Устройство управления рабочим органом дреноукладчика Советский патент 1985 года по МПК E02F9/20 

Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению и предназначено для управления рабочим органом дреноукладчика по направленному лучу. .

Опыт эксплуатации как траншейных, так и бестраншейных дреноукладчиков показывает, что при высоких рабочих скоростях, а также при встрече рабочих органов с крупными каменистыми включениями увеличивается вероятность отклонения режущей кромки рабочего органа от заданной проектом линии на величину, превышаюш,ую допустимую.

Известен способ выдерживания уклона дрены и устройство для устранения брака дрены, обусловленного отклонениями, превышаюш,ими допустимые. В этом устройстве лазерный излучатель установлен на ножевом рабочем органе бестраншейного дреноукладчика, а приемное устройство - стационарно в конце трассы, либо спереди по ходу машины, либо позади ее. Приемное устройство включает вертикальный ряд фотоэлементов с центральной нулевой зоной. началом прокладки дрены рабочий орган заглубляют до заданного исходного положения, а лазерный излучатель наводят путем изменения угла наклона рабочего органа так, чтобы луч лазера падал в нулевую зону приемника 1.

Недостатком этого устройства является то, что система управления принципиально одинаково реагирует как на отклонение рабочего органа вверх от проектной линии, так и при его перемеш,ении вниз. Причем при отклонении вверх, превышающем допустимое, на осевой линии дрены получается выступ, который не приводит к браку дрены, а при отклонении рабочего органа на аналогичную величину вниз получается впадина большой протяженности, которая классифицируется как брак.

Кроме того, в начале рабочего процесса, когда дреноукладчик удален от приемного устройства на большое расстояние (80- 100 м), даже небольшие угловые перемещения рабочего органа вызывают линейные перемещения проекции светового луча, относительно приемного устройства, с большой амплитудой и с высокой скоростью, что, в свою очередь, обуславливает необходимость существенно увеличивать высоту приемного устройства, а соответственно- и количество используемых в нем фотоэлементов, и создает известные трудности при проектировании системы управления из-за опасности возникновения автоколебаний.

Известны устройства управления рабочим органом дреноукладчиков по лучу лазера, выполненные по традиционной схеме, при которой лазерный излучатель установлен стационарно в конце трассы, позади

машины, а фотоприемное устройство установлено на рабочем органе дреноукладчика. По такой схеме работает устройство управления рабочим органом дреноукладчика, содержащее неподвижно установленный источник излучения, закрепленный на рабочем органе фотоприемник с верхним и нижним фоточувствительными элементами и усилительнотпреобразовательный блок с верхним и нижним каналами управления, соединенный с исполнительным механизмом 2.

Недостатком известного устройства является то, что независимо от величины отклонения рабочий орган всегда возвращаетг ся на заданную проектом линию, вследствие чего при отклонениях рабочего органа вверх на величину, превышающую допустимую, и последующем возврате его на проектную линию образуется выступ дна дрены, что в процессе дальнейщей эксплуатации дрены 0 служит причиной выхода ее из строя.

Целью изобретения является повыщение точности управления и надежности укладчика дрены.

Поставленная цель достигается тем, что 5 устройство управления рабочим органом дреноукладчика, содержащее неподвижно установленный на земле источник излучения, закрепленный на рабочем органе фотоприемник с верхним и нижним фоточувствительными элементами и усилительно-преоб0 разовательный блок с верхним и нижним каналами управления, соединенный с исполнительным механизмом, снабжено вторым фотоприемником, закрепленным на рабочем органе ниже первого фотоприемника, и двумя блоками переключения с нижнего на верхний канал управления, причем выходы верхнего фоточувствительного элемента верхнего фотоприемника и нижнего фоточувствительного элемента нижнего фотоприемника непосредственно соединены 0 соответственно с верхним и нижним каналами управления усилительно-преобразовательного блока, а выходы нижнего фоточувствительного элемента верхнего фотоприемника и верхнего фоточувствительного элемента нижнего фотоприемкика подклю чены соответственно к входам блоков переключения с нижнего на верхний канал управления, первые выходы которых подключены к верхнему каналу управления, а вторые выходы блоков переключения к нижнему 0 каналу управления усилительно-преобразовательного блока.

