Пути повышения качества отслеживания траектории мобильных машин

Abstract

RU: Работа посвящена изучению новых типов управления направлением движения мобильных машин. Рассмотрены наиболее перспективные решения, которые позволяют получать переменное передаточное отношение рулевого механизма в зависимости от скорости движения мобильной машины. Приведены схемы движения гусеничных и колесных машин, а также математическое описание этого процесса. Причём все рассматриваемые схемы рулевых приводов относятся к наиболее распространенным в настоящее время. Предложен ряд конструктивных решений рулевых приводов для гусеничных и колесных тракторов, причем приведены схемы, как для легких типов тракторов (которые не имеют гидроусилителя), так и тяжелых (которые имеют гидрообъемное рулевое управление). Показана перспективность электромеханических усилителей руля (ЭМУР) и возможность их использования в качестве асинхронного сервопривода. На каждое конструктивное решение приводится схема с подробным описанием ее действия и составных элементов. Такие технические решения стали необходимыми в связи с постоянно растущими технологическими скоростями работы. Проведенные исследования показали преимущество предложенных технических решений по отношению к традиционным, поскольку скорость реакции водителя уменьшается, а качество отслеживания траектории повышается на порядок. Проанализирована работа оператора мобильной машины с эргономической точки. Одним из основных факторов, влияющих на скорость реакции оператора, особенно на разворотных полосах, является продольная скорость мобильной машины и интенсивность воздействия оператора на рулевое колесо. Установлено, что скорость его реакции зависит от скорости движении машины, внешних факторов (освещенности, видимости, загрязненности поля, усталости оператора, криволинейности рядков и др.) и находится в пределах 0,5 – 2,5 с. UK: The paper is devoted to the studying of new types of directional control of mobile machines. The most promising solutions, which allow to receive a variable transfer steering ratio depending on the speed of the mobile machine are examined. The movement schemes of tracked and wheeled vehicles and mathematical description of this process are given. All the proposed circuits of steering drives are the most common at the moment. A number of constructive solutions to this type of steering drives for known types of chassis are given; moreover, it includes schemes for both light types of tractors (with no hydro amplifier) and heavy ones. The prospects of electromechanical amplifiers of steering (EMAS) and the possibility of their use as asynchronous servo drives are shown. For each design solution there is a diagram of a detailed description of its actions and components. Such technical solutions have become necessary due to constant rising of technological rates of work. Carried investigating has shown the advantage of the proposed technical solutions over the traditional one, as a driver’s velocity of reaction is decreased meanwhile the quality of tracing is risen. The work of a driver is analyzed from ergonomic point as well. Some of the main factors influencing driver’s velocity of reaction especially on turning patches are the lengthwise speed on the mobile machine and the strength of the driver influence on the steering wheel. It has been settled that the driver’s velocity of reaction depends on the machine speed, external factors (illumination, visibility, field pollution, operator’s tiredness, curvature of patches) and is about 0,5 – 2,5 sec.