SU941941A1

SU941941A1 - Device for controlling earth-moving machine tool

Info

Publication number: SU941941A1
Application number: SU792843012A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Михайлович Кушер; Евгений Георгиевич Филиппов
Priority date: 1979-11-27
Filing date: 1979-11-27
Publication date: 1982-07-07

Description

Изобретение относитс к автоматическому регулированию и может найти применение дл автоматического вьщерживани заданного уклона при проведении мелиоративных, землеройных и дорожных работ, например при строительстве закрытого дренажа с , применением бестраншейных дреноукладчиков .This invention relates to automatic regulation and can be used for automatically assigning a given slope during land reclamation, earth moving and road works, for example, in the construction of a closed drainage using trenchless draining machines.

Известно устройство дл управле- . аип различными машинами, содержащее отражатель и модул тор светового потока, расположенные в пункте наведени Г .A device for control is known. AIP by different machines, containing a reflector and a luminous flux modulator, located at the point of guidance.

Недостатком этого устройства вл етс наличие погрешности задани оптической оси, св занной с наличи (бм системы модул ции светового потока .A disadvantage of this device is the presence of an optical axis definition error associated with the presence of a (BM modulating light flux).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство дл управлени различными подвижными объектами, содержащее источник света и фотоприемник , св занный через датчик команд с блоком управлени приводом объекта , причем источник света установлен в Пункте управлени , а фотогриемник с датчиком команд - на объекте И.The closest to the invention to the technical essence is a device for controlling various moving objects, comprising a light source and a photodetector connected via a command sensor to an object drive control unit, the light source installed in the control point, and a photogenerator with a command sensor .

В реальных услови х эксплуатации землеройной машины (например, дреноукладчика) пункт управлени располагаетс на участках, где отсутствует стационарна электрическа сеть. Поэтому дл питани источника света, который в известном и ему подобных устройствах находитс в пункте управлени , примен ютс Under actual operating conditions of the earthmoving machine (e.g., the pitcher), the control point is located in areas where there is no fixed electrical network. Therefore, to power the light source, which is located in the control room in the known and similar devices,

10 автономные источники питани - аккумул торы , имеющие большую емкость и вес. Кроме того, источники света (азерные излучатели) систем управлени землеройными машинами имеют 10 autonomous power sources - batteries with large capacity and weight. In addition, light sources (gazer emitters) of earth-moving machine control systems have

15 большой собственный вес (несколько дес тков килограмм), что обусловлено наличием высоковольтных блоков питани (до 10000 В) и требовани ми техники безопасности при 15 large dead weight (several tens of kilograms), due to the presence of high-voltage power supply units (up to 10,000 V) and the requirements of safety

20 эксплуатации устройств в полевых услови х. Эти обсто тельства создают неудобства при транспортировке излучател в полевых услови х что вл етс недостатком известно25 го устройства.20 operating devices in the field. These circumstances create inconveniences during transportation of the radiator in field conditions, which is a disadvantage of the known device.

Цель изобретени - улучшение условий эксплуатации устройства.The purpose of the invention is to improve the operating conditions of the device.

Поставленна цель достигаетс теМ| что в устройстве, содержащем пункт The goal is achieved tem | what's in the device containing the item

30 управлени и источник света,- оптичесч30 controls and light source - optical

ки св занный с фотоприемником въкодом , подключенным к входу командного блока, выход которого св зан с вхо:дом блока управлени приводом рабочего органа, источник света установлен на рабочем органе, а фотоприемник и командный блок расположены в пункте управлени , причем командный блок св зан с блоком управлени приводом рабочего органа посредством радиоканала.connected to the input of the command unit, the output of which is connected to the entrance: the house of the drive unit control unit, the light source is installed on the working body, and the photodetector and command unit are located in the control point, and the command unit is connected the control unit of the drive of the working body through a radio channel.

На фиг.1 схематически изображено пространственное расположение землеройной машины (бестраншейного дреноукладчика ) и предлагаемого устройства дл управлени рабочим органом; на фиг,2 - блок-схема предлагаемого устройства.Fig. 1 schematically shows the spatial location of the earth-moving machine (trench-free bed-draining machine) and the proposed device for controlling the working member; Fig, 2 is a block diagram of the proposed device.

Система устройств содержит источник 1 света, укрепленный на рабочем органе 2 машины 3, и установленные в пункте 4 упрайлени оптическийThe device system contains a light source 1, mounted on the working body 2 of the machine 3, and installed in paragraph 4 of the optical control.

