Устройство для автоматического направления рабочих органов землекопных и тому подобных машин по заданной проектной линии

Устройство для автоматического направления рабочих органов землекопных и тому подобных машин по заданной проектной линии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ б3654

CCCP

1 ласс 45з, 20,4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изооревений Госилана при СНК СССР ( й. 3(. Ияьгисонис

Устройство для автоматического направления рабочих органов землекопных и тому подобных машин по заданной проектной линии

Заявлено 19 февраля 1941 r. в Наркометрой за 34 40917 (304720) Олубликовано 30 июня 1944 года

При рытье канав для осушительных и ирригационных целей, а также канав под трубопроводы для водоснабжения и канализации требуется планировка дна канавы под заданным углом к горизонту.

Четоды получения проектного профиля дна канавы связаны с необходимостью проведения больmoro количества геодезических и дополнительных поправочных земляных работ, совершаемых по мере прохождения трассы канавы. Это обстоятельство ведет к дбполнительной потере времени и удорожанию работ по рытью канав и тем самым в значительной степени снижает эффективность применяемых для этой цели механизмов и машин.

Для облегчения и ускорения прогедения профилировочных работ были предложены устройства, автоматически обеспечивающие при работе машины планировку дна канавы под заданным углом к горизонту. Эти устройства заключают в сеое два фотоэлемента, устанавливаемые на машине для регулироваиия глубины загружения рабочего органа посредством двух реле и исполнительного механизма и находящиеся под воздействием на них светового луча, посылаемого к машине от установленного на поле источника света и наклоненного к горизонту под углом проектного наклона дна канавы.

Известные до сих пор устройства такого рода обладают тем недостатком, что при резких колебаниях машины по высоте или по углу ее наклона к горизонту, в зависимости от рельефа пути, фотоэлементы выходят из сферы действия светового луча, и автоматическое управление глубиной загрузки рабочего органа нaðóøàåòñÿ. Это происходит от того, что при выходе из сферы ьоздействия луча обоих фотоэлементов срабатывают оба реле, в оезультате чего исполнительный

l механизм coxpBIiHcT нейтральное положение.

Согласно изобретешпо, в цепи обоих реле включены дополнительные контакты, автоматически размыкающие цепь одного реле при срабатывании второго. Этим исключается возможность нейтрального положения исполнительного механизма при выходе фотоэлемен- тов из сферы воздействия на них светового луча, и механизм срабатывает в ту или другую сторону в зависимости от направления отклонения фотоэлементов от линии луча по вертикали.

На чертеже фиг. 1 изображает общую схему работы машины с предлагаемым устройством; фиг. 2— устройство указателя линии проектного профиля; фиг. 3 — принципиальную электрическу ю схему у стро йств а; фи г. 4 и 5 — и ри мерные схемы механизмов заглубления рабочего аппарата.

Как показано на фиг. 1, предлагаемое устройство состоит из двух приборов: прибора I, устанавливаемого вне машины и являк>щегося указателем направления проектного профиля дна канавы, н прибора 11, nомещающегося на самой машине.

Прибор If выполняет одновременно две функции: 1) регистрирует отклонение режущей кромки рабочего аппарата от проектной отметки в данной точке и 2) регулирует заглубление рабочего аппарата до требуемой величины.

Прибор 1 является по существу генератором узкого пучка инфракрасных лучей, направляемых под

1ребуемым углом к горизонту.

Как известно, инфракрасные лучи обладают большой проницаемо стью по отношению к водяным парам, благодаря чему они применяются в т ехнике как надежное с.редство связи, обеспечивающее действие ее на расстояние до 40 — 50 км в любую погоду (оптический телеграф и телефон). В случае же копания канав удаление машин от прибора 1 не будет превышать 1 — 2 км и, следовательно, надежность применения прибора 1 в качестве указателя линии проектного профиля будет полностью гарантирована.

Прибор 1 (фиг. 2) состоит в основном из штатива 1, снабженного винтовым устройством 2, служащим для подьема или опускания головки 3, в тыльной части которой находятся параболическое зеркало

4 и зрительная труба б, наглухо соединенная с этой головкой. В фокусе зеркала 4 помещается источник света 5 (лампочка накалиВания).

В качестве излучателя инфракрасных лучей применена лампочка накаливания 5, питающаяся от аккумулятора 7. Для получения от прибора избирательного излучения в инфракрасной области в передней части.в окно 8 может быть вставлен специальный фильтр. В качестве такого фильтра могут быть применены тонкие пластинки из эбонита, резины и других материалов, применяемых в технике для указанной цели. Оптически оси зрительной трубы б и параболического зеркала

4 параллельны.

Сбоку головки 3 прикреплен цилиндрический уровень 9, снабженный специальным поворотным ус ройством 10, по которому производится установка оптической оси параболического зеркала 4 под зада|шым углом к горизонту. Головка 3 прибора может поворачиваться в вертикальной плоскости относительно оси 11 и закрепляется в определенном положении зажимным винтом 12.

