FI82150C - Driv- och styrsystem foer foerarloesa transportenheter. - Google Patents

Description

1 82150 Käyttö- ja ohjausjärjestelmä ajajattomille kuljetusyksiköille Driv- och styrsystem för förarlösa transportenheter.

Esillä olevan keksinnön kohteena on ajajättönien kuljetusyksi-köiden käyttö- ja ohjausjärjestelmiin jossa on kaksi käyttö-pyörää sekä lisäksi vapaana pyöriviä tukipyoriä. Llolemmat käyttöpyörät kääntyvät pystysuorilla ohjausakseleilla kulman «, β ja ennalta määrätty käyttöpyörä on vapaasti ohjattavissa nopeudeltaan.

Tällaiset käyttö- ja ohjausjärjestelmät ovat yleisesti käytettävissä, kun on kyse ajettavien kohteiden käytöstä ja ohjauksesta, kuten esim. hallikuljetuslaitteissa ajettaessa tai ohjattaessa raiteettomia ajoneuvoja.

On olemassa tuttuja ajamattomien kuljetusyksiköideh käyttöjä ohjausjärjestelmiä, joissa on yksilöllisesti käytettäviä kayttöpyoriä sijoitettu kääntyväksi pystysuoralle akselille. Niinpä esim. D3-AS n;o 2 555 365 :ssa on kuvattu kauko-ohjat-tujen kuljetusyksiköiden ohjausjärjestelmä, jossa on kaksi käyttöpyöraä R^ , R-g ja. tarpeen vaatiessa lisäksi vapaana pyöriviä tukipyoriä. R^, Rg :tä käytetään käyttönopeuksilla ja Vg ja ohjataan ohjauskulman määräävän suuntaviivan avulla, jossa <χ,β tarkoittavat kulmia, jotka muodostuvat käyttöpyorien R» , Rg kulloisenkin ajosuunnan ja niiden ohjaus-akselien muodostaman yhteyslinjan välille. Tämän lisäksi on jokaiselle käyttöpyörälle annettu avulcsi sen kanssa kääntyvä antenni, joka tunnustelee sähköistä ohjauskaapelia ja kääntää ohjausmoottorin avulla käyttöpyörän niin, että antenni sijaitsee koko ajan ohjausuralla ja ohjaa käyttöpyöraä ohjausuraa pitkin. Ennalta määrätyn käyttöpyörän käyttö-nopeutta VA voidaan sitten ohjata ohjausyksiköllä ohjaus- . kaapelin ja antennin välityksellä, kun taas toisen käyttö-pyörän Kg kä3rttönopeutta Vg ohjataan suhdetta Vg = (cos «</cos j? ) x VA (I) vastaavasti.

2 82150 2nsimmaiset oleelliset haitat tämänlaisesta käytöstä seuraa-vat siitä, että edellämainitunlaisten kuljetusyksiköiden taloudellisesti puolustettavissa oleva käyttö on rajallista, ja siitä syystä yleensä käyttönopeuksia ei voida tarpeellisella tarkkuudella sovittaa toisiinsa suhteessa ohjauskul-miinsa. Luonnonlakia esittävän suhteen I täyttämiseksi alkaa sen vuoksi pakosta ilmetä sähköisiä ja mekaanisia tasaus-mekanismeja, jotka - erityisesti suurilla nopeuksilla ja äärimmäisissä ajoasennoissa — vaikuttavat haitallisesti tällaisten kuljetusyksiköiden käyttöön ja ylläpitoon. Isillä olevassa tapauksessa toimivat molemmat pyöräkäytöt nimittäin riippumattomien nopeuden säätimien osina. Ajoneuvon pituus-akselille projisoitujen nopeuksien ollessa erilaiset jakautuu - yksityisten säädinten elastisuutta vastaten - kokonais-vääntömomentti epätasaisesti pyeräkäytöille. Tämä voi ääritapauksessa johtaa siihen, että pyöräkäytöt vaikuttavat toisiaan vastaan, ts. että vain yksi moottori käyttää kuljetus-yksikköä, kun taas toinen moottori toimii generaattorina ja jarruttaa. Ilmiselvästi tästä seuraa tarpeetonta virran-kulutusta, joka paristoilla tapahtuvassa virransyötössä on erityisen epäedullista. Lisäksi erilaiset vääntömomentit johtavat ylimääräisiin rakennekuormituksiin ja käyttömootto-rien, koneistojen ja pyörien renkaiden epätasaiseen kulumiseen. Tämä huonontaa radallapysymistarkkuutta ja vaikuttaa ohjailukykyyn, erityisesti ohjatussa ajossa, esim. tietokoneen muistissa olevan taulukon mukaan ajettaessa. Tämän seurauksena sellaisten kuljetusyksiköiden käytössä on vaikeuksia ja niiden ylläpito kallistuu. Lisähaittoja aiheuttaa se seikka, että ehdotetussa kuljetusjärjestelmässä suurimpien sallittujen ohjauskulmien käyttöpyörien ajosuuntien ja niiden pystysuorien ohjausakselien yhteyslinjojenvälillä pitää olla l. -90°. Mekaanisesti käytössä olevaa käyttöpyörien kääntöaluetta, -90° - +90°, ei siis voida ohjausteknisistä syistä täysin käyttää hyväksi. Tlrikoisesti tässä on haitallista se, että ohjaus-kulmat p = ^90° eivät ole käytössä, minkä vuoksi on luovuttava mielenkiintoisista ajotyypeistä, katen esim. paikallapyörimisestä. Liikkuvuus ja ohjailukyky ovat siten rajoittuneita, eikä ohjausurien vapaa tulkinta

II

3 82150 ole mahdollista.

