Устройство для автоматического регулирования высоты расположения рабочих органов сельскохозяйственных машин

 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Цетью изобретения является улучшение качества выполнения технологического процесса сельскохозяйственных машин путем повышения точности стабилизации положения их рабочих органов относительно поверхности почвы. Опорный емкостный датчик 2 высоты установлен на рабочем органе на фиксированном по высоте расстоянии ртносительно основного датчика 1 и за ним по ходу движения машины, поэтому при прохождении одной и той же точки поверхности почвы каждым датчиком 1 и 2 на первый вход Xi вычислительного устройства 11 подается код частоты датчика 1, а на второй вход Xj, - код частоты датчика 2, снимаемые с выходов преобразователей частота - код 7 и 8. Текуш,ее расстояние с выхода вычислительного устройства 1 поступает на третий вход элемента сравнения 12, на первый вход которого поступает сигнал с задатчика 13, а на второй - с блока синхронизации 17. Сигнал рассогласования с элемента сравнения 12 через операционный усилитель 14 поступает на исполнительный механизм, который производит коррекцию рабочих органов. Синхронизация работы устройства осуществляется блоком синхронизации 17.3 ил. & (Л ьо О5 О ьо СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g 4 A 01 В 69/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3975544/30-15 (22) 05.11.85 (46) 15.03.87. Бюл. № 10 (71) Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) М. В. Гунбин, В. И. Зверев, И. А. Скрипник, В. P. Мандрыка, 1О. И. Федоров и В. И. Ширшов (53) 631.364 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 934940, кл. А 01 В 63/114, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1093274, кл. А Ol В 69/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫСОТЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН (57) Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Целью изобретения является улучшение качества выполнения технологического процесса сельскохозяйственных машин путем повышения точности стабилизации положе„„SU„„1296025 ния их рабочих органов относительно поверхности почвы. Опорный емкостный датчик 2 высоты установлен на рабочем органе на фиксированном по высоте расстоянии относительно основного датчика 1 и за ним по ходу движения машины, поэтому при прохождении одной и той же точки поверхности почвы каждым датчиком 1 и 2 на первый вход х, вычислительного устройства

11 подается код частоты датчика 1, а па второй вход х — код частоты датчика 2, снимаем ые с выходов преобразователей частота — код 7 и 8. Текущее расстояние с выхода вычислительного устройства 11 поступает на третий вход элемента сравнения 12, на первый вход которого поступает сигнал с задатчика 13, а на второй — с блока синхронизации 17. Сигнал рассогласования с элемента сравнения 12 через операционный усилитель 14 поступает на исполнительный механизм, который производит коррекцию рабочих органов. Синхронизация работы устройства осуществляется блоком синхронизации 17.3 ил.

1296025

Изобретение относится к сельскохозяйстве««ному ма«««иноетроению, а именно к среде.«в„м а :."oматкческого управления техно10« к «е« .кми процессами, и предназначено д;«5«кг нтроля и стабилизации положения рабочи х органов сельскохозяйственных машин относительно почвы.

Целью изобретения является улучшение качества выполнения технологического процесса сельскохозяйственных машин путем посоединен с вторым входом элемента 12 сравнения, причем прямой выход счетного триггера 22 соединен с V-входом регистра 9 памяти, инверсный выход соединен с V-входом регистра 10 памяти и через элемент 23 задержки с третьим входом х, вычислительного устройства 11.

55

Вычислительное устройство 11 выполнено по схеме, представленной на фиг. 3. Оно вышения стабилизации положения их рабочих органов относительно поверхности почвы.

На фиг. представлена структурная схема устройства автоматического регулирования высоты расположения рабочих орга15 нов сельскохозяиственных машин; на фиг. 2— схема установки датчиков на рабочем органе; на фиг. 3 — структурная схема в ы ч к сл и тел ь ного устройства.