Прибор П, находящийся на машине, состоит из двух частеи: регистрирующей отклонение по высоте режущей кромки рабочего аппарата от проектного профиля и регулирующей заглубление рабочего аппарата.

Регистрация отклонения режущей кромки от проектного профиля выполняется двумя фотоэлементами

13 и 14 (фиг, 1 и 3), закрепленными на рабочем органе машины с его наружной стороны, обращенной к прибору 1. Оба фотоэлемента расположены в вертикальной плоскости один над другим с небольшим промежутком между ними.

Узкий пучок инфракрасных лучей прибора 1 направляется в сторону рабочего хода машины в промежуток между фотоэлементами и под заданным углом к горизонту. Прп такой установке прибора 1 направление луча его будет параллельно проектной линии профиля дна канавы. Для получения избирательной чувствительности фотоэлементов 13 и 14 к излучению прибора 1 они выбираются с максимумом спектральной чувствительности в инфракрасной области. Подбор таких фотоэлементов не представляет трудности, так как подавляющее большинство фотоэлементов обладает этим свойством. Каждый фотоэлемент 13 и 14 имеет, как показано на электрической схеме соединений (фиг. 3), свой усилитель фототоков.

Фотоэлементы включены в схеме таким образом, что величина фототока, возникающего в них от излуения прибора 1 в их среднем положении относительно этого луча, достаточна для того, чтобы запереть усилительные лампы 15 и 16.

В этом случае ток в их анодных цепях будет отсутствовать. Этого легко достигнуть подбором соответствующего смещения в цепи сеток усилительных ламп 15 и 16.

При движении машины вдоль трасы канавы корпус ее, а вместе с ним и рабочий орган, будет ввиду несоответствия рельефа поля проектному профилю канавы отклоняться от луча прибора 1 в ту н.ш другую сторону в вертикальной плоскости. При этом закрепленные на рабочем органе фотоэлементы будут выходить из равновесного относительно этого луча положения. В начальный момент выхода из равновесного положения излу чение, падающее от прибора 1 на один из фотоэлементов, уменьшится, а на другой — увеличится. В соответствии с вышеописанным способом включения фотоэлементов на сетке усилительной лампы фотоэлемента, получившего уменьшенньш световой поток, возникнет положительный потенциал, и в анодной цепи этой лампы появится ток в то время как усилительная лампа другого фотоэлемента останется запертой.

В анодную цепь каждой усилительной лампы 15 и 16 включены катушки 17 и 18 электромагнитного реле. При прохождении в анодной цепи какой-либо из ламп тока электромагниты 17 или 18 притянут в соответствующу ю сторону якорь

19 электромагнитного реле. При этом будет замыкаться та или иная пара контактов 20 или 21, в зависимости от того, какой из фотоэлементов (верхний или нижний) лишился нормального расчетного облучения.

При замыкании контактов 20 или 21 включаются соответствующие цепи, питающие током от источника напряжения электромагнитные катушки 22 или 23 управления механизмом подъема и опускания рабочего органа, которые вк;почены в схему (фиг. 4 и 5) таким образом, что при начальном ослаблении величины светового потока, падающего на нижний или верхний фотоэлементы, механизм заглубления будет соответственно включаться на подъем или опускание рабочего органа. Как видно из схемы соединений (фиг. 3), это движение рабочего органа будет продолжаться до тех пор, пока луч прибора 1 снова не займет среднее положение между фотоэлементами.

В этом положении, согласно вышесказанному, обе усилительные лампы 15 и 16 будут заперты и якорь 19 электромагнитного реле, приняв нейтральное положение под действием пружин 46, разорвет цепи питания электромагнитных катушек 22, 23 управления механизмом заглубления рабочего органа, и движение последнего прекратится.

Примерная кинематическая схема реверсивного .механизма для подъема или опускания рабочего органа при механическом приводе, показанная на фиг. 4, заключает в себе вал

24, получающий вращение от двигателя через промежуточные передачи и жестко связанный с зубчатыми колесами 25 и 26. От этих кол."с вращение передается зубчатым колесам 27 и 28, свободно вращающимся на валу 29. Зубчатые колеса

27 и 28 вращаются в противоположные стороны, что достигается введением в схему паразитного колеса 30. На этом же валу 29 между зубчатыми колесами жестко сидит диск 35, снабженный по пеМ б3654 риферии с обеих сторон фрикционными обкладками 31 и 32. В корпусах зубчатых колес расположены электромагнитные катушки 22 и 23, ток в которые поступает через контактные кольца 33 и 34, врагцающиеся вместе с зубчатыми колесами. При поступлении тока от реле соответствующего фотоэлемента в ту или иную из электромагнит«ых катушек 22, 23 диск 35 переместится B осевом направлении к одному из зубчатых колес 27, 28 и прижмется к нему своей фрикцион«ой обкладко" 31 или 32, получив таким образом вращение в соответс òâóþùóþ сторону, которое через

«ал 29 и чсрвячную «средачу 36

«ередается барабану 37, на который

1 авивается трос рабочего органа (.1луг, ковшевая рама, ги«тон»я фреза и т. Д.).

