Устройство автоматического управления вспомогательным рабочим оборудованием землеройной машины Советский патент 1989 года по МПК E02F9/20 

Изобретение относится к устройствам автоматического управления положением вспомогательного рабочего оборудования землеройных машин и может найти применение при сооружении мелиоративных систем, в частности при прокладке водопроводя1 1их

элементов в процессе движения дрено- укладчика, при образовании ложа раструбных трубопроводов и в других случаях, когда необходимо обеспечить воз врат но-поступательное гтер смещение вспомогательного рабочего оборудования землеройной машины по заданной

программе с возможностью изменения амплитуды и периода траектории перемещения.

Целью изобретения является повы- шение точности управления за счет обеспечения возможности изменения амплитуды и периода траектории циклического и пофазного перемещения вспомогательного рабочего оборудова

НИН .

На Лиг. изображена схема предлагаемого устройства автоматического управления вспомогательного рабочего оборудования применительно к бестраншейному дреноукладчику; на фиг.2 - пример выполнения схемы генератора циклических последовательностей чисел,

Дреноукладчик оснащается датчи- ком 1 пути, например, в виде бесконтактного концевого выключателя 2 в паз которого входит металлическая крыльчатка 3, закрепленная на вращаю1чемся валу 4. Датчик 1 подклю чен к входу счетчика 5, к выходам которого подключается блок 6 установки длительности фаз цикла, составленного из механических переключателей, кажд1.1й из которых имеет , одно направлеш1е и несколько положений. Все направления этих переключателей соединяются с управляющими входами генератора 7 циклических последовательностей чисел. Выходы генератора 7, предназначенные для обнуления фазы цикла, подключены к входу элемента МЛН 8, а выходы управления подсоед{{нены к входу дешифратора 9, выходы которого через усилитэль 10 соединены параллельно с исполнительным элементом 11 и индикатором 12, выполненным, например на свеюдиодах. К элементу И 13 подключен один из выходов управления генератора 7 и выход блока 14 ручного обнуления, а выход элемента И 13 присоединен к входу обнуления цикла генератора 7 и параллельно к из входов элемента ИЖ 8.

Блоки и элементы 5-10 и 12-14 см тированы в пульте 15 управления. Исполнительный элемент 11 соединен с ползуном 16 механизма вертикального перемещения. Все переключатели бло- ка 6 выведены на переднюю панель пульта 15, а их каждое положение пронулировано, например (0-9), (0-9) Х10 и т.д.

0

5

0 5 0 5 0 5

0

Оператор с помощью этих переключателей может установить разные значения чисел, соответствующих длительностям разных фаз траектории перемещения лолзуна 16 механизма ч. вертикального перемещения.

Схема генератора.7 циклических последовательностей чисел (фиг.2) представляет собой сдвиговой регистр, управляемый внешними сигналами через логическую схему умножения. Генератор собран на четырех последовательно соединенных ячейках 17-20 памяти, каждая из которых включает элемент И и RS-триггер. Выход элемента И в ячейке памяти соединен с входом S-триггера. Инверсный выход триггера в первых трех ячейках соединен с входом элемента И. Выходы триггеров образуют выходы управ пения генератора, причем первый выход управления генератора связан с прямым выходом триггера первой ячейки памяти, второй выход - с инверсным выходом триггера второй ячейки памяти, третий - с прямым выходом третьей ячейки и четвертый - с инверсным выходом триггера четвертой ячейки. Bcfe выходы элементов И образуют выходы генератора - выходы обнуления счетчика, а входы этих элементов, не задействованные внутри схемы генератора, образуют управляюище входы генератора 7, кроме этого, в генераторе 7 имеется вход обнуления цикла.

Устройство работает следующим образом.

При движении машины рабочее оборудование -прорезает в боковой стенке щели канавку для закладки гибкого дпинномерного злемента по траектории, показанной на фиг.1. Возвратно-поступательное перемещение ползуна 16 начинается с момента, когда он занимает верхнее положение (фиг.1). В этот момент включа- ется пульт и при включенном пульте нажимается кнопка ручного обнуления блока 14, При этом по сигналу с блока 14 на выходе элемента И 13 появится сигнал 1, который поступит на элемент ИЛИ 8, по сигналу с которого устанавливается в нулевое состояние счетчик 5, а на обнуляюгций вход генератора 7 циклических последовательностей чисел поступит сигнал 1, что приведет к его установке в исходное состояние, при котором

на первом слева выходе управления появится сигнал О, на втором - 1, на третьем - О и на четвертом I, а на всех выходах обнуления. генератора 7 появятся О.

