Устройство для управления движением трактора Советский патент 1983 года по МПК A01B69/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно,к устройствам для управления движением трактора. Известно устройство для управления движением трактора, включающее датчик скорости, связанный с формирователем управляющих сигналов, измеритель курсового угла, регулятор интенсивности управляющих сигналов, подключенный к программному блоку, и пульт управления, к выходам которого подключены электрогидравлические преобразователи, воздействующие на механизм поворота направляющих колес трактора 1 . Однако в известном устройстве недостаточная точность и надежность автоматического вождения на поворотной полосе; кроме того, необходимо применять вычислительное устройство, автоматическое управление на прямолинейных траекториях рабочего гона невозможно. Цель изобретения - повыщение точности автоматического вождения колесных мащинно-тракторных агрегатов на рабочем гоне и поворотной полосе. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком положения направляющих колес, датчиком положения рабочих органов, формирователем сигнала возврата колес и регулятором упреждения, при этом к входам пульта управления подключены программный блок, регулятор интенсивности управляющих сигналов, датчик положения рабочих органов, формирователь сигнала возврата колес, связанный с датчиком положения направляющих колес, и регулятор упреждения, соединенный с датчиком скорости, причем один из выходов формирователя управляющих сигналов подключен к входу регулятора интенсивности управляющих сигналов, другой - к выходу регулятора упреждения, третий - к входу формирователя сигнала возврата колес. Кроме того, измеритель курсового угла содержит датчик тракторного рассогласования, связанный со щупом-копиром, датчик бокового крена, имеющий электрическую связь через формирователь сигнала корректировки с исполнительным механизмом и датчиком обратной связи, которые механически соединены с подвижным основанием датчика тракторного рассогласования, причем формирователь сигнала корректировки и датчик траекторного рассогласования имеют электрическую связь с формирователем управляющих сигналов. На чертеже изображена структурная схема устройства для управления движением трактора. Устройство содержит датчик 1 скорости, связанный с формирователем 2 управляющих сигналов, измеритель 3 курсового угла, регулятор 4 интенсивности управляющих сигналов, подключенный к программному блоку 5, пульт 6 управления, к выходам которого подключены электрогидравлические преобразователи 7 и 8, воздействующие на механизм 9 поворота направляющих колес трактора, датчик 10 положения направляющих колес, датчик 11 положения рабочих органов, формирователь 12 сигнала возврата колес и регулятор 13 упреждения. К входам пульта 6 управления подключены программный блок 5, регулятор 4 интенсивности управляющих сигналов, датчик 11 положения рабочих органов, формирователь 12 сигнала возврата колес и регулятор 13 упреждения. Формирователь 12 связан с датчиком, 10 положения направляющих колес. Регулятор 13 упреждения-соединен с датчиком 1 скорости. Один из выходов формирователя управляющих сигналов подключен к входу регулятора 4 интенсивности управляющих сигналов, другой - к выходу регулятора 13 упреждения, третий - к входу формирователя сигнала возврата колес. Измеритель 3 курсового угла содержит датчик 14 траекторного рассогласования, связанный со щупом-копиром 15, датчик 16 бокового крена, который имеет электрическую связь через формирователь 17 сигнала корректировки с исполнительным механизмом 18 и с датчиком 19 обратной связи, которые механически соединены с подвижным основанием датчика 14 траекторного рассогласования. Формирователь 17 сигнала корректировки и датчик 14 траекторного рассогласования имеют электрическую связь с формирователем 2 управляющих сигналов. Устройство для управления движением трактора работает следующим образом. Водитель переключателями на пульте 6 управления устанавливает вид операции (например, междурядную обработку пропащных культур), направление первого автоматизированного поворота, способ движения (например челночный), а задатчики программного блока устанавливает на выполнение поворота, соответствующего щирине захвата мащины и способу движения, затем опускает стрелу с датчиком 3 курсового угла, включает заданную передачу, въезжает в борозду первого прохода, на ходу опускает навесную мащину или заглубляет рабочие органы прицепной мащины и начинает вручную выполнение технологической операции, после чего кнопкой на пульте 6 управления включает режим автоматического управления движением на рабочем гоне и одновременно формирователь 17 сигнала корректировки. Если угол поворота ротора датчика 16 бокового крена не соответствует положению основания датчика 14 траекторного рассогласования, то нарущается равновесие схемы формирователя 17 сигнала корректировки, управляющий сигнал формируется, усиливается и направляется на соответствующий вход исполнительного механизма 18. Последний включается, начинает

поворачивать основание датчика траекторного рассогласования 14 :и вместе с ним поворачивает ротор бесконтактного датчика 19 обратной связи. Как только выходные сигналы датчика 19 обратной; связи и датчика 16 бокового крена станут равны, формирователь 17 сигнала корректировки отключит исполнительный механизм 18. Щуп-копир 15 на шарнирной подвеске копирует форму борозды, при отклонении его вправо илн влево от нейтрали (среднего положения) поворачивается ротор бесконтактного датчика 14 траекторного рассогласования, нарушается равновесие схемы формирователя 2 управляюш.их сигналов 10, на двух выходах которого появляются управляюш,ие сигналы. Один, с релейной характеристикой, .выдается на вход регулятора 13 упреждения, второй, с аналоговой характеристикой, выдается на вход регулятора 4 интенсивности управляющего воздействия. С бесконтактного датчика скорости на второй вход регулятора 13 упреждения подается сигнал, являющийся для него управляющим. Регулятор 13 упреждения пропускает управляющие сигналы, по(тупающие на его вход от формирователя 2 управляющих сигналов, в схему пульта 6 управления с регулируемой, в зависимости от скорости, временной задержкой.

