SU1165251A1

SU1165251A1 - Automatic control system for work-performing members of agricultural machine

Info

Publication number: SU1165251A1
Application number: SU833710240A
Authority: SU
Inventors: Лев Абрамович Борошок; Игорь Феодосиевич Савченко; Владимир Антонович Иваненко; Анатолий Николаевич Лысенко; Владимир Александрович Костев
Original assignee: Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства
Priority date: 1983-12-12
Filing date: 1983-12-12
Publication date: 1985-07-07

Abstract

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО НАПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ МАШИНЫ, содержаща измерители траекторной ошибки и положени управл емых колес машины относительно среднего пЬложени , усилители электрических сигналов и исполнительный механизм поворота управл емых колес с двум управл ющими электрическими элементами, отличающа с тем, что, с целью повышени точности копировани траектории ориентации и упрощени устройства, в него введены механизм перемещени управл емых ВСЕСОК Я Г Iff:-. (Ч ПАТ-;:.-: . 13 tr Л---;;-sv; М5лЯ4зп :лтехнологических рабочих органов в поперечной плоскости, гидравлический механизм осуществлени этого перемещени , измеритель положени технологических рабочих органов относительного среднего положени , который содержит два двухполюсных переключател с одной замыкающейс и одной размыкающейс цеп ми каждый, орган переключени которых св зан с технологическими рабочими органами, при этом измеритель положени управл емых колес машины относительно среднего положени имеет два однополюсных переключател , орган переключени которых св зан с управл емыми колесами, и два одновибратора, причем измеритель траекторной ощибки соединен с гидравлическим механизмом перемещени ш управл емых технологических рабочих органов в поперечной плоскости, каждый, одно: полюсный переключатель соединен через размыкающуюс цепь одного из двухполюсных переключателей, а также через усилитель с одним из управл ющих электрических элементов исполнительного механизма поворота управл емых колес, причем к этому же элементу подключена через одновибратор и О5 усилитель замыкающа с цепь второго двухполюсного переключател . сд го сдAUTOMATIC DIRECTION PROCESS OF WORKING OF AGRICULTURAL MACHINE comprising meters trajectory errors and position actuated car wheels relative average plozheni amplifiers electrical signals and executive rotation mechanism controlled by the wheel with two by control electrical elements, characterized in that, in order to increase the accuracy of copying the orientation trajectory and simplifying the device, the mechanism for moving the controlled ALL SECOND AND Iff is introduced into it: -. (H PAT -;: .-:. 13 tr L --- ;; - sv; M5L4oh: technologic working bodies in the transverse plane, the hydraulic mechanism for carrying out this movement, the gauge of the position of the technological working bodies of the relative average position, which contains two bipolar switches with one closing and one opening circuit each, the switching body of which is connected with technological working bodies, while the gauge of the position of the driven wheels of the machine relative to the middle position has two single-pole switches The body, the switching organ of which is connected to the controllable wheels, and two single-vibrators, the trajectory fault meter connected to the hydraulic mechanism for moving the controlled technological working bodies in the transverse plane, each one: the pole switch is connected through an open circuit of one of the bipolar switches, as well as through an amplifier with one of the electric control elements of the actuating mechanism for turning the controlled wheels, and to this element is connected via the same Rathore and G5 lead-amplifier circuit with a second two-pole switch. cd go cd

Description

Изобретение относитс к сельскохоз йственному машиностроению, в частности к устройствам автоматического вождени рабочих органов вдоль обрабатываемых или убираемых р дков, где требуетс высока точность копировани траектории ориентации , например при посеве овощных культур и обработке почвы внутри широкополосных гр д в теплицах и открытом грунте.The invention relates to agricultural machinery, in particular, devices for automatic driving of working bodies along treated or harvesting rows where high accuracy of copying the orientation trajectory is required, for example, when sowing vegetable crops and cultivating the soil inside broadband rows in greenhouses and open ground.

