Устройство для определения местоположения транспортного средства Советский патент 1987 года по МПК G05D1/03 

1

Изобретение относится к автоматизации транспортных работ, выполняв- Г Мх самоход1-1ым транспортным средством, направление движения которого задается с помощью двужильного провода, и может быть использовано для автоматического контроля прохождени транспортным средством определенных участков маршрута, в частности для самоходных средств с двумя приводными, колесами, имею1дих минимальный радиус поворота и управляемых программно .

Целью изобретения является повышение точности устройства путем по- вьиаения его помехозащищенности, : На фиг, 1. приведена трасса пере- Д}зижеш1я транспортного средства с расположением на нем катушек и экрана; на фиг о 2 сечение Л-А на фиг. взаимное расположеш е катуш(.к и экрана относительно трассы ; на фиг„ 3 структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 4 зависмости раснредепения амплитуд сигналов, формируемьк в катушках относи- тельзю оси двула-юьного провода; на фиг о 5 : схема блока обработки информации .

Устройство содержит последовательно соединенные генератор . 1 синусоидальных сигналов, усилитель. 2,- п таюБг.ие .цвухпроводную линию 3, трапс П ортное средство 4 и располож-енные на нем экран 5 из магнитомягкого ме таила, выполненный в виде коробки, соответственно попарно соединенные и встречно включешшю первая 6 и втрая 7, третья 8 и четвертая 9 катушки со средней точкой, которал соеди йена с общей шиной, причем первая пара индуктивных катушек 6 и 7 соединена с входами первого дифференциального усилителя 10, вторая пара индуктивных катуп ек 8 и 9 соединена с уходами второго диф4)еренциального усил -ггеля 11, выходы первого 10 и второго 1 1 дифференциальных уси:н- те лей соединены соответственно с первым 12 и вторым 13 фильтрами, выходы которых соедине11Ь соответственно с первым и вторым входами блока 4 обработки информации, выход которог соединен с выходом устройства.

Блок обработки информации содержит первьй 15, второй 16, третий 17 пиковые детекторы, источник 18 опорного напряжения, первый сумматор

19, первый компаратор 20, второй сумматор 21, ана.пого -цифровой преобразователь 22, второй компаратор 23, третий сумматор 24; третий компаратор 25, генератор 26 имнульсов, па раллельньй регистр 27.

В качестве генератора 1 синусоидальных сигналов может быть исполь-

зован НС-генератор на онерационном усилителе с рабочей частотой 18 кГц, В качестве усилителя 2 может быть использован эмиттерный повторитель. Трасса выполнена в виде двужильного

провода 3 марки МГ111В-1 ,0 с расстоянием медзду жилами 50 мм.

Экран 5 выполнен в виде коробки, открытой со стороны трассы из маг- иитомях кого металла, например пермал™

.поя 79 Им. Размерь: экрана могут быть 200x150x100 мм.

Первая 6, вторая 7, третья 8, чет- 9 ипдуктивные катуопси представляют собой плоские катушки пря-

моугольного сечения с числом витков 50f50, намотанных проводом ПЭВТЛК- 0.09 ТУ 16-505.480-73 размерами 135х х14 мм. Расстояние между центрами катушек 20 мм.

В качестве дифференциальных усилителей 10 и 1 могут быть использованы серийно выпускаемляе микросхемы К 140 УД1 6К0.348,454ЛУ5 в качестве фильтров 12, 13 - двойные Т-образные RCмостыу включаемые в цепях обратной связи усилите,пей.

Устройство работает следу ошр:м образом.

Сигналы с генератора 1 синусои-

дапьных сигналов через ycj-шитель 2 питают переь;е«ным током двужильный провод 3 (фиг, 1), вокруг которого образуется переменное электромагнитное поле, воздействующее на находяищвся на транспортном средстве 4 в экрШ Ш 5 индуктивные катушки 6-95 включенные со средней точкой. Экран представляет собой коробку из нермал- лея, открытую со стороны трассы« В

индуктивных катушках 6-9 наводятся напряжения U., U, U, U (фиг. 3), амплитуды которых зависят от положения их оси относительно оси двужильного провода 3. На индуктивные

катушки 6-9 также действуют помехи (фиг. 2), создающие в них напряжение помехи и , (фиг, 3).

Источником помех может быть привод самого транспортного средства.

приводы оборудования, например металлорежущих станков большой мощности, цепи переменного тока 50 гЦ, 400 Гд.

Экран из пермаллоя ослабляет действие помех, однако не полностью, и в индуктивных катушках 6-9 образуются соответственно напряжения (u +

+ и„,), (и, + Un,, (Uj + , (и, + 10

+ U,,). В условиях удаленности источника помех поле помех можно считать равномерным, направленным, следовательно, UH, Unj Una и это условие не нарушится, если будет не-15 сколько источников помех с такиг ш же характеристиками равномерности.

