CN104822617A - 夹持表面定位系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于可安装在车辆上的负载搬运夹具的控制系统，该夹具具有能够夹持不同类型和结构的负载的相反侧的一对相对的负载接合夹持表面。该夹持表面的至少一个沿着基本上横向于该夹具向该负载向前靠近方向横向延伸的方向朝向另一个夹持表面是可关闭的。该控制系统能够产生可变信号，所述可变信号表示夹具的期望的向前的，竖直的和/或横向的预接合位置，夹持表面可以从所述预接合位置正确地与所述负载接合。

Description

夹持表面定位系统

背景技术

本公开涉及用于控制通常安装在用于夹持直线的负载(如纸箱)或圆柱形负载(如纸卷)的起重机车或其它工业车辆上的类型的移动负载搬运夹具的定位系统的改进。为了确保这样的负载的无损伤夹持和后续搬运，至关重要的是，对于特定的被夹持的负载，这种夹具的相对的夹持表面的预接合位置基本上是正确的。例如，如果在朝向负载向前靠近的夹持方向上相对的夹持表面的预接合位置相对于特定的被夹持的负载不是至少近似正确的，那么当负载被接合时，不可接受的压力集中和压力不足可能在夹持表面的不同区域发生，在随后的负载的提升、运输和存放期间，造成包括从负载的过度压缩到负载的滑移之间的各种问题。或者，如果夹持表面的预接合位置相对于纸箱不是至少近似竖直地合适，那么夹持表面可能无法与纸箱内部的强化结构接合，造成纸箱的无强化部分的过度压缩。或者，如果纸卷夹持表面的预接合位置相对于纸卷的重心不能充分竖直居中，那么当纸卷从竖直位置向水平位置转动时，纸卷和其运输车辆会变得不稳定。另外，如果相对的夹持表面之间的预接合的间隔在它们向前靠近负载期间太窄，这可能会导致负载的凿孔或磨损，或者，如果间隔太宽，这可能会对相邻的负载造成相似的损害。此外，夹持表面的非对称的侧到侧的预接合位置可能会导致负载，或者夹具和车辆向一侧滑动，并在负载的夹紧结合过程中造成损坏。

现有的负载夹持系统严重依赖于操作者的判断和夹持表面的可见性以产生车载夹持表面相对于可变尺寸和形状的不同负载的正确的预接合位置。对于操作者而言，从他的在起重机车操作者座椅上的视觉限制的位置，这是非常困难的任务。

不同类型的视觉或听觉传感器生成的引导辅助有时被提供以在此任务中帮助操作者，但这种辅助通常只依赖于感应负载的外表面，而不是确定对于正确的夹持表面定位可能是决定性的负载的内部特征。就自动引导的车载负载夹具而言，同样是普遍符合事实的。这种完全基于外部负载表面的方法往往不足以确保夹持表面将在各个不同的正确位置与不同的负载接合以克服上述问题。

附图说明

图1是按照本文中的优选的实施例的在与示例性直线负载接合的过程中在起重机车上的示例性纸箱夹具的简化的立体图。

图2是图1中的夹具的俯视图。

图2A示意性地描绘了测距仪如何可以被用在图1和2中的负载接合过程中的例子。

图3是按照本文中的优选的实施例的在与两种可选的不同尺寸的纸卷接合的过程期间，示例性的纸卷夹具的简化的侧视图。

图3A示意性地描绘了测距仪如何可以被用在图3中的负载接合过程中的例子。

图4是图3中的夹具的正视图。

图5、6和7是在控制图1-4中的负载接合过程中用于引导操作者的示例性的不同类型的可能的变化的近似显示。

图8是具有可选元件的示例性控制器控制的系统的示意图，所述可选元件用于在负载接合过程期间用于引导操作者或用于自动控制图1-4中的车辆和夹具。

图9是可与图8中的系统一起使用的示例性电液压回路。

图10-13示出具有示例性的可以可选地与图8和9的系统配合使用的一系列显示器的示例性的互动操作者终端，以使得操作者能够选择并输入操作者在接合之前视觉上观察到的特定负载的负载类型和/或几何结构。