Когда щуп-копир 15 отклонится от нейтрали, копируя искривления борозды, в точке 1 , соответствующей моменту текущего времени движения на рабочем гоне tj, один из двух электрогидравлаческих преобразователей 7 или 8 (в зависимости от направления отклонения) включится с задержкой по времени в момент t.j, i + , где ta, tnp-f- const, a направляющие колеса начнут поворачиваться в момент

t«, ti+,

т. е. точно в точке i. Здесь Lg - длина выноса точки крпирования (точки контакта щупа-копира с бороздкой) относительно точки контакта передних направляющих колес с почвой, где:

Vj - скорость движения трактора в момент;

1ц-временная постоянная обработки управляющего сигнала;

t,, время срабатывания электрогидравлических преобразователей;

1рц- время движения щтока исполнительного гидроцилиндра, затрачиваемое на компенсацию зазоров в щарнирных сочленениях рулевых тяг, в подщипниках поворотных валов и ступиц передних колес.

Регулятор 4 интенсивности управляющего воздействия принимает аналоговый- управляющий сигнал от формирователя 2 управляющих сигналов и формирует импульсы

прямоугольной формы с регулируемой частотой, пропорциональной углу отклонения от нейтрали подвески щупа-копира.

После включения одного.из электрогидравлических преобразователей начинается поворот направляющих колес трактора 9, а вместе с ними и бесконтактного регулируемого датчика положения направляющих колес, ротор которого механически связан с поворотным валом цапфы одного из направляющих колес. При достижении предельного отрегулированного угла поворота направляющих колес (d. 5-6°) формирователь 12 сигнала возврата колес формирует, сигнал и передает его на пульт 6 управления, производится реверсирование выходов на электрогидравлические преобразователи 7 и 8. Начинается возврат колес в среднее положение с интенсивностью, обусловленной углом отклонения подвески щупа-копира 15. Если в этот период поступит сигнал от датчика 14 траекторного рассогласования, то формирователь 2 управляющих сигналов 10 одновременно с выдачей сигналов в регулятор 13 упреждения и регулятор 4 интенсивности управляющего воздействия пощлет сигнал в формирователь 12 сигнала возврата колес и отключит его. То же произойдет, если направляющие колеса достигнут среднего положения.

Приближаясь к концу рабочего гона, водитель кнопкой на пульте управления 6 отключает устройство автоматического вождения на рабочем гоне. В момент, когда щуп-копир 15 пересечет контрольную линию поворотной полосы, водитель поднимает навесную машину (или рабочие органы прицепной) в транспортное положение, переводит рычаг управления распределителем гидросистемы трактора 9 в фиксирующееся положение «Подъем. В момент выглубления рабочих органов срабатывает бесконтактный датчик 11 положения рабочих органов, в пульт 6 управления поступает сигнал, включается устройство автоматического управления движением на повороте. Программный блок 5 настраивает регулятор 4 интенсивности управляющего воздействия на реализацию расчетного значения и по мере отработки программы формирует управляющие сигналы, выдает их на вход пульта 6 управления, который включает -или отключает в заданной последовательности электрогидравлические преобразователи 7 или 8, происходит движение по траектории поворота. На завершающем участке траектории поворота происходит отключение устройства автоматического управления движением на повороте, управление передается водителю, о чем он извещается подачей звукового сигнала. Водитель вручную корректирует въезд в борозду следующего рабочего гона, заглубляет рабочие органы, кнопкой

5.10144894

на пульте б включает режим автоматичес-счет значительного уменьшения амплитуды

кого управлениядвиженнем на рабочем гоне,и увеличения периода колебаний кинематипроцесс повторяется.ческого центра тракторного агрегата, улучПрименение предлагаемого изобретенияшить устойчивость движения агрегата по

позволяет повысить точность вождения затраектории рабочего гона.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТРАКТОРА, включающее датчик скорости, связанный с формирователем управляющих сигналов измеритель курсового угла, регулятор интенсивности управляющих сигналов, подключенный к программному блоку и пульт управления, к выходам которого подключены электрогидравлические преобразователи, воздействующие на механизм поворота направляющих колес трактора, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности автоматического вождения колесных мащинно-тракторных агрегатов на рабочем гоне и поворотной полосе, устройство снабжено датчиком положения направляющих колес, датчиком положения рабочих органов, формирователем сигналов возврата колес и регулятором упреждения, при этом к входам пульта управления подключены программный блок, регулятор интенсивности управляющих сигналов, датчик положения рабочих органов, формирователь сигнала возврата колес, связанный с датчиком положения направляющих колес и регулятор упреждения, соединенный с датчиком скорости, причем один из выходов формирователя управляющих сигналов подключен к входу регулятора интенсивности управляющих сигналов, другой - к входу регулятора упреждения, третий - к входу формирователя сигнала возврата колес. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измеритель курсового угла содержит датчик траекторного рассогласования, связанный со щупом-копиром, датчик бокового крена, имеющий электрическую связь через формирователь сигнала корректировки с исполнительным механизмом и датчиком обратной связи, которые механически соединены подвижным основанием датчика траекторного рассогласования, причем формирователь сигнала корректировки и датчик траекторного рассогласования имеют электрическую связь с формирователем управляющих сигналов. 4 42ь 00 СО