Устройство для управления движением дорожно-строительной машины

Устройство для управления движением дорожно-строительной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: управление курсом дорожно-строительных машин, в частности разметки дорожного покрытия. Сущность изобретения: устройство содержит излучатель 1, модуляторы 2 и 3 , коллиматоры 4, зеркала 5 и 6, фотоприемник 7, блок 8 управления , датчик 10 скорости, датчик 11 положения направления колес машины, усилитель 11 и исполнительный механизм 12. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857580/ЗЗ (22) 07.08,90 (46) 23.07.92. Бюл. М 27 (71) Московское научно-праизВодственнае обьединение по строительному и дорожному машиностроению "ВНИИстрайдормаш" (72) И.А.Пятницкий, Н.С.Куркина и А.П.Тюкин (56) Драновский А.И. и др. Основы построения индукционных систем автоматического вождения тракторов по зквидистантным линиям. — Сборник научных трудаВ НАТИ, вып.219, M., 1972, с.90 — 92, Автарскае свидетельство СССР . М 1523069, кл, А 01 В 69/04, 1987.

Изобретение относится к устройствам для управления движением, а именно курсам дорожно-строительных, в частности маркировочных машин, используемых для разметки дорожного покрытия.

Известно устройство для управления движением колесных и гусеничных машин, содержащее проложенные Вдоль заданной траектории движения проводники, подключенные к генератору переменного тока, и установленные на транспортном средстве приемники, связанные с исполнительным блоком-приводом транспартнога средства.

Недостатком такого устройства является необходимость прокладки проводникавкабеля вдоль трассы движения и необходимость стабильного источника-генератора переменного тока.

Наиболее близким гю технической сущности является устройство управления движением транспортного средства, например трактором, в котором на пути имеется опорSU«„, 1749336 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ДВИЖЕНИЕМ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ (57) Использование: управление курсом дорожно-строительных машин, в частности разметки дорожного покрытия, Сущность изобретения: устройство содержит излучатель 1, модуляторы 2 и 3, коллиматары 4, зеркала 5 и 6, фатаприемник 7, блок 8 управления, датчик 10 скорости, датчик 11 положения направления колес машины, усилитель 11 и исполнительный механизм

t2. 1 з,п.ф-лы, 3 ил. ная полоса, в качестве которой используется, например, борозда или граница вспаханного и невспаханного поля, а на транспортном средстве приемник — фоточувствительный элемент и установленные на одной оптической оси под углом к ней обращенные рабочей поверхностью друг к другу и к опорной полосе зеркала, одно из которых установлено с возможностью поворота, осветитель и фатоприемник, связанный входом оптически с другим зеркалом, а выходом — с блоком определения отклонения от курса, выход которого соединен с исполнительным блоком.

Недостаткам этого устройства являются необходимость наличия сплошной опорной траектории (ориентиры), зависимость точности системы от взаимного расположения машины по опорной траектории, а также повышенная сложность и пониженная надежность в связи с наличием нескольких движущихся механизмов системы ориентации, 1749336

Кроме того, при управлении не учитывается фактический угол установки колес и отсутствует устройство, учитывающее скорость движения машины, что снижает точность вождения машиной.

