Устройство для управления роторным экскаватором при планировке рабочей площадки Советский патент 1983 года по МПК E02F3/26 

краев ходовой части экскаватора в попе-рогр и третьего

речном направлении к второму входу ков подсоединены третьего множительного бяока,выходы что- матору.

104О051

множительных блок выходному сум

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РОТОРНЫМ а СКАВАТОРОМ . ПРИ ПЛАНИРОВКЕ РАБОЧЕЙ ПЛОЩАДКИ, включающее привод подъема роторной стрелы, датчик высоты подъема ротора, выходной сумматор, первый блок коррекции полоитания ротора по отклонению углов наклона экскаваторе в продольм ном н попере шом направлении, содерж щий датчики и аадатчикн продольного и поперечного угла наклона экскаватора, подключенные соответственно к н второму сумматорам, синусно-крсинуоный датчик у-ла поворота роторной стрв« лы и вычислительный блок, входы которого подключены к выходам сумматоров и к синусно-консинусному датчику угла поворота роторной стрелы, второй блок /.; коррекции положения ротора по высоте смещения центра поворота роторной стрелы, содержащий последовательно со единенные датчик ско{эости перемещений экскаватора, множительный блок и интег ратор, выходы блоков коррекции и цатчиI ка высоты подъема ротора подсоединень; через выходной сумматор к приводу по ; дъема роторной стрелы, отличаю - щ е е с я тем, что,с целью повышения точности управления, блок коррекции положения ротора по вьюоте смещения центра поворота роторной стрелы сна& жен задатчиками величин рассто5ший по горизонтали от оси вращения поворотной ; платформы до переднего и заднего кра.QB ходовой части экскаватора в продольiHOM направлении, задатчиками величин I расстояний по горизонтали от оси враще- |ния поворотной платформы по левого и {правого краев ходовой части экскаватора в поперечном направлении, двумя нуль(Л органами, двумя релейными элементами и вторым и третьим множительными блоками, причем вход первого нуль-органа подключен к выходу первого сумматора : первого блока коррекции и к первому входу второго множительного блока, а э {ВЫХОД первого нуль-органа подключен к I входу первого репейного элемента, через гвыходные ксжтакты которого зацатчики ; величин расстояний по горизонтали от .оси вращения поворотной платформы до U1 i переднег о и заднего краев ходовой чао ти экскаватора в продольном направлении подсоединены к второму входу второго множительного блока, вход второго нулЕ органа подключен к выходу второго сум. матора первого блока коррекции и к ne(v вому входу третьего множительного блока, а выход второго нуль-органа подкл1о чен к входу второго релейного элемента, через выходные контакты которого подсоединены эадатчики величин расстояний по горизонтали от оси вращения поворотной платформы до левого и правого

. 1

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов на от крытых горных разработках, в строительстве и может найти применение навскрьпн ных и аобычных роторных экскаваторах с 5 невыдвижнсй стрелой на .гусеничном ходу. , Известно устройство для управления роторным экскаватором, включающее привод подъема роторной стрелы, датчик i высоты подъема ротора, блок сравнения О заданной и действительной высот подъема ротора, блок коррекции положения ротора по отклонению углов наклона экскаватора, содержащий датчики продольного и поперечного углов наклона экскаватора, 15 датчик угла поворота роторной стрелы и вычислительное устройство, входы которого подключены к выходам датчиков продольного и поперечного углов наклона экскаватора и угла поворота роторной 20 .стрелы, причем вы.ходы с блока коррекции и датчика высоты подъема ротора подсоединены через блок сравнения к приводу подъема роторной стрелы ll .

В связи с тем, что устройство по25

своей структуре не имеет блока коррекции ротора по вы соте смещения экскаватора, оно имеет ограничвнные возможности и позволяет планировать площадки горизонтальные в поперечном направлении 30 и; повторяющие профиль той площадки, по которой перемещается экскаватор в процессе планировки в продольном направлении.

Извесгао устройство для управления роторным экскаватором, включаквдее35

привод подъема роторной стрелы, блок измерения, выходной сумматор и блок коррекции положения ротора по эысоте смещения экскаватора, содержащий по-:Следовательно соединенные световой ге- i 40 нератор, фотоприемное устройство, усилитель светового сигнала, серводвигатель и преобразователь, причем выходы с блоков измерения и коррекции ротора по вьюоте смещения экскаватора поасоедине 45 ны черэз выходной сумматор к приводу подъема роторной стрелы 2 .

Недостатками данного типа устройств являются ограниченность применения; не всегда возможно установить световой ге- нератор за роторным экскаватором, так доступ светового потока к фотоприемно- му устройству, устанавливаемому на экскаваторе, перекрывается следующим за экскаватором вспомогательным оборудованием, например, кабелепереавижчйком обслуживание светового генератора требует высокой квалификации обслуживающего персонала; для работы светового генератора требуется вспомогательное оборудование: блок питания, кабель, защита от дождя, снега и т.п.