При этом блок переключения с нижнего на верхний канал управления выполнен в виде замыкающего и размыкающего ключей и последовательно соединенных порогового элемента и триггера, выходы которого подключены к входам ключей, выходы которых соединены с входом порогового элемента и являются входом блока переключения, выход замыкающего ключа является первым выходом, а выход размыкающего ключа является вторым выходом блока переключения с нижнего на верхний -канал управления.

В предлагаемом устройстве если после отклонения рабочего органа вверх от проектной линии на величину, превыщающую допустимую, рабочий орган не возвратить обратно на проектную линию, а продолжить управление им по новой условной линии, параллельной проектной, по расположенной выше ее на величину этого отклонения (с прежними требованиями к точности), то такое изменение положения оси дрены не классифицируется как брак, и дрена не теряет своей работоспособности. При этом дОг пускается параллельное смещение такой условной линии вверх от заданной проектом на величину до 100 мм, что позволяет практически полностью устранить брак дрены.

При отклонениях рабочего органа вниз на величину, превыщающую допустимую, то, учитывая, что используемые системы управления рабочим органом дреноукладчика обладают достаточно высоким быстродействием, протяженность этих отклонений обычно невелика (10-20 см), а укладываемые дренажные трубы (пластмассовые и гончарные) в силу своей жесткости не копируют образуемые короткие впадины и соответственно не возникает брака дрены.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, блока переключения с нижнего канала на верхний.

Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 светового излучения, верхний фотоприемник 2 с верхним 3 и нижним 4 фоточувствительными элементами и декодирующим блоком 5, а также нижний фотоприемник 6 с верхним 7 и нижним 8 фоточувствительными элементами и декодирующим блоком 9, усилительно-преобразовательный блок 10 и исполнительный механизм 11, включающий электрогидравлический преобразователь и гидроцилиндр, а также блоки 12 и 13 переключения с нижнего канала управления на верхний.

Блок переключения (фиг. 2) с нижнего канала управления на верхний содержит размыкающий 14 и замыкающий 15 ключи, пороговый элемент 16 и триггер 17.

Выходы верхнего фоточувствительного элемента 3 верхнего фотоприемника 2, нижнего фоточувствительного элемента 4 нижнего фотоприемника 6 непосредственно соединены соответственно с верхним и нижним каналами усилительно-преобразовательного блока 10, выходы нижнего фоточувствительного элемента верхнего фотоприемника и верхнего фоточувствительного

элемента нижнего фотоприемника подключены соответственно к входам блоков 12 и 13 переключения. Кроме того, каждый блок переключения выполнен в виде нормально замкнутого и нормально разомкнутого ключей, первые выходы которых подключены к верхнему каналу, а вторые выходы блоков переключения - к нижнему каналу управления блока 10.

Устройство работает следующим образом.

В процессе перемещения дреноукладчика вдоль трассы рабочий орган отклоняется в соответствии с профилем трассы и законом движения в вертикальной плоскости. При этом вертикальное положение рабочего органа стабилизируется относительно плоскости луча генерируемого источником 1 светового излучения 1.

Луч в равновесном положении рабочего органа находится между двумя фоточувствительными элементами верхнего фотоприемника 2. При этом усилительно-преобразовательный блок выключается, электрогидравлический преобразователь и гидроцилиндр также выключаются. Если рабочий орган перемещается вниз на величину, равную половине величины зоны цечувствительности, то луч попадает на верхний фоточувствительный элемент верхнего фотоприемника, при этом на выходе фотоприемника появляется сигнал, который после усиления включает исполнительный механизм и сторону устранения отклонения рабочего органа от положения равновесия, при этом рабочий

орган перемещается вверх. Если рабочий орган перемещается вверх на такую же величину, то луч попадает на нижний фоточувствительный элемент верхнего фотоприемника, при этом на выходе фотоприемника появляется сигнал, который после усиления включает исполнительный механизм и рабочий орган перемещается обратно вниз.