Цель изобретения — повышение точности управления, Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления движением дорожно-строительной машины, содержащее отражающий элемент, рассредоточенный на опорной траектории вдоль пути следования, излучатель, фотоприемник, два зерка-ла, одйо-иэ которых оптически связано с фотоприемником, усилитель, выход которого соединен с исполнительным мехайизмом, снабжено датчиком положения направлении машины, датчиком скорости, блоком управления, двумя колпима"горами и двумя модуляторами с различными частотами световой модуляции, причем излучатель установлен между модуляторами,"один иэ которых через первый колпиматор оптически связан с первым зеркалом, а другой .через второй коплиматор — с вторым зеркалом которое оптическкй связано через отражающий элемент с фотоприемником, причем датчик скорости подключен к первому входу блока управления, к второму входу которого подключен фотоприемник, датчик положения направления колес машины подключен к третьему входу блока управления, выход которого подключен к входу усилителя, а блок управления выполнен в виде двух частотн ых фильтров, двух формирователей импульсов, задатчика угла установк и вто рого зеркала, изме рит-еля временного интервала; умножителя и двух преобразователей, причем первые входы первого преобразователя и умножителя объединейы и являются первым входом блоха управления, входы частотных фильтров объединены и являются вторый -входом блока управления, второй вход первого преобразователя является третьим входом блока управления, выходы частотных фильтров через соответствующие формирователи импульсов подключены к соответствующим входам измерителя временного интервала, выход которого соединен с вторым входом умножителя, . эадатчик угла установки через второй преобразоаэтель соединен с третьим входом умножителя, выход которого подключен к третьему входу йервого преобразователя, выход которого является выходом блока управления.

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 — функциональная схема блока управления исполнительным механизмом; на фиг,З вЂ” иэображение хода световых лучей в проекции на вертикальную плоскость, Устройство содержит установленный на

5 дорожно-строительной машине излучатель

1; модуляторы 2 и 3 с различными частотами модуляции световых лучей, коллиматоры 4 для формирования лучей, зеркала 5 и 6, фотоприемник 7, блок 8 управления исполни10 тельным механизмом (управляемыми колесами или рабочим органом), датчйк 9 скорости, датчик 10 положения направления колес машины, усилитель 11 и исполнительный механизм 12 регулирующего

15 органа 13.

Блок 8 управления исполнительным механизмом включает частотные фильтры

14 и 15, формирователи 16 и 17 импульсов, измеритель 18 временного интервала, умно20 житель 19, преобразователь 20. задатчик

21 угла установки зеркала 6 и преобразо ватель 22.

На пути расположена опорная траектория 23 выполнена иэ отражающих эпемен25 тов 24, представляющих собой поверхность вращения ипи часть поверхности вращения, например кйопок,Устройство работает следующим образом.

30 Перед началом производства работ. например перед проведейием разметки про езжей части дороги, формируется опорная траектория 23, из светоотражающих элементов 24. Светоотражающие элементы

35 представляют собой поверхность вращения ипи часть поверхности вращения из светоотражающего материала, устанавливаются на разметочные, кнопки, столбики, заставки или другие имеющиеся средства, расставля40 емые вдоль опорной траектории; например, по оси дороги илй вдоль кромки проезжей части; Интервал определяется кривизной дороги в плане (чем меньше радиус кривизны, тем чаще следует устанавливать свето45 отражающие элементы), Машина устанавливается первоначально вдоль траектории на заданном расстоянии (фиг1) причем луч, отраженный от одного из светоотражающих элементов 24, 50 падающий на него с неподвижного зеркала 5, должен попадать в фотоприемник 7, Подвижное зеркало 6 устанавливается путем его перемещеййя вдоль-оси машины или поворота вдоль вертикальной оси так, 55 чтобы луч от него отражался от того же светоотражающего элемента 24 в фотоприемник 7.

Лучи на зеркало 5 и подвижное зеркало

6 попадаютот источника 1 света, например лазерного излучателя через модуляторы 2 и

1749336 от заданной опорной траектории на величину Л 1 или при повороте на угол Q лучи с различной частотой модуляции, отраженные от зеркал 5 и 6, попадают в фотопри20 емник, 7 неодновременно. Сигналы с фотоприемника попадают в блок 8 управления исполнительным механизмом.

