Устройство для регулирования направления движения автоматического транспортного средства

Устройство для регулирования направления движения автоматического транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

82879

ОПИСАНИЕ.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслдблик (tö6 (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 12.05.77 (21) 2485284/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.79. Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 30.08.79 (51) М. Кл.- б 05D 1/00

Государственный комитет (53) УДК 621.316.7 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Е. В. Авотин, В. Н. Каширин, А, Л. Кемурджиан и П. С. Сологуб (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ дВижения АвтомАтичесКого тРАнспоРтного

СРЕДСТВА

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим движение транспортного средства по заданному курсу, и может быть применено, в основном в автономных транспортных средствах, предназначенных для исследования поверхностей, труднодоступных или недоступных для непосредственного изучения человеком.

Известно устройство, устанавливаемое на автомобиле, которое содержит гироскоп, датчики поперечных ускорений и датчики для измерения числа оборотов двигателя, связанные с блоком управления, которые по эмпирическим зависимостям определяют максимальную поперечную силу сцепления колес с поверхностью грунта (1).

Недостатком указанного устройства является то, что для движения по бездорожью подобрать эмпирические зависимости пр актически невозможно. Это огр аничив ает возможность использования устройства для корректировки направления движения транспортного средства.

Наиболее близким техническим решением является устройство для корректировки направления движения транспортного средства, содержащее датчик курса и блок управления, связанный с исполнительным механизмом (2).

Недостатком известного устройства является то, что оно реагирует только на изменение курса и не реагирует на боковые перемещения транспортного средства, при которых курс не изменяется. Зто снижает

5 точность корректировки направления движения.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Согласно изобретеншо поставленная цель

10 достигается тем, что в устройство введены датчик бокового сноса, датчик пути, сумматор, компаратор и интегратор. Выходы датчика курса и датчика бокового сноса соединены со входами сумматора, выход

l5 которо "î подключен к первому входу интегратора. Выходы дат п»а курса и датчика пути подключены соответственно ко второму и третьему входам интегратора, выход которого через компаратор соединен

20 со входом блока управления.

На фиг. 1 изооражена структурная схема устройства; на фпг. 2 — схема установки датчиков устройства; на фиг. 3 — положение продольной осп транспортного

25 средства относительно заданного направления движения: а) прп наличии увода от курса и отсутствии бокового сноса; б) при боковом сносе и отсутствии изменения курса; в) прп пзменешш курса и боковом

30 сносе; на фпг. 4 — траектория движения

682879

4 где У, — текущее отклонение транспортного средства от первоначально заданного направления;

S — путь, пройденный транспортным

0 средством с начала момента движения;

Sn — проекция пути на направление

АВ.

Интегратор 5 может быть выполнен на основе операционного усилителя с интегрирующей емкостью в цепи обратной связи.

Второй вход интегратора 5 соединен с выходом датчика 3 пути, а выход — подключен к первому входу компаратора б.

Компаратор б предназначен для сравнения текущего отклонения У, транспортного средства от первоначально заданного направления с заданным пороговым значением У и выдачи результатов сравнения в блок 7 управления. Компаратор 6 может быть выполнен на операционных усилител я х ти п а 1УТ402.

Блок 7 управления предназначен для управления ведущими колесами правого и левого бортов по сигналам компаратора 6 и может быть реализован на реле и дистанционных переключателях.

Устройство работает следующим образом. В процессе движения транспортного средства по исследуемой поверхности может произойти его отклонение У, от заданного направления. Это отклонение может быть вызвано несколькими причинами: — изменением курса, обусловленным

66 различными тяговыми характеристиками колес правого и левого бортов, наездом колесами одного борта на камень и т. д. (фиг. З,а); — появлением бокового сноса, обуслов->0 ленным низкими тяговосцепными свойствами грунта при движении по местности, имеющей значительный уклон (фиг. З,б); — изменением курса и наличием бокового сноса (фиг. 3, в).

45 В первом случае сигнал на выходе датчика 2 бокового сноса отсутствует и на выходе интегратора 5 текущее отклонение

У, определяется только изменением курса транспортного средства и описывается

50 уравнением

У, =- У,= (sin ê(S)dS, О з1па (S) + sin P (S) .

S 60

У, = (sin (S)+ sin)(S))dS; (2) (3) где У, — отклонение, вызванное наличием

65 бокового сноса, S

Ь „= j cos а (S) dS, О автоматического транспортного средства в заданной полосе.

Устройство для корректировки направления движения содержит датчик 1 курса, датчик 2 бокового сноса, датчик 3 пути, сумматор 4, интегратор 5, компаратор б и блок 7 управления, связанный с исполнительным механизмом 8, обеспечивающим управление ведущими колесами.