具体实施方式

本文所公开的优选的实施例是上述问题的不同的解决方案的具体例子，并且根据被夹持的负载的类型和/或结构是可变的。在优选的实施例中，纸箱夹具或纸卷夹具的夹持表面，视情况而定，由夹具载置车辆通过夹具朝向负载靠近的方法，被放置在正确的前方位置，用于夹持特定的负载，随后在沿着相对于负载靠近方向将夹持表面放置在正确的预接合位置停止车辆和夹具。此外，夹持表面的正确的预接合位置可能可选地还涉及实现夹持表面相对于负载的正确的竖直高度。此外，正确的预接合位置可能还可选地涉及在负载的每一侧正确地使夹持表面对称地分开，两个夹持表面的适当的侧定位(即侧移)如果需要一致以实现对称，使得夹持表面在靠近期间不损坏负载或邻近的负载，或者在随后的夹持接合期间不会导致负载或车辆侧滑。一旦夹持表面在它们的正确的预接合位置，并假定夹具运载车辆保持停止，预接合位置保证夹持表面将沿着直线或曲线的在夹持表面的预接合和接合的位置之间的夹具关闭路径在正确的位置与负载的侧面接合，该夹具关闭路径由夹具的机械结构预先确定。

本文所解决的问题是如何保证相对的夹持表面在它们闭合成与负载形成负载搬运接合之前相对于特定的负载处在正确的预接合位置。考虑到操作者如上所述很难实现夹持表面的正确的预接合位置，并且进一步考虑到正确的夹持表面的预接合位置对于操作者无法看到的负载的内部特征的依赖性，用于车载的负载搬运夹具的有效和高效的引导系统在以前的夹持表面定位技术上进行改进。

本文所描述的定位系统的实施例在以前的车载夹持系统上改进的优选的方法是定位系统确定，至少近似地确定，与被夹持的特定类型的负载和/或负载结构的一个或多个决定性的较小内部部分或其它内部特征有关的正确的夹持表面的预接合位置。上述内部部分或特征由负载类型和/或负载的几何结构预先确定。负载类型和/或负载的几何结构又优选地由人，和/或传感器，或机器视觉，负载特性的观察，或者由负载识别代码读取可确定。

在本文的定位系统的最简单的实施例中，正确的夹持表面的预接合位置可以通过响应于操作者的观察和随后的负载类型的特征和/或几何结构在触摸屏或者其它与基于微处理器的控制器相互关联的交互式车载终端上的输入的系统被优选地确定，从数据库，例如查找表，用于特定的负载的类型和/或结构的正确的夹持表面的预接合位置由操作者输入。

作为替代的实施例，代替依赖于操作者的观察，负载上的识别码可以通过传感器扫描，控制器可以通过数据库确定相同的信息。

作为另一个替代的实施例，正确的夹持表面的预接合位置可以凭借测距或其它感应技术，例如机器视觉，通过感应负载的外表面来确定。例如，这种感应可以确定负载的近似质心的位置，而不需要通过夹具的前端上的传感器(如果负载是相当长的，这也许是不可能的)沿着夹具的靠近方向首先赶上负载的前表面。

沿着夹具朝着特定的被接合的负载向前靠近方向，确定了正确的夹持表面的预接合位置，负载夹具向负载的靠近可以优选地由系统控制器调节，系统控制器响应于常规测距仪，如SICK品牌的模拟激光传感器，或机器视觉系统，或其它在夹具向负载靠近期间感应负载的后表面和夹具之间的不断变化的靠近的传感器，生成后面所描述的接近信号，说明夹具相对于负载的不断变化的靠近。采用这样的信号，引导系统可以相对于负载的决定性的较小内部部分的位置或其它特征，或者其它内部特征，调节夹具的(以及从而夹持表面的)靠近，方向和停止位置，较小内部部分通过向操作者提供人力可辨别的视觉或听觉的不断变化的信号，指示不断变化靠近接近，这引导他在正确的夹持表面的预接合位置向前或向后移动并停止相对于负载的靠近。