Tämä keksintö, patenttivaatimuksissa esitetyssä muodossa, ratkaisee tehtävän luoda ohjaajattomille kuljetusyksiköille yksinkertainen ja käyttövaraa käyttö- ja ohjausjärjestelmä, jossa vähintään kahta alueella -90° - +90° ohjauskulma kääntyvää käyttöpyörää R., Rg ohjataan ja käytetään yksilöllisesti käyttämättä käyttönopeuksien V^, Vg ohjauksessa suhdetta = (cos ot/cos p) · V£ . Uudistuksen tarkoitus on lisäksi antaa kaijetusyksiköille käyttö- ja ohjausjärjestelmä, jota voidaan käyttää käyttöpyörien koko kääntöalueella -90° :sta aina +90° asti, ja joka on optimoitu äärimmäisasentojen Uip = 0°; -90°; +90° käyttöön. Vaatimusten mukaisen käyttöjä ohjausjärjestelmä tulee olla myös sietokykyinen pyörä-käyttöjen mekaanisia ja sähköisiä epäsymmetrioita vastaan, ja taata sekä ajossa että ohjauksessa tarkan radalla pysymisen.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnössä riippumattomassa vaatimuksessa esitettyjen keinojen avulla. Edullisia kehitelmiä esitetään muissa vaatimuksissa. Näillä keinoilla ei ratkaista edullisesti ainoastaan keksinnön taustana olevaa tehtävää, vaan sen lisäiisi luodaan rs-iteettomille kuljetusyksiköille käyttöjärjestelma, joka tarjoaa seuraavia etuja:

Koska käyttönopeuksien V^, Vg sovittamisessa ohjauskulnien ot,p suhteen ei enää tarvitse ottaa huomioon suhdetta = (cosä/cos p) · , ei myöskään siihen vaadittavaa Hard- eikä Softwarea enää tarvita. Tämä yksinkertaistaa keksinnön mukaista käyttöjärjestelmää ja tekee sen valmistamisen ja ylläpidon merkittävästi halvemmaksi. Laskutoimituksen pois-putoamisen myötä katoavat myös riittämättömän laskutarkkuu-den takia ilmenevät nopeukseen poikkeamat negatiivisine vaikutuksineen, jotka esiintyvät kohonneena virran kulutuksena, epätarkkana ajoradalla pysymisenä ja lisääntyneenä rakennekuormituksena. Muita etuja aikaansaa se asiantila, 4 82150 että keksinnön mukaisella käyttöjärjestelmällä käyttöpyöriä voidaan ajaa niiden koko kääntöalueella -90°:sta aina +90° asti, ja että pyoräkäyttö ääriasennoissa = 0°, -90°, +90° on optimaalinen. Tämä mahdollistaa uudenlaisten ajo-tyyppien ja liikeratojen käyttämisen, mikä parantaa tällä lailla käytettävien kuljetusyksiköiden ohjailtavatta ja liikkuvuutta. Tästä seuraa myös suurempi vapaus valita ajo-linjoja, joita siten paremmin voidaan sovittaa tila- ja käyttöolosuhteisiin. Erityisen edulliseksi on myös osoittautunut se, että IlkSTSH/bLAVH-asetelmassa suhteen I määräämä Slavery oran nopeuden sovittaminen Haster-pyoraan tapahtuu itsenäisesti liikkumisen myötä, eikä tätä varten tarvita erityisiä laitteita eikä toimenpiteitä. Koska tämä itsenäinen nopeuden tasaaminen tapahtuu välittömästi molempien käyttö-pyörien lattiakosketuksesta, se jatkuvasti myös sopeutuu muuttuviin käyttöedellytyksiin, kuten pyörien renkaiden epätasaiseen kulumiseen. Tämä merkitsee melkoista parannusta tällaisten kuljetusyksiköiden käyttövarmuuteen. Edelleen IK-STER/aLAVE-asetelman luonteeseen kuuluu, että saman suuruiselle ankkurivirralle säädetyt servokäytöt on erittäin pehmeästi ja elastisesti kytketty nopeuksiltaan. Molempien käyttöpyörien itsenäiseen nopeuden tasaamiseen tarvitaan sen vuoksi vain vähän voimaa, joka siirtyy myös suurilla ohjauskulmilla ot,p varmasti pyörien renko-iden ja lattian välisen tartuntokitken avulla. Itsenäinen nopeuden tasaus nostaa sen vuoksi vain epäoleellisesti jättämää ja rakenne-kuormituksia eikä vaikuta sinänsä hyvään aj olinjalla pysymiseen. Toisaalta yhdistelmään ei vaikuta pyöräkäyttöjen erot, esim. erilaiset vääntömomentit moottoreissa, käyttö-koneistojen vastukset tai pyörien halkaisijat. MASTE^/SLÄVE-yhdistelmä sietää sen vuoksi vääntömonentiltaan epäsymmetrisiä pyöräkäyttöjä ja sopeutuu kulumisen vaatimiin käyttö-nopeuksien muutoksiin. On ilmeistä, että tämä helpottaa ja huokeuttaa näin varustettujen kuljetusyksiköiden valmistusta ja ylläpitoa.

