SU808024A1

SU808024A1 - Device for turning tractor sets

Info

Publication number: SU808024A1
Application number: SU792774079A
Authority: SU
Inventors: Виктор Захарович Бубнов; Виктор Михайлович Тараторкин; Владимир Дмитриевич Мишачев
Original assignee: Всесоюзный Сельскохозяйственныйинститут Заочного Образования; Совхоз "Смычка"
Priority date: 1979-05-21
Filing date: 1979-05-21
Publication date: 1981-02-28

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВОРОТА ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ(54) DEVICE FOR TURNING TRACTOR UNITS

1one

Изобретение относитс к устройствам дл автоматизированного управлени движением мобильных сельскохоз йственных колесных машинно-тракторных агрегатов при выполнении полевых механизированных работ и может быть применено дл автоматизации выполнени поворотов колесными тракторами в агрегате с прицепными, полунавесными и навесными сельскохоз йственными машинами.The invention relates to devices for the automated control of the movement of mobile agricultural wheeled machine-tractor units when performing field mechanized work and can be used to automate the execution of turns of wheeled tractors in an aggregate with trailed, semi-mounted and mounted agricultural machines.

Кроме того, оно может быть использовано дл автоматизации вождени колесных тракторов в составе комплексно автоматизированного машинного агрегата.In addition, it can be used to automate the driving of wheeled tractors as part of a fully automated machine unit.

Известно устройство дл автоматизации поворота травторного агрегата, включающее исполнительные механизмы дл привода в движение органов управлени трактора, программное устройство, содержащее профилированный диск с редуктором и путеизмерительным колесом. Г1рофилированный диск св зан системой т г с контактным устройством усилителей механизма поворота и через гибкий вал с путеизмерительным колесом или же посредством шагового двигател с импульсным датчиком скорости 1.A device is known for automating the rotation of a travtor unit, including actuating mechanisms for driving the tractor controls, a software device comprising a profiled disk with a gearbox and a track-measuring wheel. A corrugated disk is connected by a system with a contact device of amplifiers of the turning mechanism and through a flexible shaft with a track measuring wheel or by means of a stepper motor with a pulse speed sensor 1.

Недостатками известного устройства вл етс то, что и его нельз примен ть дл автоматизации вождени трактора в агрегате с навесной машиной, а также то, что дл изменени программы необходима замена профилированного диска и приводного редуктора.The disadvantages of the known device are that it cannot be used to automate the driving of a tractor in an aggregate with a mounted machine, as well as the fact that to change the program it is necessary to replace the profiled disk and the drive gearbox.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство, содержащее исполнительный механизм, усилитель мощности, программньш блок, регул тор интенсивности управл ющего воздействи , ограничители углов поворота направл ющих колес. Программный блок выполнен в виде моста сопротивлени , в одно плечо которого включен магазин потенциометров с шаговым искателем и переключатель элементов программы, в другое - гироскопический датчик обратной св зи и интегрирующее звено, а в диагональ моста - формирователь улравл ющего сигнала, соединенный с входом усилител мощности, причем формирователь управл ющего сигнала имеет св зь с переключателем элементов программы 2.The closest in technical essence to the present invention is a device comprising an actuator, a power amplifier, a software unit, a control intensity regulator, limiters of the steering wheel angles. The program block is designed as a resistance bridge, in one arm of which is included a potentiometer magazine with a step finder and a program element switch, in the other - a gyroscopic feedback sensor and an integrating link, and in the diagonal of the bridge - an equalizer driver connected to the input of a power amplifier the driver of the control signal is connected to the switch of the program elements 2.

