SU872325A1

SU872325A1 - Apparatus for automatic guiding of tractor with use of light-contrast program

Info

Publication number: SU872325A1
Application number: SU792854564A
Authority: SU
Inventors: Алексей Дмитриевич Нозадзе; Юрий Далилович Хабибулин; Игорь Юрьевич Треков
Original assignee: Институт Механики Машин Ан Гсср
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1981-10-15

Description

1one

Изобретение относитс к автоматизации сельского хоз йства и предназначено дл автоматического направлени движени трактора вдоль базовой линии светоконтрастной программы, котора образована предыдущим проходом трактора или создана посредством нанесени на почву светоконтрастного образовани , например пены.The invention relates to the automation of agriculture and is intended to automatically guide the movement of a tractor along a base line of a light-contrast program, which is formed by a previous tractor pass or created by applying a light-contrast formation, such as foam, to the soil.

Известно устройство дл автоматического направлени движени самоходных агрегатов, содержащее фотооптический датчик, фильтр-формирователь, формирователь и ждущие мультивибраторы Г A device is known for automatically guiding the movement of self-propelled units, comprising a photo-optical sensor, a filter driver, a driver, and stand-by multivibrators.

Недостатком такого устройства вл етс низка надежность в работе и отсутствие возможности работы но:Чью из-за невысокой чувствительности фотодиода.The disadvantage of such a device is low reliability in operation and the inability to operate but: Chew due to the low sensitivity of the photodiode.

Известно также устройство дл автоматического вождени объекта, содержащее фотооптический датчик, электронный блок управлени с коммутирующими элементами, исполнительный механизм, два триггера и линию задержки 2 .It is also known a device for automatically driving an object, comprising a photo-optical sensor, an electronic control unit with switching elements, an actuator, two triggers and a delay line 2.

у этого устройства существует диапазон освещенностей, в котором оноThis device has a range of illumination in which

оказывает неработоспособность (приблизительно 50-1000 лк). Существен- ный недостаток устройства - низка помехоустойчивость к ложным контрастам на поверхности почвы (особенно при работе в светлое врем суток) , вызванна большим диапазоном изменени величины выходного сигнала фоточувстБительного элемента из-за,renders inoperable (approximately 50-1000 lux). A significant drawback of the device is its low noise immunity to false contrasts on the soil surface (especially when working in daylight), caused by the large range of changes in the output signal of the photosensitive element due to

0 как правило, нестабильной освещенности программы во врем работы (например , в сную солнечную погоду солнце периодически закрываетс тучами).As a rule, an unstable illumination of the program during operation (for example, in clear sunny weather, the sun periodically closes with clouds).

Наиболее близким к изобретению поThe closest to the invention according to

15 технической сущности и достигаемому эффекту вл етс устройство дл автоматического вождени трактора по светоконтрастной программе, содержащее фотооптический датчик с фотоэлектронным умножителем в качестве светочувствительного элемента, подключенным к выходу многозвенного делител напр жени и через усилитель - ко входу интегратора, подключенного выходом к управл ющему входу регулирующего элемента, блок управлени , подключенный Выходом к исполнительному механизму, а входом св занный с фотооптическим датчиком/15 of the technical essence and the achieved effect is a device for automatically driving a tractor according to a light-contrast program, containing a photo-optical sensor with a photoelectric multiplier as a photosensitive element connected to the output of the multi-link voltage divider and through an amplifier to the input of the integrator connected by an output to the control input of the regulator element, the control unit connected by the Output to the actuator, and the input connected to the photo-optical sensor /

30 и преобразователь напр жени .30 and a voltage converter.

Выходной сигнал с фотоэлектронного умножител (ФЭУ), имекщий большую или меньшую амплитуду, в зависимости от освещенности программы, интегрируетс (усредн етс )интегратором и через усилитель управл ющего напр жени подаетс на нормально открытый регулирующий элемент, который непосредственно управл ет высоковольтным преобразователем напр жени посто нного тока, требуемого дл питани ФЗУ З,The output signal from the photomultiplier (PMT), having a larger or smaller amplitude, depending on the illumination of the program, is integrated (averaged) by the integrator and through a control voltage amplifier is fed to a normally open regulating element, which directly controls the high-voltage constant-voltage converter the current required to power the FZU G,

Однако при регулировании высокого напр жени на многозвенном делителе напр жени питани эмиттеров ФЗУ . путем изменени поавл кшего напр жени через регулирующий элемент непосредственно на преобразователе напр жени посто нного тока, диапазон регулировани высокого напр жени оказываетс недостаточным вследствие срыва колебаний в преобразователе при достижении на нем определенного значени управл ющего напр жени .However, when adjusting the high voltage on the multi-link divider of the supply voltage of the emitters of the FZU. By changing the voltage across the regulating element directly on the DC / DC converter, the high voltage control range is insufficient due to the breakdown of oscillations in the converter when a certain control voltage value is reached on it.

