Устройство для автоматического вождения машинно-тракторных агрегатов

 

Изобретение относится к сельг скохозяйственному машиностроению,. . Цель изобретения - повышение.устойчивости прямолинейного движения агрегата . За основной ориентир движе-

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 А 01 В 69/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИК ИЗОБРКТКНИЯ 13 "

ВИЗЛКОТЕИА

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1 ) 405 762 7/30-15 (22 ) 26, 02, 86 (46) 07.04,88. Бюл. Р 13 (71) Абхазский государственный универ ситет им. А.М. Горько го (72 ) А. В.Оманадзе (53) 631.364 (088.8) „Л0„„1386О66 A 1 (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ВОЖДЕНИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ (57) Изобретение относится к сельт скохозяйст венному . машиностроению..

Цель изобретения - повьппение.устойчивости прямолинейного движения агрегата. За основной ориентир движе.13 ния агрегата выбрана полуденная линия Г18 геомагнитного поля Земли.За отклонением от линии NS следит механизм 14 слежения. Г1еханизм 14 содержит три параллельных диска: центральный компас.15 с центрирующей 16 и дополнительными 17 и 18. прорезями, крайний диск 19 .со свето излучающими элементами 20, 21, 22, крайний диск 23 с фотодиодами 24, 25, 26, При отклонении луч света через дополнительные прорези 17 z 18 в компасе поступает на фотодиоды

24, 25, 26, сигнал с которых обеспечивает поворот вала шагового электродвигателя 5 и связанного с ним валика 7 гидрораспределителя 8 для пикви86066 дации линейного отклонения рамы машины, вызванного поворачивающим мс" ментом, Двщизние агрегата с повернутыми управляющими колесами происходит до тех пор, пока из-эа поворота рамы в сторону, обратную действию поворачивающего момента, в механизме слежения не перекрывается луч света. Подача электрического сигнала прекращается, вал шагового электродвигателя 5 и вал гидрораспредели» тели 8 возвращается в нейтральное положение, в работу вступает регулятор 9 по курсу для возврата управляемых колес в исходное положение с дальнейшей их блокировкой. 4 э.п ° ф-лы, 6 ил, Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам для автоматического вождения машинно-тракторных агрегатов (МТА).. 5

Цель изобретания — повышение устойчивости прямолинейного движения агрегата.

На фиг.1 схематически изображено устройство, общий вид.; на фиг.2

10 электрическая блок-схема управления

ГПА; на фиг.3 — исходное положение валиков гидрораспределителя, дополнительного гидрораспределителя и регулятора по курсу; на фиг.4 — рабочее положение великов при обработке управляющих сигналов, поступающих на шаговый двигатель; на фиг.5 - рабочее положение великов при возврате управляемых колес в нейтральное положение; на фиг.б — механизм слеже- ния.

Устройство для автоматического во ждения МТА содержит самоустанавли вающийся в нейтральное положение с помощью упругого звена 1 (фиг.1) копирующий щуп 2, который кинематически связан с валиком 3 гидрораспределителя 4, шаговый электродвигатель

ЗО

5 кинематически связан с самоустанавливающимся посредством упругого звена 6 валиком 7 дополнительного гидрораспределителя 8. Гидрораспределителя 4 и 8 выполнены в виде ше стиходовых кранов с соответствующими соосно устанавленными великами 3 и

7. Регулятор 9 по курсу выполнен в виде четырехходо ваго крана., валик

10 которого кинематически связан с рычагам 11 поворота управляемых колес 12 посредством силового гидроцилиндра 13. Механизм 14 слежения состоит из компаса 15 виде непрозрачного диска с центрирующей прорезью! 6, совпадающей с направлением полуденной линии геомагнитнсгс поля Земли, и дополнительными прорезями 17 и

