Система управления рабочим органом землеройной машины

 

Изобретение относится к автоматизации управления землеройно-транспортными машинами. Цель изобретения - повышение производительности путем обеспечения устойчивости и точности системы управления. Система содержит датчик 3 положения рабочего органа (РО) 2, электрогидрораспределитель 6 и рукоятку управления (РУ) 1 РО 2. Дополнительно система снабжена задатчиками положения 9 РУ 1, нечувствительности 10 и максимального рассогласования 12, блоками формирования сигнала рассогласования 8, сигнала управления 7 РО 2 и сигнала блокировки 11 РУ 1 и блоком 13 формирования времени блокировки РУ 1. Сигнал управления РО 2 формируется в зависимости от заданной зоны нечувствительности, обусловленной зазорами в шарнирах рабочего оборудования. При этом блок 13 формирования времени блокировки РУ 1 предотвращает большие рассогласования движения РУ 1 и РО 2. Это позволяет судить по положению РУ 1 о действительном положении РО 2. В результате повышается точность выполнения работ и производительность машины. Система позволяет задавать толщину вырезаемой стружки при копании грунта, с большей точностью выполнять планировочные работы. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ)(РЕСГ1УБЛИК.SU 1548365

А1 (51)5 Е 02 Р 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4419000131-03 (22) 03.05.88 . (46) 07.03.90. Бюл. Р 9 (71) Сибирский автомобильно-дорожный институт им. В.В.Куйбышева (72) В,Н.Тарасов, И.В.Степанов и И.В.Козлов (53) 622. 022. 74 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1182128, кл. E 02 Р 9/20, 1984.

Скловский А,А. Автоматизация дорожных машин. — Рига: АВОТС, 1980, с. 175.

2 (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИИ ОРГАНОИ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАПКНЫ (57) Изобретение относится к автоматизации управления землеройно-транспортными машинами. Цель изобретения— повышение производительности путем обеспечения устойчивости и точности системы управления. Система содержит датчик 3 положения рабочего органа (P0) 2, электрогидрораспределитель 6 и рукоятку управления (РУ) 1 РО 2.

Дополнительно система снабжена задатчиками положения 9 РУ 1, нечувстви1548365

10 тельности 10 и максимального рассогласования 12, блоками формирования сигнала рассогласования 8, сигнала упррвления 7 РО 2 -и сигнала блокировки 11 РУ 1 и блоком 13 формирования времени блокировки РУ 1..Сигнал управления Р0 2 формируется в зависимости от заданной зоны нечувствительности, обусловленной зазорами в шарнирах рабочего оборудования. При этом блок 13 формирования:времени блокиИзобретение относится к эемлеройно-транспортным машинам, а !и!енно к скреперам, бульдозерам, автогрейдерам и др.

Цель изобретения - повьппение производительности путем обеспечения 20 устойчивости и точности системы управления.

На фиг, 1- показана функциональная схема cHcTBMb! управления рабочиы органбм; на фиг. 2 - электрогидравли-. ческая схема системы управления рабочим органом землеройпой машины.

Система управления содержит рукоятку 1 управления рабочего органа (ковша) 2, датчик 3 положения рабочего органа, установленного в шарнире тяговой рамы.и ковша 2. Электромагниты 4 и 5 электрогидравлического распределителя 6 связаны с выходами блока 7 формирования сигнала управления рабочим органом. Перцый и второй входы блока 7 формирован!!я сигнала управления рабочим органом объединены с первым и вторым входами блока 8 формирования сигнала рассогласования и с выхэдами задатчика 9 положения рукоятки управления и датчика 3 положения рабочего органа соответственно.

Третий вход блока 7 связан с выходом задатчика 10 нечувствительности .

Четвертый и пятый входы блока 7 фор! мирования сигнала управления рабочим органом объединены с .четвертым и пятым входами блока 1.1 формирования сигнала блокировки рукоятки 1 улрав50 ления и выходами блока 8 формирования сигнала рассогласования соответственно.- Перый и второй входы блока ." 1 объединены с первым и вторым входами блока 7 соответственно, третий вход его подключен к выходу задатчика 12 максимального рассогласования, а выход его связан с входом блока 13 ровки РУ 1 предотвращает большие рассогласования движения РУ 1 и РО 2.