Недостатком известного устройства вл етс то, что дл реализации любого вида поворота с оптимальными по затратам времени кинематическими режимами и параметрами необходимо автоматически задавать различные значени интенсивности управл ющего воздействи на каждом участке переменной кривизны, что выполнить достаточно сложно. К недостаткам известного устройства можно отнести также отсутствие обычного ручного управлени с механической св зью между рулевым колесом и механизмом управлени . Применение программного блока в виде магазина потенциометров с шаговым искателем и обратной св зью по углам поворота продольной оси трактора и направл ющих колес предусматривает наличие большого числа контактов. Цель изобретени - повышение быстродействи устройства дл поворота тракторных агрегатов. Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве дл поворота тракторных агрегатов , содержашем программный блок, соединенный с управл ющим входом электрогидравлического переключател режимов функционировани , с управл ющими входами двух переключателей направлени управл ющего воздействи , гидравлические выхоД .Ы которых подключены к входам гидроусилител , выходо.м св занного со входом исполнительного механизма, и регул торы интенсивности управл ющего воздействи , последние параллельно установлены между выходом электрогидравлического переключател режимов функционировани и входами переключателей направлени управл ющего воздействи , а их управл ющие входы св зань с выходами програ.ммного блока. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема программного блока; на фиг. 3 - траектории различных видов поворотов. Устройство содержит программный блок 1, св занный с включенными параллельно регул торами 2--6 интенсивности управл ющего воздействи , выполненными, например , в виде последовательно включенных регулируемых дросселей и электрогидравлических кранов, переключатели 7 и 8 напр жени управл ющего воздействи , имеющие электрическую св зь с программным блоком 1 и гидравлическую -- с регул торами 2 - 6 интенсивности управл ющего воздействи , исполнительный механизм, роль которого выполн ет цилиндр гидроусилител 9, имеющий гидравлическую св зь с переключател ми 7 и 8 направлени управл ющего воздействи и механическую - с органами ручного управлени . Устройство содержит такой объект управлени трактора 10, который через механизм рулевого управлени и гидроусилитель 9 св зан с устройством и через электрогидравлический переключатель 11 режимов функционировани устройства питает его электрической и гидравлической энергией. Програ.ммный блок 1 состоит из реле 12-20 времени, составл ющих последовательную цепочку задержки управл ющих сигналов , имеющих возможность независимой регулировки времени каждого и св зь с логической схемой 21. Завершает цепочку задержки управл ющего сигнала из реле 12-20 времени звуковой генератор 22, питание всех цепей осуществл етс через стабилизатор 23 напр жени . Реле 20 времени имеет также св зь с пультом 24 дистанционного управлени , расположенным в кабине трактора 10. Пульт 24 дистанционного управлени предназначен дл переключени режимов работы программного блока 1 и имеет св зь с реле 12 времени Логическа схема 21 состоит из логических элементов И, ИЛИ, НЕТ, ИНВЕРСИЯ и других и предназначена дл npjieMa запрограммированной информации в виде электрических импульсов от реле 12 - 20 времени, преобразовани ее и выдачи управл ющих сигналов на вход элементов устройства. Программный блок 1 осуществл ет автоматический поворот мащинно-тракторных агрегатов на поворотной полосе с использованием принципа программировани по времени методом синтеза требуемой траектории поворота из унифицированных элементов . Траектори любого вида поворота состоит из участков переменной кривизны, отрезков пр мых и дуг окружности, т. е. из 3-х элементов, которые в различном количестве и в различной последовательности вход т в любую траекторию. На фиг. 3 представлены 6 траекторий рациональных видов поворотов и их блок-схемы: петлевой односторонний поворот 25, круговой беспетлевой 26, петлевой на 270° 27, беспетлевой на 90° 28, беспетлевой на угол более 90° и менее 180° 29, беспетлевой с пр молинейным участком 30. Пр моугольниками на блок-схемах траекторий обозначены отрезки пр мых, треугольником - участки переменной кривизны, кружком - участки дуги окружности. Знаком X обозначены частные блок-схемы представленных траекторий . Из этих блок-схем путем регулировки длительности движени машинно-тракторного агрегата по каждому участку можно составить одну универсальную схе.