Устройство для управления сельскохозяйственной машиной
Изобретение относится к сельскохозяйственному , а также к лесному машиностроению , в частности к устройствам для управления, вождения мобильными самоходными и прицепными сельскохозяйственными и лесными машинами. Цель изобретенияповышение точности управления, вождения и упрощение обслуживания устройства, повышение надежности в работе . Устройство содержит насос 1 и бак 2 для рабочей жидкости, гидрораспределитель 5 потока рабочей жидкости, гидрораспределитель 14 автоматической следящей системы , шариковый переключающий блок 16 и тормозное звено 15. При перемещении копирующих щупов 12 смещается золотник гидрораспределителя 14, в результате чего жидкость подается в полость основного гидроцилиндра 10 управляемых .колес 11. Дополнительный гидроцилиндр 34 позволяет эффективно влиять на поворот. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
" аиелл | Я;;; Г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4755272/15 (22) 01.11.89 (46) 07.03.92. Бюл. N 9 (71) Научно-производственное объединение "Элита Поволжья" (72) А.Г.Макаров (53) 631,17(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 950212, кл, А 01 В 69/04, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ МАШИНОЙ (57) Изобретение относится к сельскохозяйственному, а также к лесному машиностроению, в частности к устройствам для управления, вождения мобильными самоходными и прицепными сельскохозяйствен... Ы,, 1716988 А1 ными и лесными машинами, Цель изобретения — повышение точности управления, вождения и уп рощение обслуживания устройства, повышение надежности в ра6оте. Устройство содержит насос 1 и бак 2 для рабочей жидкости, гидрораспределитель 5 потока рабочей жидкости, гидрораспределитель 14 автоматической следящей системы, шариковый переключающий блок 16 и тормозное звено 15. При перемещении копирующих щупов 12 смещается золотник гидрораспределителя 14, в результате чего жидкость подается в полость основного гидроцилиндра 10 управляемых. колес 11. Дополнительный гидроцилиндр 34 позволяет эффективно влиять на поворот. 1 ил. 1716988 20 Изобретение относится к сельскохозяйственному, а также к лесному машиностроению, в частности к устройствам для управления, вождения мобильными самоходными и прицепными сельскохозяйственными и лесными машинами. Известно устройство для автоматического направления движения сельскохозяйственной машины, содержащее гидронасос, гидроцилиндр поворота, копирующие щупы, соединенные рычажным механизмом с плунжером, имеющим свои пояски, размещенным в корпусе гидрораспределителя с проточками, консоль с массой, установленную на плунжере, например на шлицах, и погруженную в вязкую жидкость, маслопроводы нагнетания и слива. В гидрораспределителе проточка корпуса и пояски плунжера выполнены по винтовой линии одинакового направления и шага. Плунжер установлен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса гидрораспределителя его консоли и поворота под действием последней вокруг своей оси, совпадающей с направлением движения машины, Известно также устройство для автоматического вождения колесной машины по валку, содержащее первичный измерительный преобразователь — многополозковый щуп, имеющий расположенный под обтекателем подборщика брус с грабельной решеткой и электрический преобразователь сигнала о положении щупа по направлению к обьему валка, электронный усилитель, электромагнитный гидрораспределитель, измерительный преобразователь положения управляемых колес, дешифратор сигналов щупа и логический блок с механизмом передачи сигнала о положении управляемых колес. Известен также способ и устройство для осуществления автоматического вождения самоходной уборочной машины по рабочей длине гона, содержащее самоходную уборочную машину, имеющую чувствительный элемент, установленный на управляемых колесах, и датчик положения управляемых колес, причем величина отклонений чувствительного элемента и управляемых колес автоматически определяет величину рассогласования направления движения уборочной машины от направления рядков убираемых растений с помощью чувствительного элемента, выработку сигнала рассогласования в результате сравнения сигнала от чувствительного элемента и сигнала от датчика положения управляемых колес машины, обработку рассогласования времени, причем установку последнего осуществляют автоматически посредством поворота управляемых колес с помощью исполнительного устройства и рулевого механизма в зависимости от величин отклонений чувствительного элемента и управляемых колес, возвращают управляемые колеса машины в среднее положение, согласованное с направлением движения уборочной машины, через оптимальный для данных условий работы промежуток времени после окончания поворота, и