RU2602516C1 - Snowplow working elements automatic control system - Google Patents

Snowplow working elements automatic control system Download PDF

Info

Publication number
RU2602516C1
RU2602516C1 RU2015126591/11A RU2015126591A RU2602516C1 RU 2602516 C1 RU2602516 C1 RU 2602516C1 RU 2015126591/11 A RU2015126591/11 A RU 2015126591/11A RU 2015126591 A RU2015126591 A RU 2015126591A RU 2602516 C1 RU2602516 C1 RU 2602516C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
snowplow
transceivers
working
doppler
working bodies
Prior art date
Application number
RU2015126591/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марина Анатольевна Гурулева
Виктор Сергеевич Марюхненко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority to RU2015126591/11A priority Critical patent/RU2602516C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602516C1 publication Critical patent/RU2602516C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61DBODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D15/00Other railway vehicles, e.g. scaffold cars; Adaptations of vehicles for use on railways
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01HSTREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H5/00Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to control over railway cleaning equipment. System comprises two transceivers, which antennas are installed on snowplow roof in its head and tail parts and continuously emitting radio signal, irradiating base in horizontal plane with width equal to snowplow width with open wings at specified distance to snowplow. Two Doppler narrowing beams units DOL are performing radio-locating range-finding Doppler processing of reflected signals received by transceivers, computer based information processing and control unit calculates working members position and process obstacles coordinates and generates required combinations of signals levels at corresponding step bipolar electric motor windings. At that, system also includes front shield and side wings spool-type pneumatic valves, front shield and side wings pneumatic cylinders, controlling operation of corresponding working element, and working members position sensors.
EFFECT: preventing snowplow working members with process obstacle contact interaction.
1 cl, 3 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к системам, предназначенным для повышения безопасности движения железнодорожных плужных снегоочистителей за счет автоматического управления рабочими органами последних.The present invention relates to railway transport, and in particular to systems designed to improve the safety of railway plow snowplows by automatically controlling the working bodies of the latter.

Известно (см. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации: утверждены Минтрансом России 21.12.2010 г. / М-во трансп. РФ. - Изд. офиц. - М.: Трансинфо, 2011. - 255 с.), что применение снегоочистителей на перегоне ограничивается технологическими препятствиями, к которым относятся: настилы железнодорожных переездов и пешеходных переходов, напольное оборудование КТСМ, УКСПС, датчики диагностических комплексов, контррельсы, сбрасывающие стрелки перед мостами, тоннелями, негабаритные светофоры, опоры контактной сети и прочее. Технологические препятствия ограждаются временными сигнальными знаками «Поднять нож, закрыть крылья», «Опустить нож, открыть крылья», по которым машинист приводит рабочие органы снегоочистителя в транспортное (поднят лобовой щит, закрыты боковые крылья) или рабочее (опущен лобовой щит, раскрыты боковые крылья) положение, соответственно.It is known (see. Rules for the Technical Operation of Railways of the Russian Federation: Approved by the Ministry of Transport of Russia on December 21, 2010 / M-transport of the Russian Federation. - Ed. Offic. - M .: Transinfo, 2011. - 255 pp.) That the use of snow plows on the stage, it is limited to technological obstacles, which include: crossings of railway crossings and pedestrian crossings, outdoor equipment KTSM, UKPSS, sensors of diagnostic complexes, counter rails, dropping arrows in front of bridges, tunnels, oversized traffic lights, contact network supports, etc. Technological obstacles are protected by temporary warning signs “Raise the knife, close the wings”, “Lower the knife, open the wings”, by which the driver brings the working elements of the snow thrower into the transport (frontal shield is raised, side wings are closed) or work (frontal shield is lowered, side wings are opened ) position, respectively.

Между тем, как показывает опыт расчистки железнодорожных путей снегоуборочной техникой, возможны случаи повреждений элементов железнодорожной инфраструктуры, относящихся к технологическим препятствиям. Причинами таких инцидентов могут быть:Meanwhile, as the experience of clearing railway tracks with snow removal equipment shows, there may be cases of damage to railway infrastructure elements related to technological obstacles. The reasons for such incidents may be:

- влияние человеческого фактора;- the influence of the human factor;

- несвоевременная установка временных сигнальных знаков;- untimely installation of temporary signal signs;

- закрытие ограждающих временных знаков снежными заносами;- Closing the enclosing temporary signs with snowdrifts;

- случайное или преднамеренное удаление временных знаков;- accidental or deliberate removal of temporary characters;

- плохая видимость.- bad visibility.