Преобразователь напр жени сохран ет работоспособность при изменении управл ющего напр жени от U,,p IH до ,.C этом выходное напр жение также изме« етс от Цзых мин Д° ллйкСПри поступлении на вход преобразовател управл ющего напр жени ,дц„ . и ирмак-сможет произойт электрический пробой транзисторов или выход из стро радиоэлементов, а при поступлении напр жени и ч)прмин произойдет срыв колебаний преобразовател (выход из режима ) .When the control voltage is changed from U ,, p IH to, the voltage converter maintains its operation, the output voltage also changes from Tsykh min D ° lkspri when the control voltage converter arrives at the input, DC. and Irmak-able to produce electrical breakdown of transistors or the breakdown of radioelements, and when the voltage arrives and h) prmin there will be a breakdown of the transducer oscillations (exit from the mode).

Таким образом, диапазон работоспособности преобразовател ограничиваетс интервалом управл ющих напр жений Uvjf,(. и,,пр. и%,г,рддин И практике же подобное устройство обеспечивает диапазон регулировани напр жени дл питани ФЗУ от 1000 до 350-400 В, т.е. при увеличении освещенности программы более 4060 тыс.лк, высокое напр жение на ФЗУ более не уменьшаетс , а это приводит к тому, что в сную солнечную погоду когда освещенность программы может .достигать 60-100 тыс.лк, помехоустойчивость устройства снижаетс из-за слишком большого напр жени на ФЗУ, оно насыщаетс , искажает форму сигнала, а иногда в цепи питани ФЗУ могут по вл тьс сильные пульсации высокого напр жени , которые вызываютс перенасыщением ФЗУ. Это наблюдаетс при испытани х устройства на тракторе в солнечную погоду летом.Thus, the operating range of the converter is limited by the control voltage range Uvjf, (. And. Pr. And%, g, rddin). In practice, a similar device provides a voltage control range for supplying the switchboard from 1000 to 350-400 V, t. E. With an increase in the illumination of the program of more than 4,060 thousand lk, the high voltage on the FZU no longer decreases, and this leads to the fact that in clear sunny weather when the illumination of the program can reach 60-100 thousand lk, the noise immunity of the device decreases due to for too large a voltage on f The charger, it is saturated, distorts the waveform, and sometimes in the power circuit of a FZU, high voltage ripples can occur, which are caused by oversaturation of the FZU. This is observed when the device is tested on a tractor in sunny weather in the summer.

Цель изобретени - повышение устойчивости работы устройства в любом диапазоне освещенностей программы .The purpose of the invention is to increase the stability of the device in any range of illumination of the program.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство снабжено блокомThe goal is achieved by the fact that the device is equipped with a block

управл емых сопротивлений, сигнальные входы которого соединены с выходами преобразовател напр жени , управл ющий вход - с выходом регулирующего элемента, а выходы с многозвенным делителем напр жени .controlled resistors, the signal inputs of which are connected to the outputs of the voltage converter, the control input to the output of the regulating element, and the outputs with a multi-link voltage divider.

Блок управл емых сопротивлений содержит мостовую схему, в два параллельных плеча которой включены посто нные резисторы, а в два других параллельных плеча включены фоторезисторы оптро,нов, причем к одной из диагоналей мостовой схемы подключены выходы преобразовател напр жени к другой - входы многозвенного делител напр жени , а осветительные элементы оптронов соединены с выходом регулирующего элемента.The block of controlled resistances contains a bridge circuit, two parallel arms of which include permanent resistors, and two other parallel shoulders include photoresistors of optro, new, and the outputs of the voltage converter are connected to one of the bridge diagonals - the inputs of the multi-link voltage divider , and the lighting elements of the optocouplers are connected to the output of the regulating element.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг . 2 - вариант выполнени блока управл емых сопротивлений .FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 shows an embodiment of a block of controlled resistances.

Устройство дл автоматического вождени трактора содержит фотооптический датчик 1, св занный с блоком управлени 2, который управл ет исполнительным механизмом 3, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 4 ,- который св зан с многозвенным делителем 5 напр жени питани эмиттеров этого ФЭУ, блок питани б, св занный с усилителем 7 сигналов, нормально открытым регулирукндим элементом 8 и преобразователем 9 напр жени . Между усилителем сигналов 7 и нормально открытым регулирующим элементом 8 включен интегратор 10. Выход ФЭУ 4 подключен ко входу усилител 7 сигна лов, выходы преобразовател 9 напр жени - ко входам 11 и 12 блока 13 управл емых сопротивлений, к третьему входу 14 которого присоединен выход нормально открытого регулирук цего элемента 8, а к выходам 15 и 16 блока управлени 13 подключены входы многозвенного делител 5 напр жени питани эмиттеров ФЭУ.The device for driving the tractor automatically contains a photo-optical sensor 1 connected to the control unit 2, which controls the actuator 3, the photomultiplier tube (PMT) 4, which is connected to the multi-link divider 5 of the emitter voltage supply of this PM, power unit b, associated with the signal amplifier 7, the normally open regulator element 8 and the voltage converter 9. The integrator 10 is turned on between the signal amplifier 7 and the normally open regulating element 8. The PMT output 4 is connected to the input of the amplifier 7 signals, the voltage converter 9 outputs to the inputs 11 and 12 of the controlled resistance unit 13, to the third input 14 of which the output is connected normally open regulator element 8, and the outputs 15 and 16 of the control unit 13 are connected to the inputs of the multilink divider 5 of the power supply voltage of the PMT emitters.