Тогда на выходе первой 6 и второй 7 индуктивных катушек, включенных встречно и параллельно, образуется 20 напряжение (U + U, ) - (U2 + ) U - Uj (фиг. 3), поступающее на неинвертирующий-и инвертирующий входы первого дифференциального усилителя 1 О .25

На неинвертирующий и инвертирующий входы второго дифференциального усилителя 11 поступает соответственно напряжение (Uj + ) - (U + U) - 30 Uj - U. При этом происходит значительное ослабление помех, особенно помех импульсного типа с крутыми фронтами (10-100 В/мкс), фильтрация которых электрическими фильтрами ма- к лоэффективна.

Высота расположе1шя четвертой индуктивной катушки 9 должна быть не менее двух высот расположения третьей индуктивной катушки 8 над двужильным Q проводом 3 так., чтобы не происходило значительного ослабления напряжения Uj-U. Из-за неравномерности электромагнитных полей помех последние могут проникнуть через первый 10 и 45 второй 11 дифференциальные усилители на входы первого-12 и второго 13 фильтров, где происходит их оконча- тельное подавление, за счет настрой- ки первого 12 и второго 13 фильтров gQ на частоту генератора 1 синусоидальных сигналов, питающего через усилитель 2 двужильный провод 3.

Напряжения (U - Uj) и (Uj - U4) 55 соответственно с первого 12 и второго 13 фипьтров поступают на блок обработки и их амплитуды з апоминаются на пиковых детекторах.

Выходное напряжение блока обработки информации формируется в соответствии со схемой блока (фиг. 5).

Таким образом, используя экран из магнитомягкого мета.пла, выполненного в виде коробки, открытой со сторош трассы, и с помещенными в нем индуктивными катушками, которые включены встречно, попарно параллельно и иг-5е- ют среднюю точку, возможно значительное ослабление помех. Это приводит к повышению точности управления направленным перемещением транспортного средства, что позволяет обеспечить безопасность работы транспортного средства.

Формула изобретения Устройство для определения местоположения транспортного средства, со- дерл а1цее последовательно соединенные генератор синусоидальных сигналов и усилитель, к выходам которого под- юлючена установленная на трассе движения двухпроводная линия, а также четыре индуктивные катушки, два диф- ференциальн1лх усилителя, подключенных выходами к входам соответствующих фильтров, выходы которых соединены с соответствующими входают блока обработки информации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит экран из магнитомягкого металла в виде коробки, открытой со CTOpoiibi трассы, внутри которой расположешл индуктивные катушки, причем первая, вторая, третья индуктивные катушки располо- .жены в горизонтальной плоскости на одной прямой, а четвертая катушка расположена параллельно третьей, средней, катушке на высоте от нее, равной не менее двух высот расположения третьей индуктивной катушки относительно двухпроводной линии, индуктивные катушки включены попарно параллельно и встречно, соответствеп но первая с второй, третья - с четвертой, и имеют среднюю Точку, соеди ненную с общей шиной, .относительно которой индуктивные катушки подключены к инвертирующему и неипвертирующв му входам соответственно -первого и второго ди(1)ференциальных усилителей, а расстояние между центра ш первой и второй индуктивных катушек равно вьгг соте расположения этих катушек -над двухпроводной линией.

в %/У %/

.

А-А IfjiU

Фид. 2

,

Фиг. 5

.U3

Составитель Л. Цаллагова Редактор И. Шулла Техред.м.Ходанич Корректор С. Черни

Заказ 5997/48 Тираж 863Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области автоматизации транспортных работ. Цель изобретения - повышение точности устройства за счет повышения его помехозащищенности. Цель достигается за счет того, что сигналы с генератора 1 синусоидальных сигналов через усилитель 2 запитывают двухпроводную линию 3, вокрз г которой образуется электромагнитное поле, воздействующее на находящиеся на транспортном средстве 4 в экране 5 индуктивные катушки 6-9. В катушках наводятся напряжения относительно оси двухпроводной линии 3, на нее же действует и напряжение помех. В катушках образуются суммарные напряжения от сигнала и помех. Но включение встречное и попарно параллельное позволяет получить напряжения , которые далее через дифференциальные усилители и фильтры поступадот в блок обработки информации, где происходит вычисление отношения U ()/(Vj- -и ). Напряжение U пропорционально смещению индуктивных катушек 6-9 и транспортного средства 4 относительно оси двухпроводной линии 3. 5 ил. с S (Л со СП со го