SU447475A1 - Устройство дл автоматического управлени машиной - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к строительству, преимущественно к тоннелестроению и касаетс  устройств дл  автоматического управлени  машиной, в частности, проходческим щитом.

Устройства дл  автоматического управлени  машиной предназначены дл  дистанционного автоматического контрол  за положением машины, в частности, проходческого щита, на трассе.

Известны устройства дл  автоматического управлени  машиной, включающие источник светового модулированного луча с равносигнальной зоной (РСЗ), приемную оптическую систему и фотоэлемент с усилителем фототоКОБ .

в известном устройстве дл  автоматического управлени  машиной при смещении приемной оптической системы с РСЗ усилитель фототоков выдает сигнал, величина которого при одинаковом отклонении машины на разной дистанции различна. Когда приемна  оптическа  система находитс  на РСЗ, сигнал равен нулю. При смещении входного зрачка приемной оптической системы от РСЗ усилитель фототоков выдает сигнал соответствующего знака, например, плюс (положительное напр жение) при смещении вверх от РСЗ и минус (отрицательное напр жение) при смещении вниз от РСЗ. Таким образом, известное устройство дл  автоматического управлени 

машиной позвол ет управл ть этой машиной

только по знаку отклонени  от заданной оси.

В св зи с этим известное устройство дл 

автоматического управлени  машиной не может быть использовано в автоматической системе с пропорциональным управлением, у которой сигнал, поступающий на фотоэлемент, зависит только от величины отклонени  и не зависит от дальности тракта светового луча,

поскольку в известном устройстве не предусмотрено учета изменени  структуры светового луча. Это снижает эффективность и точность ведени  машины по заданной трассе.

Цель изобретени  - создание такого устройства дл  автоматического управлени  машиной , например проходческим щитом, которое обеспечит увеличение точности управлени  машиной за счет получени  на фотоэлементе светового сигнала, не завис щего от дальности тракта светового луча. Это позволит использовать такое устройство в автоматических системах с пропорциональным управлением .

Это достигаетс  тем, что между приемной оптической системой и фотоэлементом на продолжении оси РСЗ размещены дополнительные оптические элементы, например оптические клинь , установленные с возможностью вращени .

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема устройства, на фиг. 2 - форма сигнала, снимаемого с фотоприемника при расположении его на РСЗ, на фиг. 3 - то же, при смещении фотоприемника от РСЗ, например вверх, на фиг. 4 - то же, при смещении фотоприемника от РСЗ вверх.

На фиг. 2 - 4 прин ты следующие обозначени : и - напр жение, t - врем , ф - угол поворота клина, - смещение. Кроме того, устройство дл  автоматического управлени  машиной, например проходческим щитом, включает источник 1 светового модулированного луча с равносигнальной зоной, приемную оптическую систему, состо щую из объектива 2 и линзы 3, и фотоэлемент 4 с усилителем 5 фототоков. Между линзой 3 приемной оптической системы и фотоэлементом 4 на продолжении оси РСЗ размещены дополнительные оптические элементы, например, оптический клин 6, который приводит во вращение двигатель 7. Оптический клин 6 принимаетс  таким, чтобы при его вращении изображение входного зрачка объектива 2 описывало круговое движение относительно центра плоскости приема светового сигнала фотоэлемента 4, т. е., чтобы на эту плоскость .попадали световые лучи поочередно от разных частей входного зрачка объектива 2.

Возможна установка нескольких оптических клиньев или сферического зеркала.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Источником 1 светового модулированного луча с РСЗ задаетс  направление движени  машины. За счет вращени  оптического клина . 6 двигателем 5 изображение входного зрачка объектива 2 проектируетс  на плоскость приема светового сигнала фотоэлемента 4, описыва  относительно центра этой плоскости круговое движение.

Когда приемна  оптическа  система с объективом 2 и линзой 3 и фотоэлемент 4 наход тс  на оси РСЗ, т. е., когда их смещение от оси РСЗ Ал: равно нулю, усилитель 5 будет выдавать попеременно то положительное, то отрицательное напр жение в зависимости от положени  оптического клина 6. При этом длительность положительного импульса TI будет равна длительности отрицательного импульса Гг (см. фиг. 2).

При смещении приемной оптической системы с объективом 2 и линзой 3 и фотоэлемента 4 с оси РСЗ, например вверх (, например ), длительность положительного импульса TI увеличиваетс , а отрицательного импульса Тч - уменьшаетс . Причем вет ,-т

также больще нул  и  вличипа TI + T,

л етс  функцией только смещени  Ал; и не зависит от дальности управлени  и пропускани  тракта светового луча (см. фиг. 3).

При смещении приемной оптической системы с объективом 2 и линзой 3 и фотоэлемента 4 с оси РСЗ в противоположную сторону, например вниз (, например ), длительность положительного импульса TI

уменьщаетс , а отрицательного импульса увеличиваетс  и величина

Tj-T, TI + T, оказываетс  отрицательной (см. фиг. 4).

Г у

Таким образом, величина - мен ет

TI + T,,

знак в соответствии с изменением знака смещени  Ал; и не зависит от дистанции управлени .. Это дает возможность использовать устройство дл  автоматического управлени  машиной в автоматических системах с пропорциональным управлением.

При управлении по двум координатам усилитель фототоков 5 имеет две выходные цепи и картина сигналов при смещении входного зрачка объектива 2 на величину Аг/ в другой плоскости будет аналогична рассмотренной.

Предмет изобретени 

Устройство дл  автоматического управлёни  машиной, например, проходческим щитом, включающее источник светового модулированного луча с равносигнальной зоной, приемную оптическую систему и фотоэлемент с усилителем фототоков, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  точности управлени  машиной за счет получени  на фотоэлементе светового сигнала, не завис щего от дальности тракта светового луча, между приемной оптической системой и фотоэлементом на продолжении оси равносигнальной зоны размещены дополнительные оптические элементы , например оптические клинь , установленные с возможностью вращени .

t (if) ДЛ О