му, которую можно привести к любому частному виду. При движении на трактор действуют различные внешние возмущающие воздействи . Трактор имеет нелинейные характеристики . Эти два фактора привод т к изме нению фактических кинематических режимов и параметров движени на повороте относительно номинальных, причем изменение носит веро тностный характер. Несложные расчеты показывают, что веро тность попадани точно в точку 3 кругового беспетлевого поворота 26 составл ет около 0,3. Поэтому , если устройство используетс толькоA disadvantage of the known device is that to realize any kind of rotation with time-optimal kinematic modes and parameters, it is necessary to automatically set different intensity values of the control action in each section of the variable curvature, which is rather difficult to accomplish. The disadvantages of the known device can also be attributed to the absence of the usual manual control with mechanical connection between the steering wheel and the control mechanism. The use of a program block in the form of a store of potentiometers with a step finder and feedback on the angles of rotation of the longitudinal axis of the tractor and guide wheels provides for the presence of a large number of contacts. The purpose of the invention is to increase the speed of the device for turning tractor units. This goal is achieved by the fact that in the device for turning tractor units containing a software block connected to the control input of an electro-hydraulic mode switch, with control inputs of two control direction switches, the hydraulic outputs of which are connected to the hydraulic booster inputs, the output. m connected with the input of the actuator, and the intensity controls of the control action, the latter are installed in parallel between the outlet of the electrohydraulic matic operation of the mode switch and the inputs of the switches the direction control effect, and their control inputs to the outputs communication Zan progra.mmnogo block. FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 - program block diagram; in fig. 3 - trajectories of different types of turns. The device contains a software unit 1 connected to parallel-acting regulators 2--6 of control intensity, made, for example, in the form of series-connected adjustable chokes and electro-hydraulic valves, control voltage switches 7 and 8 having an electrical connection with program block 1 and hydraulic - with controllers 2 - 6 of the intensity of the control action, the actuator, the role of which is performed by the cylinder of the hydraulic booster 9, having a hydraulic connection with switches 7 and 8 of the direction of control and mechanical - with manual controls. The device contains such an object of control of the tractor 10, which through the steering mechanism and the hydraulic booster 9 is connected with the device and through the electro-hydraulic switch 11 of the modes of operation of the device feeds it with electrical and hydraulic energy. The program block 1 consists of a time relay 12-20, comprising a sequential control signal delay chain, having the ability to independently adjust each time and communication with the logic circuit 21. The control signal from the time delay relay 12-20 completes the sound generator 22, all circuits are powered through voltage regulator 23. The time relay 20 also has a connection with a remote control panel 24 located in the tractor 10 cab. The remote control panel 24 is intended for switching the operating modes of the program block 1 and communicates with a time relay 12 The logic circuit 21 consists of AND, OR, logic elements NO, INVERSION and others and is intended for npjieMa of the programmed information in the form of electrical impulses from the time relay 12-20, converting it and issuing control signals to the input of the device elements. The software block 1 automatically rotates the tractor-tractor units on the headland using the time programming principle by synthesizing the desired path of rotation from the unified elements. The trajectory of any kind of rotation consists of sections of variable curvature, straight line segments and circular arcs, i.e., of 3 elements, which, in varying amounts and in different sequences, enter any trajectory. FIG. 3 shows 6 trajectories of rational types of turns and their block diagrams: loop one-sided rotation 25, circular loopless 26, loop loop at 270 ° 27, loopless at 90 ° 28, loopless at an angle of more than 90 ° and less than 180 ° 29, loopless with a straight line Section 30. The rectangles in the block diagrams of the trajectories denote straight segments, the triangle denotes portions of variable curvature, and the circle denotes portions of a circular arc. The X indicates private block diagrams of the represented paths. From these flowcharts, by adjusting the duration of movement of the machine-tractor unit for each section, one universal circuit can be made, which can be reduced to any particular type. When driving on the tractor, there are various external disturbing influences. The tractor has non-linear characteristics. These two factors lead to a change in the actual kinematic modes and parameters of the cornering movement relative to the nominal, and the change is of a probabilistic nature. Simple calculations show that the probability of hitting the exact point 3 of the circular loopless turn 26 is about 0.3. Therefore, if the device is used only