Keksintöä kuvataan jatkossa sovellettuna hallikuljetuslait- 5 82150 teen automaattiseen käyttöön, mutta tässä esitetty periaate on yleisesti sovellettavissa varasto- ja kuljetustekniikan vaatimiin kuljetusyksiköihin samoin kuin rakenneosista koottavien yksiköiden automaattiseen siirtoon. Nämä ainoastaan keksinnön yhden sovellusesimerkin esittävät piirrokset kuvaavat : kuvio 1 kaavamaisesti ja pääpiirteissään kuljetusyksikön suunnittelun ja pyörien järjestyksen, kuvio 2 kaavamaisen lohkokaavion käyttöservon periaatteellisesta rakenteesta, kuvio 3 kaavamaisen lohkokaavion keksinnön mukaisen LIAS T3R/ΰ LA VS -a s e t elman käytöstä, kuvio 4a esityksen olosuhteista MASTER/SLAVE-asetelmalla tapahtuvassa kaarteen ajossa, kuvio 4b diagramman ohjauskulmien kulusta ja käyttö-nopeuksista V^, Vg ajettaessa kaarretta 4a:n mukaan, kuvio 5 kaavamaisen lohkokaavion keksinnön mukaisen il^STEH/llASTEtt-asetelnan käytöstä, kuvio 6 mahdollisen ajolinjan I.1Ä.5TER/5LA.VE- ja ΓΑ3ΤΞΗ/ MASTER-asetelmien tyypillisillä ajotyypeillä.

5 82150

Kuvio 1 näyttää ajamattoman kuljetusyksikön 1 mahdollisen toteutusmuodon sellaisena kuin keksinnön mukaisen käyttö- ja ohjausjärjestelmän käyttö vaatii. Se koostuu kahdesta erillisestä täydellisestä ajohytistä 4, 4', jotka liittyvät symmetrisesti lastin vastaanottavaan osaan, tukirunkoon 5. Jokainen ajohytti 4, 4'sisältää: ohjattavan käyttöpyörän R^, Rg ajo- ja ohjausservoineen, kaksi jäljessä pyörivää tukipyörää Rg.j, Rgj, ja R^2» ajohytin pienoistietokoneen 22, 22' ajonopeuden, ohjauskalman, turvalaitteiden jne. ohjaukseen ja valvontaan, sekä turvalaitteet, joita, tässä kuviossa ei näy. Kaikki kolme pyörää kääntyvät kuljetusyksikön 1 alapuolella kulkevilla pystysuorilla ohja.usakseleilla 7,8,9 ja 7', 8', 9', vaaka-akselisesti laakeroituna pyöriviksi pyörän le.akereilla tai koukuilla. Chjausakseleista 7,8,9 ja 7',8', 9' kulkevat akselit 7 ja 7' käyttöpyörien R^, Rg kiertoakseli-en 10 ja 10' kautta, kun taas tukipyörät Rg^, Rg2 ja R^',

Rg2' ovat itseohjautuvia ja muodostuvat erillään kiertoakse-leista 11, 12,ja 11', 12' kulkevista ohjausakseleista 8, 9 ja 8', 9'. Käyttöpyörät R^, Rg kääntyvät motorisesti keksinnön raukaisen käyttö- ja ohjausjärjestelmän avulla ohjaus-akseleilla 7, 7' ja niitä käytetään myöhemmin esitettävällä tavalla. Vaikka käyttöpyörät kuviossa 1 on sijoitettu vaunun pitkittäisalcselille 11, on järjestelmän puitteissa yhtä hyvin mahdollista viisto tai mikä muu tahansa sijoittelu, kuvaavat ohjauskulmas. jommanlcunnan käyttöpyörän R^, Rg kulloisenkin ajosuunnan ja yhteisen vaunupitkittäisakselin 11 välillä. Tukirunko 5 puolestaan sisältää pienoistietokoneen 23 ohjauksen valvontaa varten, sekä lastin vastaanottovälineet ja paristokayttöisen energiahuollon, joita ei kuviossa näy.