Датчик курса предназначен для измерения курсового отклонения u(S) транспортного средства относительно первоначально заданного направления движения. Датчик курса имеет три выхода: на одном выходе выдается текущее отклонение а (5), на двух других — синус и косинус этого отклонения. Выход u(S) подключен ко второму входу компаратора 6, выход sinu(S)— к одному из входов сумматора 4, выход

cosu(S) — к третьему входу блока 5 интегрирования. В качестве датчика 1 курса можно использовать любой стандартный датчик курса, поставив на выходе синуснокосинусный трансформатор, например

БСКТ-1.

Датчик 2 бокового сноса предназначен для измерения угла бокового сноса f3(5) и может быть выполнен, например, в виде свободно катящегося колеса, установленного на одном конце рычага рояльного типа, другой конец которого крепится к корпусу транспортного средства. По углу отклонения рычага относительно продольной оси транспортного средства можно судить о величине угла бокового сноса. В месте крепления рычага к корпусу установлен потснциометрический датчик, на выходе которого имеется напряжение, пропорциональное синусу угла бокового сноса

sing(S). Выход датчика бокового сноса подключен ко второму входу сумматора 4.

Датчик 3 пути предназначен для измсрения пройденного пути и может быть выполнен в виде свободно катящегося колеса.

Выход датчика пути подключен ко второму входу интегратора 5.

Сумматор 4 предназначен для сложения сигналов, поступающих от датчика 1 курса и датчика 2 бокового сноса. На его выходе сигнал пропорционален

Сумматор 4 может быть выполнен на операционных усилителях типа 1УТ402, его выход подключен к первому входу интегратора 5.

Интегратор 5 предназначен для реализации зависимостей: где У„. — отклонение, вызванное изменением курса.

Во втором случае отсутствует сигнал на выходе датчика 7 курса, отклонение У, определяется величиной бокового сноса и описывается уравнением

У, = У, = (sin) (S) dS, о

682879

В третьем, более общем случае отклонение У, определяется и ве.-.вчиной изменения курса, и величиной бокового сноса

У, = У,+ У, = ((з1па (5)+ sin)(S))d5.

Таким образом в процессе движения транспортного средства по исследуемой поверхности сигналы с выходов датчиков 1 курса и 2 бокового сноса поступают на выходы сумматора 4, в котором реализуется зависимость (1).

Выходной сигнал, вырабатываемый сумматором 4, а также сигнал, снимаемый с выхода датчика пути, поступают на соответствующие входы интегратора 5, в котором реализуется зависимость (2).

Сигнал, снимаемый с выхода интегратора 5, подается в компаратор 6, в котором происходит сравнение У, с пороговым значением отклонения У . Если текущее отклонение превышает пороговое значение отклонения, У,) У = CD (фиг. 4), то в блоке управления вырабатывается команда на поворот транспортного средства.

Поворот транспортного средства осуществляется за счет разности оборотов движителей правого и левого бортов. При этом направление поворота выбирается в зависимости от знака У,. Если У, отрицательно, т. е. транспортное средство отклоняется влево от заданного направления движения АВ (фиг. 4), то производится поворот направо, если У, положительно, то производится поворот налево. Таким образом, поворот транспортного средства осуществляется всегда в сторону линии АВ.

Поэтому при дальнейшем движении У, уменьшается. Когда выполняется условие

У,=О, в блоке управления 7 вырабатывается команда на поворот транспортного средства в противоположном направлении.

Таким образом, транспортное средство, выйдя на заданную линию движения, поворачивается на заданный курс. Когда выполняется условие a(S) = О, транспортное средство будет двигаться в заданном направлении (после точки Е на фит. 4) до тех пор, пока не появятся причины, которые вызовут его новое отклонение от заданного направления.

Для остановки транспортного средства в заданном месте, например на рубеже проходящем через точку В, используется

10 зависимость (3), реализуемая интегратором 5. При этом на вход компаратора 6 с интегратора 5 приходит сигнал, пропорциональный проекции пройденного пути на направление АВ. Когда выполнптся условие п = SAB с выхода компаратора 6 в блок управления 7 выдается сигнал, приводящий к ос20 тановке транспортного средства.

Формула изобретения

Устройство для регулирования направления движения автоматического транспорт25 ного средства, содержащее датчик курса и блок управления, связанный с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены датчик бокового сноЗО са, датчик пути, сумматор, компаратор и интегратор, выходы датчика курса и датчика бокового сноса соединены со входами сумматора, выход которого подключен к первому входу интегратора, выход датЗ5 чика курса и датчика пути подключены соответственно ко второму и третьему входам интегратора, выход которого через компаратор соединен со входом блока управления.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции М 2031180, G 05D

1/00, 1970.

2. Патент Франции № 2028400, G 05D

45 1/00, 1970 (прототнп).

682879 о .Н.

Редактор P. Киселева

Заказ 2356/5 Изд. № 592 Тираж 1015 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2,//

Составитель Г. Антонова

Техред Н. Строганова

Корректоры: Е. Хмелева и 3. Тарасова