установка последнего осуществляется в зависимости от величины отклонений чувствительного элемента и управляемых колес, технического состояния рулевого механизма управляемой машины и состояния грунта, Наиболее близким к предлагаемому явЛяется устройство для управления самоходной сельскохозяйственной машиной, содержащее источник питания в виде насоса и блока для рабочей жидкости, узел дистанционного управления, включающий насос-дозатор и гидрораспределитель гидрообьемного руля, следящую систему автоматического управления, включающую свой гидрораспределитель с напорной полостью, один гидроцилиндр управляемых колес, состоящий из одного цилиндра с одним подвижным поршнем и одним штоком и соединенный посредством трубопроводов с клапанной системой, и тормозное звено, связанное с напорной полостью гидрораспределителя следящей системы, Тормозное звено выполнено в виде телескопической тяги, наружная часть которой жестко связана с корпусом гидрораспределителя, при этом корпус управляемого гидроцилиндра одностороннего действия закреплен на наружной части телескопической тяги для контактирования штока гидроцилиндра с внутренней частью телескопической тяги. В клапанную систему входят шариковый переключающий блок и два комбинированных элемента клапан-дросселя, установленные в отводах распределителя следящей системы. Однако наличие сложной конструкции тормозного звена и недостаточная надежность его работы (так как в процессе эксплуатации такой сложной конструкции, состоящей из множества шарниров, износ которых постепенно уменьшает жесткость следящей системы и приводит к появлению люфтов, наблюдается проскальзывание в тормозном звене телескопической тяги) снижает качество и точность автоматического управления самоходной или прицепной сельскохозяйственной машиной, т.е. надежность ее работы, причем тормозное звено в этом устройстве требует постоянного конт1716988 10 20 40 55 роля и периодической регулировки, постоянного обслуживания. Цель изобретения — повышение точности работы и упрощение обслуживания устройства за счет упрощения конструкции устройства и повышения надежности его работы. Поставленная цель достигается тем, что устройство включает в себя гидроцилиндр управляемых колес, выполненный в виде основного цилиндра с установленным в нем дополнительным цилиндром, в котором расположен поршень со штоком, размещенным в соосно установленных направляющих обоих цилиндров, при этом тормозное звено выполнено в виде гидрозамка с подпружиненными поршнями двухстороннего действия и разностороннего перемещения, полости которых включены в гидролинии между выходными каналами шарикового переключающего блока и соответствующими полостями дополнительного гидроцилиндра, а соответствующие полости основного цилиндра связаны с выходами клапан-дросселей, причем управляющая полость гидрозамка сообщена с соответствующей выходной линией гидрораспределителя потока рабочей жидкости с напорной полостью. На чертеже изображена общая схема устройства для управления сельскохозяйственной машиной. Устройство для управления сельскохозяйственной машиной содержит насос 1 и бак 2 для рабочей жидкости, сообщенные через трубопровод 3 и фильтр 4 с гидрораспределителем 5 потока рабочей жидкости, напорная полость которого через трубопроводы 6 и 7 сообщается с узлом 8 дистанционного автоматического и ручного управления, который выполнен в виде гидроусилителя гидрообъемного руля управления, т.е. насоса-дозатора 9 рабочей жидкости, гидроцилиндра 10 управляемых колес 11, копирующие щупы 12, которые посредством системы рычагов 13 связаны с золотником гидрораспределителя 14 автоматической следящей системы, тормозное звено 15, клапанную систему в виде шарикового переключающего блока 16, два клапана-дросселя 17, установленные в выходных трубопроводах 18 и 19 гидрораспределителя 14 автоматической следящей системы, входная полость 20 которого сообщена с гидрораспределителем 5 гидролинией 21, а сливные полости соединены через фильтр 4 с баком 2 для рабочей жидкости гидролинией 22. Шариковый переключающий блок 16, входные полости 23 и 24 которого соединены с гидроцилиндром 5 гидролиниями 25 и 26, имеет элементы шариковых обратных клапанов, клапан с логической функцией И и состоит из корпуса с входными 23 и 24, выходными 27 и 28 и сливной 29 полостями, толкателя 30 и шаров 31, перемещаемых потоком рабочей жидкости в корпусных проточках, выполненных по диаметру шаров, причем сливная полость 29 соединена гидролинией 32 через дроссель 33 и фильтр 4 с баком 2 для рабочей жидкости. Гидроцилиндр 10 управляемых колес 7 7 выполнен в виде основного цилиндра с установленным в нем дополнительным цилиндром 34, в котором расположен поршень 35 со штоком 36, размещенным в соосно установленных направляющих 