Известны устройства дл автоматического вождени самоходных и прицепных сельскохоз йственных машин вдоль заданной траектории ориентации, которые осуществл ют контроль отклонени от заданной траектории и в случае превышени рассогласовани над величиной зоны нечувствительности системы выдают команду на поворот управл емых колес самоходной машины или тракта 1.Devices are known for automatically driving self-propelled and trailed agricultural machines along a predetermined orientation trajectory, which control the deviation from the predetermined trajectory and in case the error exceeds the dead zone of the system, the command is issued to rotate the controlled wheels of the self-propelled machine or tract 1.

Недостатком таких устройств вл етс то, что при автоматическом вождении поворотом непосредственно управл емых колес самоходной машины не может быть достигнута высока точность копировани траектории ориентации.The disadvantage of such devices is that with automatic driving by turning the directly controlled wheels of the self-propelled machine, high accuracy of the orientation trajectory can not be achieved.

Наиболее близкой к изобретению вл етс система автоматизированного вождени колесных машинно-тракторных агрегатов, содержаща измерители траекторной ошибки и положени управл емых колес машины относительно среднего положени , усилители электрических сигналов и исполнительный механизм поворота управл емых колес с двум управл ющими электрическими элементами 2.Closest to the invention is an automated driving system for wheeled machine-tractor units, containing measures of the trajectory error and the position of the controlled wheels of the machine relative to the middle position, amplifiers of electrical signals and an actuating mechanism for turning the controlled wheels with two control electrical elements 2.

Недостатками системы вл ютс ее высока сложность и недостаточна точность вождени при работе в существенно нестабильных услови х.The disadvantages of the system are its high complexity and insufficient driving accuracy when operating in highly unstable conditions.

Цель изобретени - повышение точности копировани траектории ориентации и упрощение устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy of copying the orientation trajectory and simplify the device.

Поставленйа цель достигаетс тем, что в систему автоматического направлени технологических рабочих органов сельскохоз йственной машины, содержащую измеритель траекторной ошибки и положени управл емых колес машины, относительно среднего положени , усилители электрических сигналов и исполнительный механизм поворота управл емых колес с двум управл ющими электрическими элементами, введен механизм перемещени управл емых технологических рабочих органов в поперечной плоскости, гидравлический механизм осуществлени этого перемещени , измеритель положени технологических рабочих органов относительно среднего положени , который содержит два двухполюсных переключател с одной замыкающейс и одной размыкающейс цеп ми каждый, орган переключени которых св зан с технологическими рабочими органами, при этом измеритель положени управл емых колес машины относительно среднего положени The goal is achieved by the fact that the system of automatic guiding of technological working elements of an agricultural machine, containing a meter of trajectory error and the position of the controlled wheels of the machine, relative to the average position, amplifiers of electrical signals and an actuator for turning the controlled wheels with two control electrical elements, the mechanism for moving controlled technological working bodies in the transverse plane, the hydraulic mechanism for implementing this remescheni, meter position technological working bodies relative to the middle position, which has the two double-pole switch with a one and one zamykayuscheys razmykayuscheys chains each organ switch which is associated with technological working bodies, the position of the actuated wheel meter machine relative to the middle position

имеет два однополюсных переключател , орган переключени которых св зан с управл емыми колесами, и два одновибратора, причем измеритель траекторной ошибки соединен с гидравлическим механизмом перемещени управл емых технологических рабочих органов в поперечной плоскости, каждый однополюсный переключатель соединен через размыкающуюс цепь одного из двухполюсных переключателей, а также через усилитель с одним из управл ющих электрических элементов исполнительного механизма поворота управл емых колес, причем к этому же элементу подключена через одновибратор и усилитель замыкающа с has two single-pole switches, the switching organ of which is connected to the controllable wheels, and two single vibrators, the trajectory error meter connected to the hydraulic movement mechanism of the controlled technological working bodies in the transverse plane, and each single-pole switch is connected through the opening circuit of one of the two-pole switches, and also through an amplifier with one of the electrical control elements of the actuating mechanism of the controllable wheels, and to this element connected through a one-shot and a closing amplifier

5 цепь второго двухполюсного переключател . На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.5 circuit of the second bipolar switch. The drawing shows a diagram of the proposed device.

