Устройство для контроля глубины резания и определения объема разрабатываемого грунта Советский патент 1977 года по МПК E02F5/30 

Изобретение отиосится к области автоматизации п учета работы строительно-дорожиых машин и предназначено для контроля глубииы резаиня и определения объема разработанного грунта и может быть использовано на бульдозере, скренере и других землеройнотрапсиортных машинах. Известно устройство для измерения перемещения, осиовапиое иа принципе измерения величины емкости. Это устройство в соответст: вин с его назначением может быть лишь узлом в устройстве для измереиия объема разработанного грунта, так как измеряет только перемещение. Извгстно устройство для контроля глубины резания и определеиия объема разрабатываемого грунта, включающее электромагнитный датчик числа оборотов ведущей звездочки базовой машииы, электроимиульсные сумматоры, ключ управления. Датчик глубииы резаиия грунта закреплеи на гидроцилиидре и выиолнеи в виде трубы-штока со смонтированными внутри пластинами подвижных контактов и иеподвижиым роликом токосъема. Известное устройство не обеспечивает автоматического учета объема грунта, разрабатываемого рабочим органом машины, на разных глубинах резания. Ири изменении заданной глубины резания оператор вынужден вручную вводить в электрическую цепь контакт, соответствующий новой заданной глубине. Конструкция датчика глубины резания такова, что при прохождении ролика токосъема по контактам по мере заглубления или выглубления рабочего оргаиа ролик может остаиовиться на некоторое время между контактами. Электрическая цепь разомкнется и импульсы не будут поступать на сумматоры, хотя процесс разработки грунта будет продолжаться за счет перемещения базовой машииы виеред при заглубленном рабочем органе. Это будет вносить иогрешиость в показания сумматоров. Объем разработаиного грунта при определенной глубине резания математически выражается формулой: Vi hi-Si-B, где Vi - объем грунта разработанного на t-й проходке; Si - путь резания; hi - глубииа резания, характеризующая t-ю проходку; В -ширина рабочего органа базовой машины, имеющая постоянную величину на любых проходках. Для получения общей величины объема разработанного грунта нужно просуммировать объемы Vi, соответствующие каждый своей глубине резания. В известном устройстве непрерывное суммирование объемов осуществляется вручную. В известном устройстве увеличение точности замеров объема разрабатываемого грунта неизбежно приводит к усложнению управления устройством или к увеличению числа сумматоров. Целью изобретения является повышение точности и надежности работы путем обеспечения автоматического учета объема разрабатываемого грунта. Указанная цель достигается тем, что каждый контакт датчика глубины резания соединен с соответствующим контактом датчика пути перемещения, непосредственно связанным с сумматором. На фиг. 1 показана электрическая схема устройства; на фиг. 2 - датчик глубины резания грунта; на фиг. 3 - график измерения объема вырезаемого грунта. Предлагаемое устройство включает ряд конструктивных элементов, монтаж которых на базовой мащине не требует изменения конструкции ее узлов. Устройство состоит из датчика глубины резания 1, выполненного в виде многопозиционного переключателя, электроконтактного датчика пути 2, выполненного также в виде многопозиционного переключателя, электроимпульсного сумматора 3, электротабло 4 и генератора 5 базовой машины. Датчик глубины резания грунта 1 посредством электрической схемы связан с электротабло 4, сумматором 3 и электроимпульсным датчиком пути 2, таким образом, что каждый контакт 6 многопозиционного переключателя датчика глубины резания 1 соединен с соответствующим контактом многопозиционного переключателя датчика пути 2 (фиг. 1). Корпус 7 датчика глубины резания прикреплен через проушины 8 к неподвижной части базовой машины, например к корпусу гидроцили-ндра, заглубляющего рабочий орган. Токосъемник 9, скользящий в корпусе 7 датчика глубины резания 1 имеет механическую связь через проущину 10 с рабочим органом базовой машины и электрически связан через проушину 10 с рабочим органом базовой машины и электрически связан через массу базовой машины с «минусом генератора 5. Электроконтакты 6 расположены в элементе 11 и поджимаются пружиной 12. Этим обеспечивается устойчивый контакт между электроконтактами 6 и токосъемником 9 при его скольжении в корпусе 7 датчика глубины резания 1 между направляющими элементами 11 и 13 (фиг. 2). Предлагаемое устройство автоматически фиксирует и суммирует объем разрабатываемого грунта при непрерывно изменяющейся глубине резания. На графике (фиг. 3) по оси ординат откладывается глубина резания /г, а по оси абцисс путь резания S, пропорциональный числу оборотов, например, ведущей звездочки базовой машины. Заштрихованная ступенчатая площадь представляет собой площадь П вырезанного объема грунта V и состоит из прямоугольных элементарных ячеек АН, представляющих в математическом выраженииДП(А/г-А5, где АО - элементарная площадь; А/1 - расстояние между соседними контактами многопозиционного переключателя датчика глубины резания 1 (фиг. 2); AS - путь резания, пропорциональный одному обороту ведущей звездочки базовой мащины. Величины А/г и А5 являются постоянными и обусловлены конструктивными соображениями и требуемой точностью устройства. Предлагаемое устройство посредством одного электроимпульсного сумматора 3 производит счет количества упомянутых выше элементарных ячеек, имеющих постоянные в процессе резания грунта известные нам параметры. Работает устройство следующим образом. Перед началом резания оператор включает рычаг реверса «Вперед, замыкая этим контакт 14, и заглубляет рабочий орган мащины с одновременным движением вперед. По мере заглубления рабочего органа токосъемник 9, связанный с ним механически через проущину 10, скользит в корпусе 7 датчика глубины резания 1 в направляющих 11 и 13 и замыкает количество контактов 6, пропорциональное величине заглубления рабочего органа. А по мере базовой машины вперед многопозиционный переключатель датчика пути 2 производит отсчет оборотов, например, ведущей звездочки базовой машины, посылая на электро-импульсный сумматор 3 за один оборот импульсы в количестве равном количеству замкнутых токосъемником 9 контактов 6 многопозиционного переключателя датчика глубины резания (фиг. 1). Электросигнал поступает от токосъемника 9 через замкнутые им контакты 6 по кабелю 15 к электротабло 4 и параллельно на сумматор 3; поступает столько раз, сколько замкнуто контактов 6 токосъемником 9 датчика глубины резания 1 в моменты последовательного касания переключателем датчика пути 2 своих контактов. В общем виде математическое вырал ение подсчета объема разработанного грунта выглядит так: , где Л - количество импульсов, зафиксированное электроимпульсным сумматором; С - постоянный коэффициент, зависящий от конструктивного исполнения. Коэффициент С подсчитывается по формуле C An-B Ah-AS-B. Использование устройства дает ряд преимуеств, прежде всего связанных с тем, что роцесс учета объема разработанного грунта

осуществляется автоматически на любой, непрерывно изменяющейся глубине. Это позволит, с одной стороны, уменьшить объем нивелировочных работ, например, на строительстве земляного полотна автомобильной дороги, позволяющих поддерживать соответствие проектных отметок фактическим.

Моментом начала нивелировочных работ может служить момент равенства запланированного объема грунта выполненному.

С другой стороны, использование предлагаемого устройства позволяет оперативно и просто оценивать сменную выработку мащин. Это оказывает положительное психологическое воздействие на машиниста, способствующее повышению его выработки. Кроме того, преимущество предлагаемого устройства в

простоте схемы и конструктивного исполнения.

Формула изобретения

Устройство для контроля глубины резания и определения объема разрабатываемого грунта, включающее электроконтактный датчик пути перемещения, многопозиционный датчик глубины резания, электроимпульсный сумматор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и надежности работы устройства, путем обеспечения автоматического учета объема разрабатываемого грунта, каждый контакт датчика глубины резания соединен соответствующим контактом датчика пути перемещения, непосредственно связанным с сумматором.

L-.--™

k

i/Э

-В

-е1±.

fPUe,3