Каждое из технологических препятствий является ответственным элементом в системе обеспечения безопасности движения железнодорожного транспорта, их повреждение недопустимо.Each of the technological obstacles is a crucial element in the system for ensuring the safety of railway traffic, their damage is unacceptable.

Из существующего уровня техники известно изобретение - рабочий орган плужного снегоочистителя (авторское свидетельство к изобретению номер SU 1507897, дата публикации 15.09.1989 г.), который содержит подъемный щит, установленный с возможностью перемещения в вертикальном направлении посредством пневматического цилиндра, и неподвижный щит, на котором установлен противовес, выполненный в виде козырька. Для перевода рабочего органа из транспортного положения в рабочее в пневматический цилиндр подается воздух. При этом подъемный щит опускается, а козырек поднимается вверх, уравновешивая массу подъемных частей. При подходе к препятствию при помощи пневматического крана управления подается сжатый воздух в штоковую полость пневматического цилиндра, и подъемный щит ускоренно поднимается, чему способствует поворот козырька.From the existing level of technology, the invention is known - the working body of a plow snowplow (copyright certificate for the invention number SU 1507897, publication date 09/15/1989), which contains a hoist mounted with the possibility of movement in the vertical direction by means of a pneumatic cylinder, and a fixed shield, on which has a counterweight made in the form of a visor. To transfer the working body from the transport position to the working one, air is supplied to the pneumatic cylinder. At the same time, the lifting shield lowers, and the visor rises up, balancing the mass of the lifting parts. When approaching the obstruction, compressed air is supplied to the rod cavity of the pneumatic cylinder by means of a pneumatic control valve, and the lifting shield rises rapidly, which is facilitated by the rotation of the visor.

Основной недостаток данной системы - ручное управление пневматическим краном при подходе к технологическому препятствию, что не исключает прохождение места расположения препятствий с рабочим положением органов плужного отвала.The main disadvantage of this system is the manual control of a pneumatic crane when approaching a technological obstacle, which does not exclude the passage of the location of the obstacles with the working position of the plow blade.

Известно изобретение - рабочий орган плужного снегоочистителя (авторское свидетельство к изобретению номер SU 1559032, дата публикации 23.04.1990 г.), отвал которого установлен с возможностью свободного перемещения в вертикальном направлении относительно рамы. К отвалу в нижней части шарнирно присоединены ножи, установленные с возможностью поворота посредством кинематически связанного с ним силового цилиндра с помощью кулачка. При очистке снега во время движения отвал преодолевает сопротивление очищаемого слоя снежного покрова. При наезде какого-либо ножа на препятствие резко увеличивается сопротивление его перемещению, преодолевается усилие цилиндра, нож поворачивается относительно оси, принимает горизонтальное положение и проходит препятствие без поломки. Когда нож упирается в препятствие, высота которого значительна и сопротивление перемещения еще больше возрастает, возникает вертикальная подъемная сила, действующая на отвал, последний перемещается вертикально вверх и нож обходит препятствие. После прохода препятствия отвал опускается вниз, цилиндр возвращает нож в первоначальное положение.The invention is known - the working body of a plow snowplow (copyright certificate for the invention number SU 1559032, publication date 04/23/1990), the blade of which is installed with the possibility of free movement in the vertical direction relative to the frame. Knives mounted pivotally to the blade in the lower part are mounted pivotally by means of a cam with a kinematically connected power cylinder. When cleaning snow while driving, the blade overcomes the resistance of the snow layer being cleaned. When a knife hits an obstacle, its resistance to movement sharply increases, the force of the cylinder is overcome, the knife rotates about its axis, takes a horizontal position and passes the obstacle without breaking. When the knife rests against an obstacle, the height of which is significant and the resistance to displacement increases even more, there is a vertical lifting force acting on the blade, the latter moves vertically upward and the knife bypasses the obstacle. After passing the obstacle, the blade drops down, the cylinder returns the knife to its original position.