дл автоматизации поворота (т. е. не входит в систему управлени комплексно автоматизированного агрегата) и на тракторе имеетс водитель, то наиболее целесообразно выбрать на траектории точку, когда основна часть пути пройдена, действи водител уже не могут привести к значительному сокращению времени , отключить автомат, выполнить ручную корректировку траектории и въехать в новый рабочий гон.to automate the turn (i.e., not included in the control system of the complex automated unit) and there is a driver on the tractor, it is most advisable to choose a point on the trajectory when the main part of the way is passed, the driver’s actions can no longer significantly reduce the time , perform manual adjustment of the trajectory and enter the new working gon.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Трактор 10 двигаетс на рабочем гоне. В момент, когда его ведущие колеса пересекут контрольную линию поворотной полосы, водитель (или специальное устройство системы направлени движени на рабочем гоне) нажимает на кнопку пульта 24 дистанционного управлени программного блока 1. Это приводит к подаче напр жени от стабилизатора 23 на реле 12 - 20 времени и звуковой генератор 22. Каждое реле времени регулируетс на заданную длительность соответствующего элемента универсальной блок-схемы поворота. Одновременно с подачей напр жени включаетс реле 12 времени и переключатель 11 режимов функционировани устройства. Срабатывание электрогидравлического переключател 11 приводит к закрытию трубопровода подачи масла от трактора 10 золотниковому распределителю гидроусилител 9 и открытию трубопровода подачи масла к регул торам 2 - 6 интенсивности управл ющего воздействи . Это блокирует механизм ручного управлени гидроусилителем, «запирает направл ющие колеса в положении, соответствующем предществующему пр молинейному движению на рабочем гоне. Движение по пр мой длитс до тех пор, пока управл ющий сигнал проходит через реле 12 времени. Как только управл ющий сигнал по витс на выходе реле 12 времени, логическа схема 21 передает его регул тору 2 интенсивности управл ющего воздействи и переключателю 7 направлени управл ющего воздействи , что приводит к подаче масла через регул тор 2 интенсивности управл ющего воздействи , переключатель 7 направлени управл ющего воздействи в одну из полостей цилиндра гидроусилител 9. Шток гидроцилиндра через зубчатую передачу воздействует на поворотный вал, что приводит к повороту направл ющих колес с заданной угловой скоростью. Реализуетс движение по участку переменной кривизны. По вление управл ющего сигнала на выходе реле 12 времени приводит к запуску реле 12 времени, которое регулирует продолжительность движени по участку переменной кривизны 1 - 2 кругового беспетлевого поворота 26. Как только на выходе реле 13 времени по витс управл ющий сигнал, тотчас регул тор 2 интенсивности и переключатель 7 направлени управл ющего воздействи отключаетс и одновременно включитс реле 14 времени , которое должно регулировать длительность движени по второму участку переменной кривизны траектории, но в данном случае оно отрегулировано на врем tt4 0. Поэтому сигнал без задержки по5 ступит на вход реле. 15 времени, которое регулирует длительность движени по дуге окружности. В этот момент направл ющие колеса повернуты на угол d (13 - врем задержки сигнала реле 13 времени, « - интенсивность управл ющего воздействи , заданна с помощью регул тора 2), новый управл ющий сигнал не поступает, трактор движетс по дуге окружности 1 - 2 траектории 26. С выхода реле 15 времени сигнал поступает на вход реле 16 времени, которое должно задавать длительность движени по участку пр мой, но в данном случае оно отрегулировано на врем tte О и сигнал без задержки поступает на вход реле 16 времени, которое должно задавать длительность движени по участку пр мой, 20 но в данном случае оно отрегулировано на врем t(e О и сигнал без задержки поступает на вход реле 17 времени. Одновременно с включением реле 17 времени логическа схема 21 включает регул тор 4 интенсивности и переключатель 8 направлени управл ющего воздействи . Происхолит поворот направл ющих колес в обратную сторону на угол d intiti - Трактор движетс по участку переменной кривизны 2 - 3 траектории 26. Если устройство функциони0 РУ полуавтоматическом режиме (водитель находитс в кабине), то реле 17 времени задает интервал tfr tj., (здесь 1г.-зврем движени по участку 2 - 3 траектории 26), а реле 18 - 20 времени установлены таким образом, что tio Uo 0. Тот5 час после по влени сигналов на выходе реле 1.7 времени включаетс звуковой генератор 23, который извещает подачей звукового сигнала водител о заверщении программы и одновременно подачей сигнала на вход пульта дистанционного управлени 24 переключает устройство в режим ручного управление. Водитель вручную корректирует траекторию и въезжает в новый рабочий гон.The tractor 10 moves on a working head. At the moment when the driving wheels cross the control line of the headland, the driver (or a special device of the driving direction system at the work station) presses the button of the remote control 24 of the program block 1. This causes voltage from the stabilizer 23 to be applied to the relay 12-20 time and sound generator 22. Each time relay is adjusted for a given duration of the corresponding element of the universal rotation block diagram. Simultaneously with the supply of voltage, a time relay 12 and a switch of 11 modes of operation of the device are turned on. The operation of the electro-hydraulic switch 11 leads to the closing of the oil supply pipeline from the tractor 10 to the spool valve of the hydraulic booster 9 and the opening of the oil supply pipeline to the regulators 2-6 of the intensity of the control action. This locks the manual control mechanism of the hydraulic booster, locking the guide wheels in the position corresponding to the previous linear motion on the working drive. The movement is for a direct time until the control signal passes through time relay 12. As soon as the control signal is turned on at the output of the time relay 12, the logic circuit 21 transmits it to the controller 2 of the intensity of the control action and the switch 7 of the direction of the control action, which leads to the flow of oil through the controller 2 of the intensity of the control, the switch 7 of the direction control action in one of the cylinder cavities of the hydraulic booster 9. A hydraulic cylinder rod acts on a rotating shaft through a gear drive, which causes the steering wheels to turn with a given angular speed . Movement along a section of variable curvature is realized. The appearance of a control signal at the output of the time relay 12 triggers a time relay 12 that regulates the duration of movement along a section of variable curvature 1 - 2 of a circular loop-free turn 26. Once the control output 13 is on, the control signal immediately adjusts 2 The intensity and directional control switch 7 is turned off and at the same time the time relay 14 is turned on, which is to regulate the duration of movement along the second section of the variable curvature of the trajectory, but in this case it is tregulirovano on time tt4 0. Therefore, the signal delay without PA5 foot on the relay input. 15 time, which regulates the duration of movement along the arc of a circle. At this moment, the guide wheels are turned at an angle d (13 is the delay time of the signal of time relay 13, "is the control intensity specified by controller 2), the new control signal is not received, the tractor moves along the arc of a circle 1 - 2 trajectory 26. From the time relay output 15, the signal is fed to the time relay 16 input, which should set the duration of movement along the straight section, but in this case it is adjusted to tte O and the signal without time goes to the time relay 16 input, which should set duration of movement In this case, it is adjusted to time t (e 0 and a signal without delay arrives at the input of time relay 17. Simultaneously with time relay 17, the logic circuit 21 turns on intensity regulator 4 and control direction switch 8 impact. The guide wheels turn back in the opposite direction by the angle d intiti - The tractor moves along a section of variable curvature 2 - 3 trajectories 26. If the device functions in a semi-automatic mode (the driver is in the cab), time relay 17 sets the interval al tfr tj., (here, the 1st r-movement of traffic on section 2–3 of the trajectory 26), and the time relay 18–20 are set in such a way that tio Uo 0. That 5 hour after the appearance of signals at the output of the relay 1.7, the acoustic generator 23, which notifies the driver of the completion of the program and at the same time by applying a signal to the input of the remote control 24, switches the device to manual control. The driver manually corrects the trajectory and enters the new work rut.

