SU657130A1 - Устройство дл определени рассто ни ковша драглайна от вертикальной плоскости стрелы - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к автоматизации горных МИШИН, а именно, к области управлени  экскаваторами-драглайнами.

Известно устройство дл  определени  отклонени  ковша драглайна от вертикальной плоскости, содержащее датчик длины подъемного каната и установленные на стреле механические датчики углов отклонени  механические датчики углов отклонени  подъемного каната, соединенные с двум  синусно-косинусными трансформаторами, ко входам которых подключен выход датчика длины подъемного каната, а выходы подключены к схеме делени  с показывающим прибором на выходе, а также датчик удалени  головы стрелы от оси вращени  экскаватора , подключенный ко входу блока суммировани , включенного между выходом одного из синусно-косинусных тр.ансформато: ров и входом схемы делени  1.

Недостатком этого известного устройства  вл етс  его сложность определ ема  прежде всего необходимостью установки на стреле механических датчиков углов отклонени  подъемного каната и св занных с ним синусно-косинусных трансформаторов, что усложн ет конструкцию устройства

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и по достигаемому результату  вл етс  устройство дл  определени  рассто ни  ковша драглайна от вертикальной плоскости стрелы, включающее источник посто нного напр жени , датчики скорости и ускорени  поворотной платформы , датчики длин подъемного и т гового канатов и подключенную к их выходам схему вычислени  угла отклонени  ковша от вертикальной плоскости, выполненную на дев ти нелинейных функциональных преобразовател х и дев ти линейных суммирующих, интегрирующих и дифференцирующих усилител х |2j.

Недостатком этого устройства  вл етс  его сложность, котора  отрицательно сказываетс  также на точности и надежности измерени . Кроме того, это устройство иймер ет угловое отклонение ковша от вертикальной плоскости, а дл  осуществлени  по зиционного управлени  с перемещением ковща в заданную точку пространства; особенно при программном управлении, целесообразно знать рассто ние ковша от стрелы, что упрощает решение задачк позиционировани  т. к позвол ет проще осуществл ть сравнение координаты положени  ковша с координатами заданной точки перемещени  (точки разгрузки ковша или точки начала копани ). Между тем, одному и тому же значению углового отклонени  ковша, определ емого в известном устройстве, соответствует разное рассто ние ковша от вертикальной плоскости стрелы, а следовательно и разное положение ковша в пространстве, в зависимости от рассто ни  ковша от оси стрелы что требует дополнительного пересчета дл  определени  его фактического положени .

Цель изобретени  - упрощение устройства дл  оп|эеделени  рассто ни  ковща драглайна от вертикальной плоскости стрелы.

Эта цель достигаетс  тем, что устройство снабжено датчиками нагрузок механизмов поворота и подъема и двум  блоками перемножени -делени , ко входу делени  одного из которых подключен датчик нагрузки, механизма подъема, а к двум входам перемножени  датчик нагрузки механизма поворота и выход второго блока перемножени делени , подключенного входами перемножени  к датчикам длин подъемного и т гового канатов, а входом делител  к выходу суммирующего усилител , входы которого соединены с датчиком длины т гового каната и с источником посто нного напр жени .

На фиг. 1 схема предложенного устройства ,, на фиг. 2 - положение ковша относительно вертикальной плоскостиострелы и параметры, необходимые дл  определени  рассто ни  ковша от вертикальной плоскости .

Устройство содержит датчики длин подъемного 1 и т гового 2 канатов,- .суммирующий усилитель 3, источник посто нного напр жени  4. УЬтройство дополнительно снабжено датчиками нагрузок механизмов поворота 5 и подъема 6 (могут быть выполнены, например, на основе выделени  статических токов двигателей этих механизмов) и двум  блоками перемножени -делени  7 и 8.

Выходы датчиков длин подъемного I (йц) и т гового 2 (т) Канатов подключены ко входам перемножени  9 и 10 блока перемножени -делени  8, ко входу 11 делени  которого подключен выход суммирующего усилител  3, входы которого соединены с вы .ходами Датчика 2 длины т гового каната и источника посто нного напр жени  4, выходНой сигнал которого пропорционален минимальному значению г радиуса инерции R ковша относительно оси вращени  экскаватора .