На входах усилителя 10 сигналов управления нет, поэтому на блоке 12 не светятся индикаторы, а исполнительный элемент 11 выключен и ползун 16 не перемещается. При перемещении машины датчик 1 пути начинает выдавать последовательность импульсов напряжения, подсчитываемых счетчиком и пропорциональных пройденному пути. При этом с помощью переключателей блока 6, подключенных к выхода счетчика 5, на выходе блока 6 получают цифровые коды сигналов, соответст вуюп;нх заданному числу импуЛьсов на входе счетчика. В том случае, когда на вход счетчика поступило заданное количество импульсов, на его соответствующих выходах I,

После подсчета заданного числа импульсов на первом (сверху вниз) выходе блока 6 появится сигнал 1. При этом на первом слева выходе управления генератора 7 появится 1, на втором - сохранится 1, на третьем - О, на четвертом - 1. На выходе дешифратора и входе усилителя 10 появится сигнал, включится исполнительный элемент I1 и начнет перемещаться ползун 16. Этим моментом заканчивается формирование траектории 1-2 и начинается формирование траектории 2-3 перемещения рабочего оборудования по сигналу с дешифратора 9. Формирование этой траектории продлится до момента поступления сигнала 1 с второго выхода блока 6 и будет определяться положением соответствующего переключателя, также заранее установленного оператором и подключаемого к определенному выходу счетчика 5. При этом на выходах управления генератора 7 появятся сигналы 100, т.е. на втором слева выходе управления появится О,что приведет к исчезновению единичного сигнала на выходе дешифратора 9, выключению усилителя 10, исполнительного элемента 11 и индикатора 12, а также прекращению перемещения ползуна 16. С ,этого момента начнется формирование участка 3-А траектории. Протяженность этой фазы траектории будет определяться положением соот1490232

ветствующего переключателя, чится при появлении сигнала том выходе счетчика, к которому

Она IIIII

ключен переключатель, соответствующий третьему выходу блока 6, При этом на выходах управления генератора 7 появятся сигналы 10J1, т.е. на третьем слева выходе управления

появится сигнал 1, что приведет к появлению единичного сигнала на выходе дешифратора 9, включению усилителя 10, исполнительного элемента 11 и индикатора 12, а также перемещению

ползуна 16 в сторону подъема рабочего меха1 изма (т.е. в обратную сторону) . С этого момента заканчивается формирование фазы 3-4 траектории и начинается формирование фазы 4-5.

Длительность этой фазы траектории тйкже будет определяться числом импульсов, накопленных в счетчике, к выходу которого подключается направление соответствующего переключателя. Поэтому при появлении сигнала 1 на выходе 4 блока 6 на выходах управления генератора 7 появятся сигналы 1010, т.е. слева на выходе 4 управления генератора 7 появится

сигнал О. При этом на дешифратор 9 поступит нулевой сигнал. Своим выходным сигналом он отключит усилитель 10, который воздействуя на исполнительный элемент 1I, прекратит

перемещение вверх ползуна 16. Одновременно с выхода-управления генератора 7 сигнал О поступает на элемент И 13, который своим выходным сигналом установит генератор 7 циклической последовательности чисел в исходное состояние, а через элемент ИЛИ 8 вернет в нулевое состояние счетчик 5. Последующая траектория будет аналогична или может быть

изменена оператором.

Принцип действия генератора циклических последовательностей заключается в следующем. В исходном состоянии, когда на управляющие входы

генератора сигналы не подаются, на выходах управления присутствуют логические сигналы слева направо 0101, а на выходах обнуления фазы (счетчика} все сигналы равны пулю.

При поступлении сигнала с кодом единица-единица на первый управляющий вход (номера управляющих входов на фиг.2 снизу BBepxJ на выходе элемента умножения ячейки 17 памяти появится сигнал 1. Этот сигнал поступит на выход обнуления, а также установит триггер этой ячейки в единичное состояние. При этом своим инверсным выходом этот триггер прекратит подачу сигнала с выхода элемента логического умножения на выхо обнуления до конца цикла, своим же прямым выходом подготовит к срабатыванию элемент логического умножения ячейки 18 памяти и обеспечит на выходах управления генератора сигнал с кодом 1101. В таком состоянии генератор будет находиться до прихода сигнала 1 на второй уп- равляю1ций вход. При его появлении на выходе логического элемента умножения ячейки 18 памяти формирует- , который поступит на

