NO133242B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning for automatisk innstilling og/eller parallellføring av en føring for styring av et arbeidsorgan anordnet på denne, hvilken føring for eksempel danner en matebjelke langs hvilken en fjellboremaskin er forskyvbar frem og tilbake, eller en skinneanordning langs hvilken det løper en fallvekt, hvilken føring er montert svingbar i to i forhold til hverandre under en vinkel stående plan på et organ koblet mellom føringen og en bevegbar underdel for understøttelse av denne, samt er utstyrt med drivorganer for sine svingebevegelser i de nevnte plan.

Føringer av denne type finnes blant annet i form av matebjelker

for fjellboremaskiner som er forskyvbare frem og tilbake langs disse bjelker, men kan også forekomme i andre forbindelser, f.eks.

i form av skinneanordninger langs hvilke det løper arbeidsorganer så som fallvekter.

Ved bruk av slike føringer er det av vesentlig betydning at disse lett og korrekt kan innstilles i ønsket stilling og dessuten må

de kunne parallellføres fra et virkeområde til et annet for de på føringene anordnede arbeidsorganer. Dette er f.eks. tilfelle i forbindelse med de i form av matebjelker for fjellboremaskiner forekommende føringer, hvor det dels ved såkalt vifteboring inn-

går i arbeidsmetodikken ofte å endre såvel helning som peiling av føringene, hvilket hittil har vært tidkrevende og krevet stor omhu for å oppnå tilstrekkelig nøyaktighet, og det dels ved såvel tunnel-drivning som pallsprengning er av den største betydning at ved siden av hverandre utførte borehull forløper parallelt med hverandre. Til disse formål er føringene også ved manuell styring svingbare i de nevnte to plan ved hjelp av drivorganene, slik at de kan bibringes ønsket innstilling og ved bevegelse <fxa et virkeområde for arbeidsorganene til et annet virkeområde ved behov innstilles

slik at det oppnås parallellitet mellom føringenes stillinger ved de ulike områder. Dette er imidlertid en fremgangsmåte som krever både omhu og tid, særlig for å få en tilstrekkelig nøyaktig parallellitet ved pallsprengning, hvor det ofte i praksis er vanskelig å oppnå tilstrekkelig kontroll over føringenes peiling.

Det er riktignok fremsatt ulike forslag til en mer eller mindre automatisert innstilling og parallellføring av matebjelker for fjellboremaskiner, men da ingen av disse forslag har tatt nødven-dig hensyn til de ved pallsprengning forekommende, store terreng-variasjoners vesentlige innflytelse, eller til bjelkenes peiling som i denne forbindelse omfatter retningen av bjelkenes projeksjon i horisontalplanet, er de nevnte ulemper ennå tilstede.

Foreliggende oppfinnelse har til formål å fjerne disse ulemper, og dessuten gi anvisning på en anordning av den omhandlede art, som foruten at den skal være direkte appliserbar uansett konstruk-sjonen av de armer som vanligvis danner de mellomkoblede organer mellom undervognen og føringene, også gir den ønskede førings-stilling både efter en helningsendring og efter en rétningsendring av undervognen uten at maskinpasseren derfor behøver å foreta en ny innstilling av anordningen. Med andre ord skal den omhandlede anordning kunne gi en innstilling og en parallellføring av matebjelkene som er i hovedsaken uavhengig av maskinkonstruksjonen, terreng- og markforhold samt peilingsretning.

Praktiske prøver utført med en utførelsesform for en anordning ifølge oppfinnelsen, viser at de nevnte formål er oppnådd fullt ut, og at muligheter såvel for en automatisk innstilling som for en helt korrekt parallellføring er oppnådd både med hensyn til peiling og til helning i forhold til loddlinjen. Oppfinnelsen har altså vist seg å utgjøre løsningen på et vanskelig og tidkrevende problem og har muliggjort at en ønsket helning og peiling for føringene fås lett og eksakt bare ved innstillinger på et instrumentpaneli

Det for oppfinnelsen vesentlig karakteriserende består i med føringens drivorganer og innbyrdes forbundne giver- resp. sammenligningsenheter som alt efter underdelens, det nevnte mellomkoblede organs og/eller føringens egen stilling i forhold til jordens ■koordinatsystem, avgir signaler som styrer innstillingen av føringen i en bestemt retning og med en bestemt vinkel i forhold til loddlinjen.

Oppfinnelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til de skjematiske figurer, hvor

figur 1 er et sideriss av et mobilt fjellboreaggregat med føringer i form av matebjelker for styring av på disse anordnede arbeidsorganer i form av fjellboremaskiner som kan forskyves frem og tilbake på bjelkene,

fig. 2 og 3 viser dette aggregat sett fra oversiden og bakfra, figur 4 viser et prinsippskjema for en utførelsesform for oppfinnelsen som styrer innstillingen og parallell-føringen av de på fig. 1-3 viste bjelker,

figur 4a viser skjematisk et delriss i større skala av en kursgiver som inngår i utførelsesformen på figur 4,

figur 4b viser et skjematisk vertikalsnitt gjennom kursgiveren på figur 4a,

. figur 4c viser et koblingsskjema for kursgiveren på figur 4a, figur 5 viser aggregatet på figur 2 forsynt med en annen ut-førelsesform for anordningen ifølge oppfinnelsen, figur 6 viser et prinsippskjema for denne utførelsesform, og fig. 7 og 8 viser to beregningsanordninger for styring av

føringene ifølge figur 5.

