Устройство автоматического вождения сельскохозяйственного агрегата Советский патент 1983 года по МПК A01B69/04 

Изобретение относится к авт(жати:1ацми сельскохозяйстпоины.х агрегатов. Изврстна система аг томатическпго вождения трактора, содержащая копирующий Шуп, связанный через электрогнлравлнчес-кий сервомотор с. исполнительным механизмом, и снабженная дополнительным копирующим щупом с реверсивной контактной головкой, которая электрически связана с реверсивным электродвигателем, а последний через передачу соединен с.основным копирующим щупом (1). Это устройство обеспечивает компенсацию «сползания агрегата, т.е. смешения рабочих органов относительно рядка растений, при работе на полях, имеющих поперечные уклоны путем смещения датчика положения направляющих колес вниз по уклону относительно корпуса трактора. Но при работе на полях с поперечным уклоном кроме «сползания на трактор действует еще поворачивающий момент от уклона, который создает на входе системы постоянные возмущения, что в свою очередь значительно снижает качество работы агрегата. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство автоматического вождения сельскохозяйственного агрегата, содержащее датчик положения направляющих колес и электрогидравлический сервопривод 2. Данное устройство обеспечивает компенсацию поворачивающего момента только от уклона. Информация о величине поворачивающего момента от уклона поступает от датчиков положения рабочих органов относительно заданной траектории, которые фиксируют «спаазание агрегата при работе на полях с поперечными уклонами. Однако это устройство не обеспечивает компенсацию поворачивающего момента, возникающего, например, из-за несимметричной иагрузки от сельскохозяйственного орудия или из-за сопротивления движению маркера в почве или из-за других аналогичных ПрИчИн. Это обусдовлено тем, что при действии на агрегат поворачивающих моментов из-за причин, ие связанных с поперечными уклонами, датчики положения рабочих органов не дают информации о величине момента, так как отклонение рабочих органов от заданной траектории не пропорционально величине поворачивающего момента. В результате чего на вход системы автоматического вождения поступает постоянное возмущающее воздействие от поворачивающего момента, действующего на агрегат. При этом резко снижается точность прямолинейного движения агрегата, особенно на павыщен1 ых скоростях, что, в свою очередь, приводит к снижению качества выполняемой технологической операции и, в случае вождения по зависимы.м базовым линиям, - к накоплению оЩибок копирования. lUvib и:1обротения - увеличение точности вожлепия агрегата на гювьипенных скоростях движения. Цель достигается тем, что устройство снабжено реле времени, реверсивным электродвигателем, червячной передачей, кареткой, имеющей путевые выключагели, и кулачковым механизмом,, причем датчик положения направляющих колес посредством роле времени электрически связан с реверсивным электродвигателем, который через червячную передачу соединен с кареткой, путевые выключатели которой связаны с помощью кулачкового механизма со штоком гидроцилиндраэлектрогидравлического Сервопривода. На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства автоматического вождения сельскохозяйственного мобильного агрегата. Устройство имеет копирующий щуп 1, соединенный с подвижными контакт ами датчика 2 положения направляющих колес, электрически связанного с электромагнитами 3 и 4 электрогидравлического сервопривода, содержащего гидронасос 5, питающийся Из масляного бака 6, предохранительный клапан 7, клапан 8 расхода и золотник 9, управляющий гидроцилиндром 10. Датчик 2 электрически связан с реверсивным электродвигателем 11 через путевые выключатели 12 и 13, через резисторы 14-17, через транзисторы 18-21, через диоды 22 и 23 и реле 24 времени. С помощью червячной передачи 25 реверсивный электродвигатель 11 соединен с кареткой 26, на которой установлены путевые выключатели 12 и 13. Последние механически связаны со штоком гидроцилиндра 10 через кулачковый механизм 27, закрепленный на рейке 28 рулевого механизма трактора. Устройство работает следующим образом. При отклонении передней точки агрегата от заданной траектории из-за случайцого возмущения, например, вправо, щуп 1, копирующий рядок растений, борозду и т.