可替代地，引导系统可提供可变的接近信号，以启动控制器，而不是操作者，以通过自动地调节车辆的推进，转向和制动系统来自动地调节夹具的不断变化的靠近接近和停止，从而使车辆减速并且沿着靠近方向在该正确的预接合位置停止。

除了如上所述的沿着靠近方向引导正确的夹持表面的预接合位置之外，优选的实施例的引导系统可以任意地，以类似的方式，引导操作者或者控制器以在竖直方向上相对于负载的预定较小内部部分或其它内部特征获得正确的夹持表面的预接合位置。

此外，引导系统可以，优选地在向负载靠近之前或期间，可选地引导操作者或控制器可能使用侧定向测距仪或其它接近传感器，或机器视觉，以在基本上侧向横过夹具的靠近方向的方向上获得正确的侧向间隔的夹持表面的预接合位置，以获得夹持表面相对于负载的对称的侧定位。这种侧向引导将在夹具向负载靠近期间避免损坏负载和相邻的负载，并且在随后的夹持接合期间避免负载或车辆的意外侧滑。

图1和2示出纸箱夹具的示例性的实施例，通常标示为10，具有夹持表面12和14，用于与直线负载16(如纸箱)的侧部接合。尽管负载16被描绘成一个单一的纸箱，但是它可以包括并排和/或在彼此顶上堆叠的多个较小的直线纸箱。夹具10被示出安装在具有间隔的前轮20的起重机车18上。起重机车具有液压升降缸体C，其可选择地升高和降低负载托架22，从而可选择地升高和降低安装在负载托架22上在起重机车桅杆24上的夹具。各自的夹具臂26和28支撑各自的夹具垫30和32，其包含各自的夹持表面12和14。各自的枢轴销34和36枢转地将夹具垫和它们各自的夹持表面安装到夹具臂上，使得夹持表面围绕各自的竖直轴相对于夹具臂26和28是可枢转的。枢轴销34和36最大化在夹持表面12和14的对应区域上施加到负载16的侧面的压力的均匀性。

夹具臂26和28，连同它们的可枢转的夹持表面12和14，响应于一对相对面向的液压缸体A和B的致动沿着夹具关闭/开启的方向38选择地朝向和远离彼此在负载托架22上是横向可滑动的。在与负载16接合之前，夹具臂26和28横向隔开足够宽以避免撞击负载16，但足够窄以避免撞击临近的负载或其它障碍物，在引导系统调节下的起重机车18通过操作者或者自动地使夹具10沿着向前的靠近方向44靠近负载以将夹持表面12和14沿着向前的方向44放置在正确的预接合位置范围内，如由图2中的标号12'和14'所标示的，其中，起重机车停止其靠近。升降缸体C优选地还将夹持表面12和14的高度在相对于负载16竖直的方向上放置在正确的预接合位置范围内。此后，夹持缸体A和B朝向彼此关闭夹持表面12和14，与负载16的侧面接合。

在图1和2的例子中，为了说明的目的，夹持表面12和14被示为分别相对于负载16的两个不同的预定较小内部部分46和48在它们的正确的接合位置的范围内。较小内部部分46是负载16的中央内部部分，它包括负载的重心50，并且决定了沿着向负载靠近方向的正确的夹持表面定位。在图1和2的例子中存在负载的第二决定性的较小内部部分48的原因是源于如下事实：负载16是在纸箱的底部具有占据不同位置的较小内部部分48的增强底座的纸箱，这对于正确的夹持表面竖直定位是决定性的。也就是说，第一较小内部部分46对于夹持表面12和14沿着靠近方向44的正确的接合和预接合位置是决定性的，但是，在这个特定的例子中，对于夹持表面12和14在竖直方向上的正确的接合和预接合位置不是决定性的，因为负载16的增强的底座部分48必须与夹持表面的底部接合，如图1所示。否则，如果夹持表面与增强的底座48上方的负载接合，它们可能过度压缩负载，并且当夹具提起负载时，可能还无法充分支撑负载，即使它们沿着夹具的靠近方向正确定位。这说明了正确的夹持表面定位如何依赖于被夹持的负载的类型。类似的负载类型的依赖适用于对于负载的较小内部部分选择的被认为是决定性的诸如预定位置、尺寸、形状和公差这样的变量。这样的变量也依赖于用户的以往的经验，包括各种特定类型的负载。