Устройство для автоматического регулирования высоты расположения рабочих органов щ содержит основной 1 к опорный 2 емкост;«ые датчики высоты, установленные на рабо«ем органе, при этом датчик 2 установлен относительно датчика 1 на фиксированном расстоянии по высоте (фиг. 2) и за ним по ходу двк.:,е;«кя — генераторы 3, 4, выходы которых соединены через датчики 1, 2 с входами операционных усилителей 5, 6. Выходы усилителей соединены с входами преобразователей частота-код 7 и 8, информационные выходы которых соединены с D-входами регистров 9 и 10 памяти. Выходы

30 регистров 9 и 10 памяти соединены с соответствующими входами х«и х2 вычислительного устройства 11, выход которого соединен с третьим входом элемента 12, сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика 13. Выход элемента 12 сравнения через операционный усилитель 14 соединен с исполнительным механизмом 15.

Датчик 16 скорости соединен с входом блока 17 синхронизации, который содержит генератор 18 опорной частоты, двоичные 40 счетчики 19 и 20, RS-триггер 21, счетный триггер 22 к элемент 23 задержки, при этом выход датчика 16 соединен с С-входом счетчика 19, R-входом счетчика 20 и С-входом счетчика триггера 22, выход генератора

18 соединен с R-входом счетчика 19 и С-вхо45 дом счетчика 20, а выходы счетчиков 19 и 20 соединены соответственно с S u R входами триггера 21, прямой выход которого содержит сумматор 24, первый М«и второй хг входы которого соединены с выходами регистров 9 и 10 (фиг. 1), реверсивный счетчик 25, D-вход которого соединен с выходом сумматора 24, двоичный счетчик 26, D-вход которого соединен с первым входом сумматора 24, V-вход с Ч-входом реверсивного счетчика 25, выходом элемента

27 задержки и V-входом преобразователя код-частота 28. Информационные выходы счетчика 26 соединены с D-входом преобразователя 28, С-вход которого соединен с выходом генератора 29 опорной частоты и с вторым входом элемента И 30, выход преобразователя 28 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 25 и S-входом RS-триггера 31, R-вход которого соединен с R-входом счетчика 26 и выходом реверсивного счетчика 25, а его прямой выход соединен с первым входом элемента И

30, выход которого соединен с С-входом счетчика 32, выход которого соединен с D-входом регистра 33 памяти, третий вход х« вычислительного устройства 11 соединен с входом элемента 27 задержки и первым входом управляемого делителя 34 частоты, второй вход которого соединен с выходом переключателя 35, а выход — с V-входом регистра 33 памяти и через элемент

36 задержки с R-входом счетчика 32.

Устройство для автоматического регулиро «анкя высоты положения работы органов сельскохозяйственных машин работает следующим образом.

В некоторый момент времени датчик 1 находится от поверхности почвы на расстоянии х в точке А (фиг. 2). Следовательно, выходная частота генератора 3 пропорциональна расстоянию х

fç = lгх, где Й вЂ” коэффициент, зависящий от физикохимических свойств поверхности грунта под датчиком, температуры, влажности, окружающей среды.

Через некоторое время, определенное скоростью движения трактора (V.«.), датчик

2 будет находиться в точке А на расстоянии х — а от поверхности почвы, где а— фиксированное расстояние между датчиками

l и 2, следовательно, выходная частота генератора 4 равна

f4 = Й (х-а) .

Значение коэффициента и остается постоянным, так как датчики 1 и 2, располагаются над одной и той же точкой А, а временем перемещения датчика 2 на место датчика 1 при большой скорости V.p можно пренебречь.

Расстояние х можно определить, решая уравнение относительно х, т.е. х — а(13 «4) /!3.

Данная функциональная зависимость реализуется в вычислительном устройстве 1, на первый вход которого подается код частоты датчика 1, а на второй — код часто1296025

15

Формула изобретения ты датчика 2, снимаемые с выходов преобразователей частота-код 7 и 8. Текущее значение расстояния х с выхода вычислительного устройства 11 поступает на третий вход элемента 12 сравнения, на первый вход которого поступает сигнал с задатчика

13, установленного в кабине сельскохозяйственной машины, а сигнал рассогласования с элемента 12 сравнения через операционный усилитель 14 поступает на исполнительный механизм 15, который производит коррекцию рабочих органов.