Известно устройство для управления роторным экскаватором, при планировке рабочей площадки, включающее привод подъема роторной стрелы, датчик высоты подъема ротора, выходной cyNfMaTop, первый блок коррекции положения ротора по отклонению углов наклона.экскаватора, содержащий датчики продольного и попе- реченого углов наклона экскаватора, подключенные соответственно к первому . и второму сумматорам, синусно-косинуоный датчик угла поворота роторной стрелы и вычислительный блок, входы которо го подключены к выходам сумматоров и к синусно-косинусному датчику угла поворота роторной стрелы, второй блок коррекции положения ротора по высоте . перемещения центра поворота роториой стрелы, содержащей последовательно со единенные датчик; скорости перемещения экскаватора, множительный блок и интегратор, выходы блоков коррекции и aai чика высоты подъема ротора псщсоединены через выходной сумматор к привопу подъема роторной стрелы з .

Однако точность управления при гоганиррвке площадки с заданными параметра ми в известном устройстве недостаточна, вследствие того, что при опрецелении заданной величины высоты по1зьема ротора величина смещения по вертикали центра поворота стрелы пря отклонении фактических продольного и поперечного углов наклона экскаватора от заданных . определяетсясо значительной погрешность Цель изобретения - повышение точйости управления. Поставленная цель достигается тем, что в «устройстве для управления роторным экскаватором при планировке рабЬ.чей площадки, включающем привод подъема роторной стрелы, датчик высоты подъема, ротора, выходной сумматор, первый блок коррекции положения ротора по отклонению углов наклона экскаватора в продольном и поперечном направлении, содержащий датчики и задатчики продолыюго и поперечного углов накпо на экскаватора, подключенные cooTBeivственно к первому и второму суммато- рам, синусно-косинусный датчик угла поворота роторной стрелы и вычислительный блок, входы которого подключены к выходам сумматоров и к синусно-ко- синусному датчику угле поворота ротор ной стрелы, второй блок коррекции положения ротора по высоте смещения цея1 ра поворота роторной стрелы, содержащей последовательно соединенные датчик скорости перемещения экскаватора.мно жительный блок и интегратор, выходы блоков коррекции и датчика высоты подъема ротора подсоединены через вы- ходной сумматор к приводу подъема роторной стрелы, блок коррекции положекия ротора по высоте смещения центра поворота роторной стрелы дополнительно снабжен задатчиками величин расстояний по горизонтали от оси вращения пово-ротной платформы до переднего и задне го краев ходовой части экскаватора в продольном направлении, задатчиками величин расстояний по горизонтали от оси вращения поворотной платформы до левого и правого краев ходовой части экскаватора в поперечном направлении, двумя нуль органами, двумя релейными элементами и вторым и третьщу множй тепьнымв блоками, причем вход первого нуль-органа подключен к выходу первого сумматора первого блока коррекции и к первому входу второго множительного блока, . а выход первого нуль-органа ntoe ключей к входу первого релейного эле мента, через выхрдные контакты которсй го аадатчики величин расстояний по rtf ризонтали от оси вращения поворотной платформы до переднегчз и заднего краёь ходовой части экскаватора в продопЕ9НОМ наппавлении по соединены к второму вхоау второго множительного блока, а вход второго нуль-органа подключен к. выходу второго сумматора первого блока коррекции и к первому входу третьего множительного блока, а выход второго нуль- органа подключен к входу второго релейного элемента, через выходные контакты которого подсоединены задатчики величин расстояний по горизонтали от оси вращения поворотной платформы до левого и правого краев ходовой части экскаватора в поперечном направлении ко второму входу третьего мнoжитeльнOii jro блока, а выходы второго, и третьего i множительных блоков подсоединены к выходному сумматору. На чертеже изображена структурная схема устройства. Устройство включает первый блок 1 коррекции положения ротора по отклонению углов лаклона экскаватора, содержащий задатчик 2 и датчик 3 продольного угла наклона экскаватора, задатчик 4 и датчик 5 поперечного угла наклона экскаватора-, синуснокосинусный датчик 6 угла поворота роторной стрелы, первый и второй сумматоры 7 и 8, вычислительный блок 9, второй блок 10 коррекции поло-. жения ротора по высбте смещения точки закрепления роторной стрелы, содержа- щей датчик 11 скорости перемещения экскаватора, задатчики 12 и 13 величин расстояний по горизонтали от оси вращения поворотной платформы до переднего и заднего края ходовой