Это позволяет судить по положению

РУ 1 о действительном положении PO 2.

В результате повьнпается точность выполнения работ и производительность машины. Система позволяет задавать толщину вырезаемой стружки при копании грунта, с большей точностью выполнять планировочные работы, 3 з,п. ф-лы, 2 ил. формирования времени блокировки (например, электромагнитной муфты) и ме- ханически связан с рукояткой 1. Выход блока 13 подключен к шестому входу блока 7 управления рабочим органом.

Задатчик 9 положения рукоятки состоит из потенциометра 14 аналого-цифрового преобразователя 15. Датчик 3 положения рабочего органа выполнен аналогично эадатчику 9 поло-, жения рукоятки. Блок 7 формирования сигнала управления рабочим органом содержит два сумматора 16 и 17, первые входы которых являются соответственно первым и вторым входами блока 7. Вторые входы сумматоров 16

H 17 свяэань! с выходами коммутато" ра 18, Информационные входы коммутатора 18 являются третьим входом блока 7, а управляющие входы коммутатора 18 являются четвертым и пятым входами его. Выходы сумматоров 16 и 17 подключены к первому и второму входам элемента 19 сравнения, выходы последнего связаны с первыми входами элементов И 20 и 21> вторые входы которых объединены с четвертым и пятым входами блока 7. Третьи входы элементов И 20 и 21 объединены и являются шестым входом блока 7, а их выходы являются выходами блока 7.

Блок 11 формирования сигнала блокировки рукоятки управления содержит сумматоры 22 и 23, первые входы которых являются первым и вторым входами блока 11 соответств ..вно, вторые входы их через коммутатор 24 подключены к третьему входу блока 11. Выходы сумматоров 22 и 23 подключены к входам элемента 25 сравнения, выходы последнего соединены с первыми входами элементов И 26 и 27„, вторые входы

KO TOPblX COBQHHQ Hi I С УПР а ВЛЯЮЩ!П !И ВХОдами коммутатора 24 и являются соответственно четяертьп! и пятая входами

15483 блока 11. Выходы элементов И 26 и 27 подключены к входам элемента ИЛИ 28, выход последнего является выходом блока 11.

Блок 13 формирования нремени бло5 кировки содержит элемент И 29, первый вход которого объединен с входом установки счетчика 30 и является входом блока 13. Второй вход элемента И 10

29 подключен к выходу генератора 31, а выход е ro связан со сче тным входом счетчика 30, Выход последнего соединен с тактовым входом триггера 32, ч, выход которого является выходом блока 13, Алгоритм работы системы управления можно представить следующими выраже- ниями, При заглублении рабочего органа 20 Ьр - к=4 4Y) 0; (1)

Если Мр>Ч„+ Чн, то Х =хв„„,. (2)

Если чр 6 +<+4 Vyqgc то =К вык s (5) 25

Если t 4t >0 > то Х,д=х „„„; (6)

При выглублении рабочего органа

Ч р Чк=И И(0;

Если leap+ Ll „) Ч„, то Х =х „„;

Если (рр+4с ц (ср„, то Х =хв„„„, (pð + Чмс кс 4 фк, то Е=я вк, Если Чр+4Ч,иткс i О, то Е=нвыкв далее йавторяется условие (6).

В алгоритме использованы следующие величины:, q„- угловые координаты

35 положений рукоятки управления и рабо- . чего органа; 4q - рассогласование;

4 „- зона нечувствительности, обусловленная зазорами в шарнирах;

Д ц „- максимально допустимое рассогласование; t,4t — текущее время, время блокировки рукоятки; Х „Х вЂ” сигналы управления электромагнитами; х „,х в„„„ — состояние электромагнивкл тов электрогидрораспределителя; Z, z вк„,я - сигнал блокировки рукоят- ьыкл ки и ее включенное и выключенное состояние.