Det på figur 1, 2, 3 og 5 viste fjellboreaggregat er av helt kon-vensjonell type. Det har for sine bevegelser på arbeidsplassen en med drivbelter 1 forsynt undervogn 2. Den bærer i den her viste utførelsesform to løftebommer 3 som er både svingbare og hev- og senkbare i forhold til undervognen. Disse bommer er festet med den ene ende på undervognen og bærer i den frie ende hver sin matebjelke 4. Disse utgjør føringer for styring av en på hver av disse anordnet fjellboremaskin 5 som kan forskyves frem og tilbake langs den tilhørende bjelke og derved bibringe boret 6 den for dette nødvendige fremmatning.

De to matebjelker eller føringer 4 er montert på bommene 3 slik

at de er svingbare i to i forhold til hverandre vinkelrette plan, henholdsvis for tipping og dreining i forhold til en loddlinje gjen-

nom deres svingakser. Tippingen og dreiningen i de to i forhold til hverandre vinkelrette plan fremgår av fig. 1 og 3, hvor tippevinklene og dreievinklene er vist som - og - y , hvilke vinkler altså ligger i hvert sitt av de to plan. For svingbe-vegelsene i planene er bjelkene 4 utstyrt med drivorganér i form av hydraulikkanordninger 7 og 8. Av disse utfører anordningen 7 bevegelsene i tippeplanet, mens anordningen 8 utfører bevegelsene i dreieplanet. Begge disse anordninger samvirker med her ikke nærmere beskrevne hydraulikkanordninger for manøvrering av bommene 3 ved hjelp av oljetrykk fra én eller flere hensiktsmessig på undervognen 2 plasserte pumper.

Da anordningen ifølge oppfinnelsen er bestemt for både innstilling og parallellføring av en føring for styring av et på denne anordnet arbeidsorgan, og det i de her viste utførelseseksempler finnes to slike føringer, nemlig bjelkene 4 som bærer fjellbore-maskinene 5, kreves det to samvirkende anordninger. Disse omfatter giver- resp. sammenligningsenheter som er forbundet med hverandre og som er koblet til drivorganene 7, 8 for hver føring eller hver bjelke 4. Alt efter de individuelle stillinger av undervognen 2, av de i form av løftebommer 3 mellom undervognen og føringene eller matebjelkene koblede organer og/eller av selve føringene, avgir disse enheter signaler for automatisk innstilling av hver av føringene eller matebjelkene i en bestemt peiling og en bestemt vinkel i forhold til loddlinjen.

Da anordningen ifølge oppfinnelsen foruten å ta hensyn til stillingen av matebjelkene også tar hensyn til stillingen av undervognen 2 og de tilhørende bommer 3, er, for å lette forståelsen av oppfinnelsen, de vinkler som bestemmer peilingen for hver av bjelkene 4 ved den første og den annen av de her viste utførel-sesformer for oppfinnelsen, angitt på fig. 2 resp. 5. På fig. 2 er dessuten med henblikk på den første utførelsesform angitt hvorledes et sikte samvirkende med en kursgiver 9 anordnet på undervognen 2, innstilles på ønsket kursretning eller peiling for bjelkene 4. På figur 5 er med henblikk på den annen utførelses-form på tilsvarende måte angitt hvorledes et sikte samvirkende med en kursgiverindikator anordnet på undervognen 2, svarende til

i det minste én av de på matebjelkene anbragte kursgivere 12, inn-

stilles på ønsket kursretning eller peiling for bjelkene 4.

Det på figur 4 viste prinsippskjema for en første utførelsesform for anordningen ifølge oppfinnelsen som er vist i fjellbore-aggrégatet i figurene 1 til 3, omfatter for klarhets skyld foruten de kretser som angår peilingen av undervognen 2, bare manøv-reringskretsene for bevegelsene i dreinings- resp. tippingsplanet for den ene av de på dette aggregat forekommende bjelker 4.

Som det fremgår av figur 2 og figurene 4a til 4c er virkemåten av anordningen i prinsippet tilsvarende et ildledningssystem for skipsartilleri. Kursgiveren 9 som er den avgjørende enhet for be-stemmelse av peilingen av matebjelkene, kan være utført på for-skjellige måter og kan f.eks. omfatte et kompass forsynt med en kompassnål 9a og et indikatorhus 9b fast montert i en boks 9c

på undervognen 2 og forsynt med en kursfølger 9d. Kursfølgeren er gjennom en transmisjon 9e forbundet med en skala 9f på en resolver 10 på slik måte at rotasjon av kursfølgeren 9d i urviserretningen resulterer i en rotasjon mot urviserretningen av skalaen 9f på resolveren 10 og vice versa. Som det sees på figur 4a er angivelsen for både resolverskalaen 9f og kursfølgeren 9d når den siste peker rett fremover i boreaggregatets lengderetning, markert N. For å lette det arbeide som er forbundet med jus-tering av peilingen av matebjelkene som bl.a. kan være gitt i relasjon til siktemerker på marken, er kursfølgeren 9d hensiktsmessig forsynt med en festeinnretning for et sikteteleskop 9g eller lignende. Sikteteleskopet 9g bør være forbundet med kurs-■følgeren 9d ved hjelp av festeinnretningen slik at den er stasjo-nær i forhold til kursfølgeren 9d, men er innrettet til rotasjon med kursfølgeren 9d i boksen 9c og til å ha den forannevnte refe-ranseposisjon N når den peker rett fremover i boreaggregatets lengderetning.

