Устройство для измерения рельефаместности

Устройство для измерения рельефаместности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИCaНHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, сеид-ву )т 735918 (22) ЗаЯвлено 151079 (21) 2826828/18-11 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 1507,81.6þëëeòeHi «26

Дата опубликования описания 150781 (51)М. )(л.З .

G 01 С 7/04

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

1 (53) УДН 528,54 (088,8) (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ

Изобретение относится к информа- ционным системам об окружающих условиях эксплуатации транспортных машин, может быть использовано для измерения рельефа местности в процессе движения этих машин.

По основному авт, св. Р 735918 известно устройство для измерения рельефа местности, включающее в себя подвижную платформу с эластичными колесами, измеритель-преобразователь, выход которого соединен с датчиком пути через интегратор, а на входы подключены выходы датчиков деформации. эластичного колеса, горизонта по крену и дифференту и один из выходов датчика хода подвески, другой выход которого связан со входом датчика деформации эластичного колеса, датчики вертикальных ускорений и усилий подвески и сумматор, причем датчик усилий подвески и сумматор последовательно включены между датчиком хода подвески и датчиком деформации эластичного колеса, датчик вертикального ускорения автономно подключен к одному из входов сумматора. Укаэанное устройство измеряет- рельеф местности с учетом деформации эластичного колеса как в вертикально-продольной, так и в вер. тикально-поперечной плоскостях (11.

Однако-датчик деформации эластичного колеса измеряет деформацию тсолеса, обусловленную только инерционной силой, приложенной к центру тяжести колеса, и нагрузкой, которая передается на колесо от под10 вижной платформы через упругую подвеску, т.е. через рессору. Однако, если в подвеске подвижной платформы имеется еще и амортизатор, то кроме перечисленных выше сил на

15 колесо будет действовать еще и усилие от амортизатора, связанного с колесом. Величина усилия в амортизаторе зависит от скорости движения подвижной платформы, ее конструктив20 ных параметров и скорости деформации подвески. Так как с целью повышения скорости движения практически все современные машины снабааютсж амортизаторами, то при движении по

25 пересеченной местности неизбежно будут возникать усилия в амортизаторах величина которых может оказаться соизмеримой с усилиями, возникающими в рессорах. Поэтому измерение релъе30 фа с помощью известного устройства

847035 неизбежно будет .производиться с погрешностью.

Цель изобретения — повышение точности измерения рельефа.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком усилия в амортизаторе, подключенным выходом к одному иэ входов сумматора, и дополнительным интегратором, вход которого соединен с выходом датчика вертикальных ускорений, а выход— со входом датчика усилия в амортизаторе.

На фиг. 1 показана подвижная платформа с установленными на ней элементами измерения рельефа местности, общий виду на фиг. 2 - то же, с элементами информации, вид сбоку; на фиг. 3 — блок-схема устройства для измерения рельефа местности; на фиг, 4 — характеристика упругого элемента 1-ro эластичного колеса.

Устройство для измерения рельефа местности, установленное на подвижной платформе 1 с эластичными колесами 2, состоит из датчиков 2.и 3, регистрирующих ход подвески, 4 — деформацию эластичного колеса, 5 пройденный путь, б — вертикальное ускорение колеса, 7 — усилие рессоры, датчиков 8 горизонта по крену и 9 - горизонта по дифференту, а также интегратора 10, дополнительного интегратора 11, датчика 12 усилия в амортизаторе, сумматора 13, измерителя-преобразователя и регистрирующего прибора 15. !

Датчики 3 служат для измерения хода подвески относительно подвижной платформы и устанавливаются на подвесках средних колес многоопорной подвижной платформы (с целью уменьшения влияния отрыва колес от грунта) и на всех колесах, если подвижная платформа двухосная.

В качестве датчиков хода:подвесок могут быть применены, например, стандартные вращающиеся трансформаторы типа 5МВТ или сельсины типа БС-7, Датчики 4 определяют деформацию эластичного колеса через усилие подвески и вертикальное ускорение соответствующего колеса. Конструктивно датчик деформации эластичного колеса может быть выполнен в виде электронного блока нелинейностей, воспроизводящего упругую характеристику данного колеса. В качестве такого блока нелинейностей может быть использована, например, стандартная вставка функционального преобразователя (ВФП), входящая в комплект набора блока нелинейнрстей серии

НБН-1. Датчик 5 пути служит для измерения пройденного расстояния и может быть выполнен, например, в. виде свободнокатящегося колеса со счетчиком оборотов. Датчик б вертикального ускорения предназначен для измеРения вертикального ускорения, действующего на колесо в процессе его перемещения по поверхности. В качестве такого датчика может быть использован стандартный датчик линейных ускорений типа МП-68.

Датчик 7 усилия в рессоре служит для измерения усилия, которое передается от подвижной платформы на колесо через рессору. Это усилие датчиком 7 определяется по информа10

1 ции, которая в него поступает оТ датчика 3 хода подвески. В качестве датчика 7, также как и в качестве датчика 4 деформации эластичного колеса, могут быть использованы вставки функ)5 циональных преобразователей, входящие в комплект блоков нелинейностей серии НБН-1, которые воспроизводят упругую характеристику подвески.

Датчик 8 и 9 горизонта соответственg0 но по крену и дифференту служат для измерения углов наклона подвижной платформы в поперечной и продольной плоскостях. В качестве .этих датчиков может быть применен датчик для измерения угловых перемещений типа

ДК-6МТ или гироскоп, снабженный маятниковой коррекцией, Интегратор 10 определяет высоты (координаты) рельефа местности под колесами подвижной платформы право30 ro, а также левого бортов и может быть выполнен в виде катодного повторителя с переменной емкостью.

