Способ управления копающими механизмами экскаватора и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК E02F9/20 

2. Устройство для осуществления способа по п. , содержащее привод подъема и напора с блоками управления, командоконтроллер привода напора, датчик вылета рукояти и датчик угла наклона рукояти, отличающееся тем, что, с целью повьшления быстродействия устройства, оно снабжено задатчиком угла наклона рукояти, задатчиком вылета рукояти, регулятором угла наклона рукояти, регулятором вылета рукояти, датчиком загрузки ковща и элементом ИЛИ, причем датчик загрузки ковща подключен к первому входу регулятора вылета рукояти.

к второму и третьему входам которого подключены соответственно датчик и задатчик вылета рукояти, а выход регулятора вылета рукояти подключен к первому входу элемента ИЛИ, к втоцому входу которого подключен командоконтроллер привода напора, а выход элемента ИЛИ подключен к блоку управления привода напора, а датчик угла наклона подключен к первому входу регулятора угла наклона, к второму входу которого подключен задатчик угла наклона рукояти, а выход соединен с блоком управления приводом подъема.

1. Способ управления копающими механизмами экскаватора путем измерения угла наклона и вылета рукояти, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени перемещения ковща, при транспортировке груженого ковща задают угол наклона рукояти, сравнивают его с текущим и пропорционально величине их рассогласования изменяют скорость привода подъема, а при транспортировке порожнего ковша дополнительно задают вылет рукояти, сравнивают его с текущим и пропорционально величине их рассогласования изменяют скорость привода напора. ел сд

1

Изобретение относится к области управлепия копающими механизмами одноковщовых экскаваторов типа прямая лопата и предназначено для управления этими механизмами при транспортировке ковща к месту разгрузки и обратно.

Известен способ управления приводами подъема и напора одноковщового экскаватора тина прямая лопата, позволяющий автоматизировать перемещение ковща в процессе копания путем регулирования напорного усилия в зависимости от нагрузки на привод подъема 1.

Однако этот способ, обеспечивающий управление приводами подъема и напора в процессе копания, не позволяет автоматизировать операцию транспортировки груженого ковша к месту разгрузки и порожнего KOBnia к месту начала нового копания.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, реализованный в устройстве 2, заключающийся в том, что измеряют угол наклона и вылета рукояти, определяют с их помощью координаты положения ковща и вычисленные координаты поступают на регистрирующий прибор 3.

Устройство 2 включает привод подъема и напора с блоками управления, командоконтроллер привода напора, датчик вылета рукояти и датчик угла наклона рукояти.

Однако способ, реализованный в этом устройстве, обеспечивая получение информации с траектории движения ковша, не позволяет реализовать автоматическое перемещение ковща экскаватора при выполнении транспортных операций экскаваторного ци кл а.

Целью изобретения является сокращение времени перемещения ковща.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления копающими механизмами экскаватора путем измерения угла наклона и вылета рукояти при транспортировке груженого ковща задают угол наклона рукояти, сравнивают его с текущим и пропорционально величине их рассогласования изменяют скорость привода подъема, а при транспортировке порожнего ковща дополнительно задают вылет рукояти, сравнивают его с текущим и пропорционально величине их рассогласования изменяют скорость привода напора.

Устройство для осуществления способа,

содержащее привод подъема и напора с блоками управления, командоконтроллер привода напора, датчик вылета рукояти и датчик угла наклона рукояти, снабжено задатчиком угла наклона рукояти, задатчиком вылета рукояти, регулятором угла наклона рукояти, регулятором вылета рукояти, датчиком загрузки коБща и эле.ментом ИЛИ, причем датчик загрузки ковща подключен к первому входу регулятора вылета рукояти к второму и третьему входам которого подQ ключены соответственно датчик и задатчик вылета рукояти, а выход регулятора вылета рукояти подключен к первому входу элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен командоконтроллер привода напора, выход элемента ИЛИ подключен к блоку

управления привода напора, а датчик наклона подключен к первому входу регулятора угла наклона, к второму входу которого подключен задатчик угла наклона рукояти, а выход соединен с блоком управления приводом подъема.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления.