Система автоматического направлени технологических рабочих органов сельскохоз йственной машины содержит ведущие 1The system of automatic direction of technological working bodies of an agricultural machine contains the leading 1

0 и управл емые 2 колеса, технологические рабочие органы 3, например, дл обработки почвы внутри гр ды овощных культур, установленные на подвижной каретке 4, котора под действием гидроцилиндра 5 может перемещатьс в поперечном направлении по направл ющей 6 в пределах +L относительно продольной оси мащины, измеритель 7 траекторной ошибки, св занный т гой 8 с гидрораспределителем 9, причем опора этого копира установлена на каретке 4. На мосту0 and controllable 2 wheels, technological working bodies 3, for example, for tillage inside a bunch of vegetable crops, mounted on a movable carriage 4, which under the action of a hydraulic cylinder 5 can move in the transverse direction along guide 6 within + L relative to the longitudinal axis Maschiny, meter 7 trajectory errors associated with the th 8 with the valve 9, and the support of this copier is installed on the carriage 4. On the bridge

0 управл емых колес имеетс гидроцилиндр 10. Питание его рабочей жидкостью осуществл етс от гидрораспределител 11 исполнительного механизма поворота управл емых колес с двум управл ющими электрическими элементами 12.0 controlled wheels there is a hydraulic cylinder 10. Its working fluid is supplied from the hydraulic distributor 11 of the actuating mechanism for turning the controlled wheels with two control electric elements 12.

5 На мосту управл емых колес установлен измеритель 13 положени , колес этого моста относительно среднего положени , в который вход т два однополюсных переключател , установленных таким образом относиQ тельно кронштейна 14, что каждый из них включаетс при противоположных направлени х поворота управл емых колес из среднего положени .5 On the steering wheel axle, a position meter 13 is installed, the wheels of this axle with respect to the middle position, which includes two single-pole switches, so installed relative to the bracket 14, that each of them is activated at opposite directions of rotation of the steerable wheels from the middle position .

На машине установлен также измерительThe machine also has a meter

15положени технологических рабочих ор5 ганов относительно среднего положени . В15 positions of technological working bodies with respect to the average position. AT

него вход т два двухполюсных переключател с одной замыкающейс и одной размыкающейс цеп ми каждый, установленные таким образом относительно кронштейнаIt includes two bipolar switches with one closing and one opening circuit each, thus mounted relative to the bracket.

16подвижной каретки 4, что каждый из них 0 переключаетс при противоположных направлени х смещени каретки 4 с рабочими органами 3 из среднего положени на величину больше h.16 of the movable carriage 4, that each of them 0 switches in opposite directions of displacement of the carriage 4 with the working bodies 3 from the middle position to an amount greater than h.

В электрическую часть системы вход т также два одновибратора 17, два логических элемента И 18 и усилители 19 электрических сигналов. Питание гидравлических узлов системы осуществл етс от гидропривода , который содержит насос 20, бак 21 иThe electric part of the system also includes two one-shot 17, two logic elements And 18 and amplifiers 19 electrical signals. The hydraulic components of the system are powered from a hydraulic drive, which contains a pump 20, a tank 21 and

предохранительный клапан 22. Электрическа часть системы питаетс от источника 23 питани .safety valve 22. The electrical part of the system is powered by power supply 23.

Измеритель 7 траёкторной ошибки соединен с гидрораспределителем 9 гидроцилиндра 5. Каждый однополюсный переключатель измерител 13 положени управл емых колес соединен через размыкающуюс цепь двухполюсного переключател -измерител 15 положени технологических рабочих органов, включающегос при том же направлении отклонени из среднего положени , а также через усилитель 19 с одним из управл ющих электрических элементов 12 гидрораспределител 11 исполнительного механизма поворота управл емых колес . К этому же управл ющему элементу подключена через одновибратор 17, элемент 18 и усилитель 19 замыкающа с цепь двухполюсного переключател измерител 15, включающегос при противоположном направлении отклонени рабочих органов 3 из среднего положени .A trajectory error meter 7 is connected to the hydraulic valve 9 of the hydraulic cylinder 5. Each single-pole switch of the 13 position of the controlled wheels is connected via a disconnecting circuit of the two-pole switch of the 15 technological operating elements, including the deviation from the middle position, as well as through the amplifier 19 with one of the control electrical elements 12 of the hydraulic distributor 11 of the actuating mechanism for turning the controlled wheels. The same control element is connected through the one-shot 17, the element 18 and the amplifier 19 closing the circuit of the two-pole switch meter 15, which includes the opposite direction of the deviation of the working bodies 3 from the middle position.