Входы перемножени  12 и 13 первого блока перемножени -делени  7 подключены к выходам второго блока перемножени делени  8 и датчик.а 5.нагрузки механизма поворота, а вход 14 делител  этого блока подключен к выходу датчика 6 нагрузки механизма подъема.

Работает устройство следующим обра аом.

Напр жение на выходе суммирующего усилител  3 пропорционально величине (Ет + г), на выходе блока перемножени делени  8 формируетс  сигнал, пропорциональный величине fe. з выходной сигнал блока перемножени -делени  7 пропорционален рассто нию Z ковша от вертикальной плоскости стрелы, определ емому здесь из .выражени :

.

где Мп - момент нагрузки механизма певорота ,

FP - нагрузочна  сила механизма подъема ,L , а - соответственно длина стрелы и угол ее наклона к горизонту.

Указанное выражение используемое .в предложенном устройстве дл  определени  рассто ни  ковша от вертикальной плоскости стрелы,  вл етс  приближенным, поскольку в нем используетс  отношение - вместо отношени - , требуемого при строгом подходе к -определению этого рассто ни . Однако така  замена, позвол юща  исключить необходимость определени  радиуса R

инерции ковша относительно оси вращени  экскаватора и тем самым упростить устройство , вполне допустима, поскольку при горизонтальном направлении т гового каната

она не приводит к по влению ошибки, а при отклонении т гового каната от горн зонтального направлени  хот  и по вл етс  ошибка, но при ВОЗМ.ОЖНЫХ дл  экскаватора положени х ковша она невелика. Так, при максимальном радиусе инерции ковша относительна  ошибка не превышает ,°/о,

а по мере уменьшени  радиуса инерции хот  и может, возрасти до 4-5%, что тоже вполие допустимо, однако абсолютна  ошибка определени  величины Z при этом не только не возрастает, а даже уменьшаетс  вследствие более быстрого (по сравнению с ростом относительной .ошибки ) уменьшени  абсолютного значени  Z (в основном, за счет существенного уменьшени  величины М ). Таким, образом, данное предложение позвол ет упростить устройство дл  определени  рассто ни  ковша от вертикальной плоскости стрелы, поскольку по сравнению с прототипом в нем существенно уменьшено количество .используемых элементов, прежде всего нелннейных преобразователей, большое количество которых всегда существенно затрудн ет получение требуемой точности. Возможность такого упрощени  по сравнению с прототипом определ етс  как .использованием другой исходной информации (о нагрузках механизмов поворота и подъёма вместо

информации о скорости и ускорении механизма поворота), так и частичной заменой переменных (использование уже имеющейс  информации о длине т гового каната вмес

то информации о радиусе инерции ковша относительно оси вращени  экскаватора, определение которого, как следует из схемЫ прототипа, существенно усложн ет устройство ), при которой ошибка заведомо меньше допустимой по услови м решени  поставленной задачи.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  определени  рассто ни  ковша драглайна от вертикальной плоскости стрелы, содержащее датчики длин подъемного и т гового канатов, суммирующий усилитель н источник посто нного напр жени , отличаюи ес  тем, что, с целью упрощени  устройства, оно снабжено датчиками нагрузок механизмов поворота и подъенц

   и двум  блоками перемножени -делейи , ко входу делени  одного из которых подключен датчик нагрузки механизма подъема, а к двум входам перемножени  датч№й нагрузки механизма поворота и выход второго, блока перемножени -делени , подключенного входами перемножени  к датчикам длин подъемного н т гового канатов, а входом делител  к выходу суммирующего усилител , входы которого соединены с датчиком длины т гового каната и с источником посто нного напр жени .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   I. Авторское свидетельство СССР № 308155, кл. Е 02 F 3/48, 1970.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 375351, кл. Е 02 F 3/48, 1971.