Способ определения действительной скорости гусеничного транспортного средства

 

Изобретение относится к методам и средствам исследования машин и позволяет уменьшить погрешности измерения действительной скорости. Устройство , реализующее способ содержит датчики 1, 2 и 3 ускорений, датчик 4 угла поворота и датчик 5 угловой скорости , сигналы с которых подают в усилитель 6 и регистрируют на ленте осциллографа 7. Для фиксированных моментов времени определяют замерные значения ускорений по заданному направлению , угол поворота и частоту вращения для каждой ведущей звезДочки. По их результатам вычисляют три составляющие ускорения и окружную скорость ведущей звездочки. По резу- .льтатам вычисления составляющих ускорения проводят интегрирование. Из результата вычитают соответствующую составлякицую окружной скорости. В результате получают составляющие скорости оси одного ведущего колеса и вычисляют составляющие скорости транспортного средства по приведенным в описании изобретения формулам. 9 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„,Я0„„1282014 (59 4 G 01 P 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к дато сном св ткльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТНРЫТИЙ (21) 3877763/24-10 (22) 21.01.85 (46) 07.01.87. Бюл. В 1 (71) Челябинский филиал Государственного союзного научно-исследовательского тракторного института (72) В.В.Филимонов (53) 531.767 (088.8) (56) Хорват Йожеф.Новые методы измерения буксования ведущих колес трактора. — В сб.: Методы, приборы и оборудование, применяемые при исследовании и испытании сельскохозяйственной техники, M.: Госкомитет Совета Министров СССР по координации

НИР, ЦИНТИ Машиностроения, — М. 1961, с ..3-8.

Раппопорт Д,М., Мертехин И.И., Хрипин B.Â. Полуавтоматическая измерительная аппаратура для динамометрических лабораторий. — Сб.: Создание и применение приборов и оборудования для исследования тракторов и их узлов. Труды НАТН, вып. 194. М.:

ОНТИ-НАТИ, 1968, с. 44-45. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ ГУСЕНИЧНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к методам и средствам исследования машин и позволяет уменьшить погрешности измерения действительной скорости. Устройство, реализующее способ содержит датчики 1, 2 и 3 ускорений, датчик 4 угла поворота и датчик 5 угловой скорости, сигналы с которых подают в усилитель 6 и регистрируют на ленте осциллографа 7. Для фиксированных моментов времени определяют замерные значения ускорений о заданному направлению, угол поворота и частоту

С2 вращения для каждой ведущей звездочки. По их результатам вычисляют трн составляющие ускорения и окружную скорость ведущей звездочки. По резу.льтатам вычисления составляющих ускорения проводят интегрирование. Из результата вычитают соответствующую составляющую окружной скорости. В результате получают составляющие скорости оси одного ведущего колеса и вычисляют составляющие скорости транспортного средства по приведенным в описании изобретения формулам.

9 ил.

1282014

Изобретение относится к методам и средствам исследования машин и служит Для определения действительной скорости гусеничных транспортных средств, перемещающихся на пересеченной местности с переменной скоро-( стью по величине и направлению, с различной величиной буксования.

Цель изобретения — уменьшение погрешности измерения действительной скорости гусеничного транспортного средства и расширение области применения.

На фиг,1 и 2 представлены векторные диаграммы характеризующие предлагаемый способ, на фиг.3 — схема установки датчика ускорения в направлении, нормальном к радиусу ведущей звездочки, и единичные векторы выбранной системы координат, на фиг.4 — установка датчика ускорения в направлении, параллельном оси ве дущей звездочки, и соответственно повернутой системы единичных векторов, на фиг.5 — установка датчика

3 ускорения в направлении вдоль радиуса ведущей звездочки и система ед)лничных векторов, на фиг.б и 7 блок-схемы устройства для осуществления предлагаемого способа.

При реализации устройства по блоксхеме фиг.б измеряемые величины фиксируются на ленту осциллографа для последующего анализа и вычисления скорости.

На фиг. 1 и 2 обозначены единич-но ные векторы Х„ неподвижной системы координат (j = 1,3), индексы i=0,1,2 точки остова трактора (рамы), лежащей в .продольной плоскости симметрии, точек левого и правого ведущих колес соответственно, радиус-вектор

S., датчиков ускорений, радиус — век-. тор К. (t,х) осей ведущих звездочек, радиус r; (t) вращения датчиков ускорений (— ведущей звездочки), радиус — вектор R (t,õ ) точки остова трактора, радиус — вектор R (xg) точки контакта ведущей звездочки с опорной поверхностью, вектор В(х,t) смещения мгновенного центра качения ведущей звездочки в зависимости от величины буксования гусеничной цепи, вектор К(х ), (IRl=К) нормальный к опорной поверхности, равный по модулю геометрическому радиусу качения ведущей звездочки (R 11 В), колея В трактора.

