SU1153018A1 - Устройство автоматического управлени землеройно-планировочной машиной - Google Patents

Description

(21)3682119/29-03

(22)30.12.83

(46) 30.04.85. Бюл. № 16 (72) В. К. Павлов

(71) Всесоюзный головной проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «Союзгипроводхоз

(53)621.879.23(088.8)

(56) 1. Строительные и дорожные машины, № 5, 1973, с. 4-7.

2. Авторское свидетельство СССР № 815172, кл. Е 02 F 9/20, 1979 (прототип ) .

(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗЕМЛЕРОЙНО-ПЛАНИРОВОЧНОЙ МАШИНОЙ, содержащее т говую раму, шарнирно закрепленный на ней ковш с подвижной задней стенкой, элемент сравнени  положени  ковша , а также датчик и задатчик положени  ковша, подключенные к элементу сравнени  положени  ковша, датчики предельны.х положений задней стенки, исполнительные механизмы ковша и задней стенки, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности машины, оно снабжено датчиком положени  рамы, элеватором и заслонкой , расположенными на ковше, задатчиками положений элеватора и задней стенки ковша, датчиками и задатчиками двух предельных положений заслонки, з-адатчиками - перегрузки и транспортного положени  ковша, элементами сравнени  перегрузки, предельного положени  заслонки, задней стенки и элеватора и транспортного положени  ковша, исполнительными механизмами перемещени  элеватора и заслонки, элементами И, ИЛИ, НЕ, а также сумматором.

на входы которого подключены датчики положений ковша и рамы, выход сумматора подключен к первому входу каждого из элементов сравнени , на второй вход которых подключен один из соответствующих задатчиков , приче.м выходы лвух элементов сравнени  предельных положений заслонки подключены к первому входу соответствующих элементов НЕ, к второму входу которых подключен один из соответствующих датчиков предельных положений заслонки, а выходы лвух эле.ментов НЕ подключены к исполнительному механизму заслонки, выходы двух элементов сравнени  предельных положений задней стенки подключены к первому входу соответствующих элементов НЕ, к второму входу которых подключен один из соответствующих датчиков предельного положени  задней стенки, а выходы двух элементов НЕ подключены к исполнительному механизму задней стенки, выход элемента сравнени  транспортного положени  ковша подключен на первый вход элемента И, на второй вход, которого подключен один из датчиков предельного положени  задней стенки, а выход элемента И подключен на второй вход элемента ИЛИ, при этом выход элемента сравнени  положени  подключен к первым входам элементов ИЛИ и НЕ, выход элемента сравнени  перегрузки ковша подключен к второму входу последнего, а выходы элементов НЕ и ИЛИ подключены к исполнительному механизму ковща.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  конструкции, датчик положени  рамы выполнен как датчик относительного положени , неподвижный элемент которого установлен на раме, а подвижный - на ковше, или наоборот. Изобретение относитс  к строительно-дорожному машиностроению, в частности к механизмам управлени  приводами и регулированию положени  рабочих органов (РО) землеройно-нланировочных машин. Известно устройство управлени  ковшом землеройно-планировочной машины, содержаш ,ее блок управлени , датчик положени  ковша (ДПК) и быстродействующий исполнительный механизм (ИМ) гидропривода ковша. Планировка поверхности земли происходит за счет сразани  ножом ковша возвышенных участков и засыпки пониженных участков поверхности грунтом, наход щимс  в ковше. Дл  обеспечени  набора грунта в ковш маашнист воздействием на руко тки гидрораспределител  дистанционно управл ет зад ней стенкой и заслонкой ковша, мен   их положение и осуществл   операции по планировке обрабатываемой поверхности 1. Недостатком известной системы управлени   вл етс  неавтоматизированное управление перемещением заслонки и задней стенки дл  своевременной подсыпки грунта из ковша на пониженных участках поверхности, что снижает планирующие свойства машины, так как на плавно понижающемс  участке машинисту трудно визуально определить, оценить и своевременно обеспечить соответствующую подсыпку грунта . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство автоматического управлени  землеройно-планировочной машиной, содержащее т говую раму, шарнирно закрепленный на ней ковш с подвижной задней стенкой, элемент сравнени  положени  ковща, а также датчик и задатчик положени  ковша, подключенные к элементу сравнени  положени  ковша, датчики предельных положений задней стенки , исполнительные механизмы ковша и задней стенки. С помощью указанного устройства осуществл етс  автоматическое управление положением ковша и его задней стенки и производитс  заполнение и опорожнение ковша по сигналам установленного в нем датчика уров н  грунта в ковше 2. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  надежность работы датчика уровн , что влечет за собой низкое качество планировки. Устройство может работать только при рыхлом грунте. При срезке плот ного грунта чувствительный элемент датчика лможет подвергатьс  воздействию стружки и выдавать при этом ложные сигналы о заполнении ковша при пустом ковше. Задн   стенка при этом будет отодвигатьс  назад и в последующем при подсыпке будут наблюдатьс  пропуски. Все это ухудщит качество планировки и потребует исполнительных проходов маидины по одному и тому же месту. Кроме того, при работе на этом устройстве необходимо посто нное вмешательство оператора, например, при перегрузке (заглохании двигател ), при возвращении устройства в транспортное положение после заполнени  ковша и т.п. Цель изобретени  - повышение производительности землеройно-планировочной машины. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство , содержащее т говую раму, шарнирно закрепленный на ней ковш с подвижной задней стенкой, элемент сравнени  положени  ковша, а также датчик и задатчик положени  ковша, подключенные к элементу сравнени  положени  ковша, датчики предельных положений задней стенки, исполнительные механизмы ковша и задней стенки, снабжено датчиком положени  рамы, элеватором и заслонкой, расположенными на ковше , задатчиками положений элеватора и задней стенки ковша, датчиками и задатчиками двух предельных положений заслонки, задатчиками перегрузки и транспортного положени  ковша, элементами сравнени  перегрузки , предельного положени , заслонки, стенки и элеватора и транспортного положени  ковща, исполнительными механизмами перемещени  элеватора и заслонки, логическими элементами И, ИЛИ, НЕ, а также сумматором, на входы которого подключены датчики положений ковша и рамы, выход сумматора подключен к первому входу каждого из элементов сравнени , на второй вход которых подключен один из соответствующих задатчиков, причем выходы двух элементов сравнени  предельных положений заслонки подключены к первому входу соответствующих элементов НЕ, к второму входу которых подключен один из соответствующих датчиков предельных положений заслонки, а выходы двух элементов НЕ подключены к исполнительному механизму заслонки, выходы двух элементов сравнени  предельных положений задней стенки подключены к первому входу соответствующих элементов НЕ, к второму входу которых подключен один из соответствующих датчиков предельного положени  задней стенки, а выходы двух элементов НЕ подключены к исполнительному механизму задней стенки, выход элемента сравнени  транспортного положени  ковша подключен на первый вход элемента И, на второй вход которого подключен один из датчиков предельного положени  задней стенки, а выход элемента И подключен на второй вход элемента ИЛИ, при этом выход элемента сравнени  положени  подключен к первым входам элементов ИЛИ и НЕ, выход эле .мента сравнени  перегрузки ковща подключен к второму входу последнего, а выходы