Блок 13 содержит посто нные резис торы 17 и 18, соединенные по мостовой схеме с фототранзисторами 19 и 20 оптронов, фоторезисторы управл ютс посредствен осветительных элементов 21 и 22 оптронов.Block 13 contains fixed resistors 17 and 18, connected in a bridge circuit with phototransistors 19 and 20 optocouplers, photoresistors are controlled by the mediocre lighting elements 21 and 22 optocouplers.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Claims

The input of the photooptical sensor 1 of the optical sensor 1 is received by light signals, which are converted into electrical signals by the photomultiplier tube 4. These signals are amplified by the amplifier 7 signals, integrated by the integrator 10 and fed to the input of the normally open regulating element 8, which produces is proportional to the illumination of the program. This voltage is maximal at low illumination of 10–20 lx (when working at night and minimally at strong illumination of about .10–100 thousand lc. Converter 9 voltage It operates in a stable mode and at its outputs there is a constant voltage that is applied to the inputs 11 and 12 of the block, 13. To the input 14 of this block the control voltage is applied from the output of the normally open regulating element 8. At the outputs 15 and 16 of the control unit 13, a high voltage appears, proportional to the control arrangement at input 14, - The voltage from the outputs 15 and 16 bl | Ka 13 is used to power the multilink divider 5. This voltage is automatically set optimal when changing. light limits programs. Unit 13 can functionally be an extinguishing alternating resistance electrically controlled in large limits and consist of a bridge circuit, in which two parallel arms include photoresistors 19 and 20 optocouplers, whose values (photoresistors) in the darkened state are equal to the flow resistors 17 and 18. The inputs 11 and 12 receive a constant voltage of 1000 V from the converter 9, and the input 14 controls the voltage from a normally open regulating element 8. In low light conditions, the control voltage e maximum, lighting elements 21 and 22 are fully energized and greatness us photoresists 19 and 20 are very small. In this case, the bridge circuit is unbalanced, at outputs 15 and 1 of block 13 there is a total voltage of 1000 V. With increasing illumination of the program, the control voltage decreases, the brightness of the lighting elements decreases, the values of photoresistors increase and 16 decreases. Thus, high voltage is regulated from O (the balance of the bridge circuit, photoresistors 19 and 20 are darkened) to 1000 V (the imbalance of the bridge circuit is full, photoresistors 19 and 20 are illuminated as much as possible). In practice, a high voltage change from 100-200 to 1000 V is required. Such a limit can be obtained by setting a certain value of the maximum voltage control at which the illuminances of 100000 lux correspond to a voltage of 100-200 V at the outputs 15 and 16 of the control unit. The device provides the possibility of stable operation in the range of illumination with an accuracy of 10-100000 lux with high driving accuracy and noise immunity. 1. Device for automatic driving of a tractor according to a light-contrast program, containing a photo-optical sensor with a photoelectric multiplier as a photosensitive element connected to the output of the multi-link voltage divider and through an amplifier to the input of an integrator connected by an output to the control input of the regulating element a control unit connected by an output to an actuator, and an input connected to a photo-optical sensor, and a voltage converter distinguishing with In order to increase the stability of the device in any range of programmed lighting, it is equipped with a resistance control unit, the signal inputs of which are connected to the voltage converter outputs, controlling input to the regulating element, and outputs with a multi-stage voltage divider. 2. Device POP.1, characterized in that the controllable resistance unit contains a bridge circuit, two parallel arms of which include fixed resistors, and photoresistors of optocouplers are connected to two other parallel arms, and outputs are connected to one of the diagonal bridge axles. a voltage converter, to the other, inputs of the multilink voltage divider; - and the lighting elements of the optocouplers are connected to the output of the regulating element. Sources of information, rintye taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 232636, cl. A 01 B 69, 1966.

2. USSR author's certificate No. 327892, cl. And 01 V. 69/04, 1970.

3. USSR Author's Certificate of Application 2018173 / 30-15, cl. A 01 B 69/04, 1974.