Устройство автоматического вождения горного комбайна по гипсометрии пласта Советский патент 1982 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к автоматизации горных машин, в частности, к автоматизации их направленного вождения в соответствии с гипсометрией пласта. Известно устройство автоматического вождения горного комбайна по гипсометрии пласта, содержащее источник света, объектив, фотоэлемент, усилитель, схему выработки команд управления, задатчик, схему сравнения и сервомеханизм ИЗ . В известном устройстве в качестве цветового различителя используется монотонно изменяющийся участок спектральной характеристики фотоэлектрического преобразователя. Фото электрические преобразователи не обладают цветоощущением, так как они реагируютна изменение частоты света так же, как на изменение интенсивности. Отраженные световые потоки с разных прослойков массива обладают различной интенсивностью, на величин которой влияют преломление, отражательная способность, рассеивание. Причем интенсивность отраженного светового потока является сильно изменчивой велич1 ной для различных условий и пород по простиранию пласта и не может использоваться в качестве надежного показателя различимости пород. Ввиду того, что цбета основного слоя и прослойка близки по своему спектральному составу, формируемые ступенчатые видеоимпульсы на монотонно изменяющемся участке спектральной характеристики фотоэлектрического преобразователя отличаются по амплитуде не более, чем в 2-3 раза, в то время как интенсивности отраженных потоков света от основного слоя и прослойка могут отличаться более, чем в 2-3 раза, т.е. основное влияние на формирование ступенчатых видеоимпульсов оказывает не цвет пород, а их отражательная способность. 39 К тому же суммарный эффект, обусловленный отражательной способностью пород и цветовой различимостью фотоэлектрического преобразователя/ может привести к тому, что видеоимпуль сы от основного слоя и прослойка сравняются по амплитуде или примут негативнре изображение Следовательно, известное устройство обладает низкой надежностью вождения. Цель изобретения - повышение надежности вождения комбайна. Цель достигается тем, что устройство снабжено оптическим монохромаТическим фильтром, расположенным меж ду объективом и фотоэлементом, а фотоэлемент и усилитель выполнены по дифференциальной, схеме, оптический монохроматический фильтр настроен на полосу частот, соответствующую спектральному составу отраженного светового потока, характерного только для основного пласта. Отраженный прослойком световой по ток задерживается фильтром.. Наличие оптического фильтра с крутой спектра ной характеристикой значительно улуч шает цветоразделительную способность фотоэлектронного устройства и позволяет отказаться от применения мехамического сканирования изображения. Применение дифференциального фотоэле мента и дифференциального усилителя позволяет осуществлять одновременный непрерывный контроль обеих половин освещаемой поверхности. На чертеже представлена блок-схема устройства. Источник 1 света через объектив 2 освещает участок пласта, полукруги 3 и 4 . с контролируемым прослойком породы, отличающемся по цветуioT основ .ного пласта. Отраженный световой поток через объектив 2 и оптический .монохроматический фильтр 5 поступает на дифференциальный фотоэлемент 6, При этом, например, на левую половину дифференциального фи.льтра падает световой поток, отраженный от участка 3,,а на правую половину - от учас ка пласта. С выхода фотоэлемента дифференциальный сигнал поступает на вход дифференциального усилителя 7,, выход которого подключен к сервомеханизму 8, кинематически связанному с объективом 2 и электрически со схемой 9 сравнения, к которой подклю чен задатчик 10 допустимой точности 4 вождения комбайна.. Выход схемы 9 сравнения соединен со схемой 11 выработкоманд управления на изменение ки положения исполнительного органа комбайна. Устройство работает следующим образом В момент нахождения комбайна в точно заданном положении световой поток от источника 1- света направляется объективом 2 точно на прослоек, причем интенсивности отраженных потоков от полукругов 3 и 4 участка пласта будут равны. Отраженный световой лоток через объектив 2 поступает на оптический монохроматический фильтр 5, который HacfpoeH на полосу частот, соответствующую спектру сигнала отраженного от основного слоя, а поэтому ослабляет световой поток, отраженный от прослойка. После прохождения через фильтр световой поток, отраженный от участка 3 пласта, поступает, например, на левую половину дифференциального фотоэлемента 6, а от участка k пласта - на правую. С выхода фотоэлемента электрический дифференциальный сигнал поступает на вход дифференциального усилителя 7, на выходе которого образуется усиленный разностный сигнал, отраженный от участков 3 и Ц пласта. Этот сигна.л поступает на управлниё сервомеханизмом 8. Его величина, в случаеотражения светового потока от прослойка, будет мала и сервомеханизм останется в исходном положении. При отклонении комбайна от контролируемого прослойка пласта происходит смещение освещенного участка вверх или вниз относительно прослойка .-При смещении освещенного участка вверх полукруг 3 будет находиться на основном слое, а полукруг 4 на прослойке. Световой поток, отраженный участком i, задержится фильтром 5, а световой поток, отраженный участком 3 без ослабления пройдет через фильтр. Таким образом на правую половину фотоэлемента поступает световой поток большей величины, чем на леэуЮо После усиления сигнала рассогласования на выходе усилителя получится сигнал, величина и полярность которого будет такой, что при воздействии на сервомеханизм произойдет смещение объектива,а следовательно и освещенного участка поверхности на прослоек.