RU2119053C1 - Device for controlling deviation of self-propelled machine from design axis - Google Patents

Device for controlling deviation of self-propelled machine from design axis Download PDF

Info

Publication number
RU2119053C1
RU2119053C1 RU96117437A RU96117437A RU2119053C1 RU 2119053 C1 RU2119053 C1 RU 2119053C1 RU 96117437 A RU96117437 A RU 96117437A RU 96117437 A RU96117437 A RU 96117437A RU 2119053 C1 RU2119053 C1 RU 2119053C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
photodetector
inputs
trigger
Prior art date
Application number
RU96117437A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96117437A (en
Inventor
Ю.С. Корнев
А.А. Маркиянов
С.А. Щепетков
Original Assignee
Шахтинский институт Новочеркасского государственного технического университета
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 Шахтинский институт Новочеркасского государственного технического университета filed Critical Шахтинский институт Новочеркасского государственного технического университета
Priority to RU96117437A priority Critical patent/RU2119053C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2119053C1 publication Critical patent/RU2119053C1/en
Publication of RU96117437A publication Critical patent/RU96117437A/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation for mining industry. SUBSTANCE: this relates to automatic control of moving objects and can be used for automatic control of directed travel of self-propelled mine heading machines. Device allows for measuring deviation of self-propelled mine heading machine from design direction of travel which is preset by optical ray. Used in device in function of actuator of scanning photodetector is step-by-step motor. Its control circuit is used as component of measuring circuit which converts deviation of mine heading machine from optical ray into digital code. This allows for elimination of random component errors from time and temperature drift of parameters of analogue converters. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическому управлению, подвижными объектами и может быть использовано для автоматизации направленного движения самоходных машин. The invention relates to automatic control of moving objects and can be used to automate the directional movement of self-propelled vehicles.

Известно устройство для контроля отклонения самоходной машины от заданного направления, содержащее лазер со сканирующим модулятором, датчики и индикаторы отклонений, два фоточувствительных приемника, соединенные через усилители с формирователями импульсов, триггером и двумя двухвходовыми схемами совпадения (см. SU 899931 A, 23.01.82). A device is known for monitoring the deviation of a self-propelled vehicle from a given direction, containing a laser with a scanning modulator, sensors and deviation indicators, two photosensitive receivers connected through amplifiers to pulse shapers, a trigger, and two two-input matching circuits (see SU 899931 A, 23.01.82) .

Известно также устройство для контроля отклонения самоходной машины от заданного направления, содержащее оптический задатчик направления, подвижный фотоприемник, механически связанный при помощи штанги с приводом и датчиком поворота фотоприемника, индикатор отклонения, фазочувствительный выпрямитель, источник опорного напряжения, блок выборки-хранения, формирователь импульсов запуска и усилитель сигналов фотоприемника выполнен в виде поворотного трансформатора (см. SU 1219802, А, 23.03.86). It is also known a device for controlling the deviation of a self-propelled machine from a given direction, containing an optical direction adjuster, a movable photodetector mechanically coupled via a rod with a drive and a photodetector rotation sensor, a deviation indicator, a phase-sensitive rectifier, a reference voltage source, a sample-storage unit, a start pulse shaper and the photodetector signal amplifier is made in the form of a rotary transformer (see SU 1219802, A, 03/23/86).

Недостатком известных устройств является то, что они содержат аналоговые датчики положения фотоприемника и аналоговые устройства хранения полученной информации, что приводит к возникновению случайной составляющей погрешности измерений из-за температурного и временного дрейфа параметров элемента схемы. A disadvantage of the known devices is that they contain analog sensors of the position of the photodetector and analog devices for storing the received information, which leads to the occurrence of a random component of the measurement error due to the temperature and time drift of the parameters of the circuit element.