Основной недостаток данного изобретения: контактное взаимодействие ножей отвала с технологическим препятствием, что для конструкций некоторых из препятствий не является допустимым. Например, контакт с датчиком УКСПС может привести к срабатыванию последнего.The main disadvantage of this invention is the contact interaction of the blade knives with a technological obstacle, which is not acceptable for the designs of some of the obstacles. For example, contact with the UKPSS sensor may trigger the latter.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка автоматизированной системы управления плужным отвалом снегоочистителя, которая исключает проход мест расположения технологических препятствий с рабочим положением рабочих органов.The objective of the proposed technical solution is to develop an automated control system for the plow blade of the snow blower, which eliminates the passage of the locations of technological obstacles with the working position of the working bodies.

Данная задача решается за счет того, что заявленная система автоматического управления рабочими органами плужного снегоочистителя включает два приемопередатчика, антенны которых установлены на крыше снегоочистителя в его головной и хвостовой части и излучают непрерывно радиосигнал, облучая основание в горизонтальной плоскости шириной, равной ширине захвата снегоочистителя при раскрытых крыльях на заданном расстоянии до снегоочистителя; два блока доплеровского обужения луча ДОЛ, осуществляющие радиолокационную дальномерно-доплеровскую обработку принятых приемопередатчиками отраженных сигналов; блок обработки информации и управления на базе ЭВМ, осуществляющий вычисление положения рабочих органов и координат «дальность-пространственный угол» технологического препятствия и формирующий требуемые комбинации уровней сигналов на обмотках соответствующего шагового биполярного электродвигателя; пневматические краны золотникового типа лобового щита и боковых крыльев; пневматические цилиндры лобового щита и боковых крыльев, управляющие работой соответствующего рабочего органа; датчики положения рабочих органов. Система может быть дополнена звуковой сигнализацией перевода рабочих органов в каждое из положений, а также сигнализацией неисправности составляющих системы. Антенны приемопередатчиков, предпочтительно, имеют веерную диаграмму направленности.This problem is solved due to the fact that the claimed system of automatic control of the working bodies of the plow blower includes two transceivers whose antennas are mounted on the roof of the snow blower in its head and tail and emit a continuous radio signal, irradiating the base in a horizontal plane with a width equal to the width of the snow blower when open wings at a predetermined distance to the snowplow; two blocks of the Doppler beam narrowing of the DOL beam, performing radar ranging-Doppler processing of the reflected signals received by the transceivers; a computer-based information processing and control unit that calculates the position of the working bodies and the “distance-spatial angle” coordinates of the technological obstacle and generates the required combinations of signal levels on the windings of the corresponding step-by-step bipolar electric motor; pneumatic valves of the slide valve type of the frontal shield and side wings; pneumatic cylinders of the frontal shield and side wings that control the operation of the corresponding working body; sensors of the position of the working bodies. The system can be supplemented with an audible alarm to transfer the working bodies to each of the provisions, as well as an alarm system malfunction components. The transceiver antennas preferably have a fan pattern.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является предупреждение контактного взаимодействия рабочих органов снегоочистителя с технологическим препятствием, благодаря своевременному автоматическому переводу органов плужного отвала снегоочистителя из рабочего положение в транспортное, и наоборот, без участия машиниста. Это позволит исключить возможность повреждения рабочих органов снегоочистителя и конструкций технологических препятствий по причине их контакта, сократить расстояние до технологического препятствия, на котором должен осуществляться переход снегоочистителя из рабочего в транспортное положение за счет сокращения времени перехода, уменьшить трудо- и время-затраты обслуживающего персонала на установку/демонтаж временных сигнальных знаков «Поднять нож, закрыть крылья», «Опустить нож, открыть крылья», а также на ручную расчистку снега сокращенного участка пути перед препятствием.The technical result provided by the given set of features is to prevent contact interaction of the working bodies of the snow plow with a technological obstacle, due to the timely automatic translation of the plow blade of the snow plow from the working position to transport, and vice versa, without the participation of the driver. This will eliminate the possibility of damage to the working bodies of the snow blower and the design of technological obstacles due to their contact, reduce the distance to the technological obstacle at which the snow thrower should move from the working position to the transport position by reducing the transition time, reduce labor and time costs of maintenance personnel by installation / dismantling of temporary signal signs “Raise the knife, close the wings”, “Lower the knife, open the wings”, as well as manual clearing of snow with shortened section of the path in front of the obstacle.