прибор. 5, оптическа ось которого установлена параллельно проектному уклону (в качестве оптического прибора использован усовершенствованный, с цалью увеличени глубины резкостиdevice 5, the optical axis of which is installed parallel to the design slope (an improved optical device was used as an optical instrument, with the increase in depth of field

изображаемого пространства, теодолит ) , бленду 6 дл исключени попадани пр мых солнечных лучей в объек тив оптического прибора и фотоприемник 7. Фотоприемник 7 (фиг.2) состоит из четырех фотоэлементов, разме ценных в плоскости, на которую сфокусировано в виде светового п тна 8 изображение источника 1 света, приче фотоэлементы 9 и 10 включены в моетовую схему и служат дл управлени высотным положением рабочего органа, а фотоэлементы 11 и 12 предназначены дл задани направлени движени мгш1ины. Устройство содержит также блок обработки сигналов 13, который включает полосовые фильтры 14-17, настроенньаеначастоту пу7Й9саций источника 1 света, и блок 18 анализа сигналов, командный блок 19, радиопередатчик 20 с антенной 21, радиоприемник 22 с антенной 23, блок 24 управлени приводом рабочего органа, состо щий из дешифратора 25 кОмандНЕлх сигналов и блока 26 сигнализации , привод 27 рабочего органа. Кроме того, устройство содержит модул тор , периодически измен и ций ркость источника 1 света, с целью надежного выделени его в дневное врем imaging space, theodolite), hood 6 to exclude direct sunlight from entering the lens of the optical instrument and the photodetector 7. The photoreceiver 7 (figure 2) consists of four photocells, the size of which is in the plane, which is focused in the form of a light spot 8 the image of light source 1, photocell 9 and 10 are included in the striking diagram and serve to control the height of the working body, and photo cells 11 and 12 are used to set the direction of movement of the axis. The device also contains a signal processing unit 13, which includes band-pass filters 14-17, tuned to the frequency of puzzles of light source 1, and a signal analysis unit 18, a command unit 19, a radio transmitter 20 with an antenna 21, a radio receiver 22 with an antenna 23, a unit 24 for controlling the actuator drive consisting of a decoder 25 25 command signals and an alarm block 26, the actuator 27 of the working body. In addition, the device contains a modulator, periodically varying the brightness of the light source 1, in order to reliably highlight it in the daytime

Устройство дл управлени рабочим органом землеройной машины работает следующим образом.The device for controlling the working body of the earthmoving machine operates as follows.