Med hensyn til vinklene (3 og ty/ som vist på figur 2, vil en sender-del 9i av kursindikatoren 9d (figurene 4b og 4c) avføle retningen av det jordmagnetiske felt og er slik koblet at den avgir signalspenninger til resolveren 10, hvilke signalspenninger utgjør et mål for peilingsvinkelen av undervognen 2 eller boreaggregatet i forhold til det nevnte felt. Når kompassnålen 9a og kursfølgeren 9d ligger på angivelsen N på skalaen på indika-torhuset 9c, vil vinkelen (p være lik 0 hvis peilingen av boreaggregatet i denne posisjon er definert til å være 0.

For efter resolveren 10 å oppnå et signal som representerer en måling bare av vinkelen ty, som angir den ønskede peiling eller den ønskede vinkelavvikelse av undervognen 2, er det nødvendig med det system som inngår i utførelsesformen på figurene 4a til 4c for å innrette sikteteleskopet 9g og kursfølgeren 9d på den ønskede peiling og å foreta låsning i denne. Derefter blir en betjeningsknapp 9h på resolveren 10 dreiet til den samme tallver-di som for den angitte vinkel på skalaen 9f, som kan avleses på skalaen 9j på kompassnålen 9b, hvilket betyr vinkelen mellom kompassnålen 9a og nullposisjonen av skalaen 9j, hvorefter resolver-betjeningsknappen blir låst i forhold til boksen 9c. Efter disse operasjoner vil innstillingen av systemet tilveiebringe referanse-verdier for alle fremtidige endringer i retningen av boreaggregatet forutsatt at den innstilte ønskede peiling skal opprettholdes, dvs. at signalet efter resolveren 10 alltid vil være et mål på vinkelen ty uansett hvordan boreaggregatet eller undervognen dreies på sine belter 1.

