Устройство для контроля положения горной машины Советский патент 1984 года по МПК E21C35/24 

Од СП

Изобретение относится к устройст вам для ориентации и контроля положения горной машины в выработке и может быть использовано, например, для ориентации буропшековых машин перед эабуриванием или контроля положения проходческих комбайнов в выработке при их движении в заданном направлении. Известно устройство для контроля положения проходческого комбайна с помощью отражения луча лазера на паре объектов, установленных на машине СП. Устройство содержит лазерный задатчйк направленного света и два экрана, установленные на проходческом комбайне параллельно друг другу Оператору видно световое пятно луча которое проектируется на два экрана одновременно, что позволяет определить любое угловое или линейное отклонение машины в горизонтальной илн вертикальной плоскости. Наиболее близким к пред 1агаемому по технической сущности и достигаем му результату является устройство для контроля положения горной машин содержащее источник света, излучающий эталонный луч в заданном направ лении, и два экрана, расположенные на определенном расстоянии друг от друга на горной машине. Каждый экра имеет определенное количество индек ных меток, расположенных по полю экрана, которые соответствуют опред .ленным точкам вдоль заданного направления. Оператор судит о положении машин по пересечению лучом экранов относи тельно соответствующих индкесных меток. Однако форма и размеры пятна луча влияют на точность контроля из за отсутствия на нем контрастных отсчетных точек. Шахтная атмосфера : ухудшает(различает) кфнтрастность светового пятна и определить момент начала смещения пятна, а так же величину смещения затруднительно так как необходимо визуально опреде лять центр размытого светового пятн и сравнивать его с положением меток экрана, это вызывает погрещность в определении отклонения машин от заданного направления и запаздывание в подаче корректирующего воздействия, что в конечном счете снижает точность контроля устройства.и ухуд шает прямолинейность проведения выработки. Недостатком- известного устройства является постоянное загрязнение поверхностей экранов и потеря их прозрачности в шахтных условиях из-за осаждения на них пыли при выключении машины{когда система обдува экранов не работает) , а также из-за появления микротрещин и царапин на прозрачной поверхности экранов, обусловленных их взаимодействием с частицами скаливаемой и падающей породы. Это затрудняет считывание информации, так как еще более размывает световое пятно и уменьшает его интенсивность, что в итоге снижает точность и оперативность контроля отклонения машины от заданного направления. Возможность повреждения прозрачных экранов из хрупкого материала, а также сложность устройства из-за наличия специальных систем воздухообдува экранов снижает надежность применения устройств в шатных условиях. Кроме того, устройство характеризуется трудоемкостью обслуживания известных устройств из-за их сложности и необходимости постоянного контроля чистоты поверхности экранов. Цель изобретения - повьш1ение точности, надежности и удобства обслуживания устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля положения горной машины, содержащем задатчик направленного света, установленный в выработке, н два экрана с индексными метками, установленные на машине параллельно друг другу и иа одной линии, параллельной продольной оси машины, индексные метки на экранах выполнены в виде одинаковых и симметричных отверстий, расположенных с шагом по горизонтали и вертикали .. где L - шаг размещения отверстий на экране; Д - расстояние между экранами; «С- заданный, диапазон контроля угловых перемещений горной машины по горизонтали и по вертикали, причем экраны установлены так, что контуры противостоящих отверстий совпадают в пространестве. 3 На фиг. 1 представлено предлагав мое устройство; на фиг. 2 - экран. Устройство содержит установленны в выработке эадатчик направленного света }( например/ лазерный),, экраны 2 н 3, установленные на горной маши не друг за другом на одной линии, параллельной продольной оси машины. Экраны 2 и 3 содержат отверстия 4, выполненные, например, прямоугольны ми или квадратными. Экраны 2 и 3 могут содержать дополнительные неподвижные или подвижные метки 5 для облегчения определения величины и направления смещения светового пятна.. Расстояния между отверстияьш 4 на экранах 2 и 3, а также/между экранами 2 и 3 определяются требуемой точностью ориентации и диапазоном контроля угловых перемещений горной машины в горизонтальной и вертикальной плос состях и могут быть рассчитаны по формуле L-A-tc flC; где L- расстояние между отверстиями экранов(по горизонтали или вертикали); А - расстояние между экранами; at - заданный диапазон контроля УГЛОВЫХ перемещений горной машины(В горизонтальной или вертикальной плоскостях). Минимальные размеры светового пятна луча выбираются такими, чтобы была обеспечена засветка полностью как минимум одного отверстия. При необходимости на расстояниях между отверстиями могут быть нанесены дополнительные масштабные метки,позволяющие определить с достаточной точностью величину засветки и, соот ветственно, величину углового перемещения горной машины. Устройство работает следующим образом. При ориентировании горной машины параллельно заданному задатчиком направленного света 1 направлению световой луч-произвольной формы направляется на экран 2, при пересече нии с которым часть луча обрезается образуя на нем световое пятно, а часть луча проходит через отверстия к экрану 3. Если ось машины совпада ет .или параллельна заданному направ лению, противостоящие отверстия 4 на экранах 2 и 3 соосны с заданньм 574 направлением, и контуры отверстий экрана 3 не засвечиваются прошедшей через экран 2 частью светового луча. Если же ось машины не совпадает с заданньм направлением, на экране 3 появляется засветка вокруг контуров отверстий 4 в виде пятен с четкими границами контуров б, имекицих Соответствующих отверстий экрана 2(фиг. 2). Эти границы контуров луча используются как отсчетные меткн при определении местоположения пятна на экране и, соответственно величины угловых перемещений горной мшпшы. Появление засветки вокруг контуров отверстий экрана 3- является для оператора сигналом индикации поворота горной машины. Используя эти показания, оператор выравнивает горную машину до исчезновения засветки экрана 3 световьм лучом, что соответствует параллельности оси машины заданному направлению. После окончания ориентирования положение светового пятна на экране 2, соответствующее заданному направлению, может быть зафиксировано с помощью меток 5. При необходимости ориентации горной машины только в одной из плоскостей, например горизонтальной, форма отверстий 4 экранов 2 и 3 может быть в виде вертикальных параллельных полос, что еще 6o|iee упрощае г конструкцию предлагаемого устройства. При работе устройства по контролю положения горной машины контролирует ся отклонение машины в заданной плоскости и угол поворота оси машины относительно требуемого напряжения. Так например, если машина сместилась параллельно вправо в горизонтальной плоскости, световое пятно на экране.2 смещается из фиксированно- го положения в противоположную сторону (влево) . Момент отклонения машины и его величина легко и точно могут быть определены оператором по переходу светового пятна на соседний промежуток между отверстиями, что позволяет своевременно производить требуемое корректирующее воздействие. Аналогично определяется смещение горной машины и производится коррекция ее движения в вертикальной плоскости. Угол поворота машины определяется аналогично как при ее ориентировании

