1
Изобретение относится к автоматизации сельского хозяйства и предназначено для автоматического направления движения трактора вдоль базовой линии светоконтрастной программы, которая образована предыдущим проходом трактора или создана посредством нанесения на почву светоконтрастного образования, например пены.
Известно устройство для автоматического направления движения самоходных агрегатов, содержащее фотооптический датчик, фильтр-формирователь, формирователь и ждущие мультивибраторы Г
Недостатком такого устройства является низкая надежность в работе и отсутствие возможности работы но:Чью из-за невысокой чувствительности фотодиода.
Известно также устройство для автоматического вождения объекта, содержащее фотооптический датчик, электронный блок управления с коммутирующими элементами, исполнительный механизм, два триггера и линию задержки 2 .
у этого устройства существует диапазон освещенностей, в котором оно
оказывает неработоспособность (приблизительно 50-1000 лк). Существен- ный недостаток устройства - низкая помехоустойчивость к ложным контрастам на поверхности почвы (особенно при работе в светлое время суток) , вызванная большим диапазоном изменения величины выходного сигнала фоточувстБительного элемента из-за,
0 как правило, нестабильной освещенности программы во время работы (например, в ясную солнечную погоду солнце периодически закрывается тучами).
Наиболее близким к изобретению по
15 технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для автоматического вождения трактора по светоконтрастной программе, содержащее фотооптический датчик с фотоэлектронным умножителем в качестве светочувствительного элемента, подключенным к выходу многозвенного делителя напряжения и через усилитель - ко входу интегратора, подключенного выходом к управляющему входу регулирующего элемента, блок управления, подключенный Выходом к исполнительному механизму, а входом связанный с фотооптическим датчиком/
30 и преобразователь напряжения.
Выходной сигнал с фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), имекщий большую или меньшую амплитуду, в зависимости от освещенности программы, интегрируется (усредняется)интегратором и через усилитель управляющего напряжения подается на нормально открытый регулирующий элемент, который непосредственно управляет высоковольтным преобразователем напряжения постоянного тока, требуемого для питания ФЗУ З,
Однако при регулировании высокого напряжения на многозвенном делителе напряжения питания эмиттеров ФЗУ . путем изменения поавлякшего напряжения через регулирующий элемент непосредственно на преобразователе напряжения постоянного тока, диапазон регулирования высокого напряжения оказывается недостаточным вследствие срыва колебаний в преобразователе при достижении на нем определенного значения управляющего напряжения.
Преобразователь напряжения сохраняет работоспособность при изменении управляющего напряжения от U,,p IH до ,.C этом выходное напряжение также изме«яется от Цзых мин Д° ллйкСПри поступлении на вход преобразователя управляющего напряжения ,дц„ . и ирмак-сможет произойт электрический пробой транзисторов или выход из строя радиоэлементов, а при поступлении напряжения и ч)прмин произойдет срыв колебаний преобразователя (выход из режима) .
Таким образом, диапазон работоспособности преобразователя ограничивается интервалом управляющих напряжений Uvjf,(. и,,пр. и%,г,рддин И практике же подобное устройство обеспечивает диапазон регулирования напряжения для питания ФЗУ от 1000 до 350-400 В, т.е. при увеличении освещенности программы более 4060 тыс.лк, высокое напряжение на ФЗУ более не уменьшается, а это приводит к тому, что в ясную солнечную погоду когда освещенность программы может .достигать 60-100 тыс.лк, помехоустойчивость устройства снижается из-за слишком большого напряжения на ФЗУ, оно насыщается, искажает форму сигнала, а иногда в цепи питания ФЗУ могут появляться сильные пульсации высокого напряжения, которые вызываются перенасыщением ФЗУ. Это наблюдается при испытаниях устройства на тракторе в солнечную погоду летом.
Цель изобретения - повышение устойчивости работы устройства в любом диапазоне освещенностей программы.
Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком
управляемых сопротивлений, сигнальные входы которого соединены с выходами преобразователя напряжения, управляющий вход - с выходом регулирующего элемента, а выходы с многозвенным делителем напряжения.
Блок управляемых сопротивлений содержит мостовую схему, в два параллельных плеча которой включены постоянные резисторы, а в два других параллельных плеча включены фоторезисторы оптро,нов, причем к одной из диагоналей мостовой схемы подключены выходы преобразователя напряжения к другой - входы многозвенного делителя напряжения, а осветительные элементы оптронов соединены с выходом регулирующего элемента.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг . 2 - вариант выполнения блока управляемых сопротивлений.
