Система управления курсом движения землеройных машин Советский патент 1991 года по МПК E02F9/20 

Ф 4 4

О CD

tc

13 углов на входе и два измерителя 15, 16 координат X и Y. Принцип определения координат X и Y машины при управлении заключается в измерении углов о и (2 величина которых пропорциональна времени задержки между приходом световых импульсов от И 1 и 2 на первый ФП 3 и радиосигналов от радиоизлучателей 6 и 8, синхронизируемых сигналами от ФП 4 и 5, При этом угол Off образован между прямой,соединяющей И 1 и 2 и ФП 4 и 5, и линией, соединяющей И 1 с ФП 3, установленным на машине. Угол (tfg образован между прямой, соединяющей И 2 и ФП 4 и 5, и линией, соединяющей И 2 с ФП 3 на машине. Зная расстояние между И I и 2 и используя известные теоремы синусов и Прямоугольного треугольника, в блоке 11 рассчитывают- ся координаты X и Y машины.Управление высотным положением рабочего органа осуществляется командами с блока 10. При этом ФП 3 всегда поддерживается на опорной плоскости,задаваемой И 1 и 2. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению строительными и мелиоративными машинами. Цель изобретения - повышение точности управления. Устр-во состоит из излучателей (И) 1 и 2, фотоприемников (ФП) 3,4 и 5, радиоизлучателен 6, 8, радиоприемников 7,9, блока 10 выработки команд управления высотным положением рабочего органа и блока 1I вычисления координат землеройной машины.Последний содержит два измерителя 12 и

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть ис- пользовано для управления строительными и мелиоративными машинами.

Целью изобретения является повышение точности управления.

На фиг.1 показана функциональная схема системы управления курсом движения землеройных машин; на фиг.2 - .принцип работы системы и примерное расположение составных частей системы управления.

Система состоит из первого 1 и второго 2 излучателей, первого 3, второго 4 и третьего 5 фотоприемников; излучатель 1 оптически связан с первым-3 и вторым 4 фотоприемника- ми, излучатель 2-е первым 3 и третьим 5 фотоприемниками. Выход второго фотоприемника 4 подключен к первому радиоизлучателю 6, настроенному на частоту первого радиоприем- ника 7, выход третьего фотоприемника 5 подключен к второму радиоизлучателю 8, настроенному на частоту второго радиоприемника 9. Первый выход первого фотоприемника 3 высотного положения подсоединен к блоку 10 выработки команд для управления высотным положением рабочего органа.Второй и третий выходы первого фотоприемника 3 подключены соответственно к первому и второму входам блока 11 вычисления координат движения земле - ройной мапнны. Выходы первого 7 и второго 8 радиоприемников подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока 11 вычисления координат, который включает в себя измеритель углов tff , #Ј и измеритель 14 координат. Первые входы измерителей углов , подсоединены к первому и второму входам блока 11 вычисления координат соответственно, а вторые входы измерителей углов о( соответственно к третьему и четвертому входам блока 11 вычисления координат. Измеритель 14 координат включает измеритель 15 ко-. ординаты X и измеритель 16 координаты Y, при этом первые входы измерителей 15 и 16 координат X и Y подключены к первому входу измерителя 14 координат, а вторые входы измерителей 15 и 16 координат X и Y - к вторым входам измерителя 14 координат. Выходы измерителей 1 2 и 13 углов (X ( , й/2 соответственно соединены с первым и вторым входом измерителя 14 координат.

ринцип определения координат X, Y подвижного объекта при его управлении заключается (фиг.2) в измерении углов C(t ,, величина которых пропорциональна времени задержки между приходом световых импульсов от первого 1 и второго 2 излучателей на первый фотоприемник 3 и радиосигналов от первого 6 и второго 8 радиоизлучателей, синхронизируемых сигналами от второго 4 и третьего 5 фотоприемников. Угол 0 образован между прямой, соединяющей излучатели и второй и третий ф отоприемники, и линией, соединяющей первый излучатель с первым фотоприемником,установленным на подвижном объекте. Угол Иг. образован между прямой, соединяющей излучатель, второй и третий фотоприемники, и линией, соединяющей второй излучатель с первым фотоприемником, установленным на подвижном объекте,

причем углы рассчитываются по формулам

Х,

360

Я,

де

А « t

rri

время задержки между световыми импульсами, формирующимися во втором и первом фотоприемниках при вращении лазерного луча первого излучателя;

период вращения лазерного луча первого излучателя; ,о

Кг

360

время задержки между световыми импульсами, формирующимися в первом и третьем фотоприемниках при вращении лазерного луча второго излучателя; - период вращения лазерного

луча второго излучателя, координаты X, Y рассчитываютормуле

С -sinCi. cos Od(

sin p80° - (K, + «e)J

9j ЈiD JLlЈ2§ C90 i) sin Ј180° - (Oi,

1где С - расстояние между излучателя- ,, мное устройство, в котором записывами; - измеренные углы.

