SU1282014A1

SU1282014A1 - Способ определени действительной скорости гусеничного транспортного средства

Info

Publication number: SU1282014A1
Application number: SU853877763A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Васильевич Филимонов
Original assignee: Челябинский Филиал Государственного Союзного Научно-Исследовательского Тракторного Института
Priority date: 1985-01-21
Filing date: 1985-01-21
Publication date: 1987-01-07

Abstract

Изобретение относитс к методам и средствам исследовани машин и позвол ет уменьшить погрешности измерени действительной скорости. Устройство , реализующее способ содержит датчики 1, 2 и 3 ускорений, датчик 4 угла поворота и датчик 5 угловой скорости , сигналы с которых подают в усилитель 6 и регистрируют на ленте осциллографа 7. Дл фиксированных моментов времени определ ют замерные значени ускорений по заданному направлению , угол поворота и частоту вращени дл каждой ведущей звезДоч- ки. По их результатам вычисл ют три составл ющие ускорени и окружную скорость ведущей звездочки. По резу- .льтатам вычислени составл ющих ускорени провод т интегрирование. Из результата вычитают соответствующую составл кицую окружной скорости. В результате получают составл ющие скорости оси одного ведущего колеса и вычисл ют составл ющие скорости транспортного средства по приведенным в описании изобретени формулам. 9 ил. (Л

Description

Д..

фиг.б

Изобретение относитс к методам и средствам исследовани машин и служит Дл определени действительной скорости гусеничных транспортных средств, перемещающихс на пересеченной местности с переменной скоро стью по величине и направлению, с различной величиной буксовани .

Цель изобретени - уменьшение погрешности измерени действительной скорости гусеничного транспортного средства и расширение области применени .

На фиг,1 и 2 представлены векторные диаграммы ха15актеризующие предлагаемый способ, на фиг.З - схема установки датчика ускорени в направлении , нормальном к радиусу ведущей звездочки, и единичные векторы выбранной системы координат, на фиг.4 - установка датчика ускорени в направлении, параллельном оси ведущей звездочки, и соответственно повернутой системы единичных векторов , на фиг.З - установка датчика 3 ускорени в направлении вдоль радиуса ведущей звездочки и система единичных векторов, на фиг.6 и 7 - блок-схемы устройства дл осуществлени предлагаемого способа.

При реализации устройства по блок схеме фиг.6 измер емые величины фиксируютс на ленту осциллографа дл последующего анализа и вычислени скорости.

На фиг. 1 и 2 обозначены единичные векторы Xj неподвижной системы координат (J 1,3), индексы ,1 ,2 точки остова трактора (рамы), лежащей в продольной плоскости симметрии , точек левого и правого ведущих колес соответственно, радиус-вектор S ,- датчиков ускорений; радиус - век . тор Rj,; (t,x) осей ведущих звездочек , радиус г; (t) вращени датчиков ускорений (i ведущей звездочки), радиус - вектор R () точки остова трактора, радиус - вектор ) точки контакта ведущей звездочки с опорной поверхностью,вектор В(х ,t) смещени мгновенного цен.тра качени ведущей звездочки в зависимости от величины буксовани гусеничной цепи вектор R(x ), () нормальный к опорной поверхности, равный по мо- ,дулю геометрическому радиусу каче- ни ведущей звездочки (R t Т В) , коле В трактора.

С учетом прин тых обозначений получают систему векторных уравнешш:

R

OCi

к.-4в

R.

и

радиус-вектора, (О

OCj

.dR, dt

dR dt

1Ui

2dt

+ -

1

2dt

- скорости

Таким образом, скорость точки остова трактора, лежащей в плоскости продольной симметрии и плоскости , ей перпендикул рной и проход щей через оси вращени ведущих звездочек , определ етс по формуле

(V 2 «ч

+ V ),

(2)

Скорость оси ведущей звездочки находитс из уравнений:

25

У„

dRee dR-,(xJ dt dt

Если измерить ускорение точки ведущей звездочки с радиус-вектором S в неподвижной системе координат, то произвед последующее 1|нтегриро- вание, получают скорость V по форму- ле:

V JaCt) dt + V

Датчик измер ет ускорение вдоль иксированной дл него оси, поэтому система из трех датчиков будет изме- ть ускорени вдоль трех фиксированных осей. Если d значени ускорений,

замеренных, датчиком вдоль своей оси, то вектор ускорени а будет равен

а - 1±

В предлагаемом способе датчики ускорений сориентированы вдоль радиуса г по нормали к нему в плоскости вращени ведущей звездочки и по нормали к этой плоскости вращени .