При прекращении пода(и тока в

1 .»тушки электромагнитов, диск действием пружин (пе показанных

1 а чертеже) отключается и движе«ие рабочего органа прекращается ввиду сам ото рмозящего действия червячной передачи. Само собой разумеется, что изменение направления вращения вала 29, а следовательно и барабана 37, может быть достигнуто не только показанным н схеме фпг. 4 способом, но и применением реверсивного механизма, состоящего из трех конических шестерен а также любым другим способом, известным и применяемым н технике для указанной цели.

При гидравлическом приводе (фиг. 5) срабатывание реле от соответствующего фотоэлемента замыкает цепь той или иной из электро ;агнитных катушек 22, 23, вследствие чего распределитель 39 передвинется в одно из крайних положений и направит жидкость F, соответствующую полость рабочего цилиндра 40, причем, в зависимости от направления перемещения рас«ределителя, рабочий орган будет подниматься или опускаться.

Как и в предыдущем случае электромагнитные катушки 22, 23 вклю: ены в схему так, что ослабление величины светового потока на верх«ем или нижнем фотоэлементе вызывает соответственно подъем или опускание рабочего органа. В сре,iнем, нейтральном, положении распределитель разобщает обе полости цилиндра от трубопровода 41 и насоса 42. Вследствие несжимаемост« жидкость удерживает в это время поршень в определенном положении и фиксирует положение рабочего органа. Возврат распределителя в не йтральное положение при отсутствии тока в электромагнитах 22, 23 обеспечивается пружинами 43.

Во всех случаях, когде фотоэлементы прибора 11 имеют одинаковую освещенность или же не освеще«;„: вовсе, якорь 19 электромагнитно:;; реле под действием пружин 4б пр«нимает нейтральное положение вследствие выключения им цепей питания электромагнитных катушс(;

22, 23 управления меха«измом з»глубления, движе«ис рабочего органа прекращается.

Для того чтобы в случае необходимости можно было поднять и. «п опустить рабочий орга«, независ«мо от действия автоматического регулятора заглубления, предусмотрс(( в схеме (фиг. 3) переключатель 38, вкгпочение которого производится с места управления механизмами машины.

Чтобы обеспечить правильное функционирование автомата при и»личии резких колебаний корпуса машины, могущих возникнуть прк особо неровном рсльсфе поля и.«1 от других каких-либо причин, в схе ме вк:иочения фотоэлементов (фиг. 3) предусмотрс«ы дополп«тельные контакты 44, 45 электромагнитного реле, благодаря которь(м при срабатывании реле от усилителя одной лампы анодная цс«ь другой лампы разрывается.

Если бы не было предусмотрс«о блокирующее устройство, то прн резком выходе в вертикальной плоскости обоих фотоэлементов из по, :.: луча прибора 1 в аподпых цепях обеих ламп возник бы ток, в результате чего якорь 19 электромагнитного реле занял бы нейтральное положение и, разорвав контакты 20, 21 цепей электромагнитных катушек 22, 23 управления реверсом, прекрати,: № Що4 бы регулировку заглубления раооче;о аппарата.

Легко видеть, что благодаря разрыву анодной цепи противоположнои лампы автоматическая регулировка заглубления будет действовать и в случаях резких скачков машины, стремясь всегда установить рабочии аппарат в такое положение, при котором луч прибора 1 был бы направлен в промежуток между фотоэлементами. Следовательно, при;побых положениях Л, Б, и т. д. (фиг. 1) машины на неровном рельефе нижняя режущая кромка рабо.его аппарата машины будут следовать по направлению, параллельному лучу прибора I, тем самым будет автоматически выполняться требуемый проектный профиль дна канавыы.

Как явствует из описания, предложенное устройство может быть с одинаковом успехом примечено как для цепных, так и для колесных, фрезерных и плужных канавокопателей, а также и для всех дренажных машин, имеющих механизм для подъема и опускания рабочего аппарата.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического направления рабочих органов землекопных и т. п. машин по заданной проектной линии с помощью светового луча, посылаемого к машине от установленного на поле источника света, и двух фотоэлементов, установленных на машине и управляющих исполнительным механизмом подъема и опускания рабочих органов посредством двух реле, о т л ич аю щееся тем, что, с цельюпрпведения светового луча в промежуток между фотоэлементами при резких колебаниях корпуса машины по высоте и наклону, цепь обмотки каждого из реле 17, 18 проведена через дополнительные контакты 44 и 45, размыкаемые при срабатывании реле в цепи противоположного фотоэлемента. № 63654

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Техн, редактор М, В. Смольякова

Л131598. Подписано к печати 26. Х 1945 г. Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 162

Типография Госпланиздата, им. Воровского, Калуга

Ю

° У с