在图1和2的例子中，夹持表面12和14沿着靠近方向44相对于负载的中央较小内部部分46的预接合的和接合的位置不需要精确地集中在重心50，但如果与枢轴销34和36各自的直立的枢轴互连的假想线52(图2)向邻近的竖直延伸通过中央较小内部部分46的第二假想线54延伸就可以认为是令人满意的。由于中央较小内部部分46包括负载的重心50，这将确保负载16的重量将至少沿着靠近方向44近似地集中到夹持表面12和14上，并且也近似地相对于枢轴轴线集中，使得夹持表面的压力将沿着靠近方向44在重心50的向前和向后的两侧上相对均匀地分布。可替代地，如果夹持表面12和14各自的预定中央的较小的区域56和58由向邻近的竖直延伸通过较小内部部分54的假想的线，如54，延伸的假想的线，如52，相互连接，那么可能出现令人满意的接合位置。

在夹具的靠近期间，引导系统的控制器通过使用在托架22上的测距仪D，或其它如前面提到的合适的接近感应系统，调节夹具10沿着靠近方向44的靠近和停止，以感应负载的后表面16'相对于测距仪D的不断变化的接近。控制器将测距仪的不断变化的接近信号转换成这样的信号：其表示负载的较小内部部分46相对于枢轴销34和36，或者相对于各自的夹持表面12和14的预定中央的区域56和58的最终的不断变化的接近。参照图2A，如下不同可能方式的一个例子是以下的换算公式，在该方式中，控制器可以将测距仪的不断变化的接近信号Prf转换成不断变化的接近信号Pmip，其表示夹持表面的中心区域或者枢轴销优选地相对于负载的较小内部部分46的中心50(不论该中心是否也是重心)的不断变化的接近：

Pmip＝Prf+L-M

在该式中，L是沿着靠近方向负载的中心50和后表面16'之间的长度，并且M是沿着靠近方向在测距仪D和夹持表面销34和36或者夹持表面12和14各自的中央区域56和58的中心之间的机械距离。

图3(俯视图)和图4示出不同的例子，其中，可替代的竖直取向的不同直径的圆柱形纸卷60或62每个可以通过由典型的纸卷夹具75的枢转而不是滑动的夹具臂72和74所支撑的对应的夹具垫68和70的弯曲的夹持表面64和66被接合。夹具垫68和70分别通过枢轴销76和78枢转地连接到夹具臂72和74。较长的夹具臂72响应于液压缸体A'的延伸和缩回而枢转，并且较短的夹具臂74响应于液压缸体B'枢转。可替代地，较短的夹具臂74可能简单地被固定的，而不是可枢转的。

因为纸卷通常不仅在如图3和4的例子所示的竖直轴方向，而且也在水平轴方向(未示出)意在被接合和搬运，所以通常设置夹具旋转器80，其是围绕沿着夹具的靠近方向82延伸的轴81可旋转的。旋转器被安装在通过起重机车的升降缸体C'可竖直地升降的起重机车托架83上。液压致动的侧移位装置(未示出)可以可选择地安装在起重机车托架83和旋转器80之间，以与靠近方向82交叉地协调地滑动两个夹具臂72和74。测距仪D'，类似于图2中所示的测距仪D并以类似的方式运行，设置在起重机车托架上以同样感应夹具相对于可选择的纸卷60和62的后表面的可变的接近。测距仪D'沿着稍微向短的夹具臂74倾斜的轴运行，以便更精确地测量夹具相对于可选的不同尺寸的纸卷的以各种方式弯曲的后表面的接近。