Задача изобретения - устранение случайной составляющей погрешности, вызванной временным и температурным дрейфом параметров аналоговых преобразователей, использованных в ранее известных устройствах. The objective of the invention is to eliminate the random component of the error caused by the time and temperature drift of the parameters of the analog converters used in previously known devices.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем оптический задатчик направления, подвижный фотоприемник, механически связанный с приводом, усилитель сигнала фотоприемника, выход которого соединен с входом формирователя импульса запуска, привод перемещения фотоприемника имеет шаговый двигатель, четырехканальный коммутатор, двунаправленный регистр сдвига, два концевых выключателя крайних положений фотоприемника, два триггера, три двухвходовых логических элемента ИЛИ, двухвходовую схему совпадения, двоичный реверсивный счетчик, регистр хранения, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом двунаправленного регистра сдвига и одним из входов двухвходовой схемы совпадения, выход которой соединен со счетным входом двоичного реверсивного счетчика, второй вход двухвходовой схемы совпадения соединен с первым выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом первого логического элемента ИЛИ, второй вход первого триггера соединен с выходом второго двухвходового логического элемента ИЛИ, первый выход которого соединен с выходом формирователя импульсов запуска, второй выход - с источником сигнала сброса, причем второй выход первого триггера соединен с управляющим входом регистра хранения, входы первого двухвходового логического элемента ИЛИ соединены с выходами первого и второго концевых выключателей крайних положений фотоприемника и с входом второго триггера, выходы которого соединены с управляющими входами двоичного реверсивного счетчика и двунаправленного регистра сдвига, выходы которого соединены с управляющими входами четырехканального коммутатора, выходы которого включены в фазы шагового двигателя, а информационные входы двоичного реверсивного счетчика соединены с информационными входами регистра хранения, причем один из входов двоичного реверсивного счетчика "Установка на нуль" соединен с выходом третьего двухвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого двухвходового логического элемента ИЛИ, а второй вход - с источником сигнал сброса. The problem is achieved in that in a device containing an optical direction adjuster, a movable photodetector mechanically coupled to the drive, a photodetector signal amplifier, the output of which is connected to the input of the start pulse shaper, the photodetector movement drive has a stepper motor, a four-channel switch, a bi-directional shift register, two limit switches of the extreme positions of the photodetector, two triggers, three two-input logic elements OR, two-input matching circuit, binary reverse an explicit counter, a storage register, a clock, the output of which is connected to the clock input of a bi-directional shift register and one of the inputs of a two-input matching circuit, the output of which is connected to a counting input of a binary reverse counter, the second input of a two-input matching circuit is connected to the first output of the first trigger, the first the input of which is connected to the output of the first OR gate, the second input of the first trigger is connected to the output of the second two-input OR gate, the first output of which connected to the output of the trigger pulse shaper, the second output to the source of the reset signal, the second output of the first trigger connected to the control input of the storage register, the inputs of the first two-input logic element OR connected to the outputs of the first and second limit switches of the extreme positions of the photodetector and to the input of the second trigger, the outputs of which are connected to the control inputs of a binary reversible counter and a bi-directional shift register, the outputs of which are connected to the control inputs of a four-channel switch, the outputs of which are included in the phases of the stepper motor, and the information inputs of the binary reversible counter are connected to the information inputs of the storage register, and one of the inputs of the binary reversible counter "Set to zero" is connected to the output of the third two-input OR element, the first input of which is connected to the output the first two-input logic element OR, and the second input - with a reset signal source.

На чертеже изображена схема рассматриваемого устройства, где ω - скорость и направление движение фотоприемника, 1 - оптический луч, АВ - отрезок продольной оси машины). The drawing shows a diagram of the device in question, where ω is the speed and direction of motion of the photodetector, 1 is an optical beam, AB is a segment of the longitudinal axis of the machine).

Направление движения машины задано оптическим лучом 1. На машине установлено устройство контроля положения машины, содержащее генератор тактовых импульсов 2, выход которого соединен с входом двунаправленного регистра сдвига 3 и одним из входов двухвходовой схемы совпадения 4, выход которой соединен со счетным входом двоичного реверсивного счетчика 5, второй вход - с первым выходом триггера 6, первый вход которого соединен с выходом двухвходового логического элемента 7, второй вход соединен с выходом двухвходового логического элемента 8, первый выход которого соединен с выходом формирователя импульсов запуска 9, на вход которого поступает напряжение усилителя 10 сигналов фотоприемника 11, а второй - с источником сигнала сброса 12, причем выход триггера 6 соединен с управляющим входом регистра хранения 13, входы двухвходового логического элемента 7 соединены с выходами первого 14 и второго 15 концевых выключателей крайних положений фотоприемника и с входами триггера 16, выходы которого соединены с управляющими входами двоичного реверсивного счетчика 5 и двунаправленного регистра сдвига 3, выходы которого соединены с управляющими входами четырехканального коммутатора 17, выходы которого включены в фазы шагового двигателя 18, а информационные выходы двоичного реверсивного счетчика 5 соединены с информационными входами регистра хранения 14, причем один из входов двоичного реверсивного счетчика 5 "Установка на нуль" соединен с выходом двухвходового логического элемента 19, первый вход которого соединен с выходом двухвходового логического элемента 7, а второй вход - с источником сигнала сброса 12. The direction of movement of the machine is set by the optical beam 1. The machine is equipped with a device for monitoring the position of the machine, containing a clock 2, the output of which is connected to the input of the bi-directional shift register 3 and one of the inputs of the two-input matching circuit 4, the output of which is connected to the counting input of the binary counter 5 , the second input is with the first output of trigger 6, the first input of which is connected to the output of the two-input logic element 7, the second input is connected to the output of the two-input logic element 8, ne the first output of which is connected to the output of the trigger pulse shaper 9, the input of which receives the voltage of the amplifier 10 of the signals of the photodetector 11, and the second to the source of the reset signal 12, and the output of the trigger 6 is connected to the control input of the storage register 13, the inputs of the two-input logic element 7 are connected to the outputs of the first 14 and second 15 limit switches of the extreme positions of the photodetector and with the inputs of the trigger 16, the outputs of which are connected to the control inputs of the binary reversible counter 5 and bidirectional register motor 3, the outputs of which are connected to the control inputs of the four-channel switch 17, the outputs of which are included in the phases of the stepper motor 18, and the information outputs of the binary reversible counter 5 are connected to the information inputs of the storage register 14, one of the inputs of the binary reversible counter 5 "Zero setting" connected to the output of the two-input logic element 19, the first input of which is connected to the output of the two-input logic element 7, and the second input to the source of the reset signal 12.