п., поворачивается, замьгкая один из контактов датчика 2. При этом сигнал ошибки с датчика 2 поступает на электромагнит 4, который смещает золотНнк 9 вниз из нейтрального положения. Рабочая жидкость через проточки золотника поступает в штоковую полость гидроцилиндра 10, вызывая поворот направляюш;их колес в сторону ликвидации ошибки. . Кулачковый механизм 27, жестко связанный со штоком гидроцилиндра 10, включает путевой выключатель 12. В момент ликвидации ошибки сигнал с датчика 2 исчезает и золотник 9 возвращается в нейтральное положение. После этого начинается процесс стабилизации направляющих колес тракторп, который заключается в слслун шем. Через замкнутые контакты выключа. теля 12 на базу транзистора 20 полаегся отрицательным потенциал. Транзистор 20 отпирается, вызывая ерабатываЕже электромагнита 3, который сметает золотник -9 вверх из нейтрального положения. Рабочая жидкость через проточки золотника поступает в бесштоковую полость гидроцилиндра 10, при этом направляющие колеса поворачиваются вправо. В момент, когда кулачковый механизм дойдет до нулевого положения, соответствующего прямолине ному движению агрегата, контакты выключателя 12 размыкаются и транзистор 20 запираясь отключает электромагнит 3. Золотник 9 возвращается в нейтраль и чаправля1бщие колеса останавливаются в нейтральном положении до появления следук)щего управляющего воздействия. В случае, когда на агрегат действует поворачивающий момент, например, вправо, передняя точка агрегата отклоняется вправо от заданной траектории. При этом одновременно с процессом управления, описанным вь(ще, происходит процесс компенсации поворачивающего момента, котор ый. заключается в следующем.. , Длительность сигнала с датчика 2 .при действии на агрегат поворачивающего момента превосходит длительность сигнала ощибкй от случайного возмущения, и 4enf больще поворачивающий момент, тем боль-ше длительность сигнала с датчика 2. Поэ: тому порог срабатывания реле 24 времеш устанавливается так, что при отсутствии поворачивающего момента реле времени исключает прохождение сигнала с датчика 2 на электродвигатель 11. Когда сигнал с датчика 2 достигает порога срабатывания реле 24 времени, выходной сигнал реле через транзистор 18 вызывает вращение электродвигателя 11, который через Червячную передачу 25 смещает каретку 26 с выключателями 12 и 13 МЗ нулевого положения вправо до момента вы, ключения путевого выключателя. 12, s( приводит к смещению электрического нуля путевых выключателей. Как только сигн с датчика 2 . начнется процесс стл6ii.in;taunii направляющих колес, В резуль тате смешения электрического нуля путевых ныключ.пе.чей 12 н 13 по окопчпнин процес са стабплплации, опнсаннот выше, колеся останутся повернутыми на некоторый ,yro,ii, создавая компенсирующий поворачивающий момент. Относительно этого нового нулевого положения направляющих колес отраба тываютея сигналы ошибки. Использование в предложенном устройстве реле времени, которое при наличии поворачивающего момента пропускает.элект. рический сигнал с датчика положения направляющих колес на реверсивный электродвигатель, смещающий электрический нуль путевых выключателей, позволяет практически устранить влияние на работу устройства автоматического вождения таких возмущений как поворачивающий момент от поперечных уклонов, от несимметричной нагрузки рабочих органов сельскохозяйственного орудия, от сопротивления движения маркера в почве, от разности давления в колесах и-др. Это значительно :повышает точность вождения агрегата, и, в свою очередь, исключает огрехи и пересевы на посеве и подрезание культурных растений на междурядной обработке пропащиых культур. Устранение в устройстве автоматическото вождения датчика положения рабочих .органов сельскохозяйственного орудия тносительно заданной траектории, а следовательно, и устранение дополнительн го копирующего щупа на сельскохозянсгвенном орудии повышает надежность устройства в работе и облегчает обслуживание автоматизированного агрегата, поскольку отпадает такая неудобная операция как ввод дополнительного щупа, расположенного сзади на тракторе на сельскохозяйственном орудии. Использование автоматической компенбаЦии поворачивающего момента, действую1цего на агрегат, позволяет выполнять сельс-: хозяйственные полевые работы на более высоких скоростях движения.

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ВОЖДЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО АГРЕГАТА, содержащее датчик. t /fr- -Hsi : положения направляющиих колес и элерсгрогидравлический сервопривод, отличающвеся тем, что,.с целью увеличения точности вождения агрегата на повышенных скоростях движения, устройство снабжено реле времени, реверсивным электродвигате.1ем, червячной передачей, кареткой, имеющей путевые, выключатели, и кулачковым механизмом, причем датчик положения направляющих колес посредством реле времени электрически связан с реверсивным электродвигателем, который через червячную передачу соединен с кареткой, путевые выключатели которой связаны с помощью кулачкового механизм со штоком гидроцилиндра электрогидравлического сервопривбда.