Устройство для автоматического управления движением самоходной горной машины Советский патент 1984 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к устройствам для автоматического унравления движением машины по курсу и может применяться для управления проходческими комбайнами для нроведения эквидистантных выработок.

Известно устройство для автоматического унравления движением горной самоходной машины, содержащее нодключенный к генератору переменного напряжения излучаюндий контур, вынолненный в виде замкнутой на концах двухпроводной линии и измерительный блок, установленный на мглиине. Для компенсации неравномерности ноля у концов контура, последний выполнен расходящейся от середины к концам липни, причем комбайн движется нараллельно ближнему прямолинейному нровод1П1ку }1.

Устройство позволяет нроходить выработ ки, эквндистантные базовой, в которой разме1цен излучающий контур только со стороны нрямолинейного нрсводника. Точность контроля ТОЛН1ИНЫ целика со стороны криволинейного нроводнпка является недостаточной. Кроме того. О1раниченная ширина горных выработок на нрактике не нозволяет реализовать оптимальную форму излучающего контура. Необходимость уменьшения 1пирины липни в ее средпей части повышает требования к параллельности проводников, так как локальные изменения расстояния между ними ухудпшет точность контроля п ирины целика.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического управления движением самоходной горной машины, содержащее измерите;П)ный блок, установлен1П5 Й на ман1Ине, генератор неременного напряжения и по;;ключенный к нему излучающий контур в виде нрямоугольника, длинная сторона которого параллельна заданному курсу движения машины 2.

Симметричная относительно оси форма излучающего контура позволяет проходить выработки с обеих сторон от базовой. Излучающий контур можно выполнять шириной, равной нИрине базовой выработки, что уменынает влияние локальных изменений расстояния между проводниками па точность вождения.

Однако огра1:иченная длина контура приводит к yмeньнJeнию напряженности HO:UI на его концах что обуславливает низкую точность вождения на начальном и конечном участках проходимых выработок.

Целью изобретения является новьплепие точности вождения ком б аи па за счет компенсации неравномерпостн поля на краях излучающего контура.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления ;Гвижением самоходной горной машины, содержаHiee измерительный блок, установленный на ма1пине, генератор неременного напряжения и нодключенный к нему излучающий контур в виде нрямоугольника, длинная сторона которого параллельна заданному курсу движения машины, снабжено донолнптельными витками, расположенными в торцовых частях излучающего контура и подключенными таким образом, что векторы

магнитных моментов дополнительных витков параллельны вектору магнитного момента н 3 JI у ч а ю 1 ц его контура.

при этом каждая из торповых частей из„чучающего контура снабжена двумя допол нительным витками, один из которых имеет прямоуго.шника, примыкающего длинпой сторопой к торцовой части излучающего коптура. а другой виток выполнен в виде равнобедренного треуголы1ика, расноложенного симметрично относительно осевой ли0 ПИИ излучающего контура и примыкающего основание.м к его торцовой части, нричем длинная сторона нрямоугольного витка равна а, короткая -- 0,5а, длина основания треугольника равна 0,1 а, а его высота 10а, где а п ирина торцовой части излучающего контуре.

На фИг. 1 представлепа фy iкциoнaльная схема предложенного устройства; на фпг. 2 - торцовый участок контура с доно;и1ительными витками и их подключение.

Из.лучающий KOirryp 1, выполпенный в виде прямоугольника и С11абженный дополнительными витками, расположенными у торпон контура, раз.меп1,ен в базовой выработке 2 и подключеп к генератору переменкога кап)яжения 3. Комбайны 4 и 5 проходят выработки на заданных расстояниях от базовой по обе ее стороньг Управление комбайнами осуп,ествляется с помо1цью изrviep rrcjrbHbix блоков 6 и 7, расположенных на комбайнах.

0 Стре;1ками обозначено направ.чепие протекания тока в коптуре и дополнительных 15итках в некоторый момент времени. Дополнительные витки включены в разрыв контуi)a и подключены последовательно таким образом, что векторы магнитных моментов до 1ю.1ните.лы1ых витков и излучающего контура в каждый момент времени пара.тлельны.

Устройство )аботаст с.чедующим образом. Излучаюищй KOHTvp нодк.пюченный к псратору переменного нааряжеючя, создает в плоскости коптура исрс.мепнос магнитное иоле, напряжеш-юсть которого в заданной точке зависит от расстояния до контура. Измерптелыиз1С б-токи, раснол(.)женные на комбайнах, измеряют величину нанряжен55 ности ноля и сравнивают нолученный сигна;| с заданным.определяющим ширину целика и осуществляют управление комбайном но курсу. При этом комбайн движется fio траектории, эквидистантной базовой выработке. Дополнительные витки создают магнитные поля, которые складываются с магнитным полем основного контура, что компенсирует неравномерность поля на краях источника и повышает точность контроля ширины целика. Для расширения области применения устройства необходимо, чтоб излучающий контур был симметричным относительно его оси, Поэтому форма дополнительных витков - прямоугольник и равнобедренный треугольник. Другие варианты симметричных компенсирующих витков могут быть получены путем комбинации этих двух основных форм. Для некомпенсированного излучающего контура поле на конце контура в два раза меньше, чем в его средней части. Наиболее резко поле уменьшается на длине 2-3 а от конца контура, где а - ширина контура. При удалении от конца контура поле асимптотически возрастает. Компенсировать уменьшение поля одним прямоугольным витком, варьируя его размеры, не удается для всех размеров контролируемого целика. Это связано с тем, что напряженность магнитного поля, создаваемого произвольной системой токов на расстояниях, значительно превышаюш,их размеры системы, равна напряженности поля эквивалентного магнитного диполя и уменьшается с расстоянием как 1/г. Поэтому короткий прямоугольный виток компенсирует резкий спад напряженности по.тя на расстоянии 2-4 а от конца контура. Для компенсации асимптотического учас ка спада кривой целесообразно применить длинный, вытянутый вдоль контура дополнительныи виток, создающий поле, уменьшающееся менее резко, чем от прямоугольного витка. При расчетах по определению оптимальных формы и размеров компенсирующих витков использовалась программа для ЭВМ Электроника ДЗ-28 (15ВСМ-5). Проведенные измерения показывают, что предложенная форма излучающего контура позволяет уменьшить неравномерность поля на краях контура, что при ширине целика от 1 до 6 м уменьшает размеры краевой зоны, в которой точность измерения отличается от заданной в 2,5-3 раза.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ САМОХОДНОЙ ГОРНОЙ МАШИНЫ, содержащее измерительный блок, установленный на машине, генератор переменного напряжения и подключенный к нему излучаюший контур в виде прямоугольника, длинная сторона которого параллельна заданному курсу движения машины, отличающееся тем, что, с целью повыц ения точности вождения, оно снабжено дополнительными витка.ми, расположенными в торцовых частях излучающего контура и подключенными таким образом, что векторы магнитных моментов дополнительных витков параллельны вектору магнитного момента излучаюшего контура. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая из торцовых частей излучающего контура снабжена двумя дополнительными витками, один из которых имеет форму прямоугольника, примыкающего длинной стороной к торцовой части излучающего контура, а другой виток выполнен в виде равнобедренного треугольника, расположенного симметрично относительно осевой линии излучающего контура и примыкающего основанием к его торцовой части, причем W длинная сторона прямоугольного витка равна а, короткая - 0,5а, длина основания треугольника равна 0,1 Q, а его высота 10 а, где а - щирина торцовой части излучающего контура.

3

Л генератору

Фиг.