Käyttöpyöriä , Rg käytetään kuvion 2 mukaisesti käyttö-servolla 6, jOka esillä olevassa esimerkissä on esitetty digitaalitekniikkaisena. Se.koostuu nopeuden säätöpiiristä 14 ja ankkuri virran säätöpiiristä 15, jotka voidaan kytkeä vaihtokytkinlaitteella 16 valinneista käyttötapaa ja asetel-• maa varten moottorikäyttöisesti kestomagneettiherätteisellä

II

7 82150 sähkömoottorilla 13. Tehonvahvistin 26, sitä ohjaava pulssi-laajuuden modulaattori 25 sekä vaihtokytkinlaite 16 on kytketty sarjaan, ja ne ovat sekä nopeuden säätöpiirille 14 että ankku-rivirran säätöpiirille 15 yhteiset. Nopeuden säätöpiiri 14 on suljettu pulssimäärän digitaalimuuntimella 21 sekä digitaalisella, ts. aika- ja amplitudikvantisoidulla nopeuden säätimellä (18 PID-säädin), Jonka sallitun nopeuden antava sisäänmeno 18.1 on liitetty ajohytin pienoistietokoneeseen 22. Toisaalta sulkeutuu ankkurivirran säätöpiiri 15 ankkurivirran käsittelykyt-kennällä 24 ja virran säätimellä 19 (ΡΙ-säädin), jonka virran ohjearvon antava sisäänmeno 19.1 on yhteydessä toiseen käyttö-servoon 6' Iinjavastaanottimen 27 ja (esim. sarjassa) tietokone johdon 17 välityksellä. Linjapuskuri 28 on kytketty virran käsittelykytkennän 24 perään ja sen ulostulo 28.1 on kytketty tietokonejohdolla 17 toisen käyttöservon 6' Iinjavastaanotti-meen 27'. Vaihtokytkinlaite 16 eri käyttötavoille ja asetelmille, jossa on asennot MASTER ja SLAVE, voi olla mekaaninen kytkin, tai elektroninen tai soft-warekytkinlaite. Kuljetusyksikön käyttöä varten kytketään käyttöservot 6, 6' sähköisesti yhteen siten kuin seuraavassa tullaan esittämään joko asetelman MASTER/SLAVE - kuvio 3 tai MASTER/MASTER - Kuvio 5 - mukaisesti.

Kuviossa 3 on käyttöservon 6 vaihtokytkinlaite 16 sulkenut nopeuden säätöpiirin 14 ja sallitun nopeuden antava nopeuden säädin 18 on liitetty ajohytin pienoistietokoneeseen 22. Toisaalta on käyttöservossa 6' ankkurivirran säätöpiiri 15' suljettu vaihtokytkimellä 16' ja virran säädin 19' on liitetty liitäntäjohdolla 17 käyttöservon 6 linjapuskuriin 28. Koska nopeuden säätöpiiri 14 pitää itsenäisesti sille määrätyn nopeuden ja riippuva ankkurivirran säätöpiiri 14, sopeuttaa nopeutensa ohjauskulmia αχ,β vastaavasti, on käyttöservo 6 MASTER, käyttöservo 6' on SLAVE ja niiden välinen kytkentä on MASTER/ SLAVE-asetelma.

3 82150

Kuvio 4a esittää kuljetusyksikön 1 kaarteesta uiostulemässä. Edellä kulkeva Master-pyörä 30 on saavuttanut suoraosuuden 32, kun taas takana tuleva Slave-pyörä 31 on vielä kaarteessa 33. Ajettaessa iruvion mukaista kaarretta syntyvät ohjaus- kulmien sekä käyttönopeuksien V£, V- kulkua kuvaavan

Icuvion 4b mukaiset, matkan S funktiona esitetyt käyrät, V^: llä kuvataan Slave-käytön nopeuden kulkua, icun 1'aster-käytön käyttönopeutta pidetään vakiona V^':n mukaan. Vg':n kulun äärimmäiset arvot käyttäytyvät seuraavasti:

Td ' max V. ' - = --1- = k (n) V vb' min

Kerroin "k" on kaa.rteen muodon funktio pyörien välin pituuden kanssa tiettyyn pituuteen asti ennen ja jälkeen kaarteen, sekä kaarteen kaarevuuden ja ajoneuvon pyörien välin. Yksinkertaisille 90° kaarteille, joissa on suorat lähestymis- ja poistumisradat, pätee likipitäen: ‘ * = y (m) missä 1 on ajoneuvon pyörien väli ja r kaarteen kaarevuus. Varila laivataan Slave-pyörän nopeuden kulkua, siten kuin se muuttuu, kun Master-pyörän nopeus on keksinnön, toiminta-kuvauksessa lähemmin esitetyn kulun V, mukainen.

Kuviossa p ovat molempien käyttöservojen 6, 6' nopeuden säätöpiirit 14, 14' suljettu vastaavilla vaihtokytkinlait-teilla 16, 16' ja kytketty siten moottorikäyttöiseksi sähkömoottoreille 13, 13'. lietokonejohdot 3°, 36' liittävät molemmat nopeuden säätimet 18, 18' vastaaviin ajohyttien pienoistietokoneisiin 22, 22', jotka saavat saman sallitun nopeuden yhteisellä synkronisointijohdolla 37 tukirungon pienoistietokoneesta 23. Koska molemmat nopeuden säätöpiirit 14, 14' pitävät toisistaan riippumatta samat käyttönopeudet VA, Vg , ovat molemmat käyttöservot 6, 6' MASTEReita, ja niiden kytkentä yhteisellä synkronisointijohdolla 37 on MAS TEE/KASTER-as s t elma.

