоты 18 .и включает управляющийэлектромагнитный золотник 5, который по иагистрали соответственно13 или 12 пропускает масло в штоковую 15 или поршневую 14 полости опорного гидроцилиндра 16 до его выдвижения на заданную высоту,.При этом корпус датчика высоты 55.вместе с копиром 57 расположатсягоризонтально, а контакты А или Б датчика высоты 18 разомкнутся в горизонтальном положении, из-за чегозакроется клапан управляющего электромагнитного золотника 5 и прекратится выдвижение опорного гидроцилиндра 16. Лишнее масло вытесняется в сливную магистраль 48.Одновременно. масло по гидромагистралям 6,8 и 10 поступает в управляющие электромагнитные золотники соответственно 7,9 и 11. Если плоскоеоснование наклонено в поперечном направлении в сторону гидроцилиндров 23 и 34, то замыкается нормально разомкнутый контакт "Г" датчика уровня поперечного направления 26. В результате этого электроцепь 25 включает управляющий электромагнитный золотник 7 и масло по магистрали 19 поступает в поршневую полость 21 опорного гидроцилиндра 23 и происходит его раздвижекие. Масло из ютоковой полости 22 вытесняется в.сливную магистраль 49. Также замыкается электроцепь 36 и управляющий электромагнитный золотник 9 по магистрали 30 пропускает масло в поршневую полость 32 опорного гидроцилиндра 34, который также будет раздвигаться,Вместе с электроцепью 36 замыкается электроцепь 45, которая включает управляющий электромагнитный золотник 11 и масло по магистрали 40 поступает в штоковую полость 42 опорного гидроцилиндра 43, в результате чего опорный гидроцилиндр начнет втягиваться. При выравнивании плоского основания в поперечнои направлении контакт Г датчика уровня .26 размыкается, прекращается подача электроэнергии по электроцепям 25,36,45, запираются управляющие электромагнитные клапаны 7,9, 11 и прекращается подача масла в опорные гидроцилиндры.Если плоское основание наклонно в продольном направлении в сторону опорных гидроцилиндров 34 и 43, то замыкается нормально разомкнутый контакт Д датчика уровня продольного направления 29. Вследствие этого электроцепь 37 включает управляющий электромагнитный золотник 9 и масло по магистрали ЗО поступает в поршневую полость .32 опорного гидроцилиндра 34 И происходит его раздвижение. Масло из штоковой полости 33 вытесняется в сливную магистраль 50. Аналогичным образом происходит раздвижение8615 3 10ния 29 отклоняют от уровня продольной оси 54 .и необходииай угол превышения с . Аналогичным образомотклоняют от уровйя поперечной оси53 корпус .датчика уровня поперечно"го направления 26 иа заданный уголпревьзиеиия, Вследствие этого:датчикн уровня продоаьиого 29 и поперечного 26 направлений будут ориентироваться горизонтально соответственнов нродольво:1 и поперечном направлейия, а само плоское основание 52 отк"ланится относительно уровней в продольном н поперечном направлениях иа установленные углы превышений. Устройство для автоматического ориентирования плоского основанияпреложенной конструкции предусмотрено испольэовать для ориентирования сооружении горных тоннелей, Устройство позволяет расширить функциональнйе возможности его применения для ориентирования в сложном зада"наемом полоаении в пространстве плоского основания, например, буровойрамы, что позволит повысить точное гьоконтуривания Забоя тоннелей и, вконечном итоге, приведет к сокращению переборов породы и трудоемкостиработ, а также к снижению расходов.материалов, Используемыхпри возведении обделки и последующеи заполни"тельной цементации пустот эа обделкой,1. Устррйство для автоматического ориентирования плоского основания машин, например бурового. агрегата,включающее опорные гидроцилиндры,точки соединения которых с плоскимоснованием располоаены по углам образуемого ими прямоугольника, базисвысоты, связанный с основанием посредством следящего механизма, и системуавтоматического управления. выдвиженцем опорных гидроцилнндров в про"дальном и поперечном направлениях,содержащую датчик высоты, электричес-.кй соединенный, со следящим механизмом, и датчики уровней продольного ипоперечного направлений, закрепленные на плоском основании, о т л и "ч а ю щ ее с я тем, чтос цельюрасширвйя функциональных возможностей устройства иутем обеспечения автоматичесКого ориентирования плоского 9 8опорного гидроцилиядра 43. Такжеэлектроцепью .27 включается управляющий электромагнитиьй зойотннк 7, кот 6рый по магистрали 20 .пропускает мас- .ло в потоковую полость .22 опорногогидроцилиндра 23, из-за чего опоройгидроцилиндр втягивается, а маслоиэ поршневой полости 21 вытесняетсяв сливную магистраль 49,:Ври вцравниванни плоского основа- Фния 52 по ураввю в продольном направлении контакт Д датчика уровня продольного направления 29 размакается,.управляющие электромагнитные золотники.7,9 й 11 запираются и прекращает ся подача масла в опорные гидроцилиндры еПлоское основание 52 возможно ориентировать с заданным превышениемодной из сторон относительно уровня 2 а. основания.буровой установки прив продольном направлении. Для этогос помощью. регулировочного винта 59корпус датчика уровня продольного .направЛения 29 отклоняют от уровняпродольной оси 54 на необходимый угол 25превышения, который отсчитывается по шкале 60. В результате этогодатчик уровня продольного направления будет ориентироваться в продольном направлении, а само плоское ос.нование 52 отклонится относительно.Уровця продольной оси 54 на установленный угол превышения д,Плоское основаяне 52 также возможно ориентировать с заданным превышением одной нз сторон относительноуровня в поперечном направлении, формула изобретениядля чего с помощью регулировочноговинта 59 корпус датчика уровня поперечного направления 26 отклоняют 40от уровня поперечной оси 53 на необходиьв 4 й угол превышения Й , которыйотсчитывается по шкале 6 О. Вследствие этого датчик уровня поперечного .направления 26 будет ориентироваться 45горизонтально в поперечном наавравле"нии, а само плоское основание 52отклонится относительно урозня поперечной оси 53 на установленный уголпревышения оС0Также можно ориентировать плоское.основание 52.в заданном сложном положении в пространстве относительнобазиса высоты. Для этого задаетсябазис высоты 58 и копир 57 датчикавысоты 18 соединяется с ним. С помо;щью регулировочного винта 59 корпусдатчика уровня продольного направлеИсточники информации,10 принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ У 2109549,Е 21 С 11/02, опублик. 1973. 2. Выложенная заявка ФРГ У 2017738,кл. Е 21 С 1/02, опублик. 1974.1 861583 12 основания взаданном положении в про- выполнен в виде регулировочного винстранстве относительно базиса высоты, та, закрепленного одним концом верти- датчик высоты установлен в точке сое кально на плоском основании, а другим динения. плоского основания. с одним концом связанного с возможностью кониз опорных гидроцилиндров, а датчики тактирования с корпусом датчика, иЯ уровней продольного и поперечного имеет шкалу для отсчета угла отклонаправлений электрически связаны меж- иения.ду собой и каждый из них снабженмеханизмом регулирования в вертикаль"ной плоскости.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизмрегулирования датчиков уровней продольного й поперечного направленийактор Л. Голь т д. 4/5 на ал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 6 79 16 Тираж 627 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и отк 113035, Москва; Ж, Раушска