SU1418783A1 - Устройство дл контрол положени передвижных механизмов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к авто.мати- зации управлени  передвижными механизмами и их контрол  и может найти применение , в частности, дл  контрол  положени  транспортных средств с прицепами и полуприцепами. Цель изобретени  - повышение удобства управлени . Устройство содержит датчик 1 положени  управл емых колес, датчик 3 положени  прицепа, блока управлени  15, блока индикации 29. При режимах движени  передним или задним ходом транспортного средства с прицепом при рассогласовании фактической траектории движени  с заданной блок управлени  15 вырабатывает сигнал, передаваемый на блок индикации 29, указывающий водителю о необходимости проведени  соответствующей коррекции движени  транспортного средства. 5 ил.

Description

Я

Г

л5

сл

00

00 00

1

Изобретение относитс  к автоматизации управлени  передвижными механизмами и их контрол  и может найти применение, в частности, дл  контрол  положени  транспортных средств с прицепами и 1Голупри- цепами.

Цель изобретени  - повышение удобства управлени .

На фиг. 1 приведена принципиальна  электрическа  схема устройства; на фиг. 2 - схема расположени  передвижного механиз- ма с прицепом; на фиг. 3 - схема расположени  датчика положени  прицепа на т гово-сцепном устройстве; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг., 5 - схема расположени  датчика положени  рулевых колес на рулевой сошке передвижного ме- ханизма.

Устройство состоит из датчика 1 положени  управл емых колес передвижного .механизма , который установлен на рулевой сошке 2 передвижного механизма и из датчика 3 положени  прицепа, который соответственно установлен на т гово-сцепном устройстве 4 прицепа. Датчики 1 и 3 выполнены в виде потенциометров, которые через проводную линию 5 и разъемное соединение 6 (а-а; б-б) подключены соответственно к мостовым схемам 7 и 8, состо щим из резисторов 9, 10 и 11, 2, а также из подстроенных потенциометров 13 и 14. Первые диагонали мостовых схем 7 и 8 подключены к источнику стабилизированного напр жени  ±U, а втора  диагональ мостовой схемы 7 подключена к нервому входу блока 15 управлени , которым  вл етс  вход первого операционного усилител  16. Втора  диагональ мостовой схемы 8 подключена к второму входу блока 15 управлени , которым  вл етс  вход второго операционного усилител  17. Операционные усилители 16 и 17 снабжены цеп ми обратных св зей: положительной обратной св зью (ПОС) и отрицательной обратной св зью (ООС). Причем в цепи ПОС операционного усилител  16 включен под- строечный потенциометр 18 с калиброванной шкалой длины передвижного механизма Д п. гЛ в метрах, а в цепи ПОС операционного усилител  17 включен подстроеч- ный потенциометр 19 с калиброванной шкалой длины прицепа Д. п в .метрах В цеп х ООС операционных усилителей 16 и 17 включены соответственно подстроеч- ный потенциометр 20 с калиброванной шкалой базы передвижного механизма Б.п.м. в метрах, и сюдстроечныИ потенн,ио- метр 21 с калиброванной шкалой базы прицепа Б.п. в метрах. Выходы операционных усилителей 16 и 17 подключены к входу операционного усилител  22, в цепи ПОС которого включен подстроечный потенциометр 23 с калиброванной шкалой радиуса минимального поворота передвиж0

5

0

0

5

0

5

него механизма R min п.м., в .метрах, а в цепи ООС включен подстроечный потенциометр 24 с калиброванной шкалой радиуса минимального поворота прицепа R min п. в метрах. Выход операционного усилител  22 подключен к входам двух разнопол рных пороговых элементов 25 и 26 с регул торами порога на сдвоенных потенциометрах 27 и 28, которые . имеют средний вывод, соединенный с обшей шиной и снабжены калиброванной шкалой заданного радиуса поворота передвижного механизма с прицепом R п.м.п. в метрах.

Выходы пороговых элементов 25 и 26 подключены к блоку 29 индика 1ии. а именно , к входам усилителей 30 и 31 посто нного тока УПТ, соответственно, выходы которых подключены также к светодиоду 32 через ограничивающий ток резистор 33 и к светодиоду 34 через ограничивающий ток резистор 35. Выход УПТ 30 также подключен к генератору 36 звуковой части F 1, а выход УПТ 31 подключен к генератору 37 звуковой частоты F 2, котора  отличаетс  от звуковой части F 1. Выходы генераторов 36 и 37 звуковых частот подключены к зум.меру 38.

