ТРАЕКТОГРАФ Советский патент 1973 года по МПК B43L11/00 

Изобретение относится к устройствам, И1МИтирующим движение, налример, хлопкоуборочной машины и вычерчивающим траектории перемещения исследуемых точек.

Известны траектографы, представляющие собой модель трехколесного щасси с ведущим и направляющим колесами, снабженные пищущими нриснособлениямн и щупом.

В известных траектог.рафах управление направляющим колесом осуществляют вручную ИЛ1И с помощью электрических приводных механизмов, причем нрограмма управления направляющим колесом задается независимо от положения модели на опорной плос кости. Поэтому иавестные траектографы не могут быть использованы для исследования автовоДителей, основанных на принципе слежения.

Цель изобретения - имитация системы автоматического вождения с ориентацией по заданной на местности траектории.

Для этого направляющее колесо кинематически связано с ведущим колесом с помощью средств, обеспечивающих -поворот направляющего колеса и состоящих, например, из горизо-нтального т вертикального валов, первый из которых несет фрикциовный диск и фрикционный Щ.КИВ, установленный с возможностью перестановки и контактирования с ведущим колесом, а другой связан с направляющим колесом и несет второй ди.ск, укреплен2

ный на нем с возможностью перестановки и имеющий по периферии находящиеся в контакте с фрикционным диском горизонтального вала фрикционные Щкивы, оси которых ориентированы по касательной к ободу диска.

На фиг. 1 изображен предлагаемый траектограф; на фиг. 2 - схема лостроени я траектории. Траектограф состоит из рамы /, ведущего колеса 2 с рифленым ободом, горизонтального вала 3, несущего фрикционный щкив 4 и фрикционный диск 5, пищущих приспособлений 6 и 7, диска 8 со щкивами 9, направляющего «олеса 10, вертикального вала // со шпонкой 12, стре.11ки 13, жестко укрепленной на валу //, щупа 14 и транспортира 15. Для устойчивости модели на оси ведущего колеса 2 установлено второе колесо того же диаметра. Вал 3, шкив 4, фрикционный диск 5 и диск 8 со щ кивами 9 осуществляют постоянную кинематическую связь направляющего колеса 10 с ведущим колесом 2. Для имитации линейного ускорителя-преобразователя исследуемой системы служит втулка 16 с винтовым пазом а, в который входит винт 17.

Стрелка 13 и транспортир 15 имитируют механизм рассогласования системы автоматического направления мащины. Щуп 14 жмитирует щуп исследуемого устройства. Пишущее приспособление 7 определяет в выбранном масштабе положение рабочей щели первой

пары шпиндельных барабанов рабочих аппаратов хлопкоуборочпОЙ маШины. Пишущее приспособлепие 6 определяет пересечения осп машппы и оси ведущих колес.

Работа траекторрафа состоит в следующем.

Задаваясь определеппым значепием скорости перемещения машины и угловой скоростью поворота направляющего колеса, определяют на модели передатОЧиое отпошепие между ведущим 2 и направляющим 10 колесами:

J-JE5 где Й7 -Jj

- Ц7„ - у

WE И WH - угловые скорости ведущего и направляющего колес, М - масштаб модели, VM - скорость перемещения машины, R - радиус ведущего колеса модели.

Перемещая вдоль валов ЗиЛ соответственно шкив 4 и диск 8 С помощью трапспортира 15 и стрелки 13 добиваются выбранного передаточного отношения.

Затем на листе бумаги, имитируя резкое смещение рядка растений (единичный скачок), наносят в маоштЯбе ступенчато две параллельные линии (см. фиг. 2) и устанавливают на бумагу модель так, чтобы точки А, В и С находились на смещенной части рядка (точка А соответствует рабочей щели уборочных аппаратов; В - оси поворота направляющего колеса; С - пересечению продольной оси машины и оси задних колес, точка D - щупу устройства автовождения). При этом плоскость направляющего колеса 10 и, следовательно, стрелка 13 долЖНЫ быть параллельны линии рядка растений, а диск 8 установлен по отнощению к диску 5 так, чтобы направляющее колесо 10 поворачивалось при перемещении модели в сторону смещенного рядка.