С учетом принятых обозначений получают систему векторных уравнений:

-вектора, (1) радиус — В

dR, 1 dB

dt 2 dt

К - v

dt 1

f0

dR 1 dB скоРости

V — +

Ю ос2 dt 2 dt

Таким образом, скорость точки остова трактора, лежащей в плоскоf5 сти продольной симметрии и плоскости, ей перпендикулярной и проходящей через оси вращения ведущих звездочек, определяется по формуле (2) 2 (Чос + Чос

Скорость оси ведущей звездочки находится из уравнений:

dR, dR (х,), Й(х,) Если измерить ускорение точки ведущей звездочки с радиус-вектором

З0 S в неподвижной системе координат, то произведя последующее интегрирование, получают скорость Ч по формуле:

v = J a(t) dt + v„

Датчик измеряет ускорение вдоль фиксированной для него оси, поэтому система из трех датчиков будет измерять ускорения вдоль трех фиксированных осей. Если d значения ускорений, замеренных датчиком вдоль своей оси, то вектор ускорения а будет равен а =, d, i=1

В предлагаемом способе датчики

45 ускорений сориентированы вдоль радиуса r по нормали к нему в плоскости вращения ведущей звездочки и по нормали к этой плоскости вращения.

Замерив вектор ускорения а, текущий угол поворота (., угловую скорость i5 и зная величину L rl, можно вычислить вектор абсолютной скорости движения (V,) заданной точки ведущей звездочки.

Можно вычислить окружную скорость

V . = xr и переносную скорость ок осей: ч; =v,-v«„

1282014

Зная скорости осей V„, .можно вычислить скорость движения остова трактора Ч

В предлагаемом способе измеряются как величина, так и направление действительной скорости остова трактора независимо от рельефа грунта и вида движения трактора.

При реализации устройства по блоксхеме (фиг.9) результаты измерения обрабатываются в бортовом микропроцессоре, а величина скорости и направление индицируются на экране прибора в кабине оператора гусеничного транспортного средства.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит три датчика ускорений, замеряющих ускорения: 1 — в направлении, нормальном радиусу ведущего колеса, 2 — параллельно оси ведущей звездочки, 3

I вдоль радиуса ведущей звездочки, датчик 4 угла поворота, датчик 5 угловой скорости, усилитель 6 и осциллограф 7, аналого-цифровой преобразователь 8, микропроцессор 9 и индика тор 10.

Способ осуществляется следующим ббразом.

Сигналы датчиков 1 — 5 (фиг.8 и 9) подают в усилитель 6 и регистрируют либо на ленте осциллографа 7, либо преобразуют из аналоговой формы в цифровой код в аналого-цифровом преобразователе 8. 35

По осциллограмме для фиксированных моментов времени определяют замеренные значения ускорений по заданному направлению, угол поворота и частоту вращения для каждой веду40 щей звездочки. По результатам этих измерений вычисляют три составляющие ускорения для выбранных моментов времени, окружную скорость ведущей звездочки. По результатам вычисления со.— ставляющих ускорения проводят интегрирование, из результата вычитают соответствующую составляющую окружной скорости. В результате получают составляющие скорости оси одного ведущего колеса. После этого выполняют эти вычисления для определения составляющих скорости для другой ведушей зьездочки и вычисляют составляющие скорости транспортного средства по приведенной выше формуле.

Последовательно вычисляя составляющие скорости транспортного средстна для фиксированных моментов времени, находят величину и направление скорости транспортного средства в любой момент времени. формулаизобретения

Способ определения действительной скорости гусеничного транспортного средства, заключающийся в том, что измеряют частоту вращения колеса заданного диаметра, закрепленного на, корпусе транспортного средства с возможностью качения относительно грунта, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности и расширения области применения, дополнительно измеряют частоту вращения обеих ведущих звездочек транспортного средства, одновременно измеряют ускорение в тре:. взаимно перпендикулярных направлениях на заданных расстояниях от осей вращения звездочек, а скорость определяют по формуле

V (t) (V (t) + V (t) )

I где V„{t) = $ à, (t)dt+V„, -Ч; — ско-1 рость оси правой (i=1) или левой {i=2) ведущих звездочек, Ч = О х г(- ) — окружная cKo—

or ;

1 1 рость i — ведущей звездочки, а;(t)=d ; i,+(d,; cos Ч; +d ; sin V.,)з. +

+ (d,; s in Ч. +d, со s М; ) i — ускорение, замеренное на заданном расстоянии r от оси ведущей звездочки, d .,d .,Й . — ускорение,эамеренное а, датчиками, установленными на заданных расстояниях для i — ведущей звездочки в трех взаимноперпендикулярных направлениях: перпендикулярно радиусу, параллельно оси ведущей звездочки, вдоль. радиуса, e(t) — текущий угол поворота

Ф радиуса r относительно нормали к окружности ведущей звездочки в точке касания ее с опорной поверхностью;

u3 (t) — угловая скорость 3 -ве.—

1 дущей звездочки;

1282014 — начальная скорость ведущей звездочки в месте установки датчиков ускорения, 6

Ф

r(Я, ) — заданное расстояние от оси.вращения i — ведущей звездочки до точки, в которой установлены датчики ускорений.

1282014

Щг.

Составитель Ю. Мручко

Техред П.Сердюкова Корректор С. Черни

Редактор Н.Марголина

Заказ 7259/42

Производственно-полиграфическое предприятие, г.умгород, ул.Проектная,4

Тираак 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мбсква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

/ °

gus.5