СПОСОБ СОЗДАНИЯ НАВИГАЦИОННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК A01B69/04 G05D1/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственному приборостроению и может использоваться при автоматизации траекторного управления машинно-тракторными агрегатами (MTA).

Автоматизация траекторного управления МТА требует программирования плановых траекторий и определения фактического положения МТА относительно планового. Это можно осуществлять с помощью навигационного магнитного поля, создаваемого переменным током подземного токопроводящего контура, состоящего из гоновых проводов, токовых перемычек между ними и токоподводящих проводов.

Известен способ создания навигационного магнитного поля, согласно которому питают током только один гоновый провод, вдоль которого движется МТА. (Автоматическое и дистанционное управление промышленными тракторами. М.: ЦНИИТЭИтракторосельзозмаш, 1972, Вулах и др. с. 37, рис. 18.). Недостатком такого способа является сложность реализации ввиду необходимости коммутации гоновых проводов по мере перехода МТА от одного провода к другому.

Известен более простой способ создания навигационного магнитного поля, который не требует коммутации проводов (С.П. Гельфенбейн. Терранавигация. - М.: Колос, 1981, - 207 с.). Он заключается в том, что одновременно питают током все или несколько гоновых проводов, включенных последовательно друг с другом посредством перемычек на поворотных полосах. Такой способ, при котором одновременно питают током нескольких гоновых проводов и перемычек между ними, включенных последовательно зигзагом, выбран в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является искажение навигационного магнитного поля гоновых проводов магнитными полями токов, протекающих на поворотных полосах в токовых перемычках и в токоподводящем проводе. Эти токи создают магнитные поля помех, которые суммируются с полями гоновых проводов и нарушают их равномерность, в результате чего искажаются программы плановых траекторий, ухудшается слитность смежных проходов МТА и качество автоматического траекторного управления МТА.

Целью изобретения является повышение качества навигационного магнитного поля, создаваемого током гоновых проводов, посредством снижения влияния магнитных полей помех, создаваемых на поворотных полосах токами перемычек и токоподводящего провода.

Согласно изобретению, для достижения этой цели на поворотных полосах создают компенсирующее магнитное поле, направленное встречно магнитному полю помех, для чего вдоль поворотных полос пропускают компенсирующий ток, равный по величине половине тока перемычек и направленный встречно суммарному току перемычек и токоподводящего провода.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, где приведена электрическая схема источника магнитного поля, реализующего предлагаемый способ.

На фиг. 1 обозначено:

1 - источник переменного тока;

2…13 - токопроводящий контур, создающий навигационное магнитное поле и состоящий из гоновых проводов 2…7, перемычек 8…12 и токоподводящего провода 13;

14 - токовая петля с компенсирующим током. Стрелками условно показано направление токов.

На фиг.2 приведен вариант схемы устройства, в котором токовая петля выполняет функцию токоподводящего провода.

На чертежах стрелками условно показано направление токов. В описании ток, протекающий слева направо, назван положительным, а протекающий справа налево – отрицательным. Положительный и отрицательный токи создают встречные магнитные поля, которые взаимно компенсируют друг друга.

На местности гоновые провода соединены зигзагом, поэтому на поворотных полосах токи в перемычках протекают однонаправлено, не возвращаясь назад и не перекрывая друг друга.

На поворотных полосах провод петли 14 совмещен с проводами перемычек 8…12 и токоподводящим проводом 13; ток петли 14 выбирается равным половине тока контура 2…13.

Токи, протекающие в перемычках 8…12 и в проводе 13, создают магнитные поля помех, которые суммируются с полями токов, протекающих в гоновых проводах 2…7, и тем самым искривляют плановые траектории МТА по мере приближения к поворотным полосам.

Ток, протекающий в токовой петле 14, по величине равен половине тока токопроводящего контура и протекает встречно с током перемычек (верхняя по схеме поворотная полоса) или с током токоподводящего провода 13 (нижняя поворотная полоса).