图3和4中的夹具，像图1和2中的夹具，具有响应于测距仪D'的控制器，其以与之前相对于图1和2描述的控制器相同的方式，产生指示夹具相对于每个相应的被夹持的纸卷的预定较小内部部分沿着靠近方向82的不断变化的靠近接近的可变信号。较大的圆柱形纸卷60的预定中央较小内部部分84和可选的较小的圆柱形纸卷62的较小内部部分86被认为是决定了用于纸卷类型的负载的适当的夹持表面定位。各个纸卷60和62的较小内部部分84和86中的每一个包括各个纸卷的各自的重心88和90。纸卷的较小内部部分84和86各自的位置可以通常以与如前所述的就图1和2而言相同的方式被确定并使用。和以前一样，通过向操作者提供指示不断变化的靠近接近的人力可辨别的视觉或听觉的信号，或者，可替代地，通过向电控制器提供可变的接近信号，通过自动地调节车辆的推进，转向和制动系统来自动地使车辆减速并且在沿着靠近方向上的正确的夹持表面的预接合位置停止，使控制器调节夹具的不断变化的靠近接近，引导系统调节夹具关于较小内部部分84或86的靠近和停止位置。

图3中可明显看出，夹持表面64和66的预接合位置使得纸卷60或62与各个夹具垫的枢轴销76和78的轴线在通过第一假想的线92或93相互连接的位置接合，第一假想的线92或93分别向邻近的竖直延伸通过预定较小内部部分84或86的第二假想的线延伸，视情况而定。例如，这种竖直的第二假想线可以是竖直延伸通过相应的重心88或90的相应的线，如图3中所示。在夹持表面的接合位置，还应当指出的是，在图3中，两个夹持表面64和66的枢轴轴线76和78，以及它们的夹持表面各自的中央较小的区域94和96，分别地，同样是由纸卷60或62要基于其被接合的相同的假想的线92或93互相连接。

如图3A中示意性地所示，在夹具75向纸卷靠近期间，通过使用测距仪D'以感应纸卷的后表面60'相对于测距仪D'的不断减少的接近，引导系统的控制器调节夹具75沿着靠近方向82的靠近和停止。其中控制器可以将测距仪的不断变化的接近信号转换成这样的信号：表示纸卷60的决定性的较小内部部分84相对于夹持表面64和66的不断减少的接近，这种不同的可能的方式的一个例子可以类似于先前关于图2A所描述的。用于纸卷夹具75的换算公式相对于图2A可以是相同的，不同之处在于，因为两个夹具臂72和74是显著地不同的长度，所以要素M'将在公式中取代先前在图2A中所用的要素M。替代要素M'可以是沿着靠近方向82，在测距仪D'和在假想的线R'的端部上的点98之间的机械距离，假想的线R'从夹持表面66的中央区域96平行于要被接合的纸卷60的已知的半径R并且与其具有相同的长度延伸。纸卷60的平行的半径R的倾斜度可以被选择为与纸卷60在夹持表面64和66的预期正确的接合位置之间的直径92(图3)的倾斜度相同。

引导系统可以可选地，以与图1和2的实施例类似的方式，引导操作者或控制器，使得升降缸体C'获得夹持表面在竖直方向上相对于纸卷60和62中任意一个的预定较小内部部分的正确的预接合位置。在这方面，在图4中可以看出，夹持表面64和66的竖直中央较小的区域94和96分别通过分别横向延伸穿过每个纸卷60和62的竖直中央较小内部部分84和86的假想的线102互相连接，表明两个夹持表面64和66已经相对于纸卷60和62中任意一个的相应的较小内部部分84或86正确地竖直定位在它们的预接合的和接合的位置两者。

对于引导操作者或控制器以在夹具向负载靠近期间获得夹持表面相对于圆柱形负载的正确的横向间隔和/或侧定位，图3和4的情况与图1和2的不同，因为不同长度的相对的夹具臂72和74使得能够选择性地在竖直或者水平位置接合(或存放)纸卷。对于如由图3和4举例说明的不同的卷的直径，保持纸卷夹具的较短的臂74在相同的位置往往是通常的做法。实际上，如上所述，在一些夹具中，较短的臂可能是固定的，而不是可枢转的。因此，较长的臂72的夹持表面64将具有预接合位置，例如图3中的64'，这产生接合位置64，两个这样的位置在较短的臂74的夹持表面66的位置的前面。在夹具75向纸卷靠近期间，较短的臂74的夹持表面66的靠近通常在与如图3中所示的纸卷非常紧密相邻，或甚至接触的预接合位置处停止，而较长的臂72的相对的夹持表面64在与纸卷的表面隔开的预接合位置(例如64')处同时停止。此后，夹持表面64从它的预接合位置64'移动到与纸卷接合，使卷靠置没有被它的夹具臂74移动的另一个夹持表面66。