Il 3 82150

Keksinnön mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä mahdollistaa uudenlaisia ajotyyppejä, joista kuviossa 6 on esitetty seitsemän tyypillistä, jotka erikseen tai yhdessä mahdollistavat koko joukon liikekulkuja ja toimenpiteitä. Kuten jäljempänä toimintakuvauksessa esitetään, on käytettävien käyttöservojen johdosta tarkoituksenmukaista erottaa s.jotyypit ohjauskulmien suuruuden mukaan: 1. ajotyyppiryhmä käsittää kulma-alueen £ n. +30°. Siihen kuuluvat: - suoraan a. jo ajoneuvon pituusakselia 11 pitkin (* = P = 0°) - suoraanajo ajoneuvon pitkittäisakseliln 11 nähden vinoon (0°<.* = P & n. 80°) - ympyrääjo mielivaltaisella kaarella, ympyrän keskipiste symmetria-akselilla (ot = -p 0 * n. 30°) - kaarreajo mielivaltaisella kaarevuussäteellä ja keskipisteellä (0°< ·» / p £ n. 80°).

Ajotyyppien 2. ryhmä käsittää kulma-alueen n. +80°<ot,p < +30°.

Siihen kuuluvat: i - kaarreajo mielivaltaisella kaarevuussäteellä ja keskipisteellä (n. +80°<<.«t ^ β <. +90°) - pyöriminen paikalla (*= -p = +90°) - suoraanajo ajoneuvon pitkittäisakseliin 11 nähden suorassa kulmassa (c* = β = +90°).

Keksinnön mukaisen käyttö- ja ohjausjärjestelmän toimintatavan valaisemiseksi viitattakoon kuvioihin 1-6 ja oletettakoon, että automaattisessa hallikuljetuslaitteessa voidaan kuljettaa koko joukko kuljetusyksikköjä - esim. rakenneyksi-köistä koostuvan kokonaisuuden kokoamiseksi - paikasta toiseen johtavalla väylällä. Kuviossa 1 esitetyn kuljetusyksikön 1 ohjaamiseksi käännetään käyt^öpyöriä R^, Rg tunnetulla tavalla kukin oraalla moottorilla pystysuorilla ohjausakse-leillaan (7, 7'). Tähän tarvittava ohjauskulmien *,p jatkuva 10 821 50 ennalta antaminen tapahtuu ainakin kahdella eri tavalla: ohjaillussa ajossa seuraa kukin käyttöpyörä R^, Rg tunnustelu-laitteen avulla lattialla olevia ohjauslinjoja L^, Lg, jotka voivat olla myös molemmille käyttöpyorille R^, Rg samat. Oh-jauskulmat eivät näin ole kuljetusyksiköiden 1, vaan ohjauslinjojen L^, Lg kontrollissa. Ohjatussa ajossa ovat molemmat ohjauskulmat jonkin pisteen kohdalta mitatun kuljetun matkan funktioita. Tämä funktio, joka sisältää myös ajonopeustietoja, varastoidaan taulukkona kulloiseenkin ajo-hytin pienoistietokoneeseen 22, 22'. Ajoneuvon piirtämä ajo-käyrä on siis taulukon suora ja yksinomainen tulos.

Käyttopyörien R^, Rg käyttöä varten on kaksi käyttöservoa 6, 6'. Koska ne ovat rakenteeltaan identtisiä, valaistaan niiden toimintaa seuraavassa kuvion 2 mukaisen käyttöservon 6 avulla. Koska kestomagneettiherätteinen sähkömoottori 13 on paristokäyttöinen, ja tehoastepohdiskeluilla on suuri merkitys, on tehon vahvistimen 26 käyttö helposti ymmärrettävää. Sen toiminta on binääristä, ts. se on joko täysin kytketty tai täysin suljettu, ja pulssilaajuuden modulaattori 25 ohjaa ja analogisoi sitä tässä mielessä* Nopeuden toteaminen tapahtuu inkrementtienkooderilla 39, jonka lähtöimpulssit kerätään, ja muutetaan sisäiseksi "Floating-Pointrt-esitykseksi muuttuvan mittausajan ajalta. Käytössä ovat käyttötavat MASTER, SLAVE ja STAND-BY (lepotila), joista kaksi ensin mainittua voidaan valita vaihtokytkinlaitteella 16 ja viimemainittu pulssilaajuuden modulaattorilla 25. Käyttötavassa MASTER on nopeuden säätöpiiri 14 kytketty DG-moottoria 13 käyttäväksi, kun taas ankkuri virran säätöpiiri 15 ei Ole aktivoitu. Tätä varten suljetaan nopeuden säätöpiiri 14 käyttötavan valinta-kytkimen 16 koskettimilla 1-2 ja nopeuden sallittu arvo V^ annetaan esim. rinnakkaismuodossa ajohytin pienoistietokoneesta 22 digitaalisen, ts. aika- ja amplitudikvantisoidun nopeuden säätimen 18 sisäänmenoonl8.1. Jatkossa mitataan näin käytetyn DC-moottorin 13 ankkurivirta ankkurivirran vahvistuskytkennässä 24, muutetaan digitaaliseen muotoon ja muodonmuutoksen jälkeen siirretään sarjasanomana ohjaus- 11 82150 suureeksi vastaavaan Slave-servoon 6'. Käyttötavassa SLAVS on ankkurivirran säätöpiiri 15 kytketty DC-moottoria käyttäväksi, kun taas nopeuden säätöpiiri 14 ei ole aktivoitu.

