Устройство для распределения мощности между мотор-колесами скрепера Советский патент 1990 года по МПК E02F9/20 

Изобретение относится к земле- ройно-транспортным машинам, в частности к системам автоматического управления работой скрепера.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет поддержания максимального тягового усилия.

На чертеже изображена функционалная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 относительной скорости перемещения (ДОСП) скрепера, выход которого соединен с входом высокочастотного генератора (ГВЧ) 2„ Выход генератора 2 через детектор (Д) 3 соединен с первым входом сравнивающего элемента (СЭ) 4 и с проходным входом элемента ЗАПРЕТ (ЗЭП) 5, запрещающий вход которого соединен с таймером (TIME) 6„ Выход первого элемента ЗАПРЕТ (ЗЭП) 5 соединен с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 7. Разрядные выходы аналого- цифрового преобразователя (АЦП) соединены с входом регистра 8 памяти (РП), разрядные выходы которого соединены с входами цифроаналоговог

преобразователя (ЦАП) 9, выход которого связан с вторым входом сравнивающего элемента (СЭ) 4. Выход срав, кивающего элемента (СЭ) 4 через масштабирующий усилитель (У) 10 соединен с входом порогового элемента (ПЭ) 11, выход которого соединен с обмоткой возбуждения генератора

Q узла 12 распределения мощности между мотор-колесами скрепера и с входом формирователя импульсов (ФИ) 13. Выход формирователя импульсов (ФИ)

13соединен с проходным запрещающим 5 входом второго элемента ЗАПРЕТ

(ЗЭП) 14, проходной вход которого соединен через масштабирующий усили- тель (У) 15 с выходом сумматора узла 12 для распределения мощности и с первым входом логического элемента И 16. Выход элемента ЗАПРЕТ (ЗЭП)

14через пороговый элемент (ПЭ) 17 соединен с первым входом логического элемента НИИ 18, выход которого через мультивибратор (MB) 19 и дифференцирующую цепочку (d/dt) 20 соединен с вторым входом логического элемента И 16. Выход логического элемента И 16 через мупт тивиГ ратор (MB)

0

5

31

21 соединен с обмоткой электромагнит электроклапана (ЭК) 22 гидроцилиндра выглубления ковша скрепера и через дифференцирующую цепочку (d/dt) 23 с вторым входом логического элемента ИЛИ 18. Выход усилителя (У) 15 соединен с входом логического элемента НЕ 24 , Выход порогового элемента (ПЭ 11 соединен с первым входом логичес- кого элемента И 25, второй вход которой соединен с выходом логического элемента НЕ 24. Выход логического элемента И 25 соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 26 и с первым входом логического элемента И 27. Выход логического элемента И 27 соединен со вторым входом логического элемента ИЛИ 26, Выход логического элемента ИЛИ 26 соединен че- рез мультивибратор (MB) 28 с обмоткой электромагнита электроклапана (ЭК) 29 гидроцилиндра заглубления и через дифференцирующую цепочку (d/dt) 30 с вторым входом логичес- кого элемента И 27.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 относительной скорости перемещения скрепера установлен на нем измерительным соплом по направлению к поверхности грунта и вырабатывает сигнал, пропорциональный расстоянию от среза измерительного сопла до поверхности грунта. Факти- чески датчик 1 относительной скорости перемещения скрепера вырабатывает напряжение, пропорциональное рельефу поверхности грунта, над которым он движется . Поскольку скорость перемещения скрепера может быть любой, то при малых скоростях изменения выходного сигнала датчика 1 относительной скорости перемещения скрепера могут быть незначительны, поэтому блоки 2 и 3 предназначены для усиления чувствительности. Осуществляется это следующим образом. Высокочастотный генератор 2 вырабатывает высокое напряжение, частота которого пропорциональна напряжению датчика 1 относительной скорости перемещения скрепера. Выходной сигнал генератора 2 выпрямляется детектором 3, на выходе которого получает- ся напряжение, также пропорциональное расстоянию от среза измерительного сопла датчика 1 относительной скорости перемещения скрепера до поверх