图5是概略图，示出相对简单的人力可辨别的光显示器112的例子，该光显示器12用于响应于诸如D或D'的测距仪在调节夹持表面沿着夹具载置车辆的靠近方向44或82不断变化的接近和各自的正确的停止位置方面用于视觉地引导操作者。在靠近期间，响应于到对于特定的负载的正确的停止位置的不断减小的接近，灯逐步致动，使得操作者向前或者通过后退减速向负载的靠近以到达准确的停止位置。可替代地，渐进式音频信号可被用于同样的目的。

图6示出另一种可视化的数字显示器113，由此，操作员不仅被告知到正确的停止位置的逐渐减小的接近，还被告知到负载的后表面的测距仪的不断变化的接近，以及表示停止位置是否在车辆的当前位置的前面或后面的正负信号。

图7示出类似于图6的显示器113'，除了代替显示测距仪的到负载的后表面的不断变化的接近之外，要被接合的负载的外部尺寸被显示以使操作者能够验证靠近调节系统对于实际负载被正确地设置。

图8是可以被选择的引导系统的多个不同的可能的可替代的实施例的示意性复合图。提供可编程的，优选地时间参考的，基于微处理器的控制器104以接收指令，运行参数和/或从操作者输入终端106，或者条形码或RFID负载识别读取器108，或者仓库管理系统数据库110输入与被搬运的负载有关的数据。控制器104还可以从前面的测距仪D或D'，或者其它前向的接近传感器，例如机器视觉系统，接收接近信息并将它转换成修改的接近信息，用于引导操作者调节夹具向负载的向前靠近，如先前所述的。控制器104由此可以产生一个或多个可变信号，指示夹持表面相对于负载的决定性的较小内部部分的不断变化的靠近接近，以及如上所述的停止信号，在操作者的显示器106，或者逐步显示的灯112，或者数字的距离显示器113，或者传统的渐进式音频信号(未示出)上，以人力可辨别的方式，将用于夹具的靠近接近和正确的停止位置指示给操作者。同样地，升降缸体竖直接近传感器119和/或夹持表面横向接近传感器121，可用于引导操作者以确保夹持表面相对于负载的各自正确的竖直的，和/或横向对称的预接合位置。

可替代地，如果引导系统的目的是自动地控制夹持表面相对于负载向前的，竖直的和/或横向的定位，而不是通过引导操作者这样做，那么引导系统可以优选地发送它的可变的接近和停止信号到夹具载置自动引导车辆的常规的自动推进，转向和制动系统116以使控制器104能够调节夹具自动地响应于上述的传感器D或D'的向正确的预接合位置的向前的靠近，和/或夹具响应于上述传感器119的向正确的预接合位置的竖直靠近，和/或夹具响应于上述传感器121的向正确的预接合位置的横向靠近。在这种情况下，液压夹持缸体A或A'以及B或B'，以及升降缸体C或C'，也可以由控制器104被自动地调节，优选地响应于作为位置反馈传感器的传感器119、123、125被自动地调节。

具有适合于图1和2的致动器A、B和C的内部位置反馈传感器的活塞和缸体组件的优选的类型是如美国专利6,834,574中所示的Parker-Hannifin活塞和缸体组件，该申请的公开在此通过引用以其整体并入本文。参考本文的图9，每个这样的活塞和缸体组件包括光传感器123、125或119，能够分别读取沿缸体A、B和C的每个相应的活塞杆分布的精细分级的独特增量位置标记118。正如在前述的美国专利6,834,574中所说明的，标记118使相应的传感器123、125或119能够辨别活塞杆相对于缸体的位置，以及活塞杆随着它伸出或缩回的不断变化的位移。也可用于这个目的可替代类型的传感器组件可以包括，例如，磁码型传感器，或电位型传感器，或激光传感器。