К передвижному механизму, например, автомобилю 39 подсоедин ют через т гово- сцепное устройст о 40 прицеп или полуприцеп 41. Причем базой автомобил  39 Б.п..м. прин то рассто ние между ос ми его колес, а за длину автомобил  Д.п.м. прин то рассто ние от его крайней передней точки до т гово-сцепного устройства 40. Базой полуприцепа или утрицепа 41 Б.п. прин то рассто ние от т гово-сцепного устройства 40 до оси колеса прицепа или полуприцепа 41, а за длину прицепа или полуприцепа 41 прин то рассто ние от т гово-сцепного устройства 40 до крайней задней точки прицепа или полуприцепа 41.

Т гово-сцепное устройство 40 состоит из шарового шарнира 42, нижн   часть которого в виде шарового пальца установлена на раме 43 автомобил  39, на которой установлен также потенциометричес- кий датчик 3 положени  прицепа посредством кронштейна- 44. Привод оси потенциометра 3 выполнен посредством планки 45 с прорезью переменного сечени  46, в которую входит палец. 47, аакреплен- ный на раме 48 прицепа или полуприцепа 41.

Потенциометрический датчик 1 положени  управл емых колес установлен на рулевой сошке 2 рулевой колонки 49 автомобил  39 посредство.м поводковой муфты 50.

Устройство работает следующим образом.

Контроль за положением передвижного механизма с прицепом или полуприцепом и их управление значительно усложн ютс  при маневрировании на ограниченных пло- шад х и движении задним ходом, пос

кольку автомобиль и прицеп имеют различные параметры, например базу, длину, минимальный радиус поворота, от которых завис т возможности маневрировани  автопоездом . Ошибки контрол  и управлени  автопоездом ведут к тому, что прицеп или «не вписываетс  в заданный радиус поворота , или «складываетс , а это ведет к его повреждени м, увеличивает врем  и труд водител  по контролю за положением передвижных механизмов и их управлению.

Режим пр молинейного движени  задним ходом авто.мобил  с прицепом или полуприцепом наиболее сложный, поскольку незначительные возмущающие воздействи  на прицеп со стороны неровностей дороги или незначительные отклонени  от пр молинейного движени  автомобил  привод т к резкому увеличению поворота т гово-сцепного устройства и «складыванию автопоезда. Чтобы облегчить контроль положени  передвижных механизмов и их управлени  на указанном режиме перед его выполнение.м водитель включает напр жение ±U питани  устройства, когда рулевое колесо и сошка 2 наход тс  в положении пр молинейного движени , а также и т гово-сцепное устройство 40 прицепа 41. Тогда датчик 1 положени  управл емых колес и датчик 3 положени  прицепа,  вл ющиес  потенциометрами , наход тс  в среднем положении и .мостовые схемы 7 и 8 наход тс  в состо нии баланса, когда с их диагоналей на входы операционных усилителей 6 и 17 блока 15 управлени  сигналы не поступают . Поэтому с выходов операционных усилителей 16 и 7 на вход операционного усилител  22 сигналы также не поступают и на его выходе напр жение отсутствует , на входах пороговых эле.ментов 25 и 26 нулевой уровень. Дл  выполнени  указанного режима водитель устанавливает ручки сдвоенных потенциометров 27 и 28 в положение «О, когда пороговые уровни, на пороговых элементах 25 и 26 так- же равны нулю. На выходах пороговых элементов 25 и 26 также нулевые уровни, поэто.му напр жение на светодиоды 32 и 34 и на генераторы 36 и 37 низкой частоты не поступает, светова  и звукова  сигнализаци  блоком 29 индикации не выдаетс .

Водитель начинает выполнение режима пр молинейного движени  автомобил  с прицепом задним ходом, сохран   положение управл емых колес, сошки 2 и датчика 1 и положени  пр молинейного движени . Тогда мостова  схема 7 остаетс  в состо нии баланса и на вход операционного усилител  16 напр жение не поступает, а с мостовой схемы 8 напр жение также не поступает на вход операционного усилител  17, пока прицеп 41 двигаетс  нр моли- нейно, поэтому светова  и звукова  сигнализаци  блоком 29 индикации не выдаетс . Под действием случайных возмущающих

