Способ управления процессом черпания фронтального погрузчика

 

Изобретение относится к подъемнотранспортным машинам и позволяет повысить точность управления черпанием. Для этого при помощи ультразвукового датчика уровня материала измеряют текущее значение расстояния А от излучателя до поверхности зачерпываемого материала и сравнивают его с заданным начальным значением А нам В момент выравнивания значений А и ,, соответствующий заданной оптимальной величине dg начального внедрения кОвша в штабель, начинают поворот ковша. Одновременно формируют текущую базу от - счета уровня материала в ковше Ар путем умножения текущего значения величины ч(с) углового положения ковша на коэффициент К обратной связи и его алгебраического суммирования с А. , т.е. А А„д, - K4 (t). Затем Ар сравнивают с А. Если АО О, то продолжают поворот ковша при поступательном движении погрузчика. Если А 70, то прекращают поворот ковша и продолжас ют пoc Vпaтeльнoe движение погрузчика . Одновременно в процессе черпания сравнивают (t) с заданным максимальным значением величины углового положения ковша. Если Ч (с).7/0, прекращают поворот ковша и процесс черпания материала заканчивают. 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е 02 F 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ч (21) 3949339/29-03 (22) 03.09.85 (46) 23.04.87. Бюл. N - 15 (71) Сибирский автомобильно-дорожный институт им. В.В.Куйбышева (72) В.Н.Тарасов, В.Н.Моисеев, В.Н.Балакло и В.П.Сей (53) 622.022 ° 74(088.8) (56) Базанов А.Ф., Забегалов Г.В.

Самоходные погрузчики. — И.: Машиностроение, 1979.

Авторское свидетельство СССР и 107 17 13, кл . Е 02 Г 9/22, 1982. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЧЕРПАНИЯ ФРОНТАЛЬНОГО ПОГРУЗЧИКА (57) Изобретение относится к подъемнотранспортным машинам и позволяет повысить точность управления черпанием.

Для этого при помощи ультразвукового датчика уровня материала измеряют текущее значение расстояния А от излучателя до поверхности зачерпываемого материала и сравнивают его с заданным

„„SUû 1305273 А 1 начальным значением Ан „. В момент выравнивания значений А и Ан „, соответствующий заданной оптимальной величине d начального внедрения кОвша в

8н штабель, начинают поворот ковша. Одновременно формируют текущую базу от" счета уровня материала в ковше Ао путем умножения текущего значения величины 4с) углового положения ковша на коэффициент К обратной связи и его алгебраического суммирования с A> „, Ао Ан ч Kq(t) . Затем Ао сравнивают с А. Если Ао (О, то продолжают поворот ковша при поступательном движении погрузчика. Если А ) О, то прекращают поворот ковша и продолжают поступательное движение погрузчика. Одновременно в процессе черпания сравнивают q(t) с заданным максимальным значением „„„ величины углового положения ковша. Если ч(с)-р„ „ О, прекращают поворот ковша и процесс черпания материала заканчивают. 4 ил.

1305273

Изобретение относится к подъемнотранспортным машинам, а именно к одноковшовым фронтальным погрузчикам.

Цель изобретения — повышение точности управления черпанием.

На фиг. 1 показано устройство, реализующее способ управления процессом черпания; на фиг. 2 — ковш, начальное внедрение; на фиг. 3 — то же, промежуточное положение; на фиг. 4 то же положение, в конце процесса черпания материала (А - текущее значение расстояния от излучателя датчика до поверхности зачерпываемого материала; ч — величина углового положения ковша L — начальное внедре6Н ние ковша в штабель, соответствующее началу поворота ковша при черпании; задний угол днища ковша при внедрении).

Сущность способа заключается в следующем.

Перед началом процесса черпания ковш устанавливают в положение, при котором днище составляет с опорной о поверхностью угол 3-5, При поступательном движении погрузчика днище ковша внедряют в штабель, одновременно при помощи ульразвукового датчика уровня материала измеряют текущее зна чение расстояния от излучателя этого датчика до поверхности зачерпываемого материала и сравнивают его с заданным начальным значением расстояния от излучателя до поверхности материала. Если это рассогласование больше нуля, то продолжают внедрение ковша. В момент выравнивания этих значений, соответствующий заданной оптимальной величине начального внедрения ковша в штабель, начинают поворот ковша и одновременно формируют текущую базу отсчета уровня материала в ковше, т.е. осуществляют умножение текущего значенйя величины углового положения ковша на коэффициент обратной связи и его алгебраическое суммирование с заданным начальным значением расстояния от излучателя датчика до поверхности материала. Полученное значение сравнивают с текущим значением и, если оно не больше нуля, продолжают поворот ковша при поступательном движении погрузчика, если оно больше нуля, то прекращают поворот ковша и продолжают поступательное движение погрузчика до тех пор, пока результат сравнения не ста35. чика 8 углового положения ковша сое динен через АЦП 9 с вторым входом ум10