Управление процессом интегрирования в интеграторе осуществляется по сиг35 налам, поступающим от датчика 5 йути. !

Дополнительный интегратор 11 предназначен для определения скорости деформации подвески, которая необходима для определения усилия в амортизато4О ре, Этот интегратор также может быть выполнен в виде катодного повторителя с переменной емкостью, в котором процесс суммирования производится !эо времени. Датчик 12 усилия

45 в амортизаторе предназначен для определения усилия, которое передается от подвижной платформы на колесо через амортизатор. Усилие в амортизаторе определяется по инфор5р мации, которая в него поступает- от дополнительного интегратора 11. В качестве этого датчика могут использоваться вставки функциональных преобразователей, входящих в комплект

55 блока нелинейностей серии НБН-1 и воспроизводящие диссипативную характеристику амортизатора, Сумматор 13 предназначен для определения суммарного усилия на колесе, которое складывается от нагрузок, передаваемых

40 от подвижной платформы через рессору и амортизатор, а также инерционной силы, действующих на это колесо. Передаваемая от подвижной платформы нагрузка определяется с помощью датчиков усилия в рессоре 7 и

5 847035 6

S5 амортизаторе 12, а инерционная сила с помощью датчика б вертикального ускорения. Сумматор 13 может быть выполнен, например на операционном усилителе типа 1УТ402. Иэмерительпреобразователь 14 .определяет перепады высот неровностей рельефа местности под колесами подвижной платформы вертикально-продольной и вертикально-поперечной плоскости в темпе ее движения.

Регистрирующий прибор 15 предназначен для регистрации координат профиля под колесами правого и левого бортов,а также перепада высот рельефа местности между правым и левым бортами.Регистрирующий прибор связан с интегратором,измерителем-преобразователем и датчиком пути.В.качестве регистрирующего устройства может быть применен осциллограф типа К вЂ 2021 с записью времени от электрочасов ЭЧ-64. 20

На фиг. 1 и 2 обозначены: d „ У д— п1 перепад высот неровностей рельефа под колесами соответственно правого, левого бортов и правого борта относительно левогоу 2S

Ъ вЂ” колея подвижной платформы;

Ф вЂ” расстояние между колесами в вертикально-продольной плоскости;

,Ч вЂ” соответственно углы наклона подвижной платформы в вертикально-продольной и вертикально-поперечной плоскостях;

Й, й2 — Расстояние от уРовня заделки подвесок до центра их колес, измеренное в статическом положении подвижной платформы;

f, f — радиусы колес с учетом их деформации;

Н вЂ” высота неровности рельеи фа местности под колесами правого борта.

Устройство для измерения рельефа местности работает следующим образом, 45

При движении подвижной платформы по местности сигнал с первого выхода датчика 3 хода подвески поступает- на вход датчика 7 усилий в подвеске, в котором воспроизводится упругая ха- 50 рактеристика рессоры. Поэтому в зависимости от величины сигнала ьЬ, поступившего с датчика хода подвески 3, с выхода датчика 7 усилий снимается сигнал пропорциональный величине усилия F>, ° (А h ), которое воздействует на колесо через подвеску.

Кроме того, в процессе двйжения подвижной платформы с одного иэ выходов датчика б вертикального ускорения колеса поступает сигнал на вход допол-60 нительного интегратора ll c выхода которого снимается сигнал, пропорциональный скорости деформации подвески а Ь„, который поступает на вход датчика 12 усилия в амортизаторе, В датчике 12 усилия воспроизводится диссипативйая характеристика амортизатора. Поэтому в зависимости от величины скорости деформации подвески Ah;, поступившей с интегратора, с выхода датчика 12 усилия в амортизаторе снимается сигнал, пропорциональный усилию Рд, -(hh„ ), пере» дающемуся от подвижной платформы через амортизатор.. Затем сигналы с выходов датчиков 7, .б и вертикального ускорения колеса, датчика 12 усилия в амортизаторе поступают на соответствующие входы сумматора 13.В сумматоре

13 происходит вычисление суммарного усилия, действующего на колесо. С выхода сумматора 13 сигнал поступает на, вход датчика 4 деформации эластичного колеса, в котором воспроизводится упругая характеристика этого колеса.. В зависимости от значения суммарного усилия Нк,.(hr; ) с выхода датчика 4 снимается сигнал, пропорциональный деформации эластичного колеса Ьг; (фиг. 4).

Сигналы с выходов датчика 4.деформаций эластичного колеса, хода подвески 3, а также с выходов датчика 8 горизонта по крену и дифференту 9 поступают в измеритель-преобразователь 14, в котором производится вычисление перепадов высот неровностей рельефа б и д,, а также перепадов высот рельефа правого борта относительно левого. Сигналы с выходов измерителя-преобразователя

14 и датчика 5 пути поступают в интегратор 10, в котором происходит вычисление высот рельефа местности под колесами правого Н и левого HA и бортов. Сигналы с выхода измерителяпреобразователя 14, интегратора 10 и датчика 5 пути поступают на регистрирующий прибор 15 в котором перечисленные параметры записываются на чувствительную пленку.

Использование устройства позволя» ет повысить точность измерения рельефа эа счет учета составляющих, влияющих на величину деформации колеса, что особенно важно при движении в труднопроходимых ситуациях.

Формула изобретения устройство для,измерения рельефа местности по авт. св. Ð 735918, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что., с целью повышения точности измерения, оно снабжено датчиком усилия в амортизаторе, подключенным выходом к одному из входов сумматора, и дополнительньм интегратором, вход которого соЕдинен с выходом датчика вертикальноускорений, а выход - со входом датчика усилия в амортизаторе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2523737/10, кл.G 01:С 7/04, 1977 (прототип).