О

5

0

5

0

5

0

5

5

0

воздействии, например укло1.:а дороги, неровностей на дороге и др., прицеп 41 может начать отклон тьс  влево или вправо от пр молинейного направлени  движени , тогда .мостова  схе.ма 8 разбалансируетс  и на вход операционного усилител  17 поступает положительный уровень при отклонении влево или отрицательный уровень при отклонении вправо. Поступивщпй сигнал усиливаетс  на операционном усилителе 17 пропорционально величине длины прицепа Д.п. и величине базы при.цепа Б.п., и на операционном усилителе 22 пропорционально радиусу мин мального поворота прицепа R min п., а затем поступает на входы разнопол рных пороговых элел енГов 25 и 26. В зависимости от пол рности сигнала открываетс  пороговый элемент 25 или 26 независимо от величины указанного сигнала, поскольку на указанном режиме ручка потенциометров 27 и 28 находитс  в поло-, жении «О, когда пороговые уровни нулевые, поэтому через пороговый элемент 25 или 26 проход т самые малые уровни сигналов начала рассогласовани  -от датчика 3 положени  прицепа. Положительный сигнал отклонени  прицепа 41 влево на ранней стадии его обнаружени  вызывает срабатывание порогового элемента 25, который через УПТ 30 включает светодиод 32 индикации «Вправо, и звуковой генератор 36, который вырабатывает звуковую частоту F 1, воспроизводимую зуммером.38 и также соответствующую правому повороту. Получив световую и звуковую информацию о начале отклонени  прицепа 41 влево и о необходимости поворота рулевых колес автомобил  39 вправо дл  компенсации указанного рассогласовани , водитель выполн ет указанный поворот сощки 2 рулевым колесом вправо до тех пор, когда отрицательный уровеиь сигнала с мостовой схемы 7, усилиленный на операционном усилителе 16 пропорционально величине длины автомобил  Д.п.м. и величине базы ав- томоби.ч  Б.П..М., а на операционном усилителе 22 пропорционально радиусу минимального поворота автомобил  R min п.м., станет равным полученному положительному сигналу рассогласовани , поступившему на второй вход операционного усилител  22 с мостовой схе.мы 8. Равные по велич1 не разнопол рные сигналы на входах операционного усилител  22 привод т к образованию на его выходе нулевого уровн , что ведет к прекращению световой и звуковой сигнализации правого поворота в блоке 29 индикации. Под действием прин той коррекции положени  рулевых Ko. iec и сощки 2 вправо, возмущающее отк, ю- нение прицепа 41 влево устран етс  и он занимает вновь положение пр молинейного движени . Тогда сигнал рассогласовани  с мостовой схемы 8 становитс  равны.м «О, что приведет к прохождению отрицательного сигнала от мостовой схемы 7 через операционный усилитель 22, пороговый эле- фент 26, УПТ 31 и включению свето- Диода 34 индикации «Влево, а также звукового генератора 37 с частотой F 2, воспроизводимую зуммером 38 и соответствующую левому повороту. Водитель устанавливает рулевые колеса влево до состо ни  пр молинейного движени , мостовые схемы Т и 8 возвращаютс  в состо ние балани через УПТ 31 включает светодиод 34 индикации «Влево и звуковой генератор 37 с частотой F 2, воспроизводимой зуммером 38 и также соответствующей левому повороту. Водитель выполн ет маневр заданного правого поворота, удержива  рулевые колеса на границе возникновени  указанного сигнала «Влево, что обеспечивает движение автопоезда по заданному радиусу. Вли ни  возмущающих факторов на полуta , сигнализаци  блоком 29 индикации не 0 прицеп 41, привод щие к нарушению ба

рыдаетс . Автомобиль с полуприцепом 4 выполн ет заданное пр молинейное движе- задним ходом, поскольку указанные возмущающие воздействи  вы вл ютс  на фанней стадии возникновени  и устран ютс  с полным учетом характеристик манев- рировани  прицепа и автомобил , что обес- |1ечивает устойчивый процесс регулировани , это значительно облегчает труд водител  1по контролю положени  передвижных меха- |низмов с прицепами и их управлени . I Режим движени  задним ходом автомо- |бил  с прицепом или полуприцепом по |радиусу, определенному поворотом дороги |или маневрировани м на ограниченной площади ,  вл етс  не менее сложным, пос15

ланса мостовой схемы о на указанном режиме в ту или другую сторону, учитываютс  и корректируютс  операционными усилител ми 17 и 22 и в зависимости от знака рассогласовани  суммируютс  или вычитаютс  с сигналом от мостовой схемы 7 на операционном усилителе 22. Результирующий сигнал с выхода операционного усилител  22 поступает на пороговые элементы и. , сравнива сь с установленным 20 порогом, который соответствует заданному радиусу поворота, определ ет момент включени  сигнализации «Влево на блоке 29 индикации, в результате этого корректируетс  водителем положение рулевых колес, что исключает вли ние возмущающего фактора

кольку самые незначительные ощибки в уп- на первом режиме. Таким образом, поворот

равлении автопоездом и возмущающие воздействи  привод т либо к «складыванию автопоезда, либо к тому, что он не вписываетс  в заданный радиус поворота.