55 нет меньше или равен нулю, и снова начинают поворот ковша, совмещаемый с поступательным движением погрузчика, одновременно в процессе черпания сравнивают текущее значение угла поворота ковша с максимальным значением величины углового положения ковша и, если результат сравнения равен или больше нуля, прекращают поворот ковша и процесс черпания материала заканчивают.

Устройство (фиг.1 ) содержит ковш

1 погрузчика, на задней стенке которого установлен ультразвуковой датчик

2 уровня материала в ковше, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) З,первый элемент 4 сравнения, логический элемент ИЛИ 5, гидрораспределитель 6, исполнительный механизм 7 поворота ковша, датчик 8 углового положения ковша, аналого-цифровой преобразова тель 9, умножитель 10, сумматор t1, задатчик 12 начального значения расстояния от излучателя до поверхности материала, задатчик 13 коэффициента обратной связи, задатчик 14 максимального угла поворота ковша, второй элемент 15 сравнения (компаратор) и насос 16 гидросистемы.

Выход от датчика 2 уровня материала в ковше через АЦП 3 соединен с первым входом первого элемента 4 сравнения (компаратора), а выход от датножителя 10 и с первым входом второго элемента 15 сравнения, первый вход умножителя 10 соединен с выходом задатчика 13 коэффициента обратной связи, а выход умножителя 10 соединен с первым входом сумматора 11, на второй вход которого подключен выход задатчика 12 начального значения расстояния от излучателя до поверхности материала, а выход сумматора 11 подключен к второму входу первого элемента

4 сравнения, при этом выход последнего подключен к первому входу элемента ИЛИ 5, датчик 14 максимального угла поворота ковша соединен с вторым входом второго элемента 15 сравнения, I выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 5, выход последнего соединен с электромагнитом гидрораспределителя 6.

Алгоритм управления черпанием по предлагаемому способу имеет вид

1305273 если А — А„ о =, то х = x „; (1)

Ао = A„„Ky(t) (2) если Л -Л„) О, то х = х „„(3) если V(i)-Ч ) О, то х = хщ,„, (4) где А — текущая база отсчета расстоя- ния от излучателя датчика до поверхности материала;

А„;„ц- задаваемое начальное значение расстояния от излучателя датчика до поверхности материала;

К вЂ” коэффициент обратной связи; — максимальный угол поворота м кс ковша; х — параметр управления золотником гидрораспределителя, х5кл у х ы„— параметры включения и выклю— чения золотника гидрораспре-, делителя.

Управление процессом черпания по предла1 аемому способу осуществляют следующим образом.

Перед началом процесса черпания устанавливают ковш 1 режущей кромкой вперед в положение, при котором днище составляет с опорной поверхностью угол Е = 3-5 . При поступательном движении погрузчика осуществляют внед.30 рение днища ковша 2 в штабель (фпг.2)! !

Одновременно при помощи датчика 2 измеряют расстояние А и осуществляют его сравнение с заданным значением

A0 = А„ по условию (1) алгоритма. о исаич 35

Если условие (1) не удовлетворяется, то продолжают внедрение ковша в шта— бель беэ его поворота. В момент вы1 равнивания значений А и А, который соответствует заданной оптимальной величине начального внедрения ковша в штабель L, срабатывает условие (1) алгоритма, в соответствии с которым начинают поворот ковша. Одновременно при повороте ковша 1 по выражению (2) 45 формируют новое значение А уровня о материала в ковше, т.е. осуществляют умножение текущего значения угла q(t) на коэффициент обратной связи К, коАнач — Ак торый определяет как и макс его алгебраическое суммирование с заданным начальным значением А . Понач лученное значение А сравнивают с текущим значением А по условию (3) алгоритма. Если условие (3) не удовлетворяется, то продолжают поворот ковша,совмещенный с поступательным перемещением погрузчика. При удачном соотношении скоростей поворота ковша и поступательного перемещения погрузчика весь процесс черпания может совершиться при одном повороте ковша и условие (3) не срабатывает.

