Устройство контроля положения самоходной машины относительно ориентирующего слоя

 

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет с высокой точностью контролировать положение самоходного горного комбайна относительно ориентирующего слоя при добыче калийной руды. Перпендикулярно контролируемой поверхности 2 установлен источник 1 светового излучения. С помощью вращаемого модулятором 3 модулирующего диска 4 световой поток модулируется и преобразуется фотопреобразователями 9, 10 в электрический сигнал. Усиленные усилителями 11, 12 сигналы через частотные фильтры 13, 14, настроенные на частоту модуляции, подаются на элементы 15, 16 сравнения. Здесь сигналы сравниваются с опорными сигналами с задатчика 17. Если входной сигнал меньше опорного, на выходе элементов 15, 16 формируются сигналы «О, а если больще - «1. Сигналы «О и «1 подаются на элемент совпадения (ЭС) 18 и через инверторы 20. 21 на ЭС 19 и 22. Появление сигнала «1 на выходе ЭС 18 соответствует положению датчика на пласте каменной соли. Сигнал «1 на выходе ЭС 19 соответствует положению датчика на пласте сильвинита. Пласту галопелита соответствует сигнал «1 на выходе ЭС 22. 2 ил. tc (Л N3 оо оо Ю со vj -

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1288297 (gD 4 E 21 С 35/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ХУс . (21) 3951249/22-03 (22) 06.09.85 (46) 07.02.87. Бюл. № 5 (71) Институт электроники АН БССР (72) В. П. Власов, Ю. Н. Биенко и В. А. Новиков (53) 622.132.72 (088.8) (56) Патент США № 3333893, кл. 299 — 1, 1967.

Авторское свидетельство СССР № 883416, кл. Е 21 С 35/10, 1980. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ САМОХОДНОЙ МАШИНЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОРИЕНТИРУЮЩЕГО

СЛОЯ (57) Изобретение относится к горной промышленности и позволяет с высокой точностью контролировать положение самоходного горного комбайна относительно ориентирующего слоя при добыче калийной руды.

Перпендикулярно контролируемой поверхности 2 установлен источник 1 светового излучения. С помощью вращаемого модулятором 3 модулирующего диска 4 световой поток модулируется и преобразуется фотопреобразователями 9, 10 в электрический сигнал. Усиленные усилителями 11, 12 сигналы через частотные фильтры 13, 14, настроенные на частоту модуляции, подаются на элементы 15, 16 сравнения. Здесь сигналы сравниваются с опорными сигналами с задатчика 17. Если входной сигнал меньше опорного, на выходе элементов 15, 16 формируются сигналы «О», а если больше—

«1». Сигналы «О» и «1» подаются на элемент совпадения (ЭС) 18 и через инверторы 20.

21 на ЭС 19 и 22. Появление сигнала «I» на выходе ЭС 18 соответствует положению датчика на пласте каменной соли. Сигнал «I » на выходе ЭС 19 соответствует положению датчика на пласте сильвинита. Пласту галопелита соответствует сигнал «1» на выходе

ЭС 22. 2 ил.

1288297

Изобретение относится к техническим средствам систем автоматического контроля и управления положением самоходной машины в профиле залегания пласта и может найти применение для контроля положения горного комбайна относительно ориентирующего слоя при добыче калийной руды.

Цель изобретения — повышение точности контроля положения самоходной машины относительно ориентирующего слоя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — варианты расположения источника света и фотопреобразователей при контроле положения самоходной машины относительно ориентирующего слоя.

Устройство содержит источник 1 светового излучения, оптическая ось которого перпендикулярна контролируемой поверхности

2, модулятор 3 светового потока, на оси которого закреплен модулирующий диск 4.