автомобил  с прицепом по заданному радиусу направо при движении задним ходом легко выполн етс  водителем даже при воздействи х возмущающих факторов на полуЧтобы облегчить контроль положени  пе- прицеп 41. При этом пороговый элемент 25 редвижных механизмов и их управлениена указанном режиме обнаруживает сигналы

на указанном режиме перед его выполне-рассогласовани  от мостовой схемы 8 на

нием водитель включает напр жение ±U пи-самых ранних стади х их возникновени , что

исключает «складывание автопоезда в сторону , обратную выполн емому правому

тани  устройства, когда рулевые колеса и сощки 2 наход тс  в положении пр молинейного движени , а также и т гово-сцеп- 5 повороту. На указанном режиме контрол  .4 Аг.,, управлени  положением автопоезда водитель экстраполирует положение автопоез.да при помощи задатчика радиуса поворота, выполненного на потенциометрах 27 и 28, и при помощи сигналов с блока 29 индикации , что значительно облегчает труд водител  и расшир ет функциональные возможности устройства.

Если водитель установил ручку потенциометров 27 и 28 «Влево дл  выполное устройство 40 полуприцепа 41. Тогда мостовые схемы 7 и 8 наход тс  в состо нии баланса и сигнализаци  блоком индикации 29 не выдаетс . Затем водитель устанавливает ручку сдвоенных потенциометром 27 и 28 задатчика радиуса поворота автомобил  с прицепом R п.м.п. по шкале на величину заданного радиуса поворота вправо или влево.

Если водитель установил ручку потен40

циометров 27 и 28 «Вправо дл  выпол- . нени  левого поворота заданного радиуса.

нени  правого поворота заданного радиуса, то движки указанных потенциометров перемещаютс  вверх, тогда на пороговом элементе 26 устанавливаетс  отрицательный пороговый уровень, а на пороговом элето движки указанных потенциометров перемещаютс  вниз, тогда на пороговом элементе 25 устанавливаетс  положительный пороговый уровень, а на пороговом элементе 26 сохран етс  нулевой уровень.

менте 25 сохран етс  нулевой уровень, Водитель поворачивает рулевые колеса и

Водитель поворачивает рулевые колеса исошку 2 влево на необходимую величину,

сощку 2 вправо на необходимую величину,котора  определ етс  величиной установленкотора  определ етс  величиной установлен-пого порога. Как только положительный

ного порога. Как только отрицательныйуровень левого поворота с мостовой схемы 7,

уровень правого поворота с мостовойусиленный и скорректированный операционсхемЕл 7, усиленный и скорректированный55 ными усилител 1У1и 16 и 22 достигает веоперационными усилител ми 16 и 22 дости-личины положительного порога на порогогает величины отрицательного порога на по-вом элементе 25, последний открываетс 

роговом элементе 26, последний открываетс и через УПТ 30 включает светодиод 32

и через УПТ 31 включает светодиод 34 индикации «Влево и звуковой генератор 37 с частотой F 2, воспроизводимой зуммером 38 и также соответствующей левому повороту. Водитель выполн ет маневр заданного правого поворота, удержива  рулевые колеса на границе возникновени  указанного сигнала «Влево, что обеспечивает движение автопоезда по заданному радиусу. Вли ни  возмущающих факторов на полуприцеп 41, привод щие к нарушению ба

ланса мостовой схемы о на указанном режиме в ту или другую сторону, учитываютс  и корректируютс  операционными усилител ми 17 и 22 и в зависимости от знака рассогласовани  суммируютс  или вычитаютс  с сигналом от мостовой схемы 7 на операционном усилителе 22. Результирующий сигнал с выхода операционного усилител  22 поступает на пороговые элементы и. , сравнива сь с установленным порогом, который соответствует заданному радиусу поворота, определ ет момент включени  сигнализации «Влево на блоке 29 индикации, в результате этого корректируетс  водителем положение рулевых колес, что исключает вли ние возмущающего фактора

на первом режиме. Таким образом, поворот

автомобил  с прицепом по заданному радиусу направо при движении задним ходом легко выполн етс  водителем даже при воздействи х возмущающих факторов на полу прицеп 41. При этом пороговый элемент 25 на указанном режиме обнаруживает сигналы

то движки указанных потенциометров перемещаютс  вниз, тогда на пороговом элементе 25 устанавливаетс  положительный пороговый уровень, а на пороговом элементе 26 сохран етс  нулевой уровень.