Tätä varten suljetaan ankkurivirran säätöpiiri 15 vaihto-kytkinlaitteella 16 koskettimilla 1-3, ja virran sallittu arvo Ig0n annetaan Master-servosta 6' sarjamuodossa ohjaus-suureeksi virran säätimeen 19 sisäänmenoon 19.1» Käyttötavassa STAND-BY kytketään puissilaajuuden modulaattori 25 pois päältä, jolloin tehon vahvistin 26 sulkeutuu ja tekee ankkuri-virran tulon DC-moottoriin mahdottomaksi.

Kuvio 3 esittää keksinnön raukaisen ohjaus- ja käyttöjärjestelmän, sellaisena kuin on tarkoitettu asetelmaan MASTER/ SLAVE pienille ja keskisuurille ohjauskulmille <*;£ ä n. 80°. Ajosuunnassa edellä olevaa käyttöservoa 6 ohjataan käyttötavalla MASTER nopeuden säätöpiirinä 14, ja sen ankkurivirta annetaan ankkurivirran vahvistuskytkennän 24 ja johdon 17' kautta ohjaussuureeksi ajosuunnassa takana olevalle, käyttötavalla SLAVE ankkurivirran säätöpiirinä 15' käytettävälle käyttöservolle 6'. Sen pyörimisnopeus ja samalla Vg asettuu siten, että molemmille DC-moottoreille 13, 13' tulee sama virta. Tämä merkitsee sitä, että DC-moottorit jakavat keskenään aikaansaatavan työntömomentin, joten virran kulutus ja kuluminen minimoituvat automaattisesti. Käyttöservo 6 ei siis anna servolle 6' ainoastaan ankkurivirtaa, vaan myös nopeuden Vg, koska tämä jatkuvasti sovitetaan Vajaan käyttöpyörien R^, ftg lattiakosketuksen kautta ohjauskulmia οί1β vastaavasti.

Sen vuoksi nimitys MASTER käyttöservolle 6 ja SLAVE käyttö-servolle 6'.

Asetelmassa MASTEfy/SLAVE tapahtuu suhteen Vg = (cos tC/cos β) • VA ilmaisema käyttöservojen 6, 6' nopeuden tasaus niiden mekaanisella kytkennällä käyttöpyörien R^, Rg lattiakosketuksen kautta. Tästä suhteestanäkyy myös selvästi, että kytkentä on optimaalinen kulmille et = p = 0° ja tulee aina huonommaksi, mitä lähemmäksi +90°:a ohjauskulmat οίφ tulevat.

12 8 21 50 Äärimmäistapauksessa of = {? = +90° tämä mekaaninen kytkentä on täysin kadonnut, ja MASTER/SLAVE-käyttotapa on toimintakyvytön. Asetelma on siis optimoitu suoraanajoon kulmilla pf = p = 0° ja menettää toimintakuntoisuuttaan ohjauskulmien kasvaessa. Sen käyttöalue on sen vuoksi lähinnä kulma-alueella 0°:sta kuljetusyksikön panoksen asettamaan maksimiin, joka voi olla esim. +80°. Tämän ylärajan ciylittävällä alueella käyttöservoja 6, 6 ' ei enää käytetä MASTER/SLAVE-ase-telmalla, vaan - kuten myöhemmin kuviossa 5 esitetään - lähinnä MASTER/MASTEK-asetelmalla.