Innstilling av matebjelkens peiling ved hjelp av det forannevnte system kan enklest forklares ved å anta at siktet 9g med kurs-følgeren 9d og dermed også skalaen 9f på resolveren 10, alle peker rett fremover (N) i lengderetningen av enheten. Kompassnålen 9a i kursindikatoren vil da innta en stilling svarende til vinkelen (3 - ^) i forhold til lengderetningen og dermed også i forhold til kursfølgeren 9d. Hvis siktet 9g nå dreies sammen med kursfølgeren 9d til vinkelen (- t<y>) slik at siktet 9g peker i den ønskede retning for matebjelkene 4, vil kursindikatorens nål 9a fremdeles vise vinkelen (P -*|<i>) i forhold til skalaen 9j på kursindikatoren, men vil av seg selv ta vinkelen p i forhold til kurs-følgeren 9d. Hvis betjeningsknappen 9h på resolveren 10 nå ;blir innstilt slik at verdien på skalaen 9f er den samme som kan avleses på skalaen 9j for kompassnålen 9a, er resolveren blitt innstilt (-3) og resolveren subtraherer vinkelen p fra kursindikatorens avlesning, hvorved utgangssignalet fra resolveren 10 ;er et mål for vinkelen y inntil en ny innstilling gjøres, uav- ;hengig av hvordan boreaggreatet eller -enheten dreies. ;Ved det svinglager med hvilket en løftebom 3 er forbundet med boreaggregatets undervogn 2, er det ved en anordning ifølge prinsippskjemaet på figur 4 plassert en vinkelgiver eller resolver 11 som avføler bommens dreiningsposisjon i terrengplanet og i forhold til undervognen. Denne vinkelgiver 11 er ikke vist på fig. 1-3, men derimot på figur 4. ;I vinkelgiveren 11 adderes ytterligere <q>q til det fra resolveren 10 kommende signal og sinus og cosinus av summen dannes, hvorved ;man som utgangssignaler til de to manøverkretser 15 og 16 for en bjelke 4 får I^sin (qq + V) resp. K-^cos (aQ+ if) , hvilke signaler utgjør referanser for matebjelkeinnstillingen i dreie- resp. tipperetningen. ;I manøverkretsene 15 og 16 inngår en helningsvelger 17 som enten kan være av såkalt kontinuerlig eller av såkalt skrittvis type og er bestemt for matebjelkens helningsinnstilling i forhold til loddlinjen. De fra giveren 11 kommende signaler føres efter de-modulering og filtrering i de to manøverkretser 15 og 16 sammen med det fra den for begge kretsene felles helningsvelger 17 kommende signal, og meddeles derefter i form av et børverdisignal for helningen av matebjelken i dens dreiningsplan resp. et bør-verdisignal for helningen av den nevnte bjelke i dens tippingsplan, til en i hver av de to manøverkretser inngående sammenligner 18 resp. 19. Fra sammenligneren 18 i manøverkretsen 15 for bevegelsene av bjelken 4 i dreiningsplanet utgår derefter et reguleringssignal som påvirker en magnetventil for hydraulikkmotoren 8 som derefter fører bjelken frem i dens dreiningsplan til den ønskede stilling er oppnådd i dette, hvilket avgjøres ved at et signal avgis fra en på bjelken anordnet og i dennes dreiningsplan vinkelavfølende pendelgiver 20 av en til formålet passende type, hvilket signal efter passende behandling tilbakeføres til sammenligneren 18. ;På tilsvarende måte utgår det på samme tid fra sammenligneren ;19 i manøverkretsen 16 for bevegelsene av bjelken 4 i tippingsplanet et reguleringssignal som påvirker en magnetventil for hydraulikkmotoren 7, som derefter fører bjelken frem i dens tippingsplan til den ønskede stilling er oppnådd. Dette avgjøres ved at et signal avgis fra en på bjelken anordnet og i dennes tippingsplan vinkelstilling-avfølende pendelgiver 21 av en til formålet passende type, hvilket signal efter passende behandling tilbakeføres til sammenligneren 19. . Av hva som her er angitt fremgår at de i anordningen ifølge oppfinnelsen forekommende giverorganer blant annet består av i terrengplanet vinkelavfølende innretninger. Ved den her beskrevne utførelsesform omfatter disse dels de méd den på undervognen plasserte kursgiver 9 samvirkende organer og da fortrinnsvis resolveren 10, dels vinkelgiveren 11 som er anordnet ved løftebom-menes festeledd på undervognen 2 og avføler den innbyrdes vinkel mellom henholdsvis løftebom og undervogn. Dessuten består giver-organene av i det vertikale plan vinkelavfølende organer som ved den beskrevne utførelsesform består av de to loddavfølende instrumenter eller pendelgivere 20 og 21, som er plassert på bjelken 4 eller i prinsippet også kan være plassert på fjellboremaskinen 5, i hvert sitt av de to plan, i hvilke bjelken 4 er bevegelig. Disse pendelgivere inngår i en retningsstyring som er gjort til gjenstand for en avdelt patentsøknad, nr. 74.2162. ;Selve innstillingen av bjelkens vinkel i forhold til loddlinjen og av dens peiling skjer, som forklart, ved hjelp av helnings-velgeren 17 for vinkelen og ved hjelp av et med det retnings-givende instrument, i det foreliggende tilfelle kursgiveren 9, samvirkende velgeranordning, f.eks. i form av resolveren 10, for peilingen. ;Den utførelsesform for anordningen ifølge oppfinnelsen som fremgår av prinsippskjemaet i figur 4, er anvendelig ved en hoved-sakelig horisontal oppstilling av undervognen 2 og er slik at mo-derate helningsvariasjoner i oppstillingen normalt gir en for de fleste praktiske behov helt akseptabel innstillingsnøyaktighet for bjelkene 4. Den store fordel ved denne utførelsesform er at bare én kursgiver kan betjene flere føringer eller bjelker 4, og at det i visse sammenhenger synes å være mer hensiktsmessig med en plassering av kursgiveren på undervognen. ;Ønsker man derimot en anordning ifølge oppfinnelsen som er helt uavhengig av terrengvariasjonene,dvs. som ikke krever en hoved-sakelig horisontal oppstilling av undervognen, kan den utførel-sesform som fremgår av prinsippskjemaet på figur 6 og av figur 5, ;med fordel velges. ;Ved denne utførelsesform benyttes en kursgiver 12 for hver separat bjelke 4, slik at man direkte av dens opplysninger kan få retnin- ;gen av begge de vertikalplan i hvilke de respektive bjelker dreier seg eller tippes (fig. 5). Dette blir oppnådd f.eks. ved at kursgiveren 12 (fig. 5 og 6) plasseres enten på selve bjelken 4 eller på en forlengelse av denne, hvor den orienteres slik at den direk- ;te angir retningen av det vertikalplan i hvilket bjelken 4 tippes. Kursgiveren 12 kan også plasseres på selve arbeidsorganet, dvs. ;i det her viste tilfelle på boremaskinen 5, såfremt denne ikke kan dreie seg om en akse i bjelkens 4 lengderetning. ;Ved førstegangs-innstilling foretatt efter angivelse i det om-givende terreng skal ved denne utførelsesform for anordningen ifølge oppfinnelsen, undervognen 2 være oppstilt horisontalt og minst én løftebom 3 peke i fjellboreaggregatets lengderetning rett fremover (fig. 5). Herefter er fremgangsmåten ved innstillingen den samme som beskrevet for den første utførelsesform for anordningen ifølge oppfinnelsen. Det skal imidlertid nevnes at re-solvervrideren er felles for begge de forekommende bjelker 4 og derfor er koblet til den for h<y>er av disse bjelker anordnede resolver 10. På denne måte kan vinkelen (3 subtraheres samtidig for begge bjelkene, hvilket innebærer at det fra hver av de to resolvere 10 utgående signal blir et direkte mål for VQVE resp. ;H' OHØ* ^om ^e^" ^rem9'ar av figur 5 angir '^q vinkelavvikelsen mellom' de vertikalplan i hvilke bjelkene tipper og den ønskede kursretning eller peiling.

