система управления движением мобильного подвижного сельскохозяйственного объекта

Формула изобретения

Система управления движением мобильного подвижного сельскохозяйственного объекта, включающая источник электрической энергии, к которому присоединен преобразователь частоты, резонансный понижающий трансформатор, выпрямитель, аккумулятор, однопроводную линию, установленную в дорожном покрытии или земле в непосредственной близости от поверхности, токоприемник, установленный под днищем подвижного объекта, отличающаяся тем, что в устройство введены датчик скорости движения подвижного сельскохозяйственного объекта, датчик смещения траектории движения влево, датчик смещения траектории движения вправо, датчик поворота колес, вычислительное управляющее устройство, электропривод поворота колес, при этом выход датчика смещения траектории влево соединен с первым входом вычислительного управляющего устройства, датчик смещения траектории вправо соединен со вторым входом вычислительного управляющего устройства, датчик определения скорости движения соединен с третьим входом вычислительного управляющего устройства, датчик поворота колес соединен с четвертым входом вычислительного управляющего устройства, первый выход вычислительного управляющего устройства соединен с тяговым двигателем, второй выход вычислительного управляющего устройства соединен с электроприводом поворота колес.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к системам управления движением мобильных подвижных сельскохозяйственных объектов, питающимся от централизованной электросети или автономного стационарного источника электроэнергии.

Известно устройство подвода электроэнергии к мобильным подвижным объектам, питающимся от централизованной электросети, включающее кабелеприемный барабан, питающий кабель, подсоединенный одним концом к источнику питания, а другим - к мобильному объекту (В.Г.Стаценко «Электрификация мобильных процессов полеводства. Научные труды по электрификации сельского хозяйства XX. - М., 1967, с.261-300).

Недостатком данного технического решения является низкая надежность устройства из-за частых повреждений кабеля во время движения подвижного сельскохозяйственного объекта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство подвода электроэнергии к подвижным сельскохозяйственным объектам, выполненное в виде резонансной электрической системы с однопроводной линией напряжением 0,5-500 кВ, резонансной частотой 0,1-100 кГц, включающее источник электрической энергии, инвертор, однопроводную линию, резонансные трансформаторы, выпрямитель, аккумулятор. Однопроводная линия смонтирована в дорожном покрытии или в земле. Подвижной объект движется над однопроводной линией, передача электроэнергии осуществляется через токоприемное устройство, размещенное под днищем подвижного объекта через воздушный зазор между землей и токоприемным устройством (патент РФ №2172546, БИ №23, 2001).

Недостатками известного технического решения являются сложность, недостаточная надежность его использования на практике. При отклонении подвижного объекта от трассы прокладки однопроводной линии на расстояние, превышающее допустимое, передача электроэнергии прекращается, и подвижкой объект перестает функционировать. Необходим постоянный контроль за траекторией движения объекта. Так как подвижной объект должен всегда повторять траекторию проложенного кабеля, это можно сделать, заставив двигаться подвижной объект вдоль строго заданной траектории, например по рельсам. Во-первых, это ухудшит технико-экономические показатели применения данного метода передачи энергии и сферу применения, а во-вторых, невозможно быстро изменить трассы движения объекта.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности устройства при применении данного кабельного питания мобильных подвижных сельскохозяйственных объектов.

В результате использования предлагаемого изобретения повышаются техноэкономические характеристики, эффективность и производительность процессов и устройства в целом за счет исключения прямого присоединения питающего кабеля к подвижному объекту и управления процессом движения объекта, возможностью быстрого изменения трассы движения мобильного объекта.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что система управления движением мобильного подвижного сельскохозяйственного объекта, включающая источник электрической энергии, к которому присоединен преобразователь частоты, резонансный понижающий трансформатор, выпрямитель, аккумулятор, однопроводную линию, установленную в дорожном покрытии или земле в непосредственной близости от поверхности, токоприемник, установленный под днищем подвижного объекта, отличается тем, что в устройство введены датчик скорости движения подвижного сельскохозяйственного объекта, датчик смещения траектории движения влево, датчик смещения траектории движения вправо, датчик поворота колес, вычислительное управляющее устройство, электропривод поворота колес, при этом датчик смещения траектории влево соединен с первым входом вычислительного управляющего устройства, датчик смещения траектории вправо соединен со вторым входом вычислительного управляющего устройства, датчик определения скорости движения соединен с третьим входом вычислительного управляющего устройства, датчик поворота колес соединен с четвертым входом вычислительного управляющего устройства, первый выход вычислительного управляющего устройства соединен с тяговым двигателем, второй выход вычислительного управляющего устройства соединен с электроприводом поворота колес.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой представлена общая схема кабельной системы электроснабжения мобильного подвижного сельскохозяйственного объекта, и фиг.2, на которой дана структурная схема ее системы управления.

Система электроснабжения мобильного подвижного сельскохозяйственного объекта содержит источник электрической энергии повышенной частоты 1, резонансную электрическую систему, состоящую из передающего 2 и приемного резонансных контуров 3, двух резонансных высокочастотных трансформаторов 4 и 5, тягового двигателя 10, выпрямителя 8, аккумулятора 9, в систему введены датчик определения скорости движения 14, датчик смещения траектории влево 11, датчик смещения траектории вправо 12, датчик поворота колес 13, вычислительное управляющее устройство 16, электропривод поворота колес 15. Выход датчика смещения траектории влево 11 соединен с первым входом вычислительного управляющего устройства 16, датчик смещения траектории вправо 12 соединен со вторым входом вычислительного управляющего устройства 16, датчик определения скорости движения 14 соединен с третьим входом вычислительного управляющего устройства 16, датчик поворота колес 13 соединен с четвертым входом вычислительного управляющего устройства 16, первый выход вычислительного управляющего устройства 16 соединен с тяговым двигателем 10, второй выход вычислительного управляющего устройства 16 соединен с электроприводом поворота колес 15.

Устройство работает следующим образом. При движении мобильного подвижного объекта 7 вдоль трассы, в виде проложенного на земле провода 6, система должна обеспечивать точное следование по ней, т.е. постоянную передачу электроэнергии мобильному объекту. Два датчика смещения траектории влево 11 и вправо 12 определяют отклонения от идеального прохождения конкретного участка пути вдоль трассы соответственно влево и вправо. Скорость движения объекта вдоль трассы определяет датчик скорости движения 14. Информация с датчиков поступает в вычислительное управляющее устройство 16, в котором формируется сигнал управления, поступающий в электропривод поворота колес 15, который поворачивает колеса объекта соответственно влево или вправо, тем самым возвращая мобильный подвижной объект на оптимальную траекторию. В случае, когда повороты имеют малый радиус, вычислительное управляющее устройство 16 определяет эффективность коррекции с помощью электропривода поворота колес 15 и дополнительно корректирует скорость, вырабатывая управляющий сигнал на тяговый двигатель 10, на основе полученных данных с датчика скорости движения 14 и датчиков смещения траектории влево 11 и вправо 12.