Система работает следующим образом. 50

При перемещении рукоятки 1 происходит изменение угловой координаты рукоятки 1 на выходе задатчика 9 положения рукоятки. При заглублении рабочего органа 2 выполняется условие Чр> „и на втором выходе блока 8 формирования сигнала рассогласования появляется сигнал управления коммутатором 18. При этом на второй вход сум65

6 матора 16 поступает код 00...0 с выходов коммутатора 18, а на второй вход сумматора 17 поступает значение кода зоны нечувствительности с выхода задатчика 1О нечувствительности сигнала рассогласования. На выходе сумматора 16 сформировано значение

1, а на выходе сумматора 17 - щ, +4ц „.

Коды с выходов сумматоров 16 и 17 поступают на входы элемента 19 сравнения.

При выполнении условия (2) алгоритма на втором выходе элемента 19 сравнения появляется сигнал, который поступает на первый вход элемента И

21, и так как на втором входе его присутствует сигнал с второго входа блока 8 формирования сигнала рассогласования, то на его выходе появляется сигнал, который переключает золотник электрогидрораспределителя на заглубление рабочего органа. При перемещении рабочего органа 2 изменяется угловая координата „ на выходе датчика 3 положения рабочего органа.

При выполнении условия (3) алгоритма на втором выходе элемента 19 сравнения исчезает сигнал, выключается электромагнит 4 и прекращается заглубление рабочего органа. В этом случае на первом выходе элемента 19 сравнения появляется сигнал (условие (3)), который поступает на первый вход элемента И 20. Но включение электромагнита 5 не происходит, так как на втором входе элемента И 20 присутствует сигнал логического 10" (т,е., выполняется условие q q )..

Таким образом, система отрабатывает рассогласование 4ар и приходит в новое устойчивое состояние. При выглублении рабочего органа система работает аналогично.

Блок 11 формирования сигнала блокировки рукоятки 1 управления при заглублении рабочего органа 2 работает слеДУюЩ ы обРазом. КоД 4У „„с с выхода задатчика 12 максимального рассогласования через коммутатор 24, управляемый с выхода блока 8 формирования сигнала рассогласования, поступает на второй вход сумматора 23. На второй вход сумматора 22 поступает в этом случае код 00...0. Так как первые входы сумматоров 22 и 23 соединены с выходами задатчика 9 положе- ния рукоятки и датчика 3 положения рабочего органа соответственно, то на I 548365 их вьходах присутствуют значения кодов и „ + д . 11ри больших рассогласованиях дф выполняется условие, (4) алгоритма, на выходе элемента 25 сравнения появляется сигнал, который ! при совпадении с сигналом с второго выхода блока 8 устанавливает элемент

Й 27 в состояние логической единицы, Этот сигнал через элемент ИЛИ 28 10 блокирует рукоятку 1 управления.

При перемещении рабочего органа изменяется угловая координата су„ и при выполнении условия (5) алгоритма рукоятка 1 управления разблокирована. 15

При выглублении рабочего органа 2 блок 11 формирования сигнала блокировки рукоятки работает аналогично.

Блок 13 формирования времени бло- 20 кировки работает следующим образом.

При появлении на выходе блока 11 сигнала И=к „„ -блокировки рукоятки 1 управления импульсы с выхода генератора 31 через логический элемент И 29 поступают на счетный вход счетчика 30, При появлении на выходе счетчика 30 сигнала D-триггер 32 устанавливается в состояние логического нуля. Этот сигнал, поступающий на. третьи входы ЗО логических элементов 20 и 21, осуществляет выключение включенного электромагнита 4 или 5. После этого управ1 ление перемещением рабочего органа 2 должно, осуществляться оператором с по-35

Мощью кнопочных переключателей (не показаны), включающих электромагниты

4 илй 5. После устранения вручную неотработанного воздействия и установления D-триггера 32 в исходное 10 состояние (установочный вход триггера не показан) система начинает работать по заданному алгоритму. Если на выходе блока 11 появляется сигнал =в до появления сигнала на выхо- 45

Ьык де счетчика 30, то этим сигналом счетчик 30 устанавливается в исходное состояние и система продолжает работу по приведенному алгоритму.