Сигнал нижнего фоточувствительного элеменГа поступает на вход усилительного элемента через размыкающий ключ блока 12 переключения. Если отклонение рабочего органа в силу высокого уровня внешнего возмущения либо в результате встречи с крупным каменистым включением достигает большого значения, превыщ1ающего допустимое, с точки зрения агротехнических требований, то пороговый элемент блока 12 срабатывает и на его выходе появляется сигнал, который переводит триггер в новое состояние. В момент перехода триггера в новое состояние замыкающий ключ замыкается, а размыкающий ключ размыкается. Это приводит к тому, что сигнал нижнего фоточувствительного элемента через замыкающий ключ, который теперь стал замкнутым, управляет верхним усилительно-преобразовательного блока, что приводит к перемещению рабочего органа вверх. В новом положении блока 12 переключения нижний фоточувствительный элемент управляет перемещением рабочего органа вверх, а верхний фоточувствительный элемент нижнего фотоприемника управляет перемещением рабочего органа вниз. Таким образом, в этом положении блока 12 переключения луч находится между нижним фоточувствительным элементом верхнего фотоприемника и верхним фоточувствительным элементом нижнего фотоприемника и, следовательно, рабочий орган стабилизируется уже в новом высотном положении.

Однако если в этом случае он перемещается вверх, так, что сигнал с верхнего фоточувствительиого элемента на входе порогового элемента превышает определенное допустимое значение, соответствующее предельно возможному высотному положению,

срабатывает пороговый элемент блока 13 переключения, замыкающий ключ его замыкается, а размыкающий размыкается. При этом верхний фоточувствительный элемент нижнего фотоприемника управляет верхним каналом усилительно-преобразовательного блока, а нижний фоточувствительный элемент этого же фотоприемника управляет нижним каналом усилительно-преобразовательного блока. Следовательно, рабочий

орган вновь стабилизируется относительно нового высотного положения, когда луч излучателя находится между верхним и нижним фоточувствительными элементами нижнего фотоприемника.

При переключении блока переключения последний в процессе одного этапа работы не может возвратиться в исходное состояние и может быть переведен в него только посредством выключения аппаратуры и повторного ее включения.

0 Использование предлагаемого устройства позволяет повысить надежность укладки дрен без брака.

1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ОРГАНОМ ДРЕНОУКЛАДЧИКА, содержащее неподвижно установленный на земле источник излучения, закрепленный, на рабочем органе фотоприемник с верхним и нижним фоточувствительными элементами и усилительно-преобразовательный блок с верхним и нижним каналами управления, соединенный с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления и надежности укладки дрены, оно снабжено вторым фотоприемником, закрепленным на рабочем органе ниже первого фотоприемника, и двумя блоками переключения с нижнего на верхний канал, причем выходы верхнего фоточувствительного элемента верхнего фотоприемника и нижнего фоточувстви тельного элемента нижнего фотоприемника непосредственно соединены соответственно с верхним и нижним каналами управления усилительно-преобразовательного блока, а выходы нижнего фоточувствительного элемента верхнего фотоприемиика и верхнего фоточувствительного элемента нижнего фотоприемника подключены соответственно к входам блоков переключения с нижнего на верхний канал управления, первые выходы которых подключены к верхнему каналу управления, а вторые выходы блоков переключения к нижнему каналу управления усилительно-преобразовательного блока. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок переключения с нижнего на верхний канал управления выполнен в виде замыкаюш,его и размыкающего ключей и последовательно соединенных порогового элемента и триггера, выходы которого подключены к входам ключей, входы которых соединены с входом порогового элемента и являются входом блока переключения, выход замыкающего ключа является первым выходом, а выход размыкающего ключа является вторым выходом блока переключения с нижнего на верхний канал управления.

we.2