части экскавато ра в продольном направлении, задатчики 14 и 15 величин расстояний по горизонтали от оси вращения поворотной платформы до левого и правого края ходовс части в поперечном направлении, множительные блоки 16 - 18, нуль-органы 19 и 20, интегратор 21, релейные элементы 22 и 23, с выходными к л1так - тами 24 и 25, выходной сумматор 26, привод 27 подъема, датчик 28 высоты подъема ротора. I Основная задача устройства управления приводом подъема роторной стрелы при работе экскаватора такова, чтобы сплани;ровать площадку с заданными продольным я поперечным угпами с учетом фактического положения экскаватора в пространстве. Устройство рещает эту задачу с большой точностью, так как устройство дополнительно учитывает величину смещения геометрического центра машины по вы- соте вследствие отклонения фактических . проаопьного Уф , и поперечного вер , . углов наклона площадки от эацан ных б. Величина смешения геометрического центра маш1шы вспедсгвиэ отклонения фактического продольного угла наклона площадки от заданного учитьшается сигналом ьЬ21 а величина смешения вслец сТБие отклонения фактического поперечно го угла наклона площадки от заданного учитывается сигналом и Ь, : П ifapYi (9,-0ф),|. где К - постоянный коэффициент, пропорциональный расстоянию от оси вращения поворотной платформы до края ходовой части экскаватора, в продольном направлении, в сторону которого наклонен экскаватор Кп - постоянный коэффициент, пропор циональный расстоянию от оси вращения поворотной платформы до края ходовой части экскава- тора в поперечном направлении, в стороиу которого наклонен экскаватор. При этом привод подъема перемещает роторную стрелу на высоту Ahi измеряемую датчиком высоты подъема и равную е .йЬлЬ-йЬ;-&Ц-йЬ;,| (2) (()4((i .(,)Vnepdt J4)I где С|) - угол поворота роторной стрелы; р - рациус резания; - скорость перемещения экскава- .тора; т время перемещения... При выводе приведенных формул было принято во внимание, что на практике заданные и фактические значения продоль ного и поперечного углов наклона (Уэ Уф , 0 ,9(п ) не превьшают 5, поэтому тангенсы и синусы этих углов с допустимей погрешностью приняты равными этим углам. В6Л1ГЧИНЫ ЛН, йНУ , U h2 Л h 3 поступают в выходной сумматор 26, где алге раически складываются с сигналом, поступающим с выхода датчи11а 28 высоты подъема. Перемещение роторной стрелы по вертикали приводом 27 продолжается . до тех пор, пока бигнал на выходу сум матора 26 не станет равным нулю. Работает устройство следующим образом. Перед началом планировки рабочей площадки машинист экскаватора с помощью : задатчиков 2 и 4 задает требуемые углы наклона площадки в продольном и поперечном направлениях. Когда углы наклона подошвы забоя в продольном и поперечном направлениях движения машины равны заданным и от сутствует смещение центра поворота роторной стрелы относительно исходной точки, то выходной сигнал при этом ра вен нулю. При передвижении экскаватора ось поворота роторной стрелы получит какое-то отклонение от заданных углов, а также линейное смещение относительно исходной точки пространства. Сигнал 4 h, поступающий с выхода вычислительного блока 9, формируется следующим образом. На входы вычисли- тельного устройства поступают сигналы с выходов сумматора 7 и 8. Эти сигналы пропорциональны разностям заданных и фактических углов в продольному -уф, ив поперечном/0 -0qj/, направлениях. Кроме того, на входы вычислительного устройства 9 поступают сигналы с выходе синусно-косинусного датчика угла поворо та роторной стрелы ср . ВычислительньШ блок 9, например электромеханический, перемножает и суммирует сигналы в соответствии с формулой (З), при этом велич1ша р масщтабньй коэффициент, пропорциональный радиусу резания и постоянный для данного типа экскаваторов. Таким образом, с блока 1 коррекции по отклонению углов в выходной контакт 24 поступит сигнал, пропорциональный . I величине определяемой выражением (э). Одновременно в блоке 1р сигнал, пропорциональный разности заданного и фактического углов продольного наклона с сумматора 7 блока 1 поступает на множительные блоки 16, 17 и нульорган 19. В множительном блоке 16 этот сигнал перемножается с сигналом, пропорциональным скорости перемещения экс.кава тора Vfie р . Сигнал с выхода множительного блока 16 пропортхионалея составляющей скорости перемещения, перпендикулярной к заданной плоскости. Этот сигнал поступает в интегратор 21, где интегрируется На выходе интегратора 21 формируется сигнал, пропорциональный смещения геомет ричеокого центра экскаватора по выроте от заданной плоскости при перемещении экскаватора, .& Ь (выражение (4,. Нуль-орган 19) в зависимости от по