Замерив вектор ускорени а, те- кущий угол поворота , угловую скорость u3j и зна величину (г1, можно вычислить вектор абсолютной скорости движени (V.) заданной точки ведущей звездочки.

. Можно вычислить окружную скорость V t3. хг и переносную скорость

ОК t

осей:

ос.

Vi - Vo

Зна скорости осей V

,можно вычислить скорость движени остова трактора V.

В предлагаемом способе измер ютс как величина, так и направление действительной скорости остова трактора независимо от рельефа грунта и вида движени трактора.

При реализации устройства по бло схеме (фиг.9) результаты измерени обрабатываютс в бортовом микропроцессоре , а величина скорости и направление индицируютс на экране прибора в кабине оператора гусеничного транспортного средства.

Устройство дл осуществлени предлагаемого способа содержит три датчика ускорений, замер ющих ускорени : 1 - в направлении, нормальном радиусу ведущего колеса, 2 - параллельно оси ведущей звездочки, 3 - вдоль радиуса ведущей звездочки, датчик 4 угла поворота, датчик 5 угловой скорости, усилитель 6 и осциллограф 7, аналого-цифровой преобразователь 8, микропроцессор 9 и индикатор 10.

Способ осуществл етс следующим образом.

Сигналы датчиков 1-5 (фиг.8 и 9) подают в усилитель 6 и регистрируют либо на ленте осциллографа 7, либо преобразуют из аналоговой формы в цифровой код Б аналого-цифровом преобразователе 8.

По осциллограмме дл фиксированных моментов времени определ ют замеренные значени ускорений по заданному направлению, угол поворота и частоту вращени дл каждой ведущей звездочки. По результатам этих измерений вычисл ют три составл ющие ускорени дл выбранных моментов времени , окружную скорость ведущей звездочки . По результатам вычислени составл ющих ускорени провод т интегрирование , из результата вычитают соответствующую составл ющую окружной скорости. В результате получают составл ющие скорости оси одного ведущего колеса. После этого выполн ют эти вычислени дл определени составл ющих скорости дл другой ве- душей зьездочки и вычисл ют составл ющие скорости транспортного средства по приведенной выше формуле.

Последовательно вычисл составл ющие скорости транспортного средст

ва дл фиксированных моментов времени , наход т величину и направление скорости транспортного средства в любой момент времени.

Claims

Формула изобретени

Способ определени действительной скорости гусеничного транспортного .средства, заключающийс в том, что измер ют частоту вращени колеса заданного диаметра, закрепленного на корпусе транспортного средства с возможностью качени относительно грунт,а, отличающийс тем, что, с целью уменьшени погрешности и расширени области применени , дополнительно измер ют частоту вращени обеих ведущих звездочек транспортного средства, одловремен- но измер ют ускорение в трез. взаимно перпендикул рных направлени х на , заданных рассто ни х от осей вращени звездочек, а скорость определ ют по формуле

(t) |(V 2 01

(t)

0

5

0

5

0

5

,: .d,

где (t) jr(t)dt+v;,, -V, - cKo-J . pocTb оси правой () или левой () ведущих ЗБездочек, V А,хг(ч- ) - окружна ско .

рость 1 - ведущей звез- дочки,

a i(t) i°+(d,, , +d5, sin,)i2 + + (d,; sin 4.+d,j созЧ,- ),,- ускорение, замеренное на заданном рассто нии г от оси i- ведущей звездочки, ,d,,- - ускорение,замеренное датчиками, установленными на заданных рассто ни х дл i - ведущей звездочки в трех взаим- ноперпендикул рных направлени х: перпендикул рно радиусу, параллельно оси ведущей звездочки , вдоль. радиуса, текущий угол поворота радиуса относительно нормали к окружности ведущей звездочки в точке касани ее с опорной поверхностью; углова скорость i -ве.- дущей звездочки;

4,(t) 3 ,(t)

начальна скорость i - ведущей звездочки в месте установки датчиков ускорени ;

) - заданное рассто ние от оси-вращени i - ведущей звездочки до точки, в которой установлены датчики ускорений.

Фаг2

to

Фиг4

фиг. 5

сраг.7