Asetelmalla MAaTER/sLAVE syntyy erikoinen tapaus ajettaessa kaarteesta ulos, kun - kuvion 4 mukaisesti - kaarteen kaarevuus on pienempi kuin noin puolet kuljetusyksikön 1 pyörä-väliä. Koska tässä ot^p , seuraa Vg** V^. Näillä edellytyksillä voi V^:n ennalta antama nopeus Vg olla suurempi kuin sallittu maksiminopeus. Pyöräkäytöt, joita käytetään lähellä niiden tehoasteoptimia (mikä on tärkeää paristovirran käytön takia) eivät kuitenkaan pysty tuottamaan kuviossa 4h Vailla merkittyä normaalinopeuttaan moninkertaista nopeutta. Sen vuoksi on tarpeen kaarteissa vähentää edellä ajavan Master-käytön nopeutta niin, että perässä tuleva Slave-käyttö voi pysyä säännöllisellä työalueellaan myös kaarteesta ulos ajettaessa. Merkityksellistä on myös se, että tämä ajoneuvon hidastaminen tapahtuu maltillisesti, sillä hidastusvoimat yhtyvät keskipakovoimiin ja tämä voi johtaa kiusallisiin vaikutuksiin, kuten lastin siirtymiseen tai ajoradan menettämiseen. Ajoneuvon ohjauksella pitää siis olla käytössään menetelmät ajoissa ennakoida Slave-käytön uhkaava ylinopeus ja siirtää Master-käyttö väliaikaisesti hitaampaan kulkutapaan. Tätä varten siirretään ohjauskulmien arvot oh-jauskulman antureilla 29, 29* ja tietokone johdoilla 12, 12' edellä kulkevaan pienoistietokoneeseen 22, 22', joka alentaa siihen liittyvän käyttöservon 6, 6' sallittua nopeutta ja sitten taas nostaa sen seuraavalla tavalla: sen jälkeen kun kuljetusyksikkö 1 on ajanut noin kaarteen puoliväliin, pienenee Master-ohjauskulma oi taas. Kun kulma-arvo R alittuu, 13 821 50 alennetaan Master-käyttöservon 6 käyttönopeutta asteittain niin että Vg pysyy sallituissa rajoissa. Kun myös Slave-ohjauskulma p kaarteesta ulos ajettaessa alittaa kulma-arvon E, nostetaan Master-käyttöservon 6 käyttönopeus V^ taas asteittain alkuperäiseen arvoon, mikäli tänä ajankohtana pätee: oi ύ E (IV)

Ehdolla IV vältetään peräkkäisten S-kaarteiden ajossa syntyviä ongelmia. Kulma-arvot R ja E lasketaan lähinnä laskin-simulaationa käyrägeometrian, pyörien välin, sallittujen kiihdytys- ja hidastusarvojen sekä käyttöjen nopeusreservien funktiona, ja ne ovat yleensä samalla kuljetuslaitteella vakoita.

Kuten jo mainittiin, on MASTER/sLAVE-asetelma toimintakykyinen vain tiettyyn ohjauskulmaan V ββ asti, koska käyttö-pyörien R^, Rg mekaaninen kytkentä vähenee kulman kasvaessa. Rajakulmasta ylöspäin käytetään käyttöservoja 6, 6' sen takia nopeuden säätöpiireinä 14, 14% ja ne kytketään kuvion 5 mukaisesti asetelmaan MaSTER/MASTER.; Toisin kuin MA5TER/SLAVE-asetelmassa perustuu MASTEI^MASTER sille edellytykselle, että käyttöservot 6, 6' eivät ole ollenkaan tai ovat mahdollisimman vähän mekaanisesti kytketty käyttöpyörien R^, Rg lattia-kosketuksen kautta. MASTER/MASTER on sen vuoksi optimoitu poikittaisajolle kulmilla o< = j? = +90°, ja se menettää ohjaus-kulmien «jjj pienetessä toimintakykyään. Sen käyttö ulottuu lähinnä alueelle 4. i +90°. Asetelmat MASTER/SLAVE

ja MASTEfy/MASTER täydentävät näin toisiaan erinomaisesti, niin että keksinnön mukaisella käyttöjärjestelmällä voidaan aukottomasti peittää käyttöpyörien R^, Rg koko kääntöalue -90°:sta +90°:een.

Keksinnön mukaisella käyttö- ja ohjausjärjestelmällä saavutettavan liikkuvuuden ja ohjailukyvyn havainnollistamiseksi on kuviossa b esitetty tyypillinen liikkeen sujuminen: käyttämällä jo aikaisemmin mainittuja seitsemää ajotyyppiä 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 sekä kahta ohjauslinjaa L^, Lg 14 821 50 jotka voivat olla myös samat, ajaa kuljetusyksikkö 1 päätepisteiden A ja B välisen matkan. Tällöin ajetaan jokainen ajotyyppi sille parhaiten soveltuvalla käyttöasetelmalla: ajotyypit 41, 42, 43, 44 asetelmalla MASTER'S LAVE ja ajo-tyypit 45, 46, 47 asetelmalla MASTSR/MASTER, Koko ajan tapahtuu siis käytön sopeuttamista liikkeisiin, mikä antaa tulokseksi ajon, jolle on tunnusomaista ajolinjalla pysyminen, pieni virrankulutus ja kuljetusyksikön mekaanisen kuormituksen vähäisyys.

Claims (13)

15 821 50 Patenttivaatimukset.