7

5 0 5

0 5 0 5

756

ностч грунта, но значительно большей крутизной, соответствующей изменению рельефа поверхности грунта. Это напряжение подается на первый вход сравнивающего элемента 4 и через элемент 5 ЗАПРЕТ и аналого-цифровой преобразователь 7 запоминается регистровой ячейкой 8 памяти. Обновление информации в ячейке памяти осуществляется таймером 6, Причем периодичность опроса задается экспериментально- Записанная информация в регистровой ячейке 8 памяти через цифроаналоговый преобразователь 9 подается на второй вход сравнивающего элемента 4: Фактически сравнивающий элемент Д сравнивает два напряжения: первое пропорционально мгновенному значению рельефа поверхности грунта, а второе пропорционально значению рельефа поверхности грунта, записанного в регистровую ячейку 8 памяти. Таким образом, происходит постоянное сравнение текущего рельефа с предыдущим, т,е, выходное напряжение сравнивающего элемента 4 несет информацию о абсолютной величине перемещения транспортного средства Абсолютному перемещению, отличному от нуля, соответствует какое-то напряжение, которое усиливается масштабирующим усилителем 10 и подается на вход порогового элемента 11. Последний срабатывает только тогда, когда скрепер перемещается. Если скрепер стоит, на выходе порогового злемента 11 формируется низкий уровень напряжения (логический О)г Если скрепер движется, пороговый элемент 11 срабатывает и формирует на выходе высоки уровень напряжения (логическая 1). Этим напряжением и запускается формирователь 13 импульсов, который инвертирует выходной сигнал порогового элемента (ПЭ) 11. Таким образом, на выходе формирователя 13 импульсов (логический О соответствует перемещению скрепера, а логическая 1 - нулевой скорости транспортного средства. Выходной сигнал сумматора блока узла 12 распределения мощности, пропорциональный относительной величине пробуксовки любого колеса, через масштабирующий усилитель 15 подается на проходной вход элемента ЗАПРЕТ 14. Если скрепер движется с какой-то заданной наперед минимальной скоростью

(что определяется соответствующей настройкой блоков 10, 11 и 13), сигнал с выхода масштабирующего усилителя 15 поступает на пороговый элемент 17, который через логический элемент ИЛИ 18 запускает мультивибратор 19 времени выжидания пробуксовки скрепера. Это время необходимо для оценки ситуации: продолжает буксовать скрепер или нет. Выходной сигнал с мультивибратора 19 через дифференцирующую цепочку (d/dt) 20 поступает на второй вход логического элемента И 16. Если скрепер по истечении времени отстройки, формируемым мультивибратором 19 продолжает буксовать (что определяется выходным сигналом масштабирующего усилителя 15), то логический элемент И 16 запускает мультивибратор 21, формирующий временной интервал на команду выглуб- ления ковша скрепера, которая подается на обмотку электромагнита электроклапана 22 гидроцилиндра выглубления ковша скрепера После выглубления через дифференцирующую цепочку (d/dt) 23 и второй вход логического элемента ИЛИ 18 снова запускается мультивибратор 19 и происходит цикл повторного опроса. Как только скрепер перестает буксовать, выходное напряжение на выходе усилителя 15 близко нулю. Появляется возможность заглубления ковша скрепера. Это осуществляется следующим образом. При отсутствии пробуксовки на выходе логического элемента НЕ 24 формируется логическая 1, которая подается на второй вход логического элемента И 25, Если скрепер движется, на первом входе этого же элемента высокий потенциал. На выходе логического элемента И 25 также формируется высокий потенциал, который через логический элемент ИЛИ 26 запускает мультивибратор 28, формирующий временной интервал, соответствующий времени заглубления ковша. При этом на обмотку электромагнита электроклапана 29 гидроцилиндра заглубления подается напряжение. После прохождения команды на заглубление через дифференцирующую цепочку (d/dt) 30 логический элемент И 27 и логический элемен ИЛИ 26 вновь формируется сигнал запуска мультивибратора 28 очередного заглубления ковша, но только при условии отсутствия пробуксовки и на

личия скорости передвижения скрепера логическая 1 присутствует на выходе логического элемента И 25о Таким образом, циклы заглубления повторяются до тех пор, пока не появится пробуксовка, т„е, пока не будет набран максимум тяговой мощности скрепера,, Как только скрепер начинает буксовать от излишней перегрузки, в работу включается канал выглубления. Таким образом, нормальная работа скрепера будет обеспечена в зоне нечувствительности двух каналов при максимальном тяговом усилии с учетом категории разрабатываемого грунта и коэффициента сцепления мотор - колесо с грунтом.

