SU949175A2 - Устройство автоматического вождени горного комбайна по гипсометрии пласта - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ВОЖДЕНИЯ ГОРНОГО КОМБАЙНА ПО ГИПСОМЕТРИИ ПЛАСТА

1

Изобретение относитс  к автоматизации . горных машин, в частности к автоматизации их направленного вождени  в соответствии с гипсометрией пласта.

По основному авт. св. № 601414 известно устройство, осуш,ествл юш,ее способ ав- 5 томатического вождени  горного комбайна по гипсометрии пласта, основанный на распознавании границ раздела пласта по цвету и контрастности. Устройство содержит источник света, через объектив освещающий jg участок пласта с контролируемым прослойком породы, фотоэлементом, воспринимающий отраженный световой поток через объектив , узел сканировани , синхронизатор, усилитель , сервомеханизм, задатчик допустимой точности ведени  комбайна, схему срав- 5 нени , схему оперативного запоминани  и сравнени  видеоимпульсов и схему выработки команд управлени . Выходной сигнал с фотоэлемента через усилитель поступает на схему оперативного запоминани  и срав- 2о нени  видеоимпульсов, котора  подключена к сервомеханизму, кинематически св занному с объективом и электрически - со схемой сравнени , к которой подключен задатчик допустимой точности вождени  комбайна . Выход схемы сравнени  соединен со схемой выработки команд управлени  на изменение положени  исполнительного органа комбайна. Синхронна  работа узла сканировани  и схемы оперативного запоминани  и сравнени  видеоимпульсов осуществл етс  синхронизатором. Команды на изменение положени  исполнительного органа, поступающие со схемы выработки команд управлени , представл ют последовательность импульсов. Длительность и частота повторени  импульсов определ ют профиль кровли и почвы выработки, образуемый исполнительным органом комбайна. Дл  получени  плавного профил  необходимо уменьщать длительность и частоту импульсов а дл  повышени  быстродействи  системы - увеличивать длительность и частоту импульсов. Выбор параметров команд управлени  определ етс  характером гипсометрии пласта и практически приемлемой частотой управлени  исполнительным органом .

Claims (2)