1, Käyttö- ja ohjausjärjestelmä sellaisille ajajattomille kuljetusyksiköille, joissa on kaksi käyttöpyöräa (R^,Rg) ja vapaana pyöriviä tukipyoriä (Rg), jossa molemmat käyttö-pyörät (R^) ja (Rg) kääntyvät pystysuorien ohjausakselien (7, 7') kanssa ohjauskulman (tf.p) ja jossa ennalta määrättyä käyttöpyöräa (R^) tai.(Rg) voidaan vapaasti ohjata käyttönopeudeltaan (V^» Vg), tunnettu siitä, että vähintään kahden kääntyvän kayttöpyöran (R^, Rg).käyttöön on varattu identtiset, sähkö- moottorin (13 ja 13'), nopeuden säätöpiirin (14, 14'), \ ankkuri'virran säätöpiirin (15, 15') sekä va-ihtokytkinlaitteen (16, 16') sisältävät käyttöservot. (6, 6'), jotka vaihto-kytkinlaitteidensa (16, 16') avulla voidaan sovittaa asetelmaltaan ja käyttötavaltaan ohjauskulmiin (eirf), jolloin ohjauskulmille «ttf* =0° optimoidussa asetelmassa I.IASTBR/ SLAVE Master-käyttöservoa (6 tai 6') käytetään moottoria käyttävänä nopeuden säätöpiirinä (14, 14'), jonka ankkuri-virta on kytketty virran sallituksi arvoksi ainakin yhdelle, moottoria käyttävänä ankkurivirtasäätöpiirinä (15, 15') käytettävälle Slave-käyttöservolle. (6, 6'), ja jonka nopeuden sallittua‘arvoa ohjauskulma.t (*|p) niin ohjaavat, että ainakin yhden Slave-käyttöservon (6, 6') käyttönopeus (V,, VP) ^ V r, icun taas ohjauskulmille Λ,ρ = +30° optimoidussa asetelmassa IvlAöTER/llASTER molempia käyttöservoja (6, 6') käytetään toisistaan riippumattomina moottoria käyttävinä nopeuden säätöpiireinä (14, 14').

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että nopeuden säätöpiirit (14-, 14') sisältävät kukin pulssimäärän digitaalimuuntimen (21, 21') ja ovat suljettu nopeuden säätämällä (18, 13'), joille ajohytin pienoistietokoneet (22, 22') tietokonejohtojen (36, 36') kautta rinnan tai sarjamuodossa antavat niiden sallitun nopeuden arvon. k ί 16 821 50

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että ankkurivirran säätöpiirit (15, 15') sisältävät kukin ankkurivirran vahvistus-kytkennän (24, 24') ja ovat suljettu virran säätiraillä (19, 19'), jotka saavat sallitun virran arvonsa sarjamuodossa tietokonejohtojen (Ϊ7, 17') kautta Masterservolta (6, 6').

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että jokaisessa käyttöservossa (6, 6') nopeuden säätöpiirillä (14, 14') ja anlckurivirran säätöpiirillä (15, 15') on yhteinen pulssilaajuuden modulaattori (25, 25') ja tehon vahvistaja (26, 26').

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että sähkömoottori (‘13, 13') on kestomagneettiherätteinen DC-moottori.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että nopeuden säätimet (18, 18') ovat aika- ja amplitudikvantisoituja säätimiä vakiona pysyvillä koeffisienteillä.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että vaihtokytkinlaitteella (16, 16') on eri käyttötapoja ja asetelmia varten aina kaksi asentoa MASTER ja SLAVE, ja että kytkimiä on joko mekaanisina kytkiminä tai elektronisina tai software vaihtokytkinlait-teina.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että asetelmassa MASTER/SLAVE ainakin yhden Slave-käyttöservon (6 tai 6') käyttönopeuden (VA, Vg) rajoittamiseksi ohjataan ohjauskulmat («,p ) kulma-antureilla (29, 29') ja tietokonejohdoilla (12, 12') edellä ajavan ajohytin pienoistietokoneeseen (22, 22'), joka vähentää asteittain edellä ajavan käyttöservon (6, 6') sallitun 17 821 50 nopeuden arvoa, kun siihen liittyvä ohjauskulma (*tp) alittaa kulma-arvon R, ja nostaa sitä asteittain, kun siihen liittymätön ohjauskulma (ct(^) alittaa kulma-arvon K ja on suurempi kuin edellä ajavaan käyttöservoon liittyvä ohjauskulma («,β).

9. Patenttivaatimusten 1 ja 8 mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että kulma-arvot R ja 3 määräytyvät laskinsimulaatiolla käyrägeometrian, pyörävälin, sallitun hidastamisen ja kiihdyttämisen sekä käyttöservojen (6, S') nopeusreservien funktiona jokaiselle kuljetuslaitteelle yksilöllisesti.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että asetelmissa RASTER/SLAVE ja MASTER/MASTER käyttönopeudet V^, Vg on sovitettu optimaalista tehoastetta vastaavan maksiminopeuteen V , jolloin aina vähintään yksi käyttönopeus VA tai Vg = V , ja aina molemmat VA ja Vg < Vmax.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että ohjauskulmilla = o° käytetään asetelmaa MASTEK/SLAVE.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö- ja ohjausjärjes-telmä, tunnettu siitä, että ohjauskulmilla = +90° käytetään asetelma# MASTER/MASTER.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että ohjauskulmilla alueilla -90°<£ <*jP 0° sekä 0°k χφ < +90° käytetään aina käyttö-edellytysten ja ajon keston mukaan valinnaisesti asetelmaa MASTEK/SLAVE tai MASTER/MASTER. 18 821 50