5О

Таким образом, предлагаемая система управления рабочим органом землеройной машины по сравнению с известной позволяет судить по положению рукоятки управления о действительном

55 положении рабочего органа. В результате этого повьппаются точность выполняемых работ и производительность машины.

Формула изобретения

1. Система управления рабочим органом землеройной машины, включающая датчик положения рабочего органа, электрогидрораспределитель рабочего органа, рукоятку управления рабочего органа, отличающаяся тем, что, с целью повьш ения производительности путем увеличения устойчивости и точности системы, она снабжена задатчиком положения рукоятки, блоком формирования сигнала Рассогласования, задатчиком нечувствительности,, задатчиком максимального рассогласования, блоком формирования сигнала управления рабочим органом, блоком формирования сигнала блокировки рукоятки и блоком формирования времени блокировки, причем рукоятка управления рабочего ор гана связана с задатчиком положения рукоятки, выход которого соединен с первыми входами блока формирования сигнала рассогласования, блока формирования сигнала управления рабочим органом и блока формирования сигнала блокировки рукоятки, выход датчика положения рабочего органа соединен с вторыми входами блока формирования сигнала рассогласования, блока формирования сигнала управления рабочим органом и блока формирования сигнала блокировки рукоятки управления, первый выход блока формирования сигнала рассогласования соединен с третьими входами блока формирования сигнала управления рабочего органа и блока формирования:сигнала блокировки рукоятки управления, а второй выход блока формирования сигнала рассогласования подключен к четвертым входам блока формирования сигнала управления рабочим органом и блока формирования сигнала блокировки рукоятки управления, задатчик нечувствительности подключен к пятому входу блока формирования сигнала управления рабочим органом, выход которого подключен к электрогидрораспределителю рабочего .органа, задатчик максимального рассогласования подключен к пятому входу блока формирования сигнала блокировки рукоятки управления, выход которого соединен с ручкой управления рабочего орrана и через блок формирования времени блокировки — с mecтым входом блока формирования сигнала управления рабочим орглном.

9 15483 ..2, Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок формирования сигнала управления рабочим органом, содержит коммутатор, два сумматора, элемент сравнения и два элемента И, причем, соответствующие выходы коммутатора подключены к соответствующим входам сумматоров, выходы которых соединены с соответствующими входами 1п элемента сравнения, оба выхода которого подсоединены к первым входам элементов И, вторые входы которых объединены с соответствующими входами коммутатора, при этом входы обоих . 5 сумматоров являются первым и вторым входами блока формирования сигнала управления, а входы коммутатора являются третьим, четвертым и пятым входами блока формирования сигнала 20 управления, третьи входы элементов И объединены и являются шестым входам блока формирования сигнала управле-:. ния, а выходы элементов И являются выходами блока формирования сигнала 25 управления.

3. Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок формирования сигнала блокировки рукоятки содержит коммутатор, два сумматора, элемент 3D сравнения, два элемента И и элемент

ИЛИ, причем выходы коммутатора соединены с бдними входами сумматоров, вы65 l0 ходы которых подключены к обоим входам элемента -сравнения, оба выхода которого подключены, соответственно к первым входам обоих элементов И, вторые входы которых объединены с соответствующими входами коммутатора, а выходы элементов И соединены с обоими входами элемента ИЛИ, при этом другие входы сумматоров являются и соответственно первым и вторьи входами блока формирования сигнала блокировки рукоятки, третьим, четвертьи и пятью входами которого являются соответствующие входы .коммутатора, а выходом блока формирования сигнала блокировки рукоятки является выход элемента ИЛИ.

4. Система по п. 1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что блок формирования времени блокировки содержит элемент И, счетчик, генератор и D-xparrep, причем выход генератора соединен с одним входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика; выход которого подключен к тактовому входу Р-триггера, при этом другой вход элемента И и установочный вход счетчика объединены и являются входом блока формирования времени блокировки, выходом которого является инверсный выход D-триггера.

1548365

Составитель О. Капканец

Техред М. Ходанич Корректор H. Пожо

Редактор Н. Тупица

Тираж 535, Заказ 121

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101