Аналогично происходит реализаци дру5 гих видов поворотов.Similarly, the implementation of other types of turns.

Применение автоматического устройства дл управлени поворотом колесного мащинно-тракторного агрегата на полевых работах повышает производительность агрегатов в среднем на , снижает утомл емость водител , уменьшает повреждаемость растений на засе нных поворотных полосах, сокращает необходимую щирину поворотных полос.The use of an automatic device for controlling the rotation of a wheeled field-tractor unit during field work increases the productivity of the units by an average of, reduces driver fatigue, reduces the damage to plants on sowed headlands, reduces the required width of headlands.

Фopмt лa изобретени Formula of invention

Устройство дл поворота тракторных агрегатов, содержащее программный блок.A device for turning tractor units containing a software block.

соединенный с управл ющим входом электрогидравличеекого переключател режимов функционировани , с управл ющими входами двух переключателей направлени управл ющего воздействи , гидравлические выходы которых подключены ко входам гидроусилител выходом св занного со входом исполнительного механизма, и регул торы интенсивности управл ющего воздействи , отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи устройства, регул торы интенсивности управл ющего воздействи параллельно установлены между выходомconnected to the control input of an electrohydraulically operated operating mode switch, with the control inputs of two directional control switches, the hydraulic outputs of which are connected to the hydraulic booster outputs connected to the actuator input, and the intensity regulators of the control action, different from In order to increase the speed of the device, the intensity controls of the control action are in parallel installed between the output

электрогидравлического переключател режимов функционировани и входами переключателей направлени управл ющего воздействи , а их управл ющие входы св заны с выходами программного блока.an electrohydraulic mode switch and the inputs of the directional control switches, and their control inputs are connected to the outputs of the program block.

Источники информациин прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1.Авторское свидетельство СССР № 439260, кл. А 01 В 69/04, 1972.1. USSR author's certificate number 439260, cl. A 01 B 69/04, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2541336/10-15, кл. А 01 В 69/04, 1977 (прототип).2. USSR author's certificate for application No. 2541336 / 10-15, cl. A 01 B 69/04, 1977 (prototype).

25 о25 o

t--ot - o

t--0 t-O t - 0 t-O

i--0 t 0 i--0 t--0i - 0 t 0 i - 0 t - 0

t--0 t--0 t--0 t--0 i--0t - 0 t - 0 t - 0 t - 0 i - 0

t--Q t - Q

11Ь 7 :НЭ-С А-Д-А Г11 7: NE-S A-D-A G

t-ot--ot-ot - o

иг.Зig.Z

Claims

S5 Claims

A device for turning tractor units comprising a program unit connected to a control input of an electro-hydraulic operating mode switch, with control inputs of two control direction switches, the hydraulic outputs of which are connected to the hydraulic booster inputs by an output connected to the input of the actuator, and control intensity controls, characterized in that, in order to improve the speed of the device, the intensity controls exposure of parallel mounted between the output of the electro-switch operation and input switches direction control action modes and their control inputs connected to the outputs of the program block.