Таким образом, внедрение автоматической системы управления рабочими органами снегоочистителя в процесс снегоуборки железнодорожных путей увеличит безопасность производства снегоуборочных работ и движения железнодорожного транспорта, в целом, а также даст положительный экономический эффект.Thus, the introduction of an automatic control system for the working bodies of the snowthrower in the process of snow removal of railway tracks will increase the safety of snow removal and railway traffic, in general, and will also give a positive economic effect.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено: на фиг. 1 - структурная схема автоматического управления технологическими органами снегоочистителя, на фиг. 2 - пояснение определения положения технологического препятствия относительно вектора скорости снегоочистителя, на фиг. 3 - пневматический кран золотникового типа, перевод технологического органа в: а) рабочее положение; б) транспортное положение.The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict: in FIG. 1 is a structural diagram of an automatic control of technological elements of a snow thrower; FIG. 2 is an explanation of determining the position of a technological obstacle with respect to the velocity vector of the snow thrower; 3 - pneumatic valve of the slide valve type, transfer of the technological body to: a) working position; b) transport position.

На фиг. 1 обозначены: ДОЛ - доплеровское обужение луча; φij - угол положения i, j-го элемента разрешения в горизонтальной плоскости, в котором обнаружено препятствие; i = 1, m ¯

Figure 00000001
, m - число стробов дальности в зоне обзора, j = 1, n ¯
Figure 00000002
, n - число доплеровских фильтров; ЛЩ - лобовой щит; БК - боковые крылья; 1, 2 - соответственно, выход 1 и выход 2 блока обработки информации и управления.In FIG. 1 marked: DOL - Doppler beam narrowing; φ ij is the angle of the position of the i, jth resolution element in the horizontal plane in which the obstacle is detected; i = one, m ¯
Figure 00000001
, m is the number of range gates in the field of view, j = one, n ¯
Figure 00000002
, n is the number of Doppler filters; HP - frontal shield; BK - side wings; 1, 2 - respectively, output 1 and output 2 of the information processing and control unit.

На фиг. 2 обозначены: φ0, φ1, φ2, φ3 - углы положения оси пути, крайних точек рельсов и облучаемой поверхности, соответственно, в горизонтальной плоскости; А - приемопередающая антенна; V - вектор скорости снегоочистителя.In FIG. 2 marked: φ 0 , φ 1 , φ 2 , φ 3 - the angles of the position of the axis of the path, the extreme points of the rails and the irradiated surface, respectively, in the horizontal plane; A - transceiver antenna; V is the velocity vector of the snow blower.

На фиг. 3 обозначены: ПЦ - пневматический цилиндр.In FIG. 3 marked: PC - pneumatic cylinder.

Система автоматического управления рабочими органами плужного снегоочистителя включает два приемопередатчика, антенны которых установлены на крыше снегоочистителя в его головной и хвостовой частях и излучают непрерывно радиосигнал, облучая основание в горизонтальной плоскости шириной, равной ширине захвата снегоочистителя при раскрытых крыльях на заданном расстоянии до снегоочистителя; два блока доплеровского обужения луча ДОЛ, осуществляющие радиолокационную дальномерно-доплеровскую обработку принятых приемопередатчиками отраженных сигналов; блок обработки информации и управления на базе ЭВМ, осуществляющий вычисление положения рабочих органов и координат «дальность-пространственный угол» технологического препятствия и формирующий требуемые комбинации уровней сигналов на обмотках соответствующего шагового биполярного электродвигателя; пневматические краны золотникового типа лобового щита ЛЩ и боковых крыльев БК; пневматические цилиндры лобового щита ЛЩ и боковых крыльев БК, управляющие работой соответствующего рабочего органа; датчики положения рабочих органов.The system for automatic control of the working bodies of a plow snowplow includes two transceivers whose antennas are mounted on the snow plow roof in its head and tail parts and emit a radio signal continuously, irradiating the base in a horizontal plane with a width equal to the width of the snow plow with the wings open at a given distance to the snow plow; two blocks of the Doppler beam narrowing of the DOL beam, performing radar ranging-Doppler processing of the reflected signals received by the transceivers; a computer-based information processing and control unit that calculates the position of the working bodies and the “distance-spatial angle” coordinates of the technological obstacle and generates the required combinations of signal levels on the windings of the corresponding step-by-step bipolar electric motor; pneumatic valves of the spool type of the frontal shield of the HP and the side wings of the aircraft; pneumatic cylinders of the frontal shield of the HP and the side wings of the BC, controlling the work of the corresponding working body; position sensors of working bodies.