Если соотношение указанных скоростей для данных условий черпания неблаГоприятное, срабатывает условие (3) алгоритма, в соответствии с которым прекращают поворот ковша. С этого момента продолжают поступательное дви— жение погрузчика на штабель без поворота ковша и осуществляют сравнение расстояния А с заданным значением А о по условию (1) алгоритма. В связи с тем, что при отсутствии поворота ковша величина Ао в условии (1) является постоянной, а величина А быстро уменьшается, в некоторый момент выполняется условие (1) алгоритма, в соответствии с которым снова начинают поворот ковша, совмещенный с поступательным перемещением погрузчика. Одновременно в процессе черпания при повороте ковша сравнивают текущее значение угла поворота ковша q(r) с максимальным заданным зна маы a A î A„ При нии условия (4) алгоритма прекращают поворот ковша, выключают муфту сцепления и процесс черпания материала заканчивают.

Устройство управления процессом черпания работает следующим образом.

При внедрении ковша 1 в штабель поступательным движением тягача датчиком 2 уровня материала в ковше вырабатывается электрический сигнал А, пропорциональный расстоянию от излучателя до свободной поверхнбсти материала. Этот сигнал преобразуется в АЦП 3 и подается на компаратор 4, на второй вход которого поступает сигнал А„ „ от задатчика 12 через сумматор 11. В компараторе 4 происходит сравнение указанных величин в соответствии с условием (1) алгоритма.

В момент выравнивания сигналов А и А„ „ в компараторе 4 вырабатывается сигнал, который подается через логический элемент ИЛИ 5 на электромагнит гидрораспределителя 6, золотник которого перемещается вверх, рабочая жидкость от насоса 16 подается в .поршневые полости гидроцилиндра 7 поворота ковша 1. С этого момента начинается поворот ковша 1, совмещенный с поступательным движением тягача.

1305273

Датчиком 8 углового положения вырабатывается электрический сигнал, пропорциональный углу поворота ковша, который преобразуется в АЦП 9 и подается в умножитель 10, где происходит

его умножение на коэффициент обратной связи, значение которого поступает от задатчика 13. Далее результат перемножения подается в сумматор 11, где алгебраически суммируется с сиг- 10 налом А„, поступающим от задатчика

12. Таким образом, при повороте ковша 1 в компараторе сравниваются сигналы, поступающие от датчика 2 и сумматора 11 в соответствии с условием (3) алгоритма. В момент выравнивания сигналов А и А компаратором 4 выраба. тывается сигнал для выключения электромагнита распределителя 6. С этого момента прекращается поворот ковша и 20 происходит внедрение его в штабель поступательным перемещением тягача.

Компаратором 4 снова проводится сравнение сигналов от датчика 2 и сумматора 11 в соответствии с условием (1) 25 алгоритма. При выполнении условия (1) алгоритма компаратором 4 вырабатывается сигнал для включения золотника гидрораспределителя 6.

Снова начинается поворот ковша, 30 совмещенный с поступательным перемещением погрузчика.

Одновременно при повороте ковша 1 ° в компаратор 15 подаются сигналы от датчика 8 поворота ковша и задатчика 35

14, где проводится их сравнение в соответствии с условием (4) алгоритма. В момент выравнивания указанных сигналов. компаратором 15 вырабатывается сигнал для выключения золотника гидрораспределителя 6. С этого момента процесс черпания заканчивается оператор выключает муфту сцепления тячага для прекращения его поступательного движения.

Формула изобретения

Способ управления процессом черпания фронтального погрузчика, включающий измерение уровня материала в ковше, задания начального уровня материала в ковше, сравнения указанных величин, в момент выравнивания которых начинают поворот ковша, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности управления черпанием, измеряют действительное расстояние от ультразвукового излучателя, установленного на задней стенке ковша до уровня материала в ковше, измеряют текущий угол поворота ковша, задают максимальный угол поворота .ковша и коэффициент обратной связи, затем определяют текущую базу отсче" та (Ao) как разность начального уров" ня материала в ковше и произведения коэффициента обратной связи на текущий угол поворота ковша, при этом коэффициент обратной связи определя" ется как отношение разности начального уровня материала в ковше и действительного расстояния от излучателя до материала в ковше в конце черпания, сравнивают действительное расстояние от излучателя до уровня материала в ковше с текущей базой отсчета и по их рассогласованию управляют поворотом ковша, одновременно сравнивают текущее значение угла поворота ковша с максимальным и в момент их равенства прекращают процесс черпания.

1305273

1305273

Фиг. О

Составитель В.Чуприн

Техред Л.Олейник корректор С.Шекмар

Редактор О.Головач

Заказ 1391/26

Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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