Устройство работает следующим образом:
Начальное соединение схемы устанавливается подачей сигнала сброса. После его поступления устанавливается начальное состояние триггера 6

Figure 00000002
, двоичного реверсивного счетчика 5 и начинает работать генератор тактовых импульсов 2. Его импульсы подаются на двунаправленный регистр сдвига 3, с которого поступают на четырехканальный коммутатор 17, выходы которого включены в фазы шагового двигателя 18. Шаговый двигатель 18 перемещает фотоприемник 11 до одного из крайних положений. В крайнем положении фотоприемник 11 замыкает выключатель (например, 15), подает сигнал на вход триггера 16 и устанавливает его выходы в состояние
Figure 00000003
. Выходные сигналы 16 поступают на управляющие входы двунаправленного регистра сдвига 3 и реверсируют направление движения фотоприемника 11. Одновременно сигналы
Figure 00000004
поступают на управляющие входы двоичного реверсивного счетчика 5, устанавливая его в режиме вычитания. Кроме того, сигнал X1 через двухвходовый логический элемент 7 и двухвходовый логический элемент 19 сбрасывает в нуль содержимое счетчика 5 и устанавливает триггер в состояние
Figure 00000005
. Сигнал Q1 = 1 триггра разрешает прохождение через двухвходовую схему совпадения 4 сигнала генератора тактовых импульсов 2 на счетный вход двоичного реверсивного счетчика 5. При попадании фотоприемника 11 в луч лазера 1 сигнал фотоприемника 11 X4 усиливается усилителем 10 и поступает на вход формирователя импульсов 9. С выхода формирователя импульсов 9 через двухвходовый логический элемент 8 усиленный сигнал фотоприемника 11 X4 поступает на вход триггера 6 и устанавливает его выходы в состояние
Figure 00000006
. Сигнал Q1 = 0 триггера 6 запрещает прохождение через двухвходовую схему совпадения 4 сигналов генератора тактовых импульсов 2 на счетный вход двоичного реверсивного счетчика 5. Таким образом, состояние разрядов счетчика отображает расстояние, которое прошел фотоприемник из крайнего положения до момента пересечения оптического луча, т.е. отклонение машины от проектной оси
lотк = l - lc4,
l - расстояние от оси устройства до крайнего положения фотоприемника,
lc4 - расстояние от крайнего положения фотоприемника до момента пересечения с оптическим лучом,
lотк - измеряемое отклонение машины.The device operates as follows:
The initial circuit connection is set by applying a reset signal. After it arrives, the initial state of trigger 6 is set.
Figure 00000002
, binary reversible counter 5 and the clock generator 2 starts to work. Its pulses are fed to a bi-directional shift register 3, from which they are fed to a four-channel switch 17, the outputs of which are included in the phases of the stepper motor 18. The stepper motor 18 moves the photodetector 11 to one of the extreme positions . In the extreme position, the photodetector 11 closes the switch (for example, 15), sends a signal to the input of the trigger 16 and sets its outputs to
Figure 00000003
. The output signals 16 are fed to the control inputs of a bi-directional shift register 3 and reverse the direction of motion of the photodetector 11. Simultaneously, the signals
Figure 00000004
arrive at the control inputs of the binary reversible counter 5, setting it in the subtraction mode. In addition, the signal X 1 through the two-input logic element 7 and the two-input logic element 19 resets the contents of the counter 5 to zero and sets the trigger to
Figure 00000005
. The signal Q 1 = 1 trigger allows passage through a two-input coincidence circuit 4 of the signal of the clock pulse generator 2 to the counting input of the binary reversible counter 5. When the photodetector 11 enters the laser beam 1, the signal of the photodetector 11 X 4 is amplified by the amplifier 10 and fed to the input of the pulse shaper 9. From the output of the pulse shaper 9 through a two-input logic element 8, the amplified signal of the photodetector 11 X 4 is fed to the input of the trigger 6 and sets its outputs to the state
Figure 00000006
. The signal Q 1 = 0 of trigger 6 prohibits the passage of 4 signals of the clock pulse generator 2 through the two-input circuit to the counting input of the binary reversible counter 5. Thus, the state of the bits of the counter displays the distance that the photodetector has traveled from the extreme position to the moment the optical beam intersects, i.e. e. deviation of the machine from the design axis
l open = l - l c4 ,
l is the distance from the axis of the device to the extreme position of the photodetector,
l c4 is the distance from the extreme position of the photodetector to the moment of intersection with the optical beam,
l open - the measured deviation of the machine.