по засветке контуров отверстий экрана 3. При интенсивном движении горной машины, когда происходит частая засветка контуров отверстий, конт-. роль отклонения машины может осуществляться только по экрану 3.

В реальных условиях при работе горной машины происходит одновременно поворот ее оси и параллельное смещение относительно заданного направления, поэтому оператор,наблюдая за световыми метками на экранах 2 и 3, может своевременно получать информацию об отклонении машины и оперативно управлять ее движением, а при необходимости определить с заданной точностью величину отклонения машины от заданного направления.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными заключаются в более высоких показателях точности контроля, надежности устройства и удобства его обслуживанияj что в конечном счете способствует повышению производительности и безопасности труда.

Так, точность контроля предлагаемого устройства не зависит от формы и размеров светового пятна луча. Индикация углового перемещения горной машины появляется только при его возникновении, при этом засветка появляется сразу на нескольких отверстиях экрана, что повьшает надежность и точность контроля, так как можно визуально определить достаточно малую величину засветки, очень малый угол поворота, машины и применить корректирующее воздействие.. Это улучшает качество проведения выработки.

Наличие в экранах отверстий сохраняет свойства прозрачности экранов.и вместе с тем позволяет получить контрастные отсчетные метки при пересечении- световсго

16157 6

луча с экранами, что повьшает точность отсчета при определении отклонения светового луча. При этом экраны не теряют прозрачность в 5 шахтной атмосфере и не боятся

загрязнения, так как наличие отверсттий препятствует осаждению пыли и позволяет выполнять экраны из любого прочного непрозрачного материала, что уменьшает трудоемкость изготовления , повьш1ает надежность устройства за счет его упрощения и исключения из него воздухообдувающих систем экранов. Предлагаемые

15 технические решения по конструкции экранов с отверстиями снижают трудоемкость обслуживания устройства за счет исключения необходимости постоянного контроля поверхности

20 экранов, а также устраняют влияние частоты поверхности экранов на точность контроля, что в комплексе позволяет снизить требования к высокой фокусировке и форме светового

25 луча.

Выполнение отверстий в экранах одинаковыми и симметричными позволяет получить требуемую точность ориентации и контроля положения

0 машины при любом диапазоне ее отклонения в горизонтальной или вертикальной плоскости.

Расположение экранов на одной линии так, чтобы контуры их противостоящих отверстий совпадали в пространстве, позволяет повысить точность метода контроля угловых перемещений машины, так как благодаря четким отсчетным меткам величину углового отклонения можно определить сразу же после его возникновения с требуемой точностью и непосредственно по размерам метки и месту ее проекции на втором экране, что дает возможность оперативно управлять ориентацией и направлением, движения горной машины.

5СТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ГОРНОЙ МАШИНЫ, содержащее задатчик направленного света, установленный в выработке, и два экрана с индексными метками, установленные на машине параллельно друг другу и на одной линии, параллельной продольной оси машины, отличающееся тем,-что, с целью повышения точности, надежности и удобства обслуживания, индкесные метки на экранах выполнены в виде одинаковых и симметричных отверстий, расположенных с шагом по горизонтали и вертикали L--A-buC, I L ,- шаг размещения отверстий где на экране; А расстояние между экранами; d,заданный диапазон контроля угловых перемещений горной (Л машины по 1оризоитали и по вертикали, причем экраны установлены так, что контуры противостоящих отверстий совпадают в пространстве.