Система работает следующим образом. Поверхность верхнего строения железнодорожного пути в ходе движения снегоочистителя облучается двумя антеннами (предпочтительно, с веерной диаграммой направленности) приемопередатчика 1 и приемопередатчика 2 (фиг. 1), установленными на крыше снегоочистителя, соответственно, в его головной и хвостовой частях по центру (проекция основного направления излучения антенны на основание совпадает с осью железнодорожного пути). Антенны излучают непрерывный радиосигнал, облучая основание в горизонтальной плоскости шириной, равной ширине захвата снегоочистителя при раскрытых крыльях. При этом головная и хвостовая антенны жестко установлены под определенным углом к облучаемому основанию таким образом, чтобы облучать поверхность на заданном расстоянии от снегоочистителя, достаточном для полного перевода рабочего органа в транспортное положение перед препятствием.The system operates as follows. The surface of the railway track during the movement of the snow thrower is irradiated by two antennas (preferably with a fan radiation pattern) of the transceiver 1 and transceiver 2 (Fig. 1) mounted on the roof of the snow thrower, respectively, in its center and tail parts in the center (projection of the main direction radiation antenna on the base coincides with the axis of the railway track). Antennas emit a continuous radio signal, irradiating the base in a horizontal plane with a width equal to the width of the snow thrower with the wings spread. In this case, the head and tail antennas are rigidly mounted at a certain angle to the irradiated base in such a way as to irradiate the surface at a predetermined distance from the snow thrower, sufficient to completely transfer the working body to the transport position in front of the obstacle.

Принимаемые каждой антенной отраженные от основания сигналы поступают на блоки доплеровского обужения луча ДОЛ1 и ДОЛ2, в которых производится радиолокационная дальномерно-доплеровская обработка сигналов.The signals received from each antenna from the base are fed to the Doppler beam fouling units DOL1 and DOL2, in which the radar rangefinder-Doppler signal processing is performed.

1. Блок ДОЛ включает в себя М стробов дальности (ключей), которые последовательно открываются и пропускают отраженный сигнал: из сигнала в каждый из промежутков времени [t0, t0+i·Δt] выбираются i-е составляющие сигнала, соответствующие промежуткам дальности [D0, D0+i·ΔD], где ΔD - разрешение по дальности, i = 1, m ¯

Figure 00000001
, m - число стробов дальности в зоне обзора.1. The DOL unit includes M range gates (keys) that open sequentially and pass the reflected signal: from the signal to each of the time intervals [t 0 , t 0 + i · Δt], the ith signal components corresponding to the distance intervals are selected [D 0 , D 0 + i · ΔD], where ΔD is the resolution in range, i = one, m ¯
Figure 00000001
, m is the number of range gates in the field of view.

2. С каждого i-го строба дальности сигнал подается на алгоритм обужения диаграммы направленности антенны: дается оценка доплеровской частоты сигнала путем многоканальной узкополосной фильтрации: из сигнала выбираются j-е составляющие, соответствующие полосе частот [f0, f0+j·Δf], где Δf=ΔFф - ширина полосы пропускания n-го фильтра, j = 1, n ¯

Figure 00000002
, n - число фильтров. Каждому j-му элементу разрешения по частоте ставится в соответствие последовательность j-х элементов разрешения по доплеровскому углу αj исходя из соотношения:2. From each i-th range gate, the signal is fed to the antenna beam narrowing algorithm: the Doppler frequency of the signal is estimated by multi-channel narrow-band filtering: the jth components corresponding to the frequency band [f 0 , f 0 + j · Δf] are selected from the signal where Δf = ΔF f is the bandwidth of the nth filter, j = one, n ¯
Figure 00000002
, n is the number of filters. Each j-th resolution element in frequency is assigned a sequence of j-resolution elements in the Doppler angle α j based on the relation:

Figure 00000003
Figure 00000003

где V - скорость снегоочистителя; λ0 - длина волны излучаемого сигнала; αj - угол отклонения луча от вектора скорости движения снегоочистителя.where V is the speed of the snow blower; λ 0 - wavelength of the emitted signal; α j - the angle of deviation of the beam from the velocity vector of the snowplow.