Как видно из формул для X и У,они рассчитываются в декартовой системе координат относительно первого излучателя 1, используя теорему синусов и формулы решения прямоугольного треугольника. Излучатели 1 и 2 при вращении узла развертки создают в пространстве две опорные лазерные плоскости узкими пучками излучения, Направление вращения выбрано одинаковым - против часовой стрелки. Излучатели 1 и 2 установлены на известном расстоянии С друг от друга. На одной прямой с ними расположены фотоприем- ники 4 и 5, электрически соединенные с радиоизлучателями 6 и 8. На борту подвижного объекта размещены фотоприемник 3 и два радиоприемника 7 и 9, которые настроены на частоты излуча. телей 1 и 2, соответственно для обеспечения помехозащищенности от взаим- ного влияния. Фотоприемник 3 выполются координаты движения по заданной траектории. Сравнивая полученные и заданные координаты, легко осуществить автоматическое управление дви40 жением объекта, при этом с выхода блока 11 вычисления координат команды управления курсом движения передаются на исполнительный механизм. Управление высотным положением рабо45 чего органа осуществляется командами с блока 10 выработки команд, при этом фотоприемник 3 всегда поддерживается на опорной плоскости излучения, задаваемой первым 1 или вторым

50 2 излучателем. Система управления может быть использована для контроля и управления движением строительных и землеройных маиин при выполнении мелиоративно-строительных работ, по55 садке сельскохозяйственных культур по строго определенной технологии растениеводства, при планировании больших площадей, проведения геодезической съемки местности, более пол-

нен в виде двух секций так, что све,- товые пучки от излучателей 1 и 2,установленных на разной высоте относительно друг друга не формируют ложных сигналов в нем, не требуют синхронизации в работе. При попадании лазерного луча от первого излучателя в фотоприемник 4 по его сигналу включается первый радиоизлучатель 6 и излучает радиоимпульс, который принимается первым радиоприемником 7. Через время ч;, лазерный луч достигает фотоприемника 3, при этом задержка

з пропорциональна углу & . При попадании лазерного луча от второго излучателя 2 на первый фотоприемник 3 формируется импульс, через время Јг луч достигает третьего фотоприемни0 ка 5, по сигналу которого второй радиоизлучатель 8 излучает радиосигнал на радиоприемник 9. Задержка 62 между принимаемым радиоимпульсом от светового сигнала пропорциональна

5 углу « Зная расстояние С между излучателями и используя известные теоремы синусов и прямоугольного треугольника, рассчитываются координаты X и Y подвижного объекта. Время за0 держки с;, ($2) измеряется цифровым способом, принцип аналогичен построению частотомеров электронно-счетных типа 43-36. В блоке вычисления координат может быть установлено програмются координаты движения по заданной траектории. Сравнивая полученные и заданные координаты, легко осуществить автоматическое управление движением объекта, при этом с выхода блока 11 вычисления координат команды управления курсом движения передаются на исполнительный механизм. Управление высотным положением рабочего органа осуществляется командами с блока 10 выработки команд, при этом фотоприемник 3 всегда поддерживается на опорной плоскости излучения, задаваемой первым 1 или вторым

2 излучателем. Система управления может быть использована для контроля и управления движением строительных и землеройных маиин при выполнении мелиоративно-строительных работ, посадке сельскохозяйственных культур по строго определенной технологии растениеводства, при планировании больших площадей, проведения геодезической съемки местности, более пол-

ного использования целой группы вы-

сокоскоростных машин по обработке земельных участков, соблюдения

прямолинейности и ширины междурядий при посеве пропашных культур.

Формула изобретения

|Снабжена вторым излучателем, оптически связанным с первым фотоприемником вторым и третьим фотоприемниками и вторым радиоприемником, при этом выход первого излучателя соединен через второй фотоприемник с входом первого радиоизлучателя, выход второго излучателя подключен через третий фотоприемник к второму радиоизлучателю, второй и третий выходы первого фотоприемника подключены соответственно к первому и второму входам блока вычисления координат движения землеройной машины, к третьему и четвертому входам которого подключены соответственно выходы первого и второго радиоприемников.

второй братающийся лазерный лучок