Ved en innstilling foretatt efter kursangivelse gås det frem som

ved den i det ovenstående beskrevne utførelsesform for anordningen ifølge oppfinnelsen, dvs. at kravet om horisontal oppstilling og fremoverretning av en løftebom bortfaller.

Også det på figur 6 viste prinsippskjema angår bare. den ene av bjelkene 4. I prinsippet arbeider den i dette skjema beskrevne utførelsesform for anordningen ifølge oppfinnelsen også omtrent som et ildledningsanlegg for fartøysartilleri.

Kursgiverne 12 er her kombinerte kurs- og helningsgivere som er ubevegelig forbundet med hver sin bjelke 4 eller annen form for føring eller arbeidsorgan, og således i ethvert henseende beveger seg sammen hermed. En kardansk eller annen pendlende opphengning eller tilsvarende stabilisert opphengning kreves derfor ikke.

De nevnte giveres individuelle koordinatsystemer er på denne måte fikserte i forhold til føringen og er bevegelige i forhold til loddlinjen samt jordens gravitasjons- og magnetfelt, hvorfor tilsvarende omregninger blir nødvendige for å få signaler for innstilling av føringen på en bestemt peiling og i en bestemt vinkel i forhold til loddlinjen.

Ved å anvende givere som er fast montert på føringene eller bjelkene 4 oppnås følgende fordeler: Givernes montering på føringene og de for dette nødvendige montasjedeler blir meget enklere. Giverne behøver ikke å inneholde bevegelige deler eller

å samvirke med slike, f.eks. kardanringer, helningsindikerende pendelgivere og lignende. Ved at bevegelige deler faller bort på samme måte som mekaniske dempere for pendler og kardanopphengninger og lignende, arbeider giverne hurtigere. Risikoen for skade på givere og med disse samvirkende deler er mindre, hvilket for fjell-boreaggregater og lignende maskiner for vanskelige arbeidsforhold har stor betydning.

Et system med kursgivere med magnetkompass og kardansk opphengning sammen med de for disse nødvendige pendelgivere, eventuelle dempere og lignende, er åpenbart for tiden billigere enn et system med givere som ved hjelp av ubevegelige organer bestemmer jord-magnetfeltets komponenter, selv om man tar hensyn til omkostningene ved nødvendig automatisk beregningsanordning, men denne for tiden gjeldende ulempe vil i mange tilfelle veie lett mot de foran nevnte fordeler. Det må også nevnes at en giver uten bevegelige deler montert direkte på bjelkene 4, er utsatt for meget hårdere rystelser enn en på undervognen montert og eventuelt fjærende, kardansk opphengt giver, men moderne anordninger for måling av jord-magnetfeltets komponenter (hvor her bare deres vinkler eller rela-tive.størrelse i forhold til hverandre behøver å bestemmes) er meget små og ufølsomme og kan meget lett monteres, eventuelt på støtdempere eller lignende, pg er i seg selv meget billige. Som eksempel på slike moderne feltkomponentmålere kan nevnes halv-lederanordninger med såkalte magnistorer, magnetdioder eller "f lux-gate-"-magnetometre. Hall-givere og feltplater er mindre hensiktsmessige for tiden.

Fig. 7 og 8 viser hver sitt eksempel på en beregningsanordning som avgir signaler for styring av matebjelkenes eller føringenes ønskede tipping og dreining ved hjelp av hydraulikkmotorene 7 og 8.

For å forstå formålet med og funksjonen av de på figur 7 og 8 viste anordninger forklares først de beregninger som disse skal utføre. Dessuten behandles for klarhets skyld bare det tilfelle at boreaggregatet har kun én bjelke 4 med en på denne fast montert, kombinert helnings- og kursgiver 12. Ved innbyrdes uav-hengige dreie- og tippbare matebjelker må disse være forsynt med hver sin giver og hver sin beregningsanordning.

Koordinatsystemet for den kombinerte giver 12 er et rettvinklet høyrehåndssystem som er uavhengig av loddlinjen eller magnet- og gravitasjonsfeltets koordinatsystem, og hvor giverens koordinat-akser er x, y og 2. Bare når bjelken 4 er vertikal stemmer loddlinjen og giverens koordinatakse, z overens, og. denne strekker seg da vertikalt nedover, mens x-aksen faller sammen med retningen for .det mellomkoblede organ 3 rett fremover og y-aksen er rettet horisontalt mot høyre i tverretningen under en rett vinkel med både loddlinjen og x-aksen.