элементов НЕ и ИЛИ подключены к исполнительному механизму ковша.

Кроме того, датчик положени  рамы выполнен как датчик относительного положени , неподвижный элемент которого установлен на раме, а подвижный - на ковше, или наоборот.

На фиг. 1 показана кинематическа  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема.

Устройство содержит т говую раму 1, ковш 2, заднюю стенку 3, заслонку 4, элеватор 5, исполнительный механизм 6 ковша (ИМ), исполнительный механизм 7 задней стенки, исполнительный механизм 8 заслонки , исполнительный механизм 9 элеватора, датчик 10 положени  ковша (ДПК), датчик 11 положени  рамы (ДПР), датчик 12 относительно положени , датчик 13 предельных положений задней стенки, датчики 14 предмета положени  заслонки, подвижные элементы 15 датчиков, блок 16 управлени , задатчик 17 перегрузки (фиг. 2), задатчик 18 положени  ковша, задатчики 19 и 20 положений заслонки, задатчик 21 положений элеватора, задатчики 22 и 23 положений задней стенки, задатчик 24 установки ковша в транспортное положение, сум матор 25, элемент 26 сравнени  перемешени  рабочих органов (ЭС).

Устройство содержит т говую раму 1, на которой укреплен ковш 2 с подвижной задней стенкой 3, заслонкой 4 и элеватором 5, исполнительный механизм ковша 6, задней стенки 7, заслонки 8 и элеватора 9.