Объективы 5 и 6 расположены на разных расстояниях от источника светового излучения. Диафрагмы 7 и 8 ограничивают поле зрения объективов 5 и 6. Фотопреобразователи 9 и 10 расположены в плоскости изображения объективов 5 и 6 и преобразуют световой поток, излучаемый контролируемой поверхностью 2 в соответствующий электрический сигнал. Выходы фотопреобразователей 9 и 10 подсоединены к входам усилителей 11 и 12 соответственно.

Выходы усилителей 11 и 12 подключены к входам частотных фильтров 13 и 14, выходы которых подключены к первым входам соответствующих элементов 15 и 16 сравнения. Вторые входы элементов 15 и 16 подключены к задатчику 17 опорного напряжения.

Выходы элементов 15 и 16 сравнения подключены непосредственно к первому и второму входам первого элемента 18 совпадения. Выход первого элемента 15 сравнения подключен также непосредственно к первому входу второго элемента 19 совпадения, а выход второго элемента 16 сравнения также подключен через инвертор 20 к второму входу второго элемента 19 совпадения. Выходы первого и второго элементов

15 и 16 сравнения подключены через инверторы 20 и 21 к соответствующим входам третьего элемента 22 совпадения.

Принцип действия устройства основан на различии в зонах светимости различных горных пород под воздействием падающего светового потока вследствие различных коэффициентов рассеяния света. Так, например, диаметр зоны светимости каменной соли в несколько раз больше, чем у сильвинита, а зона рассеяния у галопелита еще меньше.

Устройство работает следующим образом.

Узконаправленный параллельный световой поток, формируемый источником 1 излучения, падает перпендикулярно контроли руемой поверхности 2. Падающий световой поток модулируется с помощью модулирую5 !

О !

5. щего диска 4 с отверстиями, который вращается посредством модулятора 3. Фотопреобразователи 9 и 10 преобразуют световой поток, излучаемый анализируемыми участками контролируемой поверхности 2 в соответствующий электрический сигнал. С помощью объективов 5 и 6, а также диафрагм 7 и 8 обеспечивается требуемая локальность анализируемых участков. Эти сигналы усиличаются усилителями 11 и 12 и через частотные фильтры 13 и 14, настроенные на частоту модуляции, подаются на входы элементов 15 и 16 сравнения, где сравниваются с опорными сигналами, устанавливаемыми задатчиком 17 опорного напряжения. На выходе элементов 15 и 6 сравнения формируются сигналы «О», если входной сигнал меньше опорного, и «1», если входной сигнал больше опорного, которые подаются на элементы 18, 19 и 22 совпадения.

Когда датчик, закрепленный на комбайне, находится на пласте каменной соли, фотопреобразователи 9 и 10 воспринимают световое излучение, обусловленное большой зоной светимости поверхности под воздействием падающего светового излучения.

В результате этого сигналы на выходе частотных фильтров 13 и 14 превышают пороговый сигнал, формируемый задатчиком

17 опорного напряжения, и, следовательно, на выходе элементов 15 и 16 сравнения появляются сигналы логической «1». В результате этого на выходе первого элемента

18 совпадения появляется сигнал «1», соответствующий положению комбайна на слое каменной соли.

При смещении комбайна на слой сильвинита сигнал будет на выходе первого фотопреобразователя 9, так как рассеяние света сильвинитом меньше и в зоне светимости породы оказывается лишь первый фотопреобразователь. Сигнал на выходе второго фотопреобразователя равен «О». Соответственно на выходе первого элемента 15 сравнения сигнал равен «1», а на выходе второго элемента 16 сравнения сигнал равен «О».

В результате этого на выходе первого элемента 18 совпадения сигнал становится равным «О». На первый вход второго элемента 19 совпадения поступает сигнал «1» с выхода первого элемента 15 сравнения.

Сигнал «О» с выхода второго элемента 16 сравнения преобразуется инвертором 20 B сигнал «1» и подается на второй вход второго элемента 19 совпадения. Таким образом на выходе второго элемента 19 совпадения появляется сигнал «1», соответствующий положению комбайна на слое сильвинита.