Horisontalprojeksjonen av koordinataksen x danner vinkelen \ y med den ønskede peilin<g> 3. Koordinataksen z danner vinkelen y med loddlinjen. Den ønskede matebjelkehelning er y 3. De rådende tippe- og dreievinkler for føringen 4 (er-verdiene) er yt og yv. Det jordmagnetiske felts horisontale og vertikale komponenter er B^ resp. Bv- De av giveren målte jordfeltkomponenter i giverens koordinatsystem x, y, z er Bx, B^ resp. Bz< Hvis det jordmagnetiske felts inklinasjonsvinkel betegnes med j, da er inklinasjonen I = tg j = Bv/Bh.

Det signal som representerer forskjellen mellom tippingens er-verdi og bør-verdi betegnes med Sfc, og det tilsvarende signal for dreiningen betegnes med Sv, hvor begge disse signaler er såkalte feilsignaler som ved hjelp av et servosystem styrer tippe-resp. dreiehydraulikkmotorene 7 og 8.

For styring av føringen ved hjelp av de sistnevnte signaler gjelder at

Det antas nå at man benytter en giver av kjent type som utvikler elektriske signaler, som representerer hver sin av de tre mag-netiske komponenter. Bx, B og Bz, fortrinnsvis slik at signalene er proporsjonale med disse komponenter. Ved hjelp av disse signaler utvikles f.eks. i ikke viste tilpasningsforsterkere, elektriske signaler som representerer B^/ B^, B^/B^ resp. Bz/B^. På lignende måte kan også forholdet I = B^/ B^ dannes, dvs. inklina-sjonens verdi I som er lik inklinasjonsvinkelens tangens. Det skal bemerkes at det jordmagnetiske felts vertikale og horisontale komponenter Bv resp. vanligvis kan ansees for å være konstante, slik at en engangsinnstilling av disse verdier, imidlertid helst med justeringsmulighet, er tilstrekkelig, hvilket kan skje ved

å innstille de nevnte tilpasningsforsterkeres forsterkningsfaktor på samsvarende måte. De to jordmagnetiske komponenter behøver således ikke bestandig å måles av en særlig giver eller lignende.

Beregningsanordningene ifølge fig. 7 og 8 utfører beregninger på basis av følgende:

Ved hjelp av ligningen (6) elimineres derefter den variable y i ligningene (3) - (5) , hvorefter de tre verdier yt, y v og ( fjo beregnes av disse tre ligninger.

Hvis man innfører inklinasjonen I = tg j = B^/B^, får man:

På lignende måte som de to vanligvis konstante verdier Bv og B^ innføres i forsterkere som direkte eller ved hjelp av etterføl-

gende trinn utvikler signaler tilsvarende B^/B^, B^/B^ og B /B^, 'kan også forholdet I = B^/B^' bestemme forsterkningsfaktoren

i visse, nedenfor omtalte, forsterkere. Her må det nevnes at. verdiene I, Bv og B^ er naturgitte og som kjent kan variere lang- .

somt med tiden og være litt ulike i ulike geografiske områder. Opplysninger herom publiseres hvert år av myndighetene. I det

følgende antas at de som eksempel beskrevne anordninger er for-

synt med justeringsorganér for eventuell korrigering av disse en-gangs-stillbare verdier.

I det følgende må dét huskes hva som nettopp er nevnt om de tre naturgitte verdier og dessuten at _cos yt cos Yv = cosY og at det med hensyn til helningsvinkelen YP kan foretas den tilnærmelse at dens tangens er omtrent lik dens sinus, da man ofte ikke behøver å regne med større helning og større krav til nøyaktig-heten enn at denne tilnærmelse kan gjøres for å forenkle beregningsanordningen.

Hva angår tilslutninger og mekaniske, vanligvis manuelle innstil-lingsorganer stemmer de to anordninger ifølge figur 7 og 8 overens, idet imidlertid som nevnt justeringsorganene for verdiene B^,

B^ og I = B^/ B^ ikke er vist.

Hver av anordningene har et passende manuelt innstillingsorgan 31 for den ønskede helningsvinkel VP °g et lignende organ 32

for den ønskede peilingsvinkel (3, f.eks. betjeningsknapper eller -håndtak for dreining av en resolver (R) som danner trigonometriske funksjoner av disse vinkler. Dessuten har hver anordning tre innganger X, Y og Z for tilslutning til giveren som til disse avgir de fra denne kommende,målte verdier B^/B^,. B^/B^ resp.

Bz/B^( som således er er-verdier og i beregningsanordningen sam-

menlignes med bør-verdier.

Betegnelsene og symbolene på de to figurer har følgende betyd-ninger: Det finnes tre med dobbeltringer betegnede innganger X,

Y og Z som nettopp nevnt. Dessuten finnes det to utganger A og

B, hvor utgangen A avgir feilsignalene for tippeservo tilsvarende ligning (1), altså signalet Sfc til servoanordningen for tippe-hydraulikkmotoren 7, mens utgangen B avgir signalet Sv til servoanordningen for motoren 8 ifølge ligning (2).

Elektriske forbindelser er angitt med enkelt strek og mekaniske innstillingsakseler er vist med dobbelt strek og en bueformet pil.