传感器123、125和119发送信号输入到控制器104，使控制器能够感应缸体A、B和C各自的运动，不仅包括它们的活塞杆各自的线性位置，还包括每个活塞杆运行的位移和方向。如果旋转致动器被用来执行任意的缸体A、B或C的功能，旋转组件可以使用相同的基本位置感应原理。

图9中的各个液压缸体的传感器123、125和119提供缸体的位置反馈，因而提供负载夹具的夹持表面的位置反馈，使控制器104能够自动地校正缸体A、B或C的任何错位并由此高精度地控制夹持表面的横向和竖直位置。同时，测距仪D或D'同样为自动引导的车辆推进和制动系统提供位置反馈，沿着向前的靠近方向相对于如先前所述的负载定位夹持表面，从而沿着靠近方向提供夹持表面的高度精确的定位。因此，无需操作者干预，以确保在自动控制的实施例中的精确的结果。

图9的示例性电液压电路优选地在由安全阀120限定的压力下从起重机车18上的蓄液池117和泵118接受加压流体，并且通过管道122和三位流量和方向控制阀124传送流体到相对的夹持缸体A和B。阀124优选地是可以响应于控制器104由比例电磁阀124a可变地调节的比例流量控制类型。泵18还供应控制液压升降缸体C的竖直致动的成比例的三位流量和方向控制电磁阀127。泵18还通过管道126供应其它起重机车液压部件和它们各自的控制阀(未示出)。管道128使得从所有的液压元件排放的流体返回到蓄液池117。

为了从缸体A和B同时在相反的方向延伸这两个活塞杆，以彼此远离打开图1和2的夹持表面，阀124的阀芯在图9中向上移动以在压力下从泵118向管道130提供流体，从而到平行管道132和134提供流体，以供应各缸体A和B的活塞端。随着活塞杆伸长，流体被同时从缸体A和B的杆端，通过管道136和138，分别通过常开阀140和142，然后通过阀124和管道128排放到蓄液池117。

相反地，移动阀124的阀芯向下，以在图1和2中朝向彼此关闭夹持表面，通过从泵118通过管道129和相应的管道136和138以及阀140和142向两个缸体A和B各自的杆端引导加压流体，同时缩回两个活塞杆，而流体同时从他们的活塞端通过各自的管道132和134以及通过阀124和管道128排放到蓄液池117。

缸体A、B和C的任何必要的位置校正分别通过阀140、142和127完成，所述阀是电独立操纵的以调节通过各缸体A、B和C的液压流体的相应流动，以响应于来自控制器104的位置校正信号反复纠正与它们各自的预定位置的任何差异。同样的阀还优选地调节通过各个液压缸体A、B和C的液压流体的相应流动，以分开控制它们各自的速度、加速度和减速度。要做到这一点，阀140、142和127优选地是可变限制流量控制阀。

这种阀也可以减少和消除各缸体的各同步运动之间的任何非预期的差异，来实现这种运动的精确协调。例如，在控制器104的自动的指令下，阀140和142可以可变地限制地减少通过这两个液压缸体A和B中的任何一个的相应的流体流，所述任何一个液压缸体可能会以意想不到的方式导致另一个运动。如果可选的阀，如144，被提供以逆转缸体B的运动方向，没有同样逆转缸体A的方向，那么这种协调特征也是有用的，所以各自相对的夹持表面可以选择性地同时在相同的方向上被移动到对称的侧定位的预接合位置。

用于图3和4的纸卷夹具的缸体A'、B'和C'的示例性电液压回路将类似于刚才描述的，除了分别为了夹具关闭和开启缸体A'和B'将在相同的延伸和缩回方向上移动，并且为了对称侧定位的目的在分别相反的延伸和缩回的方向上移动。