Система работает следующим образом.The system works as follows.

Контроль за направлением движени технологических рабочих органов осуществл ют с помощью измерител 7 траёкторной ощибки. При отклонении от траектории ориентации он воздействует на гидрораспределитель 9 исполнительного механизма поворота управл емых колес. К гидроцилиндру 5 поступает масло и он перемещает каретку 4 с рабочими органами 3 и опорой измерител траёкторной ощибки в поперечном направлении по направл ющей 6. Такое перемещение возможно в каждую сторону на величину L.The control over the direction of movement of the technological working bodies is carried out using a measuring instrument 7 of the trajectory error. When deviating from the orientation trajectory, it acts on the control valve 9 of the actuating mechanism for turning the controlled wheels. The hydraulic cylinder 5 receives oil and it moves the carriage 4 with the working bodies 3 and the support of the trajectory error meter in the transverse direction along the guide 6. Such movement is possible in each direction by the value L.

При незначительном отклонении мащины дополнительно осуществл етс управление ею с помощью управл емых колес. Причем информационным параметром здесь вл етс положение каретки 4 с кронщтейном 16 относительно продольной оси машины. При смещени х каретки 4 на величину больще h(h L) происходит переключение одного из двухполюсных переключателей измерител 15. При этом импульсный сигнал, продолжительность которого определ етс одновибратором 17, после усилени в усилителе 19 поступает к соответствующему управл ющему электрическому элементу 12. За врем действи электрического импульса через гидрораспределитель 11 к гидроцилиндру 1G прохО;а,ит порци рабочей жидкости от насоса 20 и управл емые колеса 2 поворачиваютс на определенный угол, завис щий от настройки одновибратора 17. Самоходна машина начинает поворот в сторону ликвидации отклонени от траектории ориентации , что вместе с продолжающимс поперечным смещением рабочих органов обеспечивает быстрое устранение его.With a slight deviation of the mash, it is additionally controlled by means of steerable wheels. Moreover, the information parameter here is the position of the carriage 4 with the arm 16 with respect to the longitudinal axis of the machine. When the carriage 4 is displaced by an amount greater than h (h L), one of the bipolar switches of the meter 15 switches. In this case, the pulse signal, whose duration is determined by the single vibrator 17, after amplification in the amplifier 19 goes to the corresponding control electric element 12. Over time the electric impulse through the hydraulic distributor 11 to the hydraulic cylinder 1G proho; torus 17. A self-propelled machine starts turning towards eliminating a deviation from the orientation path, which, together with the continuing transverse displacement of the working bodies, ensures its rapid elimination.

Если переключатель измерител 15 окажетс включенным на промежуток времениIf the meter switch 15 turns on for a period of time

меньше продолжительности импульса одновибратора 17, пр мой вход элемента, И 18 от переключател измерител 15 окажетс отключенным от источника питани реньше, с чем закончитс импульс от одновибратора 17. Поэтому электрический импульс, поступающий к элементу II, равен фактическому времени включени переключател измерител 15.the pulse duration of the one-shot 17, the direct input of the element, AND 18 from the switch of the meter 15 will be disconnected from the power supply more quickly, which will result in a pulse from the one-shot 17. Therefore, the electrical pulse coming to the element II is equal to the actual turn-on time of the switch 15.