18. По одну сторону диска 15 расположен диск !9 с центрирующим светоиэлучающим элементом 20 и дополнительными светоизлучающими элементами 21 и 22, по другую - диск 23 с центрирующии фотодиодом 24 и дополнительными фотодиодами 25 и 26. Ось вращения механизма.14 слежения совпадает с осью вращения дисков 15, 19 и 23 и осью вращения дополнительного электродвигателя 27, содержащего самотормсзящийся вал (не показано ), при этом диск 15 и 23 жестко связаны с осью вращения механизма 14 слежения и его корпусои, который кинематически связан с валом электродвигателя

27. Дополнительные светоизлучающие элементы 21 и 22, прорези 1? и 18 и электрическую цепь дополнительных

1386066

40 фотодиодов 25 и 26, которая состоит из двухпозиционного поляризованного реле PII, но„;мально разомкнутого электрического контакта ВКЗ, дополнительных фотодиодов 25 и 26, узла формирования импульсов (ФИ) с дистанционным электрическим пультом 28, блока управления шаговым двигателем 5.

Гидрораспределитель 4 (фнг.3,4,5) 10 посредством хода А с одной стороны гидравлически сообщен с ходами Б И

В регулятора 9 по курсу, а с другойс ходом Г гидрораспределителя 8 и с напорной магистралью гидронасоса. (не покasан ). Ход Д 7идрораспределитель 4 гидравлически связан с одной стороны с ходами Е и Ж регулятбра 9 по курсу, а с другой - с ходами И и К гидрораспределителя 4, с ходами Л,М и Н гидрораспределитель

8 и со сливом. Ход П гидрораспределителя 4 гидравлически сообщен с одной стороны с ходом И гидрораспределителя 4, с ходами P и Л гидрораспре- 21 делителя 8 и с бесштоковой полостью силового гидроцилиндра 13, а с другой — с кодом С гидрораспределителя

4, ходами.P и Т гидрораспределителя

8 и с напорной магистралью. Ход К гидрораспределителя 4 гидравлически связан с одной стороны с ходом С гидрораспределителя 4, ходами M и Т 8 и со штоковой полостью силового гидроцилиндра 13, а с другой — с ходами

И.и Д гидрораспределителя 4, ходами

Л, М и Н гицрораспределитель 8 и со сливной магистралью, Ход Г гидрораспределителя 8 гидравлически сообщен с напорной магистралью гидронасоса, а ход Н - со сливной магистралью.

Ходы Б и Е регулятора 9 по курсу крана гидравлически связаны с беэштоковой полостью гидроцилиндра 13, а ходы В и Ж с его штоковой полостью.

Ходы А и Д валика 3 и ходы Г и Н валика 7 выполнены параллельными меж-. ду собой, Ход П валика 3 выполнен параллельно ходу К валика 3 и ходами P и M валика 7 а ход И валика 3 паЭ t

50 раллельно ходу С валика 3 и ходам

Л и Т валика 7, Ход Б валика 10 выполнен параллельным ходу Ж, а ход

Е параллельным ходу В.

У стройст во для автоматиче ского вождения МТА работает следующим образом.

Для осушествления движения МТА по прямолинейной траектории его выстав.-. ляют так, что продольная ось трактора совпадает с предписываемой траекторией движения, Выставление МТА про-. исходит поочередным замыканием контактов дистанционного электрического пульта 28, управляющего реверсивной работой шагового электродвигателя 5, который поворачивает в ту или иную стороны валик 7 дополнительного гидро-. распределителя 8, В случае размыкания контактов дистанционного пульта 28 валик 7 с помощью упругого звена 6 самоустанавливается в нейтральное положение, При повороте посредством шагового электродвигателя S валика 7 дополнительного гидрораспределителя

8 по часовой стрелке (например, при замыкании одного из контактов пульта

28) происходит закрытие его ходов

Г и Н (фиг.4) и ходов А и Д гидро-: распределителя 4, обеспечивая тем самым отсечение четырех ходов Б, E

Ж и В регулятора 9 по курсу и одновременно открытие ходов P и М допол нительного гидрораспределителя,8, при этом через первый ход P масло начинает поступать в бесштоковую полость силового гидроцилиндра 13 для перемешения поршня, выталкивающего масло на слив через ход M. Перемещаясь, шток силового гидроцилиндра .