3. На множестве элементов разрешения по дальности (i-е строки) и частоте (j-е столбцы) в зоне данного направления луча формируется матрица А размерностью m×n в виде совокупности нулей и единиц. Если амплитуда сигнала i, j-го элемента A(i, j) превышает порог обнаружения (соответствует отражению от препятствия), то в матрице на месте i, j-го элемента формируется «1», в противном случае - «0». Геометрически i,j-й элемент образуется пересечением конической поверхности диаграммы направленности антенны сферическими поверхностями уровня дальности и коническими поверхностями уровня доплеровского угла.3. On a set of resolution elements in range (i-th row) and frequency (j-th columns) in the zone of a given direction of the beam, a matrix A of dimension m × n is formed in the form of a set of zeros and ones. If the amplitude of the signal of the i, jth element A (i, j) exceeds the detection threshold (corresponds to reflection from an obstacle), then “1” is formed in the matrix in place of the i, jth element, otherwise, “0”. Geometrically, the i, jth element is formed by the intersection of the conical surface of the antenna pattern with the spherical surfaces of the range and the conical surfaces of the Doppler angle.

Блок обработки информации и управления на базе ЭВМ осуществляет вычисление координат «дальность-пространственный угол» технологического препятствия по информации от блоков ДОЛ и положения рабочих органов - по сигналам датчиков положения лобового щита ЛЩ и боковых крыльев БК, после чего формирует требуемые комбинации уровней сигналов на выходах. Последние поступают на обмотки шагового биполярного электродвигателя лобового щита ЛЩ и боковых крыльев БК. При обнаружении препятствия блоком обработки информации и управления на соответствующем выходе (на выходе 1 - при обнаружении препятствия внутри колеи пути, т.е. при φij∈(φ0; ±φ1) и ∉(±φ2; ±φ3); на выходе 2 - при обнаружении препятствия за пределами колеи пути, т.е. при φij∈(±φ2; ±φ3) и ∉(φ0; ±φ1); на обоих выходах - при обнаружении смешанного препятствия, т.е. при φij∈(φ0; ±φ1) и ∈(±φ2; ±φ3), где φij - угол положения i,j-го элемента разрешения в горизонтальной плоскости, в котором обнаружено препятствие, φ0, φ1, φ2, φ3 - соответственно, углы положения оси пути, крайних точек рельсов и облучаемой поверхности в горизонтальной плоскости (фиг. 2)) формируется комбинация уровней сигналов, при которой вал нужного двигателя поворачивается на один шаг против часовой стрелки. Пневматический кран лобового щита ЛЩ и/или боковых крыльев БК переходит в положение б) (фиг. 3), управляя работой пневматического цилиндра ПЦ лобового щита ЛЩ и/или боковых крыльев БК. Соответствующий рабочий орган снегоочистителя - лобовой щит ЛЩ и/или боковые крылья БК переходят в транспортное положение. При проследовании препятствия из зоны облучения антенной 1 комбинация уровней сигналов на обмотках электродвигателей не изменяется, рабочий орган остается в прежнем положении до момента проследования данного препятствия из зоны облучения антенной 2. Тогда на нужном выходе блока обработки информации и управления формируется комбинация уровней сигналов, при которой вал соответствующего шагового электродвигателя поворачивается на один шаг по часовой стрелке, пневматический кран переходит в положение а) (фиг. 3), рабочий орган снегоочистителя - в рабочее положение.The information processing and control unit on the basis of a computer calculates the “range-spatial angle” coordinates of the technological obstacle from the information from the DOL units and the position of the working bodies — from the signals of the LS frontal shield position sensors and BC side wings, after which it forms the required combinations of signal levels at the outputs . The latter enters the windings of the stepping bipolar electric motor of the frontal shield of the LS and the side wings of the BC. When an obstacle is detected by the information processing and control unit at the corresponding output (at output 1, when an obstacle is detected inside the track, i.e., for φ ij ∈ (φ 0 ; ± φ 1 ) and ∉ (± φ 2 ; ± φ 3 ) ; at exit 2, when an obstacle is detected outside the track, i.e., for φ ij ∈ (± φ 2 ; ± φ 3 ) and ∉ (φ 0 ; ± φ 1 ); at both outputs, when a mixed obstacle is detected, i.e., for φ ij ∈ (φ 0 ; ± φ 1 ) and ∈ (± φ 2 ; ± φ 3 ), where φ ij is the position angle of the i, jth resolution element in the horizontal plane in which the obstacle is detected, φ 0, φ 1, φ 2, φ 3 - respectively, corners put tions path axis, the extreme points of the rails and the irradiated surface in the horizontal plane (Fig. 2)) is formed by a combination of signal levels at which required engine shaft is rotated by one step counterclockwise. The pneumatic crane of the frontal shield of the HP and / or side wings of the BC goes into position b) (Fig. 3), controlling the operation of the pneumatic cylinder PC of the front shield of the PS and / or side wings of the BC. The corresponding working body of the snowthrower - the frontal shield of the LS and / or the side wings of the BC, go into transport position. When an obstacle is traced from the antenna irradiation zone 1, the combination of signal levels on the motor windings does not change, the working body remains in the same position until this obstacle is traced from the antenna irradiation zone 2. Then, at the desired output of the information processing and control unit, a combination of signal levels is formed at which the shaft of the corresponding stepper motor rotates one step clockwise, the pneumatic valve goes into position a) (Fig. 3), the snow removal tool Tela - in working position.