37 обоих цилиндров, а тормозное звено 15 выполнено в виде гидрозамка с подпружиненными поршнями 38 и 39 двустороннего действия (разностороннего перемещения), полости которых соединены с гидролиниями 40 и 41 между выходными полостями 27 и 28 шарикового переключающего блока 16 и гидролиниями 42 и 43 с соответствующими полостями дополнительного гидроцилиндра 34, а соответствующие полости основного цилиндра связаны гидролиниями 18 и 19 с выходными клапанами-дросселями 17, причем управляющая полость гидрозамка сообщена с соответствующей выходной линией 44 гидрораспределителя 5 потока рабочей жидкости. Устройство работает следующим образом, Когда сигналы автоматического и ручного управления отсутствуют, рабочая жидкость, подаваемая насосом 1, последовательно свободно проходит через гидрораспределители 5 и 14 и сливается в бак 2 для рабочей жидкости по цепи: насос 1, трубопровод 3, гидрораспределитель 5, трубопровод 21, гидрораспределитель 14, труба п ро вод 22 и фильтр 4. П ри этом да вление, которое создается на гидрораспределителях 5 и 14 и трубопроводе 3, передается через отвод 44 в полости запорного гидрозамка 15, запирая одновременно проход рабочей жидкости в трубопроводы 42 и 43. В этом случае узел 8 дистанционно; го автоматического и ручного управления установлен в нейтральное положение (прямолинейная постановка узла управляемых колес 11). Необходимое давление рабочей жидкости для переключения гидрозамка 15 может быть получено путем механического поворота руля узла 8 дистанционного автоматического и ручного управления оператором. Таким образом, автоматическая следящая система оказывается подготовленной к 1716988 15 работе в автоматическом режиме, При отклонении машины от заданного направления копирующие щупы 12 начинают перемещаться в поперечном направлении, Эти перемещения через систему рычагов 13 передаются на золотник гидрораспределителя 14. Золотник смещается относительно корпуса, рабочая жидкость из нагнетательной полости 20 гидрораспределителя 14 направляется в один из его отводов и, свободно проходя через клапан-дроссель 17, поступает в одну из полостей основного гидроцилиндра 10 по трубопроводу, например 19. Если рулевое колесо узла 8 дистанционного автоматического и ручного управления в это время неподвижно,то,так KBK падрораспределитель 5 выполнен с положительным перекрытием (закрытыми отводами при нейтральном положении золотника), рабочая жидкость по трубопроводу 19 проходит в штоковую полость основного гидроцилиндра 10. Начинается поворот узла управляемых колес 11 влево (и соответственно поворот машины вправо). При этом вытесняемая из противоположной поршневой полости,основного цилиндра i0 рабочая жидкость возвращается по трубопроводу 18 через один из клапанов дросселей 17, гидрораспределитель 14, трубопровод 22 и фильтр 4 в бак 2 для рабочей жидкости. Поворот узла управляемых колес 11 вправо в режиме автовождения происходит аналогичным образом. Жидкость подается из гидрораспределителя 14 по трубопроводу 18 в поршневую полость основного цилиндра, Вытесняемая из штоковой полости этого гидроцилиндра рабочая жидкость сливается в бак 2 для рабочей жидкости, проходя через трубопровод 19, клапан-дроссель 17, гидрораспределитель 14, трубопровод 22 и фильтр 4. Так как во время автоматического поворота управляемых колес 11 давление в нагнетательной полости гидрораспределителя 14 повышается (необходимо преодолевать сопротивление повороту), поршни 38 и 39 гидрозамка 15 раздвигаются и запирают прохождение рабочей жидкости в дополнительный цилиндр 34, что обеспечивает четкую отработку обратной связи: движение узла управляемых колес 11 при повороте происходит синхронно и без люфтов. После окончания переходного процесса машина выходит на необходимую траекторию, так как люфты и другие нелинейности в этом устройстве сведены к минимуму, поэтому при отрегулированном выборе плеч рычагов 13 следящей системы осуществляется оптимальное автоматическое управление с минимальной ошибкой вождения, 20 При ручном управлении гидрозамок 15 расфиксируется. Это происходит потому, что во время поворота ручного колеса узла 8 дистанционного автоматического и ручного управления поток рабочей жидкости от гидрораспределителя 5 направляется по отводам 25 или 26 к шариковому переключающему блоку 16, одновременно перекрывается поток рабочей жидкости в гидрораспределитель 14 и трубопровод 44. Поэтомудавление втрубопроводе 44 падает до нуля, поршни 38 и 39 гидрозамка 15 под действием своих пружин перемещаются друг к другу, обеспечивая свободное прохождение рабочей жидкости от шарикового переключающего блока 16 к дополнительному гидроцилиндру 34. Так при повороте ручного колеса узла 8 дистанционного автоматического и ручного управления влево одновременно