Det med 1 betegnede uttak er tilsluttet et elektrisk signal, f.eks. en fast spenning, som representerer verdien 1 for i et subtraksjons-trinn SUB å o danne verdien 1-cos 2y ved at kretsens subtrahend-inngang tilføres et signal tilsvarende cos 2y.

Forøvrig har de i anordningen inngående elementer følgende be-tegnelser: Resolvere R, servomotorer M for resolvere, sammenlignere i form av aritmetiske trinn, f.eks. subtraherende, adde-rende, dividerende og multipliserende trinn SUB, ADD, DIV resp. MULT og et kvadratrotdannende trinn ROT samt operasjonsforsterkere F. Med -I betegnede elementer er også forsterkere, men med en ifølge inklinasjonen I innstilt forsterkningsfaktor.

Trekantene som angir forsterkere F og -I er. rettet slik at de angir forsterkningsretningen, dvs. trekantens topp er inngangen og grunnlinjen er utgangen. Pilene angir retningen av '.de. elektriske signaler. Det skal bemerkes at trekantsymbolene for en forsterker ofte vises motsatt rettet i mangel av normer for dette. På de fleste av ledningene på figur 7 og 8 er det angitt de verdier som er representert av de på ledningene overførte signaler, og på de øvrige ledninger kan man uten videre innse verdien av de over-førte signaler og deres retninger, slik at en detaljert beskrivelse av de to figurer er unødvendig.

I slike tilfeller hvor begge innganger til et multipliserende trinn er forbundet med hverandre og med bare en tilledning, virker trinnet som kvadrerende trinn.

I de tilfeller hvor to eller tre resolvere er vist i form av en dobbelt- eller tredobbelt blokk, utføres det en mekanisk vinkel-verdioverføring mellom disse resolvere som direkte kan utleses av de ved inn- og utgangene anførte verdier. F. eks. forekommer det øverst på figur 7 en av to resolvere R sammensatt dobbelt-blokk, i hvilken den ene resolver R mates elektrisk med trigonometriske verdier av helningsvinkelen yp og mekanisk fra den underste, annen resolver R med vinkelen ^o. Den sistnevnte resolver mates dels elektrisk med trigonometriske verdier av den innstilte, ønskede peilingsvinkel p og dels mekanisk med vinkelen o mellom horisontalprojeksjonen av koordinaten x og peilingen p. Fra den underste resolver videreføres således vinkelen 14) 0 til

den øverste resolver og dessuten danner den underste resolver verdiene cos (p +ty/o) og -sin (p +t^o) ved hjelp av sine inngangs-signaler.

Beregningsanordningen ifølge figur 8 adskiller seg fra den ifølge figur 7 ved at de fleste av de multipliserende trinn MULT på figur 7 faller bort i figur 8, hvor det til erstatning benyttes flere resolvere enn på figur 7.

Blokkskjemaene ifølge fig. 7 og 8 er fortrinnsvis for analog be-regning, men disse anordninger kan ifølge det samme viste prinsipp utføres for delvis eller eventuelt helt å arbeide med digital be-. regning, hvorved man kan oppnå større nøyaktighet og kan benytte sammenlignere i form av aritmetiske beregningstrinn og hukommelser, eventuelt også trigonometriske trinn (som helt eller delvis er-statter vanlige resolvere) og som er velkjente og gjennomprøvede i datateknikken og er forholdsvis billige.

Resolvere finnes i mange, delvis helt ulike utførelsesformer og behøver ikke å beskrives her. Som eksempel kan nevnes at den med innstillingsorganet 31 forsynte resolver R, som skal omdanne p til tgp, helt enkelt kan bestå av et helst ulineært, f.eks. logaritmisk potensiometer, hvor vinkelskalaen for innstillingen av organet 31 er gradert slik at potensiometeret avgir en i forhold til tgp pro-porsjonal spenning hvis p innstilles ifølge skalaen.

Den praktiske manøvrering innskrenker seg til at man manuelt

innstiller den ønskede peiling (3 og helning hvorefter ut-

gangene A og B avgir feilsignaler ifølge ligningene (1) og (2)

til tippe- og dreiehydraulikkmotorenes servostyringer, hvorved matebjelkene innstilles i ønsket stilling, slik at peiling og helning forblir uendrede uavhengig av arbeidsmaskinens (fjellboreaggregatets) bevegelser, dvs. uavhengig av f.eks. kjøreret-

ning og terrenghelning.

Claims (10)

1. Anordning for automatisk innstilling og/eller parallell-

føring av en føring for styring av et arbeidsorgan anordnet på denne, hvilken føring f.eks. danner en matebjelke (4) langs hvilken en fjellboremaskin (5) er forskyvbar frem og tilbake, eller en skinneanordning langs hvilken det løper en fallvekt, hvilken iør.ing er montert svingbar i to i forhold til hverandre under en vinkel stående plan på et organ (3) koblet mellom føringen og en bevegbar underdel (2) for understøttelse av denne, samt er utstyrt med drivorganer (7, 8) for sine svingebevegelser i de nevnte plan, karakterisert ved med føringens (4) drivorganer (7, 8) og innbyrdes forbundne giver- resp. sammenligningsenheter (9,11,12,20,21 resp. 18,19) som alt efter underdelens (2), det nevnte mellomkoblede organs (3) og/eller føringens (4) egen stilling i forhold til jordens koordinatsystem, avgir signaler som styrer innstillingen av føringen i en bestemt retning og med en bestemt vinkel i forhold til loddlinjen.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at giverorganerie består tildels av i horisontal- eller markplanet vinkelavfølende organer (9,11,12), tildels av i vertikalplanet vinkelavfØlende organer (20,21).