1. В известном устройстве команда управлени  на изменение положени  исполнительного органа поступает при отклонении комбайна в профиле пласта от заданного направлени  на определенную величину, т. е. на комбайн поступают команды на отработку всех колебаний гипсометрии пласта, превышающих уровень задатчика точности. Изменение рельефа пласта нос т случайный характер, т. е. различаютс  по знаку, величине и форме. Устройство отрабатывает значительную часть спектра частот, которыми обладает профиль пласта. Сглаживаютс  лишь только мелкомасштабные колебани  с длинной волны в несколько сантиметров , укладываюш.ихс  на площади освещаемого участка пласта, а также колебани  с амплитудой, не превышающей уровень задатчика точности. Выбранное, с целью онтимального слежени  за изменением гипсометрии пласта, быстродействие системы автоматического управлени  приводит к тому , что больша  часть колебаний гипсометрии пласта воспринимаетс  или полностью отрабатываетс  исполнительным органом комбайна 1. В услови х неспокойной гипсометрии залегани  пласта отработка значительной части спектра колебаний профил  пласта приводит к тому, что вследствие расположени  фотоэлектрического датчика на некотором рассто нии от исполнительного органа комбайна в данный момент времени производитс  отработка профил  пласта не соответствующего его действительной гипсометрии , что снижает качество проводимой выработки . Отрабатываемый профиль почвы выработки, по которой предстоит движение комбайну, не соответствует нормальным услови м эксплуатации очистного комплекса при выбранных оптимальных командах равлени . При гипсометрии пласта, представл ющей колебательный процесс значительной амплитуды, нарушаетс  работоспособность системы. Отмеченные недостатки не устран ютс  подбором параметров команд управлени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности вождени  комбайна за счет обеспечени  оптимизации траектории его движени  в соответствии с гипсометрией пласта , а также повышение качества проводимой выработки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено датчиком и преобразователем перемещени , интегратором, датчиком и преобразователем скорости подачи, при этом датчик перемещени  кинематически соединен с сервомеханизмом и электрически с входом преобразовател  перемещени , а датчик скорости подачи - кинематически с горным комбайном и электрически с входом преобразовател  скорости подачи, причем выходы преобразователей перемещени  и скорости подачи соединены соответствующими входами интегратора, выход которого соединен с входом схемы сравнени . Датчик перемещени  совместно с преобразователем перемещени  в напр жение производит преобразование изменени  гипсометрии пласта по простиранию выработки в соответствующее изменение напр жени  во времени. Интегратор производит усреднение напр жени  с выхода преобразовател  перемещени  в напр жение с посто нной времени, соответствующей оптималь.ной траектории движени  горного комбайна. Датчик скорости подачи совместно с преобразователем скорости подачи в напр жение корректирует посто нную интегрировани  интегратора в соответствии со скоростью продвижени  комбайна и переводит интегратор в режим хранени  усредненного значени  напр жени  при остановке комбайна. Команда на управление гидродомкратами поступает в случае отклонени  комбайна в профиле пласта от усредненной траектории прослойка на величину, превышающую заданную точность вождени  комбайна. На чертеже представлена блок-схема устройства. Источник 1 света через объетив 2 освещает участок пласта 3 с контролируемым прослойком породы, отличающимс  по цвету от основного пласта. Отраженный световой поток через узел 4 сканировани  поступает на фотоэлемент 5, который соединен с усилителем 6. Усилитель 6 подключен к схеме 7 оперативного запоминани  и сравнени  видеоимпульсов, котора  соединена с сервомеханизмом 8, кинематически св занным с объективом 2 и датчиком 9 перемещени . Синхронизатор 10 подключен к узлу 4 сканировани  и схеме 7 оперативного запоминани  и сравнени  видеоимпульсов. Датчик 9 перемещени  электрически св зан с преобразователем 11 перемещени , выход которого соединен со входом интегратора 12. Датчик 13 скорости подачи кинематически св зан с комбайном 14 и электрически с преобразователем 15 скорости подачи в напр жение , выход которого подключен к управл ющему входу интегратора 12. Выход интегратора 12 соединен с входом схемы 16 сравнени , на другой вход которой поступает сигнал от задатчика 17 допустимой точности ведени  комбайна, а выход схемы сравнени  - схемой 18 выработки команд управлени , сигналы с которой поступают на изменение положени  исполнительного органа комбайна 14. Устройство работает следующим образом . В момент нахождени  комбайна точно в заданном положении световой .поток, поступающий через объектив 2 на узел 4 сканировани , раздел етс  пополам. При этом изображение контролируемой полосы также раздел етс  пополам. Вследствие этого на монотонно измен ющемс  участке спектральной характеристики фотоэлемента 5 формируютс  равные электрические сигналы (видеоимпульсы), которые через усилитель 6 поступают на схему 7 оперативного запоминани  и сравнени , на выходе которой сигнал рассогласовани  равен нулю. Сервомеханизм 8 в этом случае остаетс  в исходном положении. Синхронизатор 10 обеспечивает одновременную параллельность работы узла 4 сканировани  и схемы 7 операТИВ1ЮГО запоминани  и сравнени . При отклонении комбайна от контролируемого прослойка пласта 3 происходит смещение изображени  контролируемой полосы в одну из половин плоскости изображени  объекта 2, и на фотоэлементе 5 формируютс  сигналы разной величины, которые усиливаютс  усилителем 6. Схемой 7 оперативного запоминани  и сравнени  вырабатываетс  сигнал рассогласовани , амплитуда которого зависит от величины смещени  контролируемого прослойка пласта 3 в вертикальной плоскости относительно комбайна , а пол рность определ ет направление смещени . Этот сигнал поступает на сервомеханизм 8, который перемещает объектив 2 до тех пор, пока рассогласование не станет равным нулю, обеспечива  таким образом непрерывное автономное слежение за контролируемым прослойком пласта 3 независимо от положени  комбайна. Объектив 2, кинематически св занный с сервомеханизмом 8, следу  за прослойком , описывает в пространстве траекторию, соответствующую гипсометрии залегани  пласта. Датчик 9 перемещени  может быть выполаен, например, в виде потенциометра, в котором подвижный средний вывод кинематически св зан с сервомеханизмом, или в виде катушки индуктивности с подвижным сердечником. Подвижный элемент датчика 9 перемещени  совершает те же движени  что и объектив
2. 2. Таким образом, датчик 9 перемещени  несет параметрическую информацию о гипсометрии пласта, котора  преобразуетс  в напр жение преобразователем 11 перемещени . Интегратор 12 усредн ет сигнал с выхода преобразовател  11 перемещени . Схема 16 сравнени , представл юша  компаратор напр жени , производит сравнение выходного сигнала интегратора с сигналом задатчика 17 точности. При смещении комбайна относительно контролируемого прослойка на величину, больщую допустимой, определ емую задатчиком 17 точности ведени  комбайна, схема 18 выработки команд управлени  подает сигналы на исполнительные органы комбайна 14, обеспечива  тем самым автоматическое движение комбайна по усредненной гипсометрии пласта. Посто нна  интегрировани  интегратора 12 выбираетс  с учетом оптимальной траектории движени  комбайна в соответствии с гипсометрией пласта. Кроме того, посто нна  интегрировани  корректируетс  в соответствии со скоростью подачи комбайна на забой, а именно, с увеличением скорости подачи посто нной времени уменьщаетс . Датчик 13 скорости подачи совместно с преобразователем 15 скорости подачи осуществл ет управление посто нной времени интегратора 12. При нулевой скорости подачи интегратор 12 переходит в режим хранени . Применение устройства позвол ет увеличить срок эксплуатации комбайна за счет оптимизации траектории его движени  согласно эксплуатационным требовани м, исключить применение ручного труда по управлению комбайном в вертикальной плоскости в услови х залегани  пласта с неспокойной гипсометрией за счет повыщени  надежности системы автоматического вождени , повысить содержание полезного компонента в руде и снизить затраты на обогащение за счет улучщеки  качества проводимой выработки. . Формула изобретени  Устройство автоматического вождени  горного комбайна по гипсометрии пласта по авт. св. № 601414, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности вождени  комбайна за счет обеспечени  оптимизации траектории его движени  в соответствии с гипсометрией пласта, оно снабжено датчиком и преобразователем перемещени , интегратором , датчиком и преобразователем скорости подачи, при этом датчик перемещени  кинематически соединен с сервомеханизмом и электрически с входом преобразовател  перемещени , а датчик скорости подачи - кинематически с горным комбайном и электрически с входом преобразовател  скорости подачи, причем выходы преобразователей перемещени  и скорости подачи соединены с соответствующими входами интегратора , выход которого соединен с входом схемы сравнени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 601414, кл. Е 21 С 35/24, 1975 (прототип ).