Блоком 8 управления на основе анализа разности времени прихода сигналов с различной частотой вырабатывается управляющий сигнал, который после усиления усилителем 11 поступает на исполнительный механизм 12, регулирующий положение управляемых колес машины, либо

30 положение ее рабочего органа 13. На блок

8 управления также поступают сигналы с датчика 9 скорости машины и с датчика 10 положения направления колес относительно оси машины. В момент приема сигналов 35 фотоприемников 7(фиг.1) полезные сигналы от фильтров 14 и 15 (фиг.2) поступают в формирователи 16 и 17 импульсов. Импульсы с формирователей 16 и 17 импульсов поступают на входы измерителя 18 времен- 40 ного интервала (чэсы), иа выходе которого формируется сигнал, пропорциональный разности времени прихода сигналов с различной частотой модуляции. Сигнал с измерителя 18 временного интервала поступает 45 на первый вход умножителя 19, На выходе умножителя формируется сигнал отклонения положения машины от заданной опорной траектории, который пропорционален . разности времени т прихода сигналов с 50 различной частотой модуляции с фотопрйемника, котангенсу угла р установки подвижного зеркала 6 в плане (фиг.1) и скорости движения машины V. Сигналы угла установки и скорости подаются на вход ум- 55 ножителя 19 (фиг.2), причем сигнал, пропорциональный ctg, поступает с задатчика 21 угла установки подвижного зеркала через

3 формирующие световые импульсы с различной частотой; и через коллиматоры 4, обеспечивающие заданную форму луча.

Для обеспечения высокой точности лучи должны иметь узкую диаграмму направленности в плане, а для компенсации возмож- 5 ных неровностей дороги, высоты установки светоотражающих элементов и высоты установки оптической системы на машине должны в вертикальной плоскости излучаться в виде сектора, 10

Таким образом, при заданном расстоянии L от рабочего органа до опорной траектории лучи от зеркал 5 и 6, модулированные различной частотой, отражаясь от элемента

24, попадают в фотоприемник 7 одновре- 15 менно, При отклонении положения машины преобразователь 20, Управляющий сигнал, вырабатываемый блоком 8 управления зависит от величины отклонения машины от опорной траектории, угла установки управляемых колес и скорости машины.

Этот сигнал формируется преобразовател.ем 22.

Данное устройство учитывает сигналы от скороСти движения машины и фактический угол установки колес, что повышает точность вождения машины при нанесении линии разметки на дорожное покрытие, исключая операцию нанесения предварительной разметки и применение ручного труда при производстве этой операции.

Формула изобретения

1. Устройство для управления движением дорожно-строительной машины, содержащее отражающий элемент, рассредоточенный йа опорной траектории вдоль пути следования, излучатель, фотоприемник, два зеркала, одно из которых оптически связано с фотоприемником, усилитель, выход которого соединен с исполнительным механизмом, отл ич а ю щ ее с ятем, что, с целью повышения точности управления, оно снабжено датчиком положения направления колес машины, датчиком скорости, блоком управления, двумя коллимэторэми и двумя модуляторами с различными частотами световой модуляции, причем излучатель установлен между модуляторами, один из которых через первый коллиматор оптически связан с первым зеркалом, а другой через второй коллиматор — с вторым зеркалом, которое оптически связано через отражающий элемент с фотоприемником, причем датчик скорости подключен к первому входу блока управления, к второму входу которого подключен фотоприемник, датчик положения направления колес машины подключен к третьему входу блока управления, выход которого подключен к входу усилителя.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления выполнен в виде двух частотных фильтров, двух формирователей импульсов, задатчика угла установки второго зеркала, измерителя временного интервала, умножителя и двух преобразователей, причем первые входы первого преобразователя и умножителя объединены и являются первым входом блока управления, входы частотных фильтров объединены и являются вторым входом блока управления, второй вход первого преобразователя является третьим входом блока управления, выходы частотных фильтров через соответствующие фор1749336 мирователи импульсов подключены к соответствующим входам измерителя временного интервала, выход которого соединен с вторым входом умножителя, задатчик угла установки через второй преобразователь соединен с третьим входом умножителя, выход которого подключен к третьему входу первого преобразователя, выход которого является выходом блока уп.-

5 равления;

1749336

Оптческая па излучащеля, кофлдщьро6

Составитель Л. Шарова

Редактор С. Патрушева Техред M.Mîðãåíòàë Корректор fl, Бескид

Заказ 2569 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101