Синхронизация работы устройства осуществляется блоком 17, который обеспечивает: разрешение работы устройства при достижении скорости трактора больше минимальной Ч. )Ч.р.min, запись в регистры

9, 10 памяти кодов преобразователей в заъисимости от скорости движения; синхронизацию работы вычислительного устройства 11.

Частотный сигнал с выхода датчика 16 скорости поступает на вход частотного дискриминатора, выполненного на счетчиках 19 и 20. Когда частота датчика 16 меньше частоты генератора 18, выходной сигнал счетчика 20 будет подтверждать «О» состояние триггера 21. Когда частота датчика !6 скорости становится больше частоты генератора 18 на выходе счетчика 19 появляется сигнал, который устанавливает триггер 21 в состояние «1», и его прямой выход разрешает работу схемы 12 сравнения. Запись цифровой информации в регистры 9 и 10 осуществляется сигналами с D-выходов триггера 22. Запуск вычислительного устройства 11 осуществляется с инверсного выхода триггера 22 через элемент 23 задержки.

Вычислительное устройство 11 работает следующим образом.

На выходе сумматора 24 постоянно находится код, значение которого равно

Ni — N2, где Ni и N2 .— коды частоты генераторов 3 и 4. По стробирующему V-входу код переписывается в реверсивный счетчик

25 импульсом управления, поступающим от синхронизирующего устройства 17 (фиг. 1) через элемент 27 задержки, а код Ni частоты переписывается в счетчик 26. Одновременно по Ч- входу разрешается работа преобразователя код-частота 28, выходная частота которого равна

127 = foNi/2, где 1о — частота генератора 29;

2" — разрядность преобразователя 28.

Первый выходной импульс преобразователя 28 устанавливает в «1» триггер 3f, прямой выход которого разрешает прохождение импульсов генератора 29 через элемент И 30 на вход счетчика 32. Одновременно выходной сигнал преобразователя 28 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 25. Факт обнуления реверсивного счет20

55 чика фиксируется изменением состояния триггера 31. Время, на которое открыт элемент И 30, пропорционально разности кодов

Ni- № и обратно пропорционально коду

T.Ð.

В счетчике 32 фиксируется количество импульсов Ng = k(Ni — ¹)/Ni. Эта информация переписывается для хранения в регистр 33 памяти выходными импульсами управляемого делителя 34 частоты. Кодом переключателя 35 осуществляется необходимое число усреднений измерения.

Устройство для автоматического регулирования высоты расположения рабочих органов сельскохозяйственных машин, содержащее основной и опорный емкостные датчики, соединенные с выходами соответствующих генераторов и входами двух операционных усилителей, элемент сравнения, один из входов которого соединен с задатчиком, а выход через третий операционный усилитель — с входом исполнительного механизма, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества выполнения технологического процесса сельскохозяйственных машин путем повышения точности стабилизации положения их рабочих органов относительно поверхности почвы, оно снабжено преобразователями частота-код, регистрами памяти, вычислительным устройством,.датчиком скорости и блоком синхронизации, причем выход датчика скорости соединен с входом блока синхронизации, один выход которого связан с синхронизирующим входом первого регистра памяти, другой — с синхронизирующим входом второго регистра памяти, третий — с третьим входом вычислительного устройства, а четвертый — с вторым входом элемента сравнения, третий вход которого подсоединен к выходу вычислительного устройства, при этом один вход вычислительного устройства связан с выходом первого регистра памяти, другой — с выходом второго регистра памяти, информационный вход которого подключен к выходу первого преобразователя частота — код, информационный вход первого регистра памяти — к выходу второго преобразователя частота — код, вход которого подсоединен к выходу первого операционного усилителя, а выход второго операционного усилителя соединен с информационным входом первого преобразователя частота — код, при этом опорный емкостный датчик установлен на рабочем органе на фиксированном расстоянии по высоте относительно основного датчика и расположен за ним по ходу движения машины.

Напрабление дбижения

Фиг.2.

Составитель А. Сидоров

Редактор Н, Слободяник Техред И. Beрес Корректор Е. Рошко

Заказ 570/! Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I (3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4/5

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