Одновременно сигнал

Figure 00000007
= 1 поступает на вход регистра хранения 12, который считывает расстояние разрядов двоичного реверсивного счетчика 5, фотоприемник 11 продолжает движение до второго крайнего положения. В этом положении фотоприемник замыкает выключатель 14. Сигнал, поступающий с концевого выключателя 14, переводит триггер в состояние (Q2 = 1
Figure 00000008
= 0). Выходные сигналы триггера 16 поступают на управляющие входы двунаправленного регистра сдвига 3 и реверсируют направление фотоприемника 11. Одновременно сигналы (Q2 = 1
Figure 00000009
= 0). поступают на управляющие входы двоичного реверсивного счетчика 5, устанавливая его в режиме сложения. Кроме того, сигнал X2 через двухвходовый логический элемент 19 сбрасывает в нуль содержимое счетчика 5, устанавливает триггер 6 в состояние (Q1 = 1
Figure 00000010
= 0). Сигнал Q1 = 1 триггера 6 разрешает прохождение через двухвходовую схему совпадения 4 сигналов триггера тактовых импульсов 2 на счетный вход реверсивного счетчика 5.Signal simultaneously
Figure 00000007
= 1 arrives at the input of the storage register 12, which reads the distance of the digits of the binary reversible counter 5, the photodetector 11 continues to move to the second extreme position. In this position, the photodetector closes switch 14. The signal coming from the limit switch 14 puts the trigger in the state (Q 2 = 1
Figure 00000008
= 0). The output signals of the trigger 16 are fed to the control inputs of the bi-directional shift register 3 and reverse the direction of the photodetector 11. Simultaneously, the signals (Q 2 = 1
Figure 00000009
= 0). arrive at the control inputs of the binary reversible counter 5, setting it in addition mode. In addition, the signal X 2 through the two-input logic element 19 resets the contents of the counter 5 to zero, sets the trigger 6 to the state (Q 1 = 1
Figure 00000010
= 0). The signal Q 1 = 1 of trigger 6 allows the passage through the two-input circuit of coincidence of 4 signals of the trigger trigger 2 to the counting input of the reverse counter 5.

Claims (1)