Устройство содержит двигатель 1 привода подъема, преобразователь 2, блок 3 управления приводом подъема, двигатель 4 напора, преобразователь 5 напора, блок 6 управления приводом напора, элемент ИЛИ 7, датчик 8 загрузки ковща, командоконтроллер 9 привода напора, регулятор 10 вылета рукояти, датчик 11 вылета рукояти, задатчик 12 вылета рукояти, регулятор 13 угла наклона рукояти, датчик 14 угла наклона рукояти и задатчик 15 угла наклона рукояти. В устройстве двигатель 1 подъема питается от преобразователя 2, к входу которого подключен блок 3 управления подъемом. Двигатель 4 напора питается от преобразователя 5 напора. Элемент ИЛИ 7 входами подключен к командоконтроллеру 9 привода напора и регулятору 10 вылета рукояти, а выходом - к блоку 6 управления приводом напора. Входы регулятора 10 вылета рукояти подсоединены к датчику 12 вылета рукояти. Регулятор 13 угла наклона подключен к датчику 14 угла наклона рукояти и к задатчику 15 угла наклона рукояти. Вводимые звенья 10 и 13 могут быть технически выполнены на базе операционных усилителей. Датчик 8 загрузки ковша дает сигнал на вход элемента ИЛИ 7 при транспортировке груженого ковша. Этот датчик может быть выполнен, например, на основе выделения статической составляюпдей тока привода подъема, характеризуюш.ей загрузку ковша. Суш,ность предлагаемого способа управления копаюшими механизмами экскаватора заключается в следуюшем. Основной технологический цикл одноковшового экскаватора типа прямая лопата складывается из транспортных операций и операции копания. К транспортным операциям работы экскаватора относятся поворот на разгрузку ковша после окончания копания и возврашение ковша в забой к месту начала нового копания. Иеред началом выполнения транспортной операции .машинист задается определенной зоной пространства, в которую необходимо переместить ковш. И.мея в виду основной технологический режим, такой пространственной целью может быть либо определенная зона над транспортным средством при повороте на загрузку, либо некоторая зона забоя, измельченная для черпания, при возврашении ковша в забой. После заполнения ковша в процессе копания машинист включением привода поворота начинает операцию транспортировки ковша к месту разгрузки. Перед этим программным устройством или машинистом задается угол наклона рукояти при разгрузке ковша. При транспортировке ковша к месту разгрузки измеряется текущий угол наклона рукояти и сравнивается с заданным. Машинист при этом управляет только приводами поворота и напора. Скорость привода подъема изменяется при этом в зависимости от рассогласования между заданным и текушим значениями угла наклона рукояти. Управление приводом напора при транспортировке груженого ковша выполняется машинистом, так как место разгрузки ковша при типовой технологической схеме работы экскаватора не остается постоянным. После разгрузки ковша начинается поворот к месту начала операции копания. При этом машинистом или программным устройством задается вылет рукояти и значение угла ее наклона. Смешение точки очередного копания в плане забоя определяется приводом поворота, который управляется машинистом. Скорость привода подъема при транспортировке порожнего ковша изменяется в зависимости от рассогласования между заданным и текущим значениями угла наклона рукояти, а скорость привода напора в зависимости от рассогласования между заданным и текушим значениями вылета рукояти. Устройство, реализующее предлагаемый способ управления работает следующим образом. Сначала рассмотрим работу устройства прл переносе груженого ковша. После выполнения операции копания и заполнения ковша сигнал с датчика 8 загрузки ковша переключает элемент ИЛИ 7 таким образом, что на блок 6 управления приводом напора поступает сигнал только от командоконтроллера 9 напора. Поэтому скорость напора и, соответственно, вылет рукояти определяется только управляющей деятельностью машиниста. На регулятор 13 угла наклона рукояти поступают сигналы с датчика 14 угла наклона рукояти и с задатчика 15 угла наклона рукояти. Угол наклона рукояти при разгрузке ковща может быть задан машинистом путем вьшолнения первого цикла. При это.м угол наклона рукояти при разгрузке ковша заполняется в задатчике угла наклона рукояти. При программном управлении работой экскаватора этот угол задается программным устройством. Сигнал с регулятора 13 угла наклона поступает в блок 3 управления приводом подъема, определяя тем са.мым скорость двигателя 1 подъема. С целью качественной отработки заданного угла наклона регулятор 13 может быть выполнен пропорционально-интегральным. Машинист, управляя только приводами напора и поворота, подводит ковш к месту загрузки и разгрузки его. Это вызывает изменение сигнала на выходе датчика 8 выполняемой операции и элемент 7 подключает его в блок 6 управления приводом напора к регулятору 10 вылета рукояти. На регулятор 10 вылета рукояти при этом поступают сигналы с задатчика 12 вылета рукояти и с датчика 11 вылета рукояти. Скорость двигателя 4 напора определяется при этом выходом регулятора 10 вылета рукояти, который для улучшения качества отработки заДания целесообразно выполнить пропорционально-интегральным.

Величина сигнала на выходе задатчика 12 вылета рукояти задается либо ма1иинистом путем выполнения первого цикла, либо программным устройством.

Регулятор угла наклона .рукояти 13 при транспортировке порожнего ковша работает

так же, как и при транспортировке груженого ковша, изменяется при этом только сигнал на выходе задатчика 15 угла наклона рукояти.

При транспортировке порожнего ковша машинист управляет только приводом поворота, задавая этим приводом место начала операции копания.