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at de i horisontal- og/eller markplanet vinkelavfølende organer omfatter tildels en første vinkelgiver anbragt på underdelen (2) og innrettet til å samvirke med et retningsangivende instrument, f.eks. en kursgiver (9), hvilken vinkelgiver gir referanse til den bestemte retning fra hvilken alle vinkler i horisontal- og/eller markplanet beregnes under arbeidets gang, tildels en vinkelgiver (11) anbragt mellom underdelen (2) og det mellomkoblede organ (3) for registrering av den innbyrdes vinkel mellom det mellomkoblede organ (3) og underdelen (2).

4. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at de i horisontal- dg/eller markplanet vinkelavfølende organer omfatter et retningsangivende instrument, f.eks- en kursgiver (12) som bæres åv føringen (4) eller av det på denne anordnede arbeidsorgan (5) som da er ikke-roterbart om akser forløpende i føringens lengderetning.

5. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at de i vertikale plan vinkelavfølende organer omfatter ett eller flere loddavfølende instrumenter, f.eks. i form av pendelgivere (20,21) som er anbragt på føringen (4) eller på det på dette anordnede arbeidsorgan (5) samt er virksomme i to plan som danner vinkel med hverandre.

6. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at føringens (4) vinkel i forhold til loddlinjen henholdsvis dens retning er innstillbare ved hjelp av en velgeranordning (17) for vinkelen henholdsvis en velgeranordning (10) for retningen samvirkende med det retningsangivende instrument, f.eks. kursgiveren (9, 12). '

7. Anordning ifølge krav 1 eller 6 i kombinasjon med bare krav 1, karakterisert ved at en sammen med føringen (4) bevegelig kurs- og helningsgiver er utført for å avgi tre magnetfeltsignaler (ved X, Y, Z) (Fig. 7 og 8), som representerer hver sin av et i forhold til giveren ubevegelig koordinatsystems (x, y, z) tre koordinatverdier (Bx, B^., B^) for dette systems tre jordfeltkomponenter i forhold til en i hovedsaken fast komponent (B^) av det jordmagnetiske felt, og at sammenligningsenheter, hensiktsmessig aritmetiske og trigonometriske enheter, sammenligner (ved hjelp av M) de av de nevnte signaler representerte, faktiske verdier (B^B^, B^/B^, B^B^) med ønskede (ved hjelp av 31, 32) innstilte verdier og avgir styresighaler (ved A, B) som represen- terer eventuelle ulikheter mellom de faktiske og de ønskede verdier til drivorganene for føringens peiling og for dennes helning i forhold til loddlinjen.

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at giveren inneholder tre feltkomponentgivere som bare består av ubevegelige deler og er ubevegelige i forhold til føringen samt avgir hvert sitt komponentsignal (Bx, B^, Bz) som settes i relasjon, f.eks. ved divisjon, til det jordmagnetiske felts nevnte faste komponent (B^) for å danne hvert sitt av de tre nevnte magnetfeltsignaler, hvilke feltkomponentgivere hensiktsmessig består av i hovedsaken magnistorer, magnetodioder eller flux-gate-elementer.

9. Anordning ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at føringens ønskede helning (yp) og peiling ((3) er manuelt innstillbare, og at anordningen er utført for ved hjelp av disse verdier og jordfeltets inklinasjon (I) samt de nevnte tre magnetfeltsignaler (Bx/B^, B^/B^, Bx/B^) å beregne de to styre-signaler (ved A, B), slik at disse representerer hver sin av verdiene: for styring av føringens innstilling på ønsket tipping resp. dreining i forhold til loddlinjen, og hvor yt og yv er føringens faktiske tippe- resp. dreiningsvinkel (er-verdiene), yp er ønsket helning av føringen (bør-verdi) og { po er vinkelen (bør-verdi) mellom ønsket peiling p og horisontalprojeksjonen av den koordinatakse (x) i det nevnte koordinatsystem (x, y, z) som strekker seg fremover i det mellomkoblede organs (3) retning.

10. Anordning ifølge krav 7, 8 eller 9, karakterisert ved at de ønskede verdier for helning yp, peiling p, den nevnte faste, fortrinnsvis horisontale komponent (B^) av det jordmagnetiske felt og dettes inklinasjon (I) er manuelt innstillbare, hvor de to sistnevnte verdier (B^, I) fortrinnsvis er engangsinn-stillbare med korreksjonsmulighet, og inklinasjonen (I) eventuelt er stillbar ved innstilling av det jordmagnetiske felts vertikale komponent (Bv) og horisontale komponent (B^) i forbindelse med forholdsdannelse (I = B /B^) av disse to komponenter, av hvilke den ene er den allerede nevnte,innstillbare komponent (B^).