На поворотных полосах все провода прокладываются совместно, поэтому напряженность суммарного магнитного поля, создаваемого всеми токами, например нижней по схеме поворотной полосы, пропорциональна суммарному току перемычек (9, 11), токоподводящего провода 13 и нижней стороны петли 14. Суммарный ток определяется алгебраическим сложением - однонаправленные токи суммируются, а разнонаправленные вычитаются.

В промежутке между гоновыми проводами 3 и 4, 5 и 6 напряженности, создаваемые токами перемычек 9, 11 и петли 2, суммируются, а токоподводящего провода 13 вычита.тся. Здесь суммарное значение тока, создающее магнитное поле помех, равно половине тока перемычек и протекает слева направо.

В промежутках между проводами 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7, где перемычки отсутствуют, напряженность создается разностью токов петли и провода 13, поэтому суммарное значение тока равно половине тока перемычек, но ток протекает справа налево.

Встречно направленные токи слева и справа, например, от провода 5 создают над этим проводом равные по величине, но противоположные по направлению магнитные поля, которые взаимно компенсируют друг друга. Поэтому напряженность магнитного поля над проводом 5 не зависит от токов на поворотной полосе, а определяется только током этого провода.

Аналогичная ситуация имеет место на верхней по схеме поворотной полосе, где токоподводящий провод отсутствует, а компенсация поля помех над проводами достигается суммарным током перемычек 8, 10, 12 и петли, протекающим слева направо, и таким же по величине током петли 2, протекающим справа налево в местах, где перемычек нет.

Петля может быть включена не параллельно, а последовательно с гоновыми проводами, выполняя функцию токоподводящего провода 13, как это показано на фиг. 2. В этом случае ток петли протекает навстречу току перемычек на обеих поворотных полосах - верхней и нижней, уменьшая действующий ток перемычек в месте их нахождения и создавая встречный ток в местах отсутствия перемычек.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к способу местоопределения машинно-тракторных агрегатов при автоматизации управления траекторией движения и устройству для его осуществления. Навигационное магнитное поле создается посредством одновременного питания током гоновых проводов и перемычек между ними, подлючаемых к источнику тока токоподводящим проводом. Вдоль поворотных полос дополнительно пропускают ток, равный половине тока перемычек и направленный навстречу суммарному току перемычек и токоподводящего провода. Для этого токопроводящий контур состоит из гоновых проводов, перемычек между ними и токоподводящего провода, соединенных последовательно зигзагом таким образом, что токи в смежных гоновых проводах направлены встречно, а в перемычках между ними – согласно, а токопроводящий контур охвачен токопроводящей петлей, подключенной к нему параллельно либо последовательно так, что на поворотных полосах проводники контура и петли совпадают, а токи контура и петли протекают встречно. Таким способом и устройством обеспечивается повышение равномерности навигационного магнитного поля. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ создания навигационного магнитного поля для автоматизации управления машинно-тракторными агрегатами посредством одновременного питания током последовательно включенных гоновых проводов и перемычек между ними, подключаемых к источнику тока токоподводящим проводом, отличающийся тем, что для повышения качества навигационного магнитного поля, создаваемого токами гоновых проводов, вдоль поворотных полос пропускают компенсирующий ток, равный половине тока перемычек, и направленный встречно суммарному току перемычек и токоподводящего провода.

2. Устройство для создания навигационного магнитного поля для автоматизации управления машинно-тракторными агрегатами, выполненное в виде токопроводящего контура, состоящего из гоновых проводов, перемычек между ними и токоподводящего провода, соединенных последовательно зигзагом таким образом, что токи в смежных гоновых проводах направлены встречно, а в перемычках между ними - однонаправлено, отличающееся тем, что содержит токопроводящую петлю, которая охватывает токопроводящий контур и подключена к нему параллельно либо последовательно таким образом, что на поворотных полосах проводники контура и петли совпадают, а токи контура и петли протекают встречно.