ся сигнал 1 выход обнуления, а также установит триггер этой ячейки в единичное состояние. При этом своим инверсным выходом, имеющим логический сигнал нуль, поступающим на один иэ входов логического элемента умножения своей ячейки памяти, прекратит подачу сигнала с выхода этого элемента на выход обнуления генератора до конца цикла и обеспечит на выходах управления сигнал с кодом 1001. Своим же прямым ныходом, подключенным к одному из входов логического элемента умножения ячейки 19 памяти, этот триггер подготовит его к срабатыванию. В таком состоянии генератор будет находиться до прихода сигнала 1 на третий уп: авляющий вход При.его появлении на рыходе логического элемента умножения ячейки 19 памяти сформируется сигнал 1, который обнулит счетчик и установит триггер ;1той ячейки в единичное состояние. При этом своим инверсным выходом, имеющим сигнал О и поступающи на один из входов логического элемента умножения своей ячейки памяти, прекратит подачу сигнала с выхода этого элемента на выход обнуления генератора до конца цикла и обеспечит на выходах управления сигнал с кодом 1011.

При поступлении сигнала 1 на четвертый управляющий вход генератора на выходе логического элемента умножения ячейки 20 памяти сформируется сигнал , который поступит на выход обнуления фазы, а также уста

новит триггер этой ячейки памяти в единичное состояние. При этом на выходе управления установится сигнал с кодом 1010 и одновременно с инверсного триггера этой ячейки памяти поступит сигнал от генератора на элемент обнуления цикла, с выхода которого на вход обнуления генератора придет сигнал для установки его в исходное состояние. На выходах уп-- равления генератора при этом установится исходный код сигнала 0101.

15 Формула изобретения

Устройство автоматического управления вспомогательным рабочим оборудованием землеройной машины, включающее механизм вертикального перемещения ползуна, отличаю

5

0

5

0

5

0

5

щ е е с я тем, что,с целью повьщ1е- ния точности управления за счет обеспечения возможности изменения амплитуды и периода траектории циклического и пофазного перемешения вспомогательного рабочего оборудования, оно содержит датчик пути, счетчик, блок установки длительности фаз цикла, генератор циклических последовательностей чисел, дещифратор, элемент ИЛИ, элемент И, блок ручного обнуления, усилитель и индикатор, причем выход датчика пути соединен с входом счетчика импульсов, выходы которого поразрядно соединены с блоком установки длительности фаз цикла, включающим несколько переключателей, все положения которых соединены с соответствующими выходами счетчика, а все направления - с соответствующими управляющими входами генератора циклических последовательностей чисел, имеющего выходы управления и управляющие входы, количество которых равно числу фаз цикла, а также Еыходь обнуления фазы цикла, соединенные с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с обнуляющим входом счетчика, при этом выходы управления генератора соединены через дещифратор и усилитель с исполнительным элементом механизма вертикального перемещения ползуна и с индикатором, а один из выходов управления генератора соединен также с первым входом элемента И, к второму входу которого присоединен выход блока ручного обнуления.

а выход элемента И соединен с входом ледовательностей чисел и с одним из обнуления генератора циклических пос- входов элемента ИЛИ.

Изобретение относится к автоматическому управлению вспомогательным рабочим оборудованием землеройных машин, используемых при сооружении мелиоративных систем. Цель - повышение точности управления за счет обеспечения возможности изменения амплитуды и периода траектории циклического и пофазного перемещения вспомогательного рабочего оборудования. Устройство содержит датчик пути, счетчик, блок установки длительности фаз цикла, генератор циклических последовательностей чисел, дешифратор, элементы ИЛИ и И, блок ручного обнуления, усилитель и индикатор. К выходу пульта управления подсоединен исполнительный элемент (ИЭ), соединенный с ползуном механизма вертикального перемещения. При перемещении машины датчик пути выдает последовательность импульсов напряжения, пропорциональных пройденному пути и подсчитываемых счетчиком. На выходе подключенного к счетчику блока установки длительности фаз цикла после заданного числа импульсов появится сигнал "1". На выходах генератора появляется комбинация сигналов, которая через последовательно соединенные дешифратор и усилитель включит ИЭ, который переместит ползун. При появлении сигнала "1" на втором выходе блока установки длительности фаз цикла на выходе дешифратора единичный сигнал исчезает. Выключаются усилитель, ИЭ и индикатор и прекращается перемещение ползуна. Начинается формирование нового участка траектории. Таким образом последовательно формируются траектории перемещения рабочего органа. 2 ил.

ч.

вГ- д еЛенин Фиг. 2

.1

ления ци/(- ла