В случае, если снегоочиститель проследовал препятствие зоной облучения антенны 1, но еще не проследовал зоной облучения антенны 2, и антенной 1 произошло обнаружение еще одного препятствия, блок обработки информации и управления не изменит сигналы на выходах, пока не произойдет обнаружения второго препятствия в зоне облучения антенны 2 и его проследования из зоны облучения антенны 2.If the snow plow has followed the obstacle by the irradiation zone of antenna 1, but has not yet followed the irradiation zone of antenna 2, and one more obstacle was detected by antenna 1, the information processing and control unit will not change the signals at the outputs until the second obstacle in the irradiation zone is detected antennas 2 and its progress from the irradiation zone of antenna 2.

Система может быть дополнена звуковой сигнализацией перевода рабочих органов из транспортного положения в рабочее и обратно, а также сигнализацией неисправности тех или иных структурных органов системы по сигналам блока обработки информации и управления (на фигурах не показано).The system can be supplemented with a sound signaling of the transfer of working bodies from the transport position to the working one and vice versa, as well as a signaling of a malfunction of various structural organs of the system according to the signals of the information processing and control unit (not shown in the figures).

Заявленная система, реализующая радиолокационный дальномерно-доплеровский способ обнаружения технологического препятствия для автоматического управления рабочими органами плужного снегоочистителя при движении последнего по железнодорожному пути, обеспечивает высокую достоверность обнаружения технологических препятствий, своевременность перевода рабочих органов в нужное положение на заданном расстоянии до препятствия без участия машиниста снегоочистителя.The claimed system that implements a radar rangefinder-Doppler method of detecting a technological obstacle for automatic control of the working bodies of a plow snowplow when the latter moves along a railway track provides high reliability of detecting technological obstacles, the timeliness of moving the working bodies to the desired position at a predetermined distance to the obstacle without the participation of a snow plow driver.

Claims (2)

1. Система автоматического управления рабочими органами плужного снегоочистителя, характеризующаяся тем, что она включает два приемопередатчика, антенны которых установлены на крыше снегоочистителя в его головной и хвостовой частях и излучают непрерывно радиосигнал, облучая основание в горизонтальной плоскости шириной, равной ширине захвата снегоочистителя при раскрытых крыльях на заданном расстоянии до снегоочистителя; два блока доплеровского обужения луча ДОЛ, осуществляющие радиолокационную дальномерно-доплеровскую обработку принятых приемопередатчиками отраженных сигналов; блок обработки информации и управления на базе ЭВМ, осуществляющий вычисление положения рабочих органов и координат «дальность-пространственный угол» технологического препятствия и формирующий требуемые комбинации уровней сигналов на обмотках соответствующего шагового биполярного электродвигателя; пневматические краны золотникового типа лобового щита и боковых крыльев; пневматические цилиндры лобового щита и боковых крыльев, управляющие работой соответствующего рабочего органа; датчики положения рабочих органов.1. The system of automatic control of the working bodies of the plow snow blower, characterized in that it includes two transceivers whose antennas are mounted on the roof of the snow blower in its head and tail parts and emit a radio signal continuously, irradiating the base in a horizontal plane with a width equal to the grip of the snow blower with the wings open at a given distance to the snow blower; two blocks of the Doppler beam narrowing of the DOL beam, performing radar ranging-Doppler processing of the reflected signals received by the transceivers; a computer-based information processing and control unit that calculates the position of the working bodies and the “distance-spatial angle” coordinates of the technological obstacle and generates the required combinations of signal levels on the windings of the corresponding step-by-step bipolar electric motor; pneumatic valves of the slide valve type of the frontal shield and side wings; pneumatic cylinders of the frontal shield and side wings that control the operation of the corresponding working body; position sensors of working bodies. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнена звуковой сигнализацией перевода рабочих органов в каждое из положений, а также сигнализацией неисправности составляющих системы, антенны приемопередатчиков имеют веерную диаграмму направленности. 2. The system according to p. 1, characterized in that it is supplemented by an audible alarm to transfer the working bodies to each of the positions, as well as an alarm of malfunctioning components of the system, the antennas of the transceivers have a fan beam pattern.
RU2015126591/11A 2015-07-02 2015-07-02 Snowplow working elements automatic control system RU2602516C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126591/11A RU2602516C1 (en) 2015-07-02 2015-07-02 Snowplow working elements automatic control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126591/11A RU2602516C1 (en) 2015-07-02 2015-07-02 Snowplow working elements automatic control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2602516C1 true RU2602516C1 (en) 2016-11-20

