СИСТЕМА ОРИЕНТИРОВ ДЛЯ АВТОВОЖДЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО АГРЕГАТА Российский патент 1994 года по МПК A01B69/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к системам ориентиров устройств автовождения сельхозагрегата.

Известны системы ориентиров для автовождения сельхозагрегата в виде точечных ретрансляторов, устанавливаемых на местности вокруг возделываемого поля.

Их общим недостатком является то, что они не позволяют формировать непрерывную равносигнальную линию для автоматического вождения по ней сельхозагрегатов на вытянутом в длину поле от начала до конца выполнения очередного технологического агроприема.

Известна также система ориентиров для автовождения сельхозагрегата, содержащая пару точечных ретрансляторов волнового излучения, устанавливаемых в поле и разнесенных по его ширине на пол рабочего захвата сельхозагрегата, принятая за прототип. Эта система ориентиров обеспечивает формирование непрерывной равносигнальной линии для автовождения сельхозагрегата по полю квазикруглой формы.

Недостаток ее в том, что эта система на большинстве полей неэффективна, так как они имеют вытянутую форму, т.е. у большинства полей длина и ширина не равны между собой. Поэтому значительная часть поля остается неохваченной непрерывным автовождением.

Цель изобретения - упрощение автовождения сельхозагрегата по вытянутой вдоль длины поля непрерывной спирали.

Достигается цель тем, что точечные ретрансляторы дополнительно разнесены вдоль длины поля на разность между его длиной и шириной и вдоль поля между точечными ретрансляторами установлены линейные ретрансляторы. Линейные ретрансляторы выполнены в виде вытянутых над осевой линией поля продольных взаимно перпендикулярных полос, наклоненных к поверхности поля на половину прямого угла и имеющих отражающие волновое излучение поверхности с двух противоположных сторон.

Сущность изобретения заключается в том, что разнесенные поперек поля на пол ширины захвата сельхозагрегата точечные ретрансляторы дополнительно разводят еще и вдоль поля на разность между его длиной и шириной и на этой длине устанавливают между ними линейные ретрансляторы. Тем самым разводят также равноудаленные друг от друга полуокружности равносигнальных линий с центрами в точечных ретрансляторах, которые сопрягаются через параллельные линейному ретранслятору и равноудаленные друг от друга на ширину рабочего захвата агрегата, а поэтому также равносигнальные отрезки прямых. Так как линейный ретранслятор имеет всего две отражающие волновое излучение, взаимно перпендикулярные и вытянутые над осевой линией поля поверхности, то к точке излучения на сельхозагрегате возвращается только кратчайший луч, который лежит в плоскости перпендикулярной к отражающим поверхностям линейного ретранслятора. Другие расходящиеся лучи после отражения уходят в стороны, минуя точку излучения, и не искажают определения дальности от линейного ретранслятора устройством автовождения сельхозагрегата.

На фиг.1 изображено размещение системы ориентиров на поле, схема отражения излучения от линейного ретранслятора, план, и схема автовождения сельхозагрегата.

На фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Устройство системы ориентиров содержит пару точечных ретрансляторов 1 и 2 волнового излучения с диаграммой направленности по 180^о, которые выполнены, например, в виде уголковых отражателей направленных в противоположные стороны. Эти уголковые отражатели разнесены по ширине поля на половину ширины рабочего захвата агрегата (0,5 b), а по длине поля на разность между его длиной и шириной. Между точечными ретрансляторами установлен линейный ретранслятор 3, который выполнен из продольных взаимно перпендикулярных полос, наклоненных к поверхности поля на половину прямого угла и имеющих отражающие волновое излучение поверхности с двух противоположных сторон в виде продольно-уголкового отражателя. В передней части сельхозагрегата 4 установлен приемопередатчик волнового электромагнитного излучения, направленного в сторону одного из ориентиров - уголковых отражателей 1, 2 или 3.

Работает система ориентиров следующим образом.