На ковше размешены ДПК Ю, неподвижные элемнты датчиком 13 предельного положени  задней стенки 3 и заслонки 4. С задней стенкой 3 заслонкой 4 св заны подвижные элементы датчиков предельного положени  13. На т говой раме расположен ДПР 11. Тип датчиков положени  выбираетс  при конструировании. Они могут быть углового положени  или копирными (например , по тросу или лазерному лучу), пропорцилнальными или дискретными. Вместо ДПР возможно использование датчика 12 относительного положени  (рамы), неподвижный элемент которого укреплен на ковше, А подвижный 15 св зан с рамой (или наоборот ). В кабине трактора размещен блок 16 управлени . Все датчики устройства св заны с входом блока управлени , выход которого подключен к исполнительным механизмам перемешени  рабочих органов.

Работу устройства рассмотрим с одним типом датчиков, например угловых 10 и 11, расположенных соответственно на ковше 2 и раме 1.

В исходном положении рама 1 устанавливаетс  в горизонтальное положение, режуша  кромка ковша 2 опушена на уровень колес. Задн   стенка 3 находитс  в переднем крайнем положении, заслонка 4 накрыта , элеватор 5 выключен. В этом положении датчики 10 и 11 выставл ютс  на «О. Машина трогаетс  с места, передние колеса наезжают на возвышенность, измен етс  5 угловое положение рамы 1 и ковша 2. Система стабилизации ковша возвращает его в исходное угловое положение. Дальше рассмотрим работу по структурной схеме (фиг. 2).

0

Сигналы из двух датчиков 10 и 11 складываютс  в сумматоре 25. Суммарный сигнал сравниваетс  в элементах сравнени  с сигналами задатчиков включени  перемешений РО. Так как положение ковша заста5 билизировано, то сигнал с датчика ковша практически посто нный, а сигнал с ДПР мен ет свое значение. Когда режуша  кромка ковша опускаетс  ниже уровн  колес, начинаетс  срезка. При этом сигнал с сумматора 25 превышает значение сигнала с задатчиков 21 и 23, элеватор начинает работать , задн   стенка отодвигаетс  назад. Ковш заполн етс  грунтом. При дальнейшем подъеме передних колес толщина стружки,

5 срезаемой ковшом, и сопротивление срезке увеличиваютс . При превышении определенной толщины стружки возможна пробуксовка колес т гача или заглохание двигател . Чтобы этого не произошло, при настройке устройства задатчиком 17 выбираетс  така  толщина стружки, при которой не происходит пробуксовки колес или заглохани  двигател . При достижении сигнала сумматора 25 величины сигнала с задатчика 17 ЭС 26 через элемент НЕ отключает, канал опускани  ковша. Движение ковша

вниз прекращаетс , но он продолжает наполн тьс  грунтом. Задн   стенка 3 идет назад и когда она доходит до крайнего заднего положени , срабатывает датчик 13 предельного заднего положени  и через элемент НЕ отключает канал движени  стенки

0 назад. Стенка останавливаетс . Одновременно сигнал с датчика 13 подаетс  на элемент И, на второй вход которого подаетс  сигнал с ЭС 26 установки ковша в транспортное положение. Выход элемента И через элемент ИЛИ включает ИМ подъема ковша. Ковш поднимаетс , сигнал с сумматора измен етс . При определенном сигнале, определ емом задатчиком 24 установки ковша в транспортное положение ЭС отключает сигнал элемента И и ковш останавливаетс ,

0 а задатчик 21 с ЭС 26 отключает движение элеватора 5. Устройство транспортирует грунт до тех пор, пока система стабилизации ковша не поднимает ковш выше уровн  колес, т.е. передние колеса не начнут опускатьс  в  му. При достижении сигнала сумматора 25 величины сигналов с задатчиков 19 и 22 соответственно открываетс  зас.юнка 4 и начинаетс  движение стенки 3 впепел. происходит подсыпка. Когда рама возвращаетс  в исходное положение и сигнал с задатчика 20 сравниваетс  с сигналом с сумматора 25, заслонка закрываетс . Устройство возвращаетс  в исходное положение. Работа устройства возможна и от датчика 12 относительного положени . При этом выход датчика относительного положени  подключен непосредственно к входам группы ЭС. Дальнейша  работа аналогична. Таким образом, получаетс  полностью завершенный автоматизированный цикл работы устройства по планировке. При применении пропорциональных датчиков и исполнительных механизмов, а также датчиков , дающих абсолютные отметки высоты (жесткий копирный или световой, например лазерный), получаетс  наибольший эффектв применении, т.е. практически не требуетс  вмешательство оператора при высоком качестве планировочных работ. Наличие информации о положении рамы по отношению к положению ковша позвол ет получать информацию дл  обеспечени  автоматической работы практически всех рабочих органов машины.

/4 /5 f4 6

/

/

НЕ

Г/Л

II

26 /

26

Фие. 2