20 Формула изобретения

5

Устройство для распределения мощности между мотор-колесами скрепера по авт, ев N° 1180460, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет поддержания максимального тягового усилия, оно снабжено датчиком относительной скорости перемещения скрепера, высокочастотным генератором, детектором, таймером, аналого-цифровым преобразователем, регистром памяти, цифроаналоговым преобразователем, сравнивающим элементом, двумя масштабирующими усилителями, двумя дополнительными элементами ЗАПРЕТ, двумя пороговыми элементами, формирователем импульсов, тремя мультивибраторами, элементом НЕ, тремя элементами И, двумя элементами ИЛИ, тремя дифференцирующими цепочками и двумя электромагнитами электроклапанов гидроцилиндров выглубления и заглубления ковша скрепера, при этом датчик относительной скорости перемещения скрепера соединен через последовательно связанные высокочастотный генератор и детектор с первыми входами сравнивающего элемента и первого дополнительного элемента ЗАПРЕТ, к второму входу которого подключен таймер, выход первого дополнительного элемента ЗАПРЕТ соединен через последовательно включенные аналого-цифровой преобразователь, регистр памяти и цифроаналоговый преобразователь с вторым входом сравнивающего элемента, выход которого подключен через последовательно связано

5

0

5

0

5

ные первый масштабирующий усилитель и первый пороговый элемент к обмотке возбуждения генератора, первому входу первого элемента И и входу формирова- с теля импульсов, выход которого подключен к первому входу второго дополнительного элемента ЗАПРЕТ, выход сумматора узла распределения мощности подключен через второй масштабирую- Q щи усилитель к второму входу второго дополнительного элемента ЗАПРЕТ, к первому входу второго элемента И и через элемент НЕ к второму входу первого элемента И, выход второго 15 дополнительного элемента ЗАПРЕТ сое-о динен через второй пороговый элемент с первым входом первого элемента ИЛИ,

выход которого через последовательно связанные первый мультивибратор и 20 первую дифференцирующую цепочку подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с входом второго мультивибратора, выход которого подключен к электромагниту электроклапана гидроцилиндра выглубленного ковша скрепера, и чере вторую дифференцирующую цепочку к второму входу первого элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен с первыми входами второго элемента ИЛИ и третьего элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом третьего мультивибратора, выход которог подключен к электромагниту электроклапана гидроцилиндра заглубления ковша скрепера и через третью дифференцирующую цепочку к второму входу третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ,

Изобретение относится к землеройной транспортной технике и предназначено для автоматического управления работой скрепера. Цель - расширение функциональных возможностей за счет поддержания максимального тягового усилия. Для этого устройство дополнительно снабжено датчиком 1 относительной скорости перемещения скрепера, высокочастотным генератором 2, детектором 3, таймером 6, АЦП 7, регистром памяти /РП/ 8, ЦАП 9, сравнивающим элементом /СЭ/ 4, двумя масштабирующими усилителями 10, 15, дополнительными элементами ЗАПРЕТ 5, 14, пороговыми элементами (ПЭ) 11, 17, формирователем импульсов 13, мультивибраторами 19, 21, 28, элементами НЕ 24, И 16, 25, 27 и ИЛИ 18, 26, дифференцирующими цепочками 20, 23, 30 и электромагнитами электроклапанов гидроцилиндров выглубления 22 и заглубления 29 ковша скрепера. Усиленный сигнал с датчика 1, пропорциональный относительной скорости перемещения скрепера, поступает на первый вход СЭ 4 и через элемент запрет 5 и АЦП 7 запоминается в РП 8. ОБНОВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ЯЧЕЙКЕ ПАМЯТИ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ТАЙМЕРОМ 6. ЗАПИСАННАЯ В РП 8 информация через ЦАП 9 подается на второй вход СЭ 4. Сигнал с выхода СЭ 4, пропорциональный абсолютной величине перемещения скрепера, усиливается усилителем 10 и сравнивается в ПЭ 11 при перемещении скрепера. Выходной сигнал ПЭ 11 запускает формирователь импульсов 13. При движении скрепера сигнал с выхода сумматора блока узла 12 распределения мощ

тихонрук вениамин федорович+0230484метноD aND арраRатUS FoR соNтRоLLING вUскет-WнееL ехсаVатIоN UNIт13 252155 киев гсп, п.каркоця 2213 252060 киев, д.коротченко 25а-1

13 252205 киев, корнейчука 12а-174Изобретение относится к горной автоматике и предна