БУЛЬДОЗЕР С АВТОМАТИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ ОТВАЛОМ Российский патент 1994 года по МПК E02F3/76 E02F9/22 

Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению и может быть использовано для автоматизации различных колесных или же гусеничных бульдозерных агрегатов.

Известны промышленные системы автоматического управления отвалом бульдозера (см. книгу А.А.Скловского. Автоматизация строительно-дорожных машин; Справочник. - Рига: Авотс, 1990. - 238 с.), среди которых наиболее совершенными являются Автоплан-10, Автоплан-20, Копир-Автоплан-10, Комбиплан-10. Промышленные системы автоматического управления синтезированы по принципу отклонения и стабилизируют положение отвала относительно базового трактора.

Известна система автоматического управления рабочим оборудованием бульдозера, которое стабилизирует отвал на планировочных операциях. В прототипе силовое рабочее оборудование системы автоматического управления выполнено в виде двух тяговых брусов, к которым крепится отвал, и двух силовых гидроцилиндров, каждый из которых крепится одним концом к тракторному агрегату, а другим - к тяговому брусу [1].

В прототипе силовое рабочее оборудование одновременно используется и для копания и для режима планирования. Использование одного и того же оборудования и для режима копания и для режима планирования не обеспечивает выполнение планировочных операций с заданной точностью, т.е. с заданной по СНиП ровностью.

Бульдозерные агрегаты не могут одновременно использоваться и как агрегаты копания и как планировщики. Однако при работе в экстремальных условиях наиболее предпочтительно иметь универсальный бульдозерный агрегат, который мог бы использоваться и как агрегат копания и как планировщик.

Целью изобретения является повышение планирующих свойств бульдозерного агрегата.

Для достижения поставленной цели в известной системе автоматического управления отвалом бульдозера, состоящей из автономного или же дистанционного задатчика параметров земляного полотна, датчика положения отвала, элемента сравнения, управляющего устройства системы, усилители мощности, системы объемного гидропривода, силовое рабочее оборудование выполнено в виде тягового коромысла, шарнирно закрепленного на упряжной оси бульдозера, при этом на одном конце тягового коромысла укреплен отвал с гидроприводом "Выглубления отвала от земли", а на другом конце тягового коромысла укреплен гидропривод "Заглубления отвала от земли", и они оба включены в систему объемного гидропривода; гидропривод "Выглубления отвала от земли" выполнен в виде секционной колесной опоры и двух силовых гидроцилиндров, закрепленных с помощью кронштейнов на тяговых коромыслах; гидропривод "Заглубления от земли" выполнен в виде секционной колесной опоры, штанги и силового гидромотора, закрепленного на задней части коромысла.

Такое техническое решение силового оборудования системы автоматического управления отвалом бульдозера делает его практически бульдозером-планировщиком.

Эффективность технического решения состоит в том, что при переходе на выполнение планировочных операций привод копания переводится в плавающий режим, т.е. он работает как демпфер и не перемещает отвал бульдозера.

Это достигается тем, что на режиме выполнения планировочных операций и заглубление отвала и его выглубление осуществляется от спланированной поверхности грунта, т. е. "от земли". Поэтому в процессе выполнения планировочных операций все продольные движения бульдозерного агрегата не будут вызывать продольных перемещений отвала. А это означает, что отвал инвариантен к продольному угловому движению базового трактора.

Высокие планирующие качества достигаются тем, что отвал не только заглубляется и выглубляется относительно поверхности земли, но и то, что тяговое коромысло имеет три подвижные точки опоры. Это обеспечивает жесткую стабилизацию отвала при движении бульдозера по предварительно обработанному земляному полотну.

На фиг. 1 изображена схема бульдозерного агрегата с силовым рабочим оборудованием системы автоматического системы автоматического управления отвалом; на фиг. 2 - схема бульдозерного агрегата в плане; на фиг. 3 - структурно-технологическая схема системы автоматического управления отвалом бульдозера с силовым рабочим оборудованием.

