Исполнительное устройство для автоматического управления машинно-тракторным агрегатом

Полезная модель относится к рулевому управлению сельскохозяйственных машин, а именно к приспособлениям для автоматического управления машинно-тракторным агрегатом (МТА).
Известно исполнительное устройство для автоматического управления машинно-тракторным агрегатом, содержащее блок управления и шаговый электродвигатель. [3]
Недостатком технического решения является отсутствие возможности совместной работы автоматической системы управления с ручным управлением МТА, что в случае экстренной ситуации может привести к авариям и поломкам оборудования МТА, так как перевод с автоматической системы управления на ручное требует время на исключение механической связи между данным устройством и рулевым колесом.
Целью полезной модели является обеспечение совместной работы автоматической системы управления с ручным управлением МТА, что позволит повысить надежность и безопасность эксплуатации МТА в режиме автоматического управления.
Поставленная цель достигается тем, что в систему гидрообъемного рулевого управления последовательно насосу-дозатору (3) установлен дополнительный насос-дозатор (11) посредством сливного маслопровода (12), а шаговый электродвигатель (13) напрямую соединен с дополнительным насосом-дозатором (11) для поворота золотника распределителя системы гидрообъемного рулевого управления, при этом дополнительный насос-дозатор (11) имеет сливной маслопровод (14) для слива масла в бак (9) системы гидрообъемного рулевого управления.
Во всех известных авторам системах с гидрообъемным рулевым управлением, при повороте рулевого колеса, золотник распределителя в насосе-дозаторе, закрепленный на приводном валу, направляет масло по трубопроводу в рабочую полость гидроцилиндра в количестве пропорциональном углу поворота рулевого колеса, а масло из противоположной полости гидроцилиндра идет на слив в бак гидросистемы. При прекращении поворота рулевого колеса гильза золотника распределителя в насосе-дозаторе возвращается в нейтральное положение относительно золотника, перекрывается подача на трубопроводы гидроцилиндра, а масло из нагнетательного трубопровода поступает через каналы в золотнике и гильзе на слив в бак гидросистемы. [2, 4]
Показана структурная схема автоматической системы управления МТА с дополнительным насос-дозатором.
Предложенная система состоит из рулевого колеса 1, которое через приводной вал 2 соединено с насос-дозатором 3 МТА. Насос дозатор 3 через маслопроводы 4 и 5 соединен с гидроцилиндром 6 для поворота колес 7 на требуемый угол. Насос-дозатор 3 соединен посредством нагнетательного маслопровода 8 с баком гидросистемы 9 и насосом питания 10. Дополнительно устанавливаемый насос-дозатор 11 последовательно соединен с насос-дозатором 3 посредством сливного маслопровода 12. Шаговый электродвигатель 13 напрямую соединен с дополнительным насос-дозатором 11 для поворота золотника распределителя (не показан) последнего. Для слива масла в бак гидросистемы 9 имеется сливной маслопровод 14 дополнительного насос-дозатора 11.
Исполнительное устройство для автоматического управления МТА работает следующим образом.
При прекращении поворота рулевого колеса 1, гильза золотника распределителя (не показана) насос-дозатора 3 возвращается в нейтральное положение относительно золотника. Перекрывается подача масла на трубопроводы 4 или 5 гидроцилиндра 6, а масло из нагнетательного трубопровода 8 поступает через каналы в золотнике и гильзе в дополнительный насос-дозатор 11. При отклонении МТА от заданного пути, блок управления (не показан на рисунке), к которому подключена навигационная система, подает сигнал шаговому электродвигателю 13. Шаговый электродвигатель 13 обеспечивает поворот золотника распределителя в дополнительном насосе-дозаторе 11 и направляет масло по трубопроводу 4 или 5 в рабочую полость гидроцилиндра 6 в количестве пропорциональном необходимому углу поворота колес 7 для возврата МТА на требуемую траекторию движения. В случае, когда МТА идет правильным курсом, масло из дополнительного насос-дозатора 11 поступает в бак гидросистемы 9 через сливной маслопровод 14. При переходе на ручное управление золотник распределителя насос-дозатора 3 перекрывает подачу масла на дополнительный насос дозатор 11 и направляет масло по трубопроводу 4 или 5 в рабочую полость гидроцилиндра 6 в количестве пропорциональном углу поворота рулевого колеса 7. Давление в нагнетательном трубопроводе 8 поддерживается за счет насоса питания 10. Последний, при отклонении МТА от заданного пути, получает сигнал от блока управления устройства навигационной системы за счет чего дополнительный насос-дозатор направляет масло по трубопроводу в рабочую полость гидроцилиндра в количестве пропорциональном необходимому углу поворота МТА для возврата его на требуемую траекторию движения. Соответственно, автоматическая система управления осуществляется за счет дополнительного насос-дозатора, тем самым не ограничивая возможность мгновенного перехода на ручное управление МТА.
Блок управления может быть реализован на основе микроконтроллера с приемником GPS/ГЛОНАСС сигнала. [1]
Источники информации
1. Балабанов В.И. Навигационные технологии в сельском хозяйстве. Координатное земледелие: учебное пособие / В.И. Балабанов, А.И. Беленков, Е.В. Березовский: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева; Москва; 2013 http://www.litres.ru/pages/biblio_book/art=8611769
2. Ксеневич И.П., Тракторы. Конструкция: учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению «Наземные транспортные системы» и специальности «Автомобиле- и тракторостроение» / И.П. Ксеневич, В.М. Шарипов, Л.X. Арустамов и др.; Под общ. ред. И.П. Ксеневича, В.М. Шарипова. - М.: МГТУ «МАМИ», 2001. - 821 с.
3. Патент на полезную модель RU 183287 U1, МПК А01В 69/04, 2006.01, МПК B62D 5/04, 2006.1. Исполнительное устройство для автоматического управления машинно-тракторным агрегатом / Линенко А.В., Азнагулов А.И., Ямалетдинов М.М.; заявитель и патентообладатель Башкирский гос-й аграрный ун-т, 17.09.2018 г.
4. Флеер Д.Е. Современное состояние и тенденции развития гидросистем тракторов и сельхозмашин: аналитический обзор / Д.Е. Флеер; Под ред. И.П. Ксеневича. Минск: ПК ООО "ПолиБиг", 1997. 105 с.