Family

ID=57760157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015126591/11A RU2602516C1 (en) 2015-07-02 2015-07-02 Snowplow working elements automatic control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602516C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU654727A1 (en) * 1977-12-15 1979-03-30 Предприятие П/Я В-2823 Control system of snow-plough working member
SU1559032A1 (en) * 1988-07-04 1990-04-23 Проектно-Технологическо-Конструкторское Бюро Главного Управления Пути Мпс Ссср Snow plough working member
DE3940887A1 (en) * 1989-12-11 1991-07-04 Schmidt Alfred Ing Gmbh SNOW PLOW
RU2361035C1 (en) * 2008-02-01 2009-07-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменская государственная сельскохозяйственная академия" Suspension of snow plough
WO2013119885A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-15 Pro-Tech Manufacturing And Distribution, Inc. Material pusher with control system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU654727A1 (en) * 1977-12-15 1979-03-30 Предприятие П/Я В-2823 Control system of snow-plough working member
SU1559032A1 (en) * 1988-07-04 1990-04-23 Проектно-Технологическо-Конструкторское Бюро Главного Управления Пути Мпс Ссср Snow plough working member
DE3940887A1 (en) * 1989-12-11 1991-07-04 Schmidt Alfred Ing Gmbh SNOW PLOW
RU2361035C1 (en) * 2008-02-01 2009-07-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменская государственная сельскохозяйственная академия" Suspension of snow plough
WO2013119885A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-15 Pro-Tech Manufacturing And Distribution, Inc. Material pusher with control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6614569B2 (en) Optical route inspection system and method
JP6697797B2 (en) Optical path survey system and method
CA3061806A1 (en) Autonomous aerial vehicle navigation systems and methods
CN110612242B (en) Weeding at high speed
EP2778714A1 (en) Method for detecting traffic offences in an area with traffic lights by measuring the rear of vehicles using a radar device
CN110271582B (en) System and method for monitoring safety of cross-road bridge area
CN109552367A (en) The train driving guard system and method combined based on communication with initiative recognition
DE102014208522A1 (en) HAZARDOUS AREA MONITORING ON A TRAINER TRANSFER
CN205301579U (en) Bird linked system is visited, is driven on airport
EP2110798A1 (en) Method for monitoring a vehicle path for a pre-defined type of vehicle
CN113920728B (en) Detection and early warning method and system for obstacles thrown on highway
CN112627261B (en) Shovel blade attitude control system and method based on machine vision and land leveler
US5625340A (en) Device for supervising an area
CN110466562A (en) There are detection devices and method for a kind of level crossing based on infrared laser and microwave
RU2602516C1 (en) Snowplow working elements automatic control system
EP1224644B1 (en) Device for controlling the flow of traffic at a crossroads, especially for controlling traffic lights
DE102014208528A1 (en) DEVICE FOR THE TRAFFIC-RELATED CONTROL OF BARRIER AND LIGHT SIGNALS ON A TRACK
DE102017005318A1 (en) Warning about a stationary or moving vehicle by robot
AU2018405226B2 (en) System and method for monitoring a railroad grade crossing
DE102013002994A1 (en) Method and device for determining a coverage area of a traffic route
Ragab Simulating camel-vehicle accidents avoidance system
WO2002101411A2 (en) Inspection system
DE102020105840A1 (en) Traffic control device, traffic control system, traffic information system, retrofittable receiver module and method for managing traffic
CN213091887U (en) Laser radar speed measurement system
CN109709567A (en) Rail and the device of side slope barrier monitoring

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180703