Силовое рабочее оборудование выполнено следующим образом. К упряжной оси бульдозера 5 шарнирно укреплено тяговое коромысло 4 с отвалом 9. Гидропривод "Выглубления отвала от земли" выполнен в виде кронштейна 6, который крепится к тяговым коромыслам 4, секционной колесной опоры 8 и двух силовых гидроцилиндров 7. Гидропривод "Заглубления отвала от земли" выполнен в виде силового гидромотора 3, штанги 2 и секционной колесной опоры 1.

Система автоматического управления отвалом бульдозера работает следующим образом. Машинист бульдозера, включая автомат "Планирование", переводит привод копания в плавающий режим, при этом к системе управления подключаются два силовых гидроцилиндра 7 и силовой гидромотор 3. При движении по планируемому участку на систему автоматического управления отвалом бульдозера действуют возмущающие воздействия f(t). Геометрическое состояние отвала измеряется датчиком положения. Задатчик положения земляного полотна (ПЗП) задает необходимые геометрические параметры. Элемент сравнения измеряет отклонение отвала заданного положения, т.е. он измеряет параметр Y(t) = H₃ - Y_от.(t) (Y_от. - текущая высотная координата отвала.

Сигнал рассогласования Y(t) поступает на управляющее устройство системы (УУС), которое формирует необходимый алгоритм управления. Сигнал с выхода УУС поступает на усилитель мощности (УМ), а с выхода его на вход системы объемного гидропривода (ОГП), в состав которой входят силовой гидромотор 3 и два силовых гидроцилиндра 7. Силовой гидромотор 3 и два силовых гидроцилиндра стабилизируют положение тягового коромысла 4 и, следовательно, отвала 9. Высотные перемещения бульдозерного агрегата (БА) через передаточную функцию бульдозера W_Б(Р) приводят к перемещению положения отвала 9. При переходе на режим копания секционные колесные опоры 1 и 8 переводятся в крайние верхние положения, а силовой гидромотор 3 и два силовых гидроцилиндров 7 отключаются от системы ОГП. К системе ОГП подключается привод копания.

Технико-экономическая эффективность системы автоматического управления отвалом бульдозера по сравнению с известными техническими решениями состоит в том, что она позволяет использовать один агрегат и для копания и для планирования земляного полотна; наиболее эффективно применять систему автоматического управления отвалом для специальных бульдозеров-планировщиков, которые используются в экстремальных условиях и управляются как в операторном, так и в дистанционном режиме.

Использование: в области строительного и дорожного машиностроения и может быть использовано для автоматизации различных колесных или гусеничных бульдозерных агрегатов. Сущность изобретения: бульдозер с автоматическим управлением отвалов включает силовое рабочее оборудование, выполненное в виде тягового коромысла, шарнирно закрепленного на упряжной оси бульдозерного агрегата. На одном конце коромысла укреплено устройство выглубления отвала, выполненное в виде кронштейна, который крепится к коромыслу, секционной колесной опоры и двух силовых гидроцилиндров. На другом конце коромысла укреплено устройство заглубления отвала, выполненное в виде гидромотора, штанги и секционной колесной опоры. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. БУЛЬДОЗЕР С АВТОМАТИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ ОТВАЛОМ, включающий рабочее оборудование с отвалом, закрепленное на бульдозерном агрегате, имеющем упряжную ось, гидропривод с силовыми цилиндрами и связанный с устройством автоматического управления, содержащим соединенные между собой задатчик параметров земляного полотна, датчик положения отвала, управляющее устройство системы и усилитель мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения планирующих свойств бульдозерного агрегата, рабочее обрудование выполнено в виде тягового коромысла, шарнирно закрепленного на упряжной оси с закрепленным на одном его конце устройством заглубления отвала, а на другом - устройством выглубления отвала, при этом оба устройства соединены с гидроприводом. 2. Бульдозер по п.1, отличающийся тем, что устройство выглубления отвала выполнено в виде секционной колесной опоры и двух силовых гидроцилиндров, закрепленных на коромысле посредством кронштейна, причем полости гидроцилиндров связаны с устройством автоматического управления. 3. Бульдозер по п.1, отличающийся тем, что устройство заглубления выполнено в виде штанги, закрепленных на ней секционной колесной опоры и гидромотора, который закреплен на конце коромысла и связан с устройством автоматического управления.