13 поворачивает рычаг ll и управляемые колеса 12 направо, Одновременно с рычагом 11 поворачивается валик

10 регулятора 9 по курсу, обеспечивая при этом открытие его ходов В и

Е.

Прекращение поворота управляемых колес 12 достигается раэмыканием контакта дистанционного электрического пульта 28, что приводит к обесточиванию шагового электродвигателя 5 и к самоустановлению валика 7 дополнительного . гидрораспределителя 8 посредством упругого звена 6 в нейтральное положение, что обеспечивает закрытие ходов P и М и одновременное открытие ходов Г и Н дополнительного гидрораспределителя 8 и ходов А и Д гидрораспределителя 4, Через ход Г дополнительного гидрораспределителя

8, ход А гидрораспределителя 4 и ход

В регулятора 9 по курсу масло начинает поступать в штоковую полость силового гидроцилиндра !3 для BQ9Bp щения управляемых колес 12 .в исходное положение с дальнейшей их фикса цией, Слив. масла осуществляется че"

1386066 рез ход, Е регулятора 9 по курсу, ход

Д гидрораспределителя 4 и ход Н дополнительного гидрораспределителя 8.

При возвращении управляемых колес 12 в исходное положение ходы В и Е регулятора 9 по курсу перекрыты и поступление масла в силовой гидроцилиндр

13 прекращается.

Поворот управляемых колес 12 нале-10 во достигается поворотом валика 7 дополнительного гидрораспределителя

8 против часовой стрелки посредством шагового электродвигателя 5 в случае замыкания другого контакта электрического дистанционного пульта 28 °

После того, как продольная ось агрегата выставлена по лредписываемой траектории, в работу вводят механизм 14 слежения за полуденной ли- 2р нией NS геомагнитного поля Земли,, посредством включения электрического контакта ВК (фиг.2) если на центрирующий фотодиод 24 не попадает луч света от центрирующего светоизлучаю- 25 щего элемента 20 (фиг,1) через центрирующую прорезь 16, контакты ВК2 замкнуты, и в работу вступает электродвигатель 27, вал которого начинает механизм 14 слежения относитель-З< но полуденной линии ЫБ геомагнитно» го по Земли до того момента, когда центрирующая прорезь 16 не устанавливается по одной линии с центрируюшим светоизлучающим элементом 20 и центрирующим фотодидом 24 так, что 35 луч света от элемента 20 начинает попадать на фотодиод 24, При этом по-. следний обеспечивает срабатывание поляризованного реле РП, которое с одной стороны размыкает электричес- 40 кий контакт ВК1, электрический контакт ВК2, останавливая этим вращение вала электродвигателя 27, а с другой стороны замыкает электрический контакт ВК3, подсоединяя к рабо-. те дополнительные фотодиоды 25 и 26, пребывающие в этот момент в режиме

"дежурства" (фиг.2 ), Таким рбразом, устройство для автоматического вождения MTA по намечаемой прямолиней- 50 ной траектории готово к работе.

В процессе движения, в случае отклонения оси агрегата направо или налево относительно полуденной линии

NS геомагнитного поля Земли происхо-55 дит включение правого 25 или левого

26 фотодиодов механизма 14 слежения от попадания через прорезь 17 или

18 луча света, что приводит к формированию и усилению соответствующих импульсов в узле ФИ, после чего сформированные импульсы блоком управления распределяются по фазам шагового двигателя 5 в зависимости от срабатывания дополнительных фотодиодов 25 или 26, обеспечивая поворот в ту или иную сторону вала шагового двигателя 5 и заодно с ним валика 7 дополнительного гидрораспределителя

8 для ликвидации линейного отклонения рамы машины, вызванного поворачивающим моментом, посредством поворота в противоположную сторону управляемых колес 12, Движение MTA с повернутыми колесами 12 происходит до тех пор, пока механизм 14 слежения из-за поворота рамы в сторону, обратную действию поворачивающего момента, не перекроет луч авета, поступающего через дополнительную прорезь 17 или 18, на соответствующий правый 25 или левый 26 .фотодиоды.