Водитель поворачивает рулевые колеса и

индикации «Вправо, и звуковой генератор 36 с частотой F 1, воспроизводимой зуммером 38 и также соответствующей правому повороту. Водитель выполн ет маневр заданного левого поворота, удержива  рулевые колеса на границе возникновени  указанного сигнала «В право, что обеспечивает движение автопоезда по заданному радиусу. Вли ние возмущающих факторов на полуприцеп 41, привод щие к нарушеФормула изобретени  Устройство дл  -контрол  положени  передвижных механизмов, содержащее датчики положени  передвижных механизмов, блок индикации положени  контролируемых передвижных механизмов и источники тока, отличающеес  тем, что, с целью повышени  удобства управлени , оно снабжено двум  разнопол рными пороговыми элементами с регул тором порога и шкалой занию баланса мостовой схемы 8 на указан-Ю данного радиуса поворота передвижного меном режиме в ту или другую сторону,ханизма с прицепом и блоком управлени 

учитываютс  и корректируютс  операцион-первым, вход которого представл ет собой

ными усилител ми 17 и 22, и в зави-вход первого операционного усилител  с

симости от знака рассогласовани  сумми-цеп ми обратных св зей и калиброванными

руютс  или вычитаютс  с сигналом от мое-регул торами со шкалами длины и базы

товой схемы 7 на операционном усилителе 22. передвижного механизма, и соединен с датРезультирующий сигнал с выхода опера-чиком положени  управл емых колес пеционного усилител  22 поступает на поро-редвижного механизма, второй вход блока

говые элементы и сравниваетс  с установленным порогом, который соответствует

заданному радиусу поворота, определ ет мо- 20 ратных св зей и калиброванными регул - мент включени  сигнализации «Вправо наторами со шкалами длины и базы прицеблоке 29 индикации, в результате этого корректируетс  водителем положение рулевых колес. Таким образом, поворот автомобил  с прицепом по заданно.му радиусу налево при движении задним ходом легко выполн етс  водителем даже при воздействи х возмущающих факторов на прицеп 41. При этом пороговый элемент 26

25

на указанном режиме обнаруживает сигнапа передвижного механизма и соединен с датчиком положени  прицепа передвижного механизма, а его третий вход  вл етс  входом третьего операционного усилител  с цеп ми обратных св зей и калибровочными регул торами со шкалами радиуса минимального поворота передвижного механизма и прицепа, вход которого соединен с выходами первого и второго операционных лы рассогласовани  от мостовой схемы 8 на ,Q усилителей, а его выход -- с входами самых ранних стади х их возникновени ,двух разнопол рных пороговых элементов,

что исключает «складывание автопоезда в сторону, обратную выполн емому левому повороту . На указанном режиме контрол  и управлени  положением автопоезда водитель экстраполирует положение автопоезда при 5 выходы - с двум  светодиодами, уста- помощи задатчика радиуса поворота, выпол-новленными слева и справа на б локе

венного на потенциометрах 27 и 28, и прииндикации, и соответственно с двум 

помощи сигналов с блока 29 индикации,генераторами различных звуковых частот,

что значительно облегчает труд водител .подключенных к зуммеру.

выходы которых соединены с блоком индикации , выполненным в виде двух усилителей посто нного тока, входы которых соединены с входами блока индикации, а их

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  -контрол  положени  передвижных механизмов, содержащее датчики положени  передвижных механизмов, блок индикации положени  контролируемых передвижных механизмов и источники тока, отличающеес  тем, что, с целью повышени  удобства управлени , оно снабжено двум  разнопол рными пороговыми элементами с регул тором порога и шкалой заданного радиуса поворота передвижного меуправлени  представл ет собой вход второго операционного усилител  с цеп ми об25

   ,Q

   выходы - с двум  светодиодами, уста- новленными слева и справа на б локе

   выходы которых соединены с блоком индикации , выполненным в виде двух усилителей посто нного тока, входы которых соединены с входами блока индикации, а их

   .2

   J

   фа.3. 5

   (и.е. 5

   V

   7

   6

   ff