Устройство для контроля отклонения самоходной машины от проектной оси, содержащее оптический задатчик направления, подвижный фотоприемник, механически связанный с приводом, усилитель сигналов фотоприемника, выход которого соединен с входом формирователя импульса запуска, отличающееся тем, что привод перемещения фотоприемника имеет шаговый двигатель, четырехканальный коммутатор, двунаправленный регистр сдвига, два концевых выключателя крайних положений фотоприемника, два триггера, три двувходовых логических элемента ИЛИ, двухвходовую схему совпадения, двоичный реверсивный счетчик, регистра хранения, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом двунаправленного регистра сдвига и одним из входов двухвходовой схемы совпадения, выход которой соединен со счетным входом двоичного реверсивного счетчика, второй вход двухвходовой схемы совпадения соединен с первым выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом первого логического элемента ИЛИ, второй вход - с выходом второго двухвходового логического элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов запуска, второй выход - с источником сигнала сброса, причем второй выход первого триггера соединен с управляющим входом регистра хранения, входы первого двухвходового логического элемента ИЛИ соединенны с выходом первого и второго концевых выключателей крайних положений фотоприемника и с входом второго триггера, выходы которого соединены с управляющими входами двоичного реверсивного счетчика и двунаправленного регистра сдвига, выходы которого соединены с управляющими входами четырехканального коммутатора, выходы которого включены в фазы шагового двигателя, а информационные выходы двоичного счетчика соединены с информационными входами регистра хранения, причем один из входов двоичного реверсивного счетчика "Установка на нуль" соединена с выходом третьего двухвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого двухвходового логического элемента ИЛИ, а второй вход - с источником сигнала сброса. A device for controlling the deviation of the self-propelled machine from the project axis, containing an optical direction adjuster, a movable photodetector mechanically coupled to the drive, a photodetector signal amplifier, the output of which is connected to the input of the start pulse shaper, characterized in that the photodetector movement drive has a stepper motor, a four-channel switch, bi-directional shift register, two limit switches of the extreme positions of the photodetector, two triggers, three two-input logic elements OR, two-input coincidence circuit, binary reversible counter, storage register, clock generator, the output of which is connected to the clock input of the bi-directional shift register and one of the inputs of the two-input coincidence circuit, the output of which is connected to the counting input of the binary reverse counter, the second input of the two-input matching circuit is connected to the first the output of the first trigger, the first input of which is connected to the output of the first OR gate, the second input - with the output of the second two-input OR gate, the first the path of which is connected to the output of the start pulse generator, the second output to the source of the reset signal, the second output of the first trigger connected to the control input of the storage register, the inputs of the first two-input logic element OR connected to the output of the first and second limit switches of the extreme positions of the photodetector and to the input of the second a trigger whose outputs are connected to the control inputs of a binary reversible counter and a bi-directional shift register, the outputs of which are connected to the control inputs a four-channel switch, the outputs of which are included in the phases of the stepper motor, and the information outputs of the binary counter are connected to the information inputs of the storage register, and one of the inputs of the binary reversible counter "Set to zero" is connected to the output of the third two-input OR element, the first input of which is connected to the output of the first two-input logic element OR, and the second input with the source of the reset signal.
RU96117437A 1996-08-23 1996-08-23 Device for controlling deviation of self-propelled machine from design axis RU2119053C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96117437A RU2119053C1 (en) 1996-08-23 1996-08-23 Device for controlling deviation of self-propelled machine from design axis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96117437A RU2119053C1 (en) 1996-08-23 1996-08-23 Device for controlling deviation of self-propelled machine from design axis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2119053C1 true RU2119053C1 (en) 1998-09-20
RU96117437A RU96117437A (en) 1998-11-27

Family

ID=20184964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96117437A RU2119053C1 (en) 1996-08-23 1996-08-23 Device for controlling deviation of self-propelled machine from design axis

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2119053C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4628609A (en) Incremental measuring and machine control system
RU2119053C1 (en) Device for controlling deviation of self-propelled machine from design axis
US4578749A (en) Method for measuring driving amount of motor and apparatus therefor
RU2042169C1 (en) Apparatus for controlling position of object
SU503974A1 (en) Device for stopping a traveling machine
SU899930A1 (en) Device for monitoring deviation of self-propelled machine from preset direction
SU983736A1 (en) Vehicle speed determination device
SU255660A1 (en) DEVICE FOR MANAGING THE MOVEMENTS OF PLANING MACHINES
SU446034A1 (en) Positional software control system
SU1219802A1 (en) Apparatus for monitoring the position of self-propelled machine
SU1689921A1 (en) Apparatus for steering self-propelled transporting facilities
SU1118965A1 (en) Device for programmed control of positioning
SU1177253A1 (en) Device for locating hoisting vessels of double-end mine installation
SU929398A1 (en) Apparatus for varying the position of working member of machine
SU1040413A1 (en) Shaft turn speed determination device
SU1430256A1 (en) Contour control system of industrial robot
SU515137A1 (en) Device for determining the error of the angle sensor
SU943840A1 (en) Device for reversible magnetic tape transportation
SU1610267A1 (en) Apparatus for measuring displacement of object
SU382997A1 (en) AUTOMATIC CONTROL DEVICE
SU651390A1 (en) Photoelectric shaft angular position-to-code converter
SU378924A1 (en) PULSE SENSOR FOR MOTION MODEL
SU424207A1 (en) CONVERTER ANGLE OF TURNING INTO CODE
SU654907A1 (en) Rotational speed measuring device
SU1057779A2 (en) Device for registering remote discrete displacements