После перекрытия диском компаса луча света подача электрических импульсов прекращается и вал шагового электродвигателя 5, а заодно с ним и валик 7 дополнительного гидрораспределителя 8 с помошью упругого звена 6 возвращаются в нейтральное положение, от чего в работу вступает регулятор 9 по курсу для возврата управляемых колес 12 в исходное положение с дальнейшей их блокировкой в этом положении.

Беспрепятственное выстраивание

MTA на любую новую траекторию движения обеспечивается благодаря использованию в электрической схеме механизма 14 слежения за полуденной линией NS геомагнитного поля Земли двухпозиционного реле РП.

Применение изобретения позволяет повысить эффективность использования машинно-тракторного агрегата в виду его противостояния отклонению от предписанного направления и обеспечивает рост производительности труда при лосеве (посадке), обработке и планировке почвы и уборке различных сельскохозяйственных культур, возделываемых как на открытых (голе), так и закрытых (теплица) грунтах, MTA снабженные предлагаемыми у стройст вами, смогут р абот ать н а полях в случае большой з".пыленности!

386066 воздуха и ночью, выдерживая при этом устойчивое прямолинейное движение.

Формул а изобретения

1. Устройство для автоматического вождения машинно-тракторных агрега-. тов, содержащее копирующий щуп, кинематически связанный с гидрораспреде- 1р лителем, управляемый посредством шагового электродвигателя, дополнительный гидрораспределитель, выполненный в виде шестиходового крана, два хода которого гидравлически сообщены с регулятором по курсу, выполненного в виде четырехходового крана, валик которого кинематически связан с рычагом поворота управляемых колес, третий и четвертый ходы дополнитель- 20 ного гидрораспределителя и два хода регулятора по курсу с другой полостью силового гидроцилиндра, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости прямолинейно- 25 го движения агрегата, устройство дополнительно снабжено механизмом слежения эа отклонением агрегата от полуденной линии NS геомагнитного поля Земли, содержащим компас в виде непрозрачного диска с центрирующей и дополнительными прорезями, по одну сторону от которого расположен диск с центрирующим и дополнительными светоизлучающими элементами, а по другую — диск с центрирующим фото35 диодом, который электрически подсое.— динен к дополнительному электродвигателю, и с дополнительными фотодиодами, которые электрически подсоедине- 4р ны к шаговому электродвигателю

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что ось враще-, ния механизма слежения жестко свяэана и совмещена с осью вращения дополнительного электродвигателя, 3. Устройство по пп ° 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что непрозрачный диск выполнен с возможностью свободного вращения относительно оси вращения механизма слежения, а два других жестко связаны с ней.

4. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что центрирующая прорезь выполнена совпадающей с направлением полуденной линии NS геомагнитного поля Земли.

5. Устройство по пп.1 и 4, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что дополнительные светоизлучающие элементы, прорези и фотодиоды расположены по обе стороны от соответствующих центрирующих светоиэлучающего элемента, прорези и. фотодиода на концентрических окружностях относительно оси вращения механизма слежения, причем дополнительные светоизлучающие -элементы, прорезь и фотодиоды по одну сторону расположены на общей дпя них цилиндрической поверхности относительно оси вращения механизма слежения, по другую сторону — на другой цилиндрической поверхности, коаксиальной первой, при этом дополнительные светоизлучающие элементы и фотодиоды по одну сторону расположены в одном угловом секторе относительно диаметра, на котором расположены их центрирующие светоизлучающий элемент и фотодиод, а дополнительная прорезь — в зоне нулевой чувствительности по отношению к этому сектору, дополнительные светоизлучающие элементы, прорезь и фотодиоды по другую сторону соответственно в угловом секторе и зоне нулевой чувствительности, зеркальных первоначальным.

3386066

)386066

l 3860б6

Тираж 661 додгнсное

БНИИПИ 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

Редактор М, Бланар

Заказ 1433/!

Составитель Б, Куз ъмич

Техред А. Кравчук Корректор А. Тяско