При смещении комбайна на слой галопелита сигналы на выходе первого и второго фотопреобразователей равны «О», так как зона рассеяния света галопелитом мала и оба фотопреобразователя оказываются вне зоны светимости породы. Сигналы на вы1288297

Фор иу та изобретения аП7г

Составитель В. Шилов

Релактор Н. Тупица Техред И. Верее Корректор Л. Пилипенко

Заказ 7779/27 Тираж 477 Полписное

ВНИИПИ Государственного комитета СС(Р по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская нао., л. 4 5

Г!роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ходе элементов 18 и 19. совпадения равны

«О». Сигналы «О» с выхода элементов 15 и 16 сравнения преобразуются инверторами 20 и 21 в сигналы «1» и подаются на соответствующие входы третьего элемента 22 совпадения, на выходе которого появляется сигнал «1», соответствующий положению комбайна на слсе галопелита. Следовательно, появление сигнала на выходе первого элемента 18 совпадения соответствует положению датчика на пласте каменной соли, 10 появление сигнала «1» на выходе второго элемента 19 совпадения соответствует положению датчика на пласте сильвинита, а появление сигнала «1» на выходе третьего элемента 22 совпадения соответствует плас15 ту галопелита.

При изменении уровня опорного напряжения задатчика 7 предлагаемое устройство позволяет отличить не только каменную соль и сильвинит друг от друга, но и галопелит от этих двух пород и тем самым расширить область его применения. Размещение устройства таким образом, чтобы источник света и первый фотопреобразователь находились на слое сильвинита или галопелита (фиг. 2а), позволяет повысить точность определения положения комбайна в профиле калийного пласта. При данном расположении устройства в зоне светимости находится лишь первый фотопреобразователь и сигнал будет на выходе второго элемента 19 совпадения. При смещении комбайна, например, на слой каменной соли в зоне светимости оказываются оба фотопреобразователя (фиг. 2б) и сигнал появляется на выходе первого элемента 18 совпадения. При смещении в противоположную сторону источник света находится с другой стороны раздела слоя (фиг. 2в), оба фотопреобразователя находятся вне зоны светимости и сигнал появляется на выходе третьего элемента 22 совпадения.

Предлагаемое устройство позволяет определить смещение в обе стороны от задан- 40 ного положения комбайна в профиле пласта, что значительно повышает точность и надежность работы устройства. Кроме того, появляется возможность определения положения комбайна в профиле пласта не только при контроле ориентирующего слоя на стенке выработки, но и по почве или кровле за счет идентификации типа породы. Отсутствие механического контакта источника и приемника излучения с массивом значительно повышает надежность устройства.

Введение модулятора светового потока и частотных фильтров 13 и !4, настроенных на частоту модуляции, исключает влияние посторонних засветок на работу устройства.

Устройство контроля положения самоходной машины относительно ориентирующего слоя, содержащее источник светового излучения, первый фотопреобразователь, выход которого соединен с входом первого усилителя, и задатчик опорного напряжения, соединенный с первым входом первого элемента сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля по-. ложения. самоходной машины относительно ориентирующего слоя, устройство снабжено модулятором светового излучения, двумя объективами, двумя диафрагмами, двумя частотными фильтрами, двумя инверторами, тремя элементами совпадения, а также вторым фотопреобразователем, усилителем и элементом сравнения, причем выход первого усилителя через первый частотный фильтр соединен с вторым входом первого элемента сравнения, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов совпадения и через второй инвертор— с первым входом третьего элемента совпадения, при этом выход второго фотопреобразователя через последовательно соединенные второй усилитель и второй частотный фильтр подключен к первому входу второго элемента сравнения, а выход задатчика опорного напряжения соединен с вторым входом второго элемента сравнения, выход которого соединен непосредственно с вторым входом первого элемента совпадения и через первый инвертор — с вторыми входами второго и третьего элементов совпадения.