Пусть ширина рабочего захвата сельхозагрегата 4 равна b. Его приемопередатчик излучает электромагнитные волны в сторону, например, линейного ретранслятора 3 поперек продольной оси сельхозагрегата 4. Угол расхождения прямого луча не менее флуктуаций курса сельхозагрегата в процессе автовождения, так чтобы часть луча всегда лежала в плоскости перпендикулярной продольно-уголковому отражателю - линейному ретранслятору 3. В таком случае после отражения волновое излучение вернется к приемопередатчику, совершив двойной пробег между сельхозагрегатом и ретранслятором по кратчайшему пути. Разница фаз Δϕ масштабной частоты с длиной волны λ , которой промодулировано волновое излучение, прямого и отраженного луча на выходе приемопередатчика является периодической функцией от дальности до ретранслятора. Шаг периода этой функции на местности равен ширине рабочего захвата агрегата или в целое число раз меньше при выполнении условия λ = b/i, где i = 1,2,3. ..

Тем самым, приемопередатчиком сельхозагрегата 4 и линейным ретранслятором 3 возбуждаются в электромагнитном поле равносигнальные линии с одинаковой разницей фаз Δϕ масштабной частоты (на фиг.1 пунктирные линии со стрелками), которые параллельны линейному ретранслятору 3 и отстоят друг от друга на ширину рабочего захвата сельхозагрегата (или расположены чаще при i = 2,3,4..., но дополнительные равносигнальные линии не используются). На концах прямолинейного участка они сопрягаются с равносигнальными полуокружностями с центрами в точечных рентрансляторах 1 и 2, которые работают так же, как в прототипе, и вместе с ними образуют равносигнальную вытянутую по длине поля непрерывную спиральную линию траектории автовождения сельхозагрегата. В основу автовождения сельхозагрегата положено использование значения функции Δϕ как сигнала рассогласования пропорционального отклонению электрического центра приемопередатчика (а следовательно и сельхозагрегата) от равносигнальной линии, который подают на вход системы автовождения, например, типа САУ-IM кукурузоуборочного комбайна "Херсонец-200". В исходной позиции сельхозагрегат устанавливают за точечным ретранслятором 1 так, чтобы линейный ретранслятор 3 оказался слева от сельхозагрегата в половине рабочей ширины захвата от приемопередатчика, расположенного на равносигнальной линии в начале спирали. Включают ход сельхозагрегата. При отклонении его вправо Δϕ увеличивается, а влево - уменьшается, что используют как сигнал рассогласования и подают на вход следящей системы автовождения. При подходе сельхозагрегата к точке сопряжения прямолинейного участка равносигнальной линии с другой окружности отражение излучения от линейного ретранслятора сменяется отражением от точечного уголкового ретранслятора. Сельхозагрегат далее движется по полуокружности вокруг точечного ретранслятора 2, а затем снова по прямолинейному участку, но уже с другой стороны линейного ретранслятора 3, затем вокруг ретранслятора 1 и т.д. по всей спирали от начала до конца.

Положительный эффект заключается в упрощении автовождения сельхозагрегата по всей траектории на вытянутом в длину поле.

Использование: в системах для автовождения сельскохозяйственных агрегатов. Сущность изобретения: система содержит точечные ретрансляторы, установленные в поле и разнесенные друг от друга по его ширине на половину захвата рабочего органа агрегата. По длине поля пары ретрансляторов разнесены на расстояние, равное разности между его длиной и шириной. Над продольной осью поля между парами точечных ретрансляторов установлены линейные ретрансляторы, выполненные в виде двух продольных взаимно перпендикулярных полос, установленных наклонно к поверхности поля под углом 45°. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. СИСТЕМА ОРИЕНТИРОВ ДЛЯ АВТОВОЖДЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО АГРЕГАТА, содержащая точечные ретрансляторы, установленные в поле на расстоянии друг от друга, равном половине ширины захвата рабочего органа сельскохозяйственного агрегата, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения автовождения по вытянутой вдоль длины поля непрерывной спирали, система снабжена линейными ретрансляторами, а точечные ретрансляторы установлены попарно вдоль осевой линии поля на расстоянии, равном разности между длиной и шириной поля, при этом линейные ретрансляторы расположены над осевой линией вдоль поля между парами точечных ретрансляторов. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что линейные ретрансляторы выполнены в виде двух продольных перекрещивающихся взаимно перпендикулярных полос, установленных под углом 45^o относительно поверхности поля.