происходит смещение золотника гидрораспределителя 5 и поворот насоса-дозатора 9, Поток рабочей жидкости от насоса 1, проходя по трубопроводу 3 через гидрораспределитель 5 и насос-дозатор 9, направляется по трубопроводу 26 в полость 24 шарикового переключающего блока 16. Далее рабочая жидкость под напором проходит из полости 24 в полость 28, перемещая шары 31 вверх, если они до этого находились в нижнем положении, а затем по трубопроводу 40, гидрозамку 15 в поршневую полость дополнительного гидроцилиндра 34, и узел управляемых колес 11 поворачивается вправо, а машина соответственно влево. Слив рабочей жидкости из штоковой полости дополнительного гидроцилиндра 34 осуществляется по трубопроводу 43 через расфиксированный гидрозамок 15, полость 27 и 29 шарикового переключающего блока 16, трубопровод 32, дроссель 33, фильтр 4 в бак 2 для рабочей жидкости. Гидрораспределитель 14 в режиме ручного управления обесточивается, Поворот рулевого колеса дистанционного автоматического и ручного управления смещает золотник гидрораспределителя 5, переключает поток рабочей жидкости в трубопроводы 25 или 26, запирает проход в трубопровод 21 и прекращает поступление рабочей жидкости в гидрораспределитель 14, жестко запирая (фиксируя) всю схему автоматической следящей системы. Поворот узла управляемых колес 11 влево в режиме ручного управления происходит аналогичным образом. Клапаны-дроссели 17 используются для разгерметизации замкнутых объемов трубопроводов 18 и 19, обеспечивая тем самым возможность надежного переключения гид10 1716988 Формула изобретения Устройство для управления сельскохозяйственной машиной, содержащее насос и бак для рабочей жидкости, сообщенные посред45 Составитель А.Селинков Редактор Т.Лазоренко Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий Заказ 821 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 рораспределителя 14 при любых, даже самых малых потоках жидкости; Когда оператор поворотом рулевого колеса узла 8 дистанционного автоматического и ручного управления установит в нейтральное положение золотник гидрораспределителя 5, цепь питания трубопровода 44 восстанавливается, созданное давление рабочей жидкости передается гидрозамку 15, который фиксирует систему ручного управления в закрытом состоянии, и работает только автоматическая следящая система. Тормозная система в предлагаемом устройстве, выполненная в виде гидрозамка 15 с автоматической фиксацией ее частей (поршней), позволяет по сравнению с прототипом выполнить рычажную систему 13 компактной, с минимальным числом шарниров и избежать люфты. При этом достигает.ся высокое качество(точность) управления в автоматическом режиме, когда управляемые колеса 11 с минимальной ошибкой отслеживают движения копирующих щупов t2, и наиболее простым путем обеспечива-. ется переход к их независимому движению, когда копирующие щупы 12 ограничены в перемещении между рядками растений (режим ручной коррекции траектории или фиксаторами на раме сельскохозяйственной машины в режиме ручного управления на транспорте), а узел управляемых колес 11 свободно поворачивается в нужную сторону оператором через узел 8 дистанционного автоматического и ручного управления. ством гидрораспределителя потока рабочей жидкости с напорной полостью с гидроусилителем гидрообьемного руля управления в виде насоса- дозатора рабочей жидкости, 5 гидроцилиндр управляемых колес, копирующие щупы, которые посредством системы рычагов связаны с золотником гидрораспределителя автоматической следящей системы, тормозное звено, клапанную систему в 10 виде шарикового переключающего блока, два клапан-дросселя, установленные в выходных трубопроводах гидрораспределителя автоматической следящей системы, входная полость которого и входные полости шарикового пе15 реключающего блока сообщены с выходными линиями гидрораспределителя потока рабочей жидкости с напорной полостью, о т л и ча ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы и упрощения обслужива20 ния устройства, гидроцилиндр управляемых колес выполнен в виде основного цилиндра с установленным в нем дополнительным цилиндром, в котором расположен поршень со штоком, размещенным в соосно установ25 ленных направляющих обоих цилиндров, при этом тормозное звено выполнено в виде гидрозамка с подпружиненными поршнями двухстороннего действия и разностороннего перемещения, полости которых включе30 ны в гидролинии между выходными каналами шарикового переключающего блока и соответствующими полостями дополнительного гидроцилиндра, а соответствующие полости основного цилиндра 36 связаны с выходами клапан-дросселей, причем управляющая полость гидрозамка сообщена с соответствующей выходной линией гидрораспределителя потока рабочей жидкости с напорной полостью, 40