Перемещают модель вдоль линии рядка. Точка D при этом удерживается на смещенной части рядка. Когда стрелка переместится к «ачалу зоны холостого хода (ЗАЛ ), перемещают модель вдоль рядка без переналадок еще на определенный участок пути, соответствующий запаздыванию окончания поворота колеса (30/7),

Учитывая то, что при перемещении машины на участке запаздывания окончания поворота происходит перерегулирование, а стрелка 13 пересекает всю зону холостого хода и устанавливается над участком тра-нспортира J5, соответствующего повороту колеса 10 в противоположную сторону, а так же учитььвая особенность конструкци и электрогидравлического усилителя, следует считать время запаздывания поворота и время запаздывания начала поворота совпадающими. Тогда сразу после перемещения машины па расстояние запаздывания окончания поворота переналаживают модель для поворота направляющего колеса 10 в противоположную сторону, для чего, ослабив винт 17 и отодвинув вал 5 с диском 5

от диска 8, перемещают последний по валику 11 на равное расстояние в сторону, противоположную от оои вала 3

Перемещают модели вдоль линии рядка растений до совмещения стрелки 13 с участKOiM зоны холостого хода транспортира J5.

Учитывая запаздывание окончания поворота направляющего колеса 10, без переналадок перемещают модель на расстояние зоны хо

лостого хода. При оптимальных параметрах системы автовождения к моменту сов1мещения точки А модели с линией смещенного рядк.а стрелка 13 должна совместиться с зоной хс-лостого хода, транспортира 15 («нейтралью),

При дальнейшем перемещении модели во.ч.можно рассогласавание .между положением щупа 14 и положением направляющего колеса 10 (стрелка 13 выйдет из зоны холостого хода-нейтральной зоны). В этом случае

с учетом запаздывания начала и окончания поворота направляющего колеса 10 построение траекторий производят в описанном выше, порядке. Изменяемыми параметрами устройства автовождения хлопкоуборочной машины являются скорость WH поворота направляющего колеса 10 и коэффициент обратной связи КосКоэффИЦиент обратной связи в исследусмой системе выражается в единицах длины и равен расстоянию от точки D щупа 14 до оси поворота колеса 10 (точки В,). Варьируя различными значения ми Кос и W строят значения траекторий точки Л .модели, которые наилучшим образом удовлетворяют условиям

устойЧивости и точности слежения при автоматическом движении системы.

С помощью созданной модели можно имитировать автоматическое движение машин, оснащенных линейньгми уоилителями-преобразователями. Для этой цели в .модели предусмотрен ,во втулке 16 винтовой паз а, контактирующий с винтом 17 так, что при повороте диска 8 относительно вертикальной оси он перемещается вдоль этой оси, что и;(меняет

передаточное отношение пропорционально углу отклонения направляющего колеса 10 от нейтрального положения и изменяет направление его вращения на противоположное. В этом случае все этапы построения траекторий, исключая участки, соответствующие запаздыванию, происходят автоматически без переналадок модели для раверсирования поворота колеса 10. Предлагаемый траектограф позволяет сра1внительно просто без учета влияния сил инерции машины построением лучщих траекторий определенных точек исследуемой .машины подобрать оптимальные параметры системы автоматического вождения с усилителями релейного и линейного типа,

Предмет изобретения

Траектограф, представляющий собой модель трехколесного шасси с ведущим и направляющим колесами, снабженную пишущими приспособлениями и щупом, отличающийся тем, что, с целью имитации системы автоматического вождения с ориентацией ,по заданной на местности траектории, направляющее колесо кинематическн связано с ведущим колесом с помощью средств, обеспечивающих поворот наПравляющего колеса и состоящих, например, из горизонтального и вертикального валов, первый из которых несет фрикционный

диск и фрикционный шкИВ, установленный с возможностью перестанавтси и контактирования с ведущим колесом, а другой связан с направляющим колесом и несет второй диск, укрепленный на нем с возможностью перестановки и имеющий по периферии находящиеся в контакте с фрикционным диском горизонтального Бала фрикционные шкивы, оси которых ориентированы по касательной к ободу диска.

зоп

с4

-Щ

-у линия рядка растений mpae mopuя тоцки А

траектория тонки В

- траектория С. / / / а /7 //

зол

Фиг.2 Ю 18