Источник 1 сйета устанавливают на заданном рассто нии от днообразуиндей Чромки рабочего органа 2 машины 3. СЬетовой поток, промодулированнгЛ по амплитуде с помощью модул тора, проходит через оптический прибор 5, снабженный блендой б, и фокусируетй в плоскости фотоприемника 7 в виде светового п тна 8. Перед началом работы производитс заглубление рабочего органа 2 до тех пор, пока площади засветки фотоэлементов 9 и 1 не окажутс , равными. Вертикальное перемещение рабочего органа 2 в процессе работй вызывает изменение соотношени площадей засветки этих фотоэлементов и их проводимости. При этом в измерительной диагонали мостовой схемы по вл ютс сигналы разбаланса . Эти сигналы проход т через полосовые фильтры 14 и 15 и по.ступают в блок 18 анализа сигналов, где щзоизводитс сравнение их ат шлитуд. Вйходныё сигналы этого блока управл ют работой командного блока 19, в котором вырабатываютс команды на перемещение рабочего органа 2 в направлении , противоположном смещению светового п тна 8 на мишени. При изменении направлени движени машины 3 световое п тно 8 попадает на фотоэлемент 11 или 12. Сигналы с этих фотоэлементов проход т через фильтры 16 или 17 и поступают на командный блок 19, где формируетс команда поворота машины 3 влево или вправо. С выхода этой схемы сигналы поступают в радиопередатчик 20. Излучение антенны 21 передатчика принимаетс радиоприемником 22 с антенной 23, установленным на машине 3. С выхода радиоприемника 22 сигналы издаютс на блок 24.управлени . Выделение команд управлени из прин .того сигнала производитс с помощью дешифратора 25 команд. Команды изменени высотного положени рабочего органа -управл ют приводом рабочего органа 27, с помощью которого цроизводитс подъем или опускание рабочего органа 2 с укрепленным на нем источником 1 света до тех пор, пока площади засветки фотоэлементов 9 и 10 не будут равны. Команднь1е сигналы изменени направлени движени машины поступают в блок 26 сигнализации, где производитс формирование звуковых или световых сигналов дл оповещени водител о необходимости поворота влево или вправо Если в процессе работы рабочий орган 2 машины 3 смещаетс от заданной линии, например из-за попадени на каменистое включение, то световое п тно 8 также перемещаетс за пределы светочувствительных поверхностей фотоэлементов 9 и 10. В режиме автоматического возврата рабочего органа 2 на заданную линию в блоке 18 анализа сигналов производитс запоминание направлени ухода светового п тна 6, и в блоке 19 формируетс команда перемещени рабочего органа 2 в противоположном направлении. После прохождени участка с каменистым вклчением рабочий орган 2 автоматически возвращаетс на первоначальную ли нию. Иногда, например, при строительстве закрытого дренажа с применением бестраншейного дреноукладчика допускаютс очень незначительные отклонени от заданного уклона. В этом случае при отклонении светового п тна 8 за пределы фотоэлементов 9 и 10 в блоке 18 анализа сигналов формируетс сигнал дстановки машины, а команды управлени высотным положением рабочего органа 2 блокируютс . После отметки указанного участка дренажной линии дл последующего исправлени или после перестановки источника 1 света на рабочем органе 2 на некоторую заданную величину по вертикали блокирование команд управлени снимаетс , и укладка дренажной трубы продолжаетс соответственно по первоначальной линии или по линии, параллельной исходной.Source 1 set is set at a predetermined distance from the bottom of the heading of the working body 2 of the machine 3. The net flow, modulated in amplitude using a modulator, passes through the optical device 5, equipped with blend b, and focuses in the plane of the photodetector 7 as a light spot 8 Before starting work, the working body 2 is deepened until the illumination areas of the photocells 9 and 1 are equal. The vertical movement of the working body 2 in the process of work causes a change in the ratio of the areas of illumination of these photocells and their conductivity. At the same time, imbalance signals appear in the measuring diagonal of the bridge circuit. These signals pass through the band-pass filters 14 and 15 and then enter the signal analysis unit 18, where they are compared to their signals. The output signals of this unit control the operation of the command unit 19, in which commands are generated for moving the working element 2 in the direction opposite to the displacement of the light spot 8 on the target. When the direction of movement of the machine 3 is changed, the light spot 8 hits the photocell 11 or 12. The signals from these photocells pass through the filters 16 or 17 and enter the command block 19, where the command to turn the machine 3 to the left or right is formed. From the output of this circuit, the signals arrive at the radio transmitter 20. The radiation of the transmitter antenna 21 is received by the radio receiver 22 with the antenna 23 mounted on the machine 3. From the output of the radio receiver 22, signals are output to the control unit 24. The selection of control commands from the received signal is performed using a decoder of 25 commands. The commands for changing the elevation of the working body are controlled by the driving of the working body 27, by means of which the working body 2 is raised or lowered with the light source 1 fixed on it until the illumination areas of the photo cells 9 and 10 are equal. The command signals for changing the direction of movement of the machine are sent to the signaling unit 26, where sound or light signals are generated to alert the driver to turn left or right if the working body 2 of the machine 3 is displaced from the target line during operation, for example due to hitting the rocky switch on , the light spot 8 also moves beyond the photosensitive surfaces of the photocells 9 and 10. In the mode of automatic return of the working body 2 to a predetermined line in the signal analysis block 18 The removal of the direction of departure of the light spot 6 is made on block, and in block 19 a command is formed for moving the working member 2 in the opposite direction. After passing through the area with a stony inclusion, the working body 2 automatically returns to the original line. Sometimes, for example, in the construction of a closed drainage using a trench-free grading machine, very slight deviations from the specified gradient are allowed. In this case, when the light spot 8 deviates beyond the limits of the photocells 9 and 10 in the signal analysis unit 18, the machine's signal is generated, and the commands controlling the height position of the working body 2 are blocked. After marking the indicated section of the drainage line for subsequent correction or after swapping the source 1 of the light on the working element 2 by some predetermined value, the blocking of the control commands is lifted vertically and the laying of the drainage pipe continues along the original line or parallel to the original one.

Таким образом, в св зи с тем, что питание источника 1 света осуществл етс от бортовой сети машины 3, предлагаемое устройство позвол ет заключить необходимость наличи на пункте управлени источника электропитани большой емкости, что упрощает эксплуатацию устройства в полевых услови х. Кроме того, в отличие от известных устройств в предлагаемом устройстве к источнику света не предъ вл етс жестких требований, например, в части расхождени луча, так как функцию задани опорной линии выполн ет не световой луч, а.оптическа ось оптического прибора.Thus, since the source of light 1 is supplied from the on-board network of the machine 3, the proposed device makes it possible to conclude that there is a large capacity power source at the control point, which simplifies the operation of the device in field conditions. In addition, in contrast to the known devices in the proposed device, the light source does not have strict requirements, for example, in the part of the beam divergence, since the function of setting the reference line is not performed by the light beam, but by the optical axis of the optical device.

Claims

1. Author's certificate of the USSR W 336513, cl. G 05 D 3/02, 1970.

2. Patent Franz 2022022, cl. cl. G 05 D 1/00, 1970 (prototype).