По мере смещени машинь в сторону сни0 женин отклонени от траектории ориентации измеритель 7 Сформирует команду на возврат каретки 4 в среднее положение и, когда отклонение этой каретки станет меньше h, произойдёт обратное переключение ранее , включенного переключател измерител 15. После начала поворота управл емых колес 2 осуществл етс включение одного из переключателей измерител 13. Однако при отключенной размыкающейс цепи переключател измерител 15, что соответствует отклонению каретки 4 на величину больше h, включение переключател измерител 13 не оказывает вли ни на работу системы. Но как только каретка 4 приблизитс к среднему положению на рассто ние меньше h и ранее разомкнута цепь переключател из5 мерител 15 замкнетс , окажетс замкнутой цепь к противоположному управл ющему электрическому элементу 12 гидрораспределител 11 исполнительного механизма поворота управл емых колес. В резульQ тате этого произойдет подача масла к гидроцилиндру 10 и управл емые колеса 2 вернутс в среднее положение.As the machine moves towards lowering the deviation from the orientation trajectory, the meter 7 forms a command to return the carriage 4 to the middle position and, when the deviation of this carriage becomes less than h, the switch back will occur earlier, the meter switch 15 is turned on. one of the switches of the meter 13 is turned on. However, when the disconnecting circuit of the switch of the meter 15 is turned off, which corresponds to the deviation of the carriage 4 by an amount greater than h, the switch on meter body 13 has no effect on system performance. But as soon as the carriage 4 approaches the middle position at a distance less than h and the previously open circuit of the switch of the 5 meter 15 closes, the circuit will turn to the opposite control electric element 12 of the hydraulic distributor 11 of the actuating mechanism of the controlled wheels. As a result of this, oil will be supplied to the hydraulic cylinder 10 and the control wheels 2 will return to the middle position.

Таким образом, система автоматического управлени производит точное направление технологических рабочих органов в поперечной плоскости и дополнительно управление непосредственно машиной с тем, чтобы она не имела существенных отклонений относительно траектории ориентации, а перемещаемые в поперечном направлении рабочие органы располагались около ее продольной оси. Причем дополнительное управление производитс только тогда, когда смещение технологических рабочих органов оказываетс больще заданной величины h, в несколько раз превыщающей технологический допуск на погрешность копировани траектории ориентации, в св зи с чем существенно уменьшаетс количество срабатываний управл емых колес.Thus, the automatic control system produces the exact direction of technological working bodies in the transverse plane and additionally controlling the machine directly so that it does not have significant deviations relative to the orientation trajectory, and the working bodies moved in the transverse direction are located near its longitudinal axis. Moreover, additional control is performed only when the displacement of technological working bodies is greater than a given value of h, which is several times greater than the technological tolerance for the reproduction error of the orientation trajectory, due to which the number of actuations of the controlled wheels is significantly reduced.

Применение предлагаемой системы автоматического управлени дает экономический эффект в сравнении с известным за счет достижени высокой пр молинейности р дков при посеве овощных культур широкополосным или гр довым способами в теплицах или открытом грунте и возможности обработать их с высокой точностью, что позвол ет снизить повреждени растений. Соответственно возрастает урожайность выращиваемой культуры.The application of the proposed automatic control system gives an economic effect in comparison with the known one, due to the high linearity of rows when sowing vegetable crops in broadband or bulk methods in greenhouses or open ground and the ability to process them with high accuracy, which reduces damage to plants. The yield of the cultivated crop increases accordingly.

{{

ЫS

XX

Claims

SYSTEM OF AUTOMATIC DIRECTION OF THE TECHNOLOGICAL WORKING BODIES OF THE AGRICULTURAL MACHINE, which contains measuring instruments for trajectory error and the position of the steered wheels of the machine relative to the average location, amplifiers of electrical signals and an actuating mechanism for turning the steered wheels with two control electric elements, characterized in that the paths are more precise and copy with the aim of simplification of the device, a mechanism for moving controlled technological working bodies into the transverse plane, the hydraulic mechanism for carrying out this movement, a measuring device for the position of the technological working bodies of a relative average position, which contains two bipolar switches with one closing and one open circuit each, the switching body of which is connected with the technological working bodies, while the measuring position of the machine’s steered wheels relative to the average The position has two single-pole switches, the switching organ of which is connected with the steered wheels, and one-vibrator, and the trajectory error meter is connected to the hydraulic mechanism for moving the controlled technological working bodies in the transverse plane, each. one _{: the} pole switch is connected through an open circuit of one of the two-pole switches, and also through an amplifier with one of the control electric elements of the actuator for turning the steered wheels, and the circuit of the second two-pole switch is connected to the same element through a single-shot and amplifier.

And 65251