Устройство для автоматического вождения трактора содержит фотооптический датчик 1, связанный с блоком управления 2, который управляет исполнительным механизмом 3, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 4 ,- который связан с многозвенным делителем 5 напряжения питания эмиттеров этого ФЭУ, блок питания б, связанный с усилителем 7 сигналов, нормально открытым регулирукндим элементом 8 и преобразователем 9 напряжения. Между усилителем сигналов 7 и нормально открытым регулирующим элементом 8 включен интегратор 10. Выход ФЭУ 4 подключен ко входу усилителя 7 сигна лов, выходы преобразователя 9 напряжения - ко входам 11 и 12 блока 13 управляемых сопротивлений, к третьему входу 14 которого присоединен выход нормально открытого регулирукяцего элемента 8, а к выходам 15 и 16 блока управления 13 подключены входы многозвенного делителя 5 напряжения питания эмиттеров ФЭУ.
Блок 13 содержит постоянные резис торы 17 и 18, соединенные по мостовой схеме с фототранзисторами 19 и 20 оптронов, фоторезисторы управляются посредствен осветительных элементов 21 и 22 оптронов.
Устройство работает следующим образом.
На вход фотооп1:ического датчика 1 поступают световые сигналы, которые при помо11(и ФЭУ 4 преобразуются в электрические сигналы. Эти сигналы усиливаются усилителем 7 сигналов, интегрируются интегратором 10 и поступают на вход нормально открытого регулирующего элемента 8, который вырабатывает управлякндее воздействие (напряжение), ос5ратно пропорциональное освещенности програмкы. Это напржение максимгшьно при слабой освещенности 10-20 лк (при работе ночью и минимально при сильной освещеннос порядка .10-100 тыс.лк. Преобразователь 9 напряжения работает в стабильном режиме и на его выходах постоянно имеется напря жение, которое подается на входы 11 и 12 блока, 13. На вход 14 этого бло ка подается управлякяцее напряжение с .выхода нормально открытого регули рующего элемента 8. На выходах 15 и 16 блока управления 13 появляется высокое напряжение, пропорционально управляющему расположению на входе 14,- Напряжение с выходов 15 и 16 бл |Ка 13 используется для питания многозвенного делителя 5. Это напряжение автоматически устанавливается оптимальным при изменении.в больших пределах освещенности программы. Блок 13 функционально может пред ставлять собой электрически управля мое в больших пределах гасящее пере менное сопротивление и состоять из мостовой схемы, в два параллельных плеча которой включены фоторезисторы 19 и 20 оптронов, величины которых (фоторезисторов) в затемненном состоянии равны номиналам потоянных резисторов 17 и 18. На входы 11 и 12 поступает постоянное напряжение 1000 В от преобразователя 9, а на вход 14 управляющее напряжение от нормально открытого регулирующего элемента 8. При слабой освещенности программы управляющее напряжение максимально, осветительные элементы 21 и 22 запитаны полностью и величи ны фоторезисторов 19 и 20 очень малы. В.. этом случае мостовая схема разбалансирована, на выходах 15 и 1 блока 13 имеется полное напряжение 1000 В. При увеличении освещенности программы управляющее напряжение уменьшается, яркость осветительных элементов бптронов падает,.величины фоторезисторов возрастают и напряжение на выходах 15 и 16 уменьшается. Таким образом, происходит регулирование высокого напряжения от О (баланс мостовой схемы, фоторезисторы 19 и 20 затемнены) до 1000 В (полная разбалансировка мостовой схемы, фоторезисторы 19 и 20 максимально освещены). На практике требуется изменение высокого напряжения от 100-200 до 1000 В. Такой предел может быть получен установлением определенного значения максимального управлякадего напряжения, при котором освещенности 100000 лк соответствуют напряжению 100-200 В на выходах 15 и 16 блока управления. Устройство обеспечивает возможность, устойчивой работы в диапазоне освещенностей точностью 10-100000 лк с высокой точностью вождения и помехоустойчивостью . Формула изобретения 1.Устройство для автоматическо го вождения трактора по светоконтрастной программе, содержащее фотооптический датчик с фотоэлектронным умножителем в качестве светочувствительного элемента, подключенным к выходу многозвенного делителя напряжения и через усилитель - ко входу , интегратора, подключенного выходом к управляющему входу регулирующего элемента, блок управления, подключенный выходом к исполнительному механизму, а входом связанный с фотооптическим датчиком, и преобразователь напряжения, отличающее.с я тем, что, с целью повышения устойчивости работы устройства в любом диапазоне освещенности прогр аммы, оно снабжено блоком управляекшх сопротивлений, сигнальные входы которого соединены с выходами преобразователя напряжения, управляющий входс выходом регулирующего элемента, а выходы с многозвенным делителем напряжения. 2.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что блок управляемых сопротивлений содержит мостовую схему, в два параллельных плеча которой включены постоянные резисторы, а в два других параллельных плеча включены фоторезисторы оптронов, причем к одной из диаг.оналей мостовой схемы подключены выходы преобразователя напряжения, к другой - входы многозвенного делителя напряжения;- а осветительные элементы оптронов соединены с выходом регулирующего элемента. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №232636, кл. А 01 В 69, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР №327892, кл. А 01 В. 69/04, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР о заявке 2018173/30-15, кл. А 01 В 69/04, 1974.