如前所述，操作者显示和输入终端106可以优选地为为了操作者选择和系统输入的目的的交互式触摸屏，语音和/或眼球运动/注视跟踪类型。它被连接到具有优选地含有上述查找表的存储器的基于微处理器的控制器104，该查找表关于可能由夹具接合的不同的负载的不同的类型和/或几何结构，这样的信息与不同负载的任何决定性内部特征有关，并且与期望的正确预接合夹持表面位置相关。查找表也可包含与不同的最优的最大和/或最小夹持力或压力设置有关的信息，采用这些信息，至少部分地依赖于相同的负载类型和/或几何结构信息，夹具应该与不同的负载接合，使得夹持力也可以由控制器通过常规螺线管操作可变液压压力控制阀，例如连接到图9的夹具关闭液压管道129的比例压力安全阀或减压阀(未示出)，自动地被调节。优选地通过这样的查找表，所有这些信息与各种不同的可能由夹具接合的负载相关。这样的查找表既可以为了特定的负载处理操作定制，或为了其特定需求由每种不同的负载处理操作选择。

图10-13描绘了示例性的交互的操作者显示和输入终端，它将负载类型和/或几何结构的变量转换成易于被夹具操作者视觉上可识别和可理解的显示，以及优选地但不是必须地，由操作者进行的与他即将接合的特定负载的视觉上可比较的显示，使得他可以输入代表这些变量的信息到控制器104以使终端106能够引导操作者或者控制器104，对于每个不同的负载，将夹持表面放置在它们适当的预接合位置，并且可选地如果需要还控制夹持力。

图10的示例性显示是用于在包括厨房和洗衣房家电的负载搬运设施内工作的夹具操作者。(如果在相同的设施内，其它不同的各种的类型的负载也期望被搬运，那么图10的屏幕可能在列出那些其它的各种类型的类似屏幕之前，操作者可以从其中选择对应于图10的类型。)图10的示例性的屏幕列出了6种不同的家用电器的主要类型，使得操作者可以将这种类型与他即将接合的特定负载在视觉上进行比较。如果操作者看到一个制冷设备负载，例如，然后他将触摸按钮“制冷器(REFER)”，并且示例性屏幕将改变为如图11中所示的形式，其中，操作者之前的“制冷器(REFER)”选择被显示在上部，连同在下面列出的六种可能的较窄类型的制冷设备。然后，如果操作者看到一个或多个“通用豪华(GE Deluxe)”类型的制冷器的负载，操作者将触摸“通用豪华(GE Deluxe)”类型并从而再次改变屏幕为如图12中所示的格式。

图12显示对于列在屏幕顶部的“通用豪华(GE Deluxe)”类型的六个不同的可能的负载的几何结构。如果预期的负载的操作者的视觉观察表明有四个这样的“通用豪华(GE Deluxe)”的物品两个一组并排堆叠在一起，这将促使他按下图12的屏幕上的“4单元”按钮，因为此选择将显示这种并排堆叠的布置的视觉图。然后该选择改变屏幕为图13中所示的格式，显示了“4单元”的选择，同时在上方还标示“负载备好(LOAD READY)”，表示控制器104已经从它的查找表选择与特定的负载类型和/或几何结构匹配的预定夹持表面的预接合位置。相应地，通过或在控制器104的引导下，操作者可以通过图9中的适当的阀124和/或127的致动开始将夹持表面移动到它们的预定预接合位置。可选地，如果需要，控制器104也可以自动地控制如上所述的最佳的夹持力。

优选地，控制器104也可以可选择地包括数据记录器功能，用于记录和报告用于特定操作者使用或控制系统的目的使用的、关于驾驶员识别、时间、日期、操作者输入和/或预期的或实现的夹持表面的预接合位置等的有用信息，例如，可能不会导致该系统的正确的预接合位置的成功选择，或者可能需要纠正的手动控制等的那些信息。

纸卷是通过本系统被夹持的完全不同类型的负载的可选示例。最初，例如，卷的不同的可替代的视觉可辨别的直径，例如30英寸、45英寸或60英寸，可以列举在与图11类似的屏幕上。然后，一个或多个被夹持的卷的不同可能的几何负载结构可以列举在与图12类似的屏幕上，该系统按照如上所述的正常工作。

在前面的说明书中已采用的术语和表达在本文中作为非限制性的描述术语使用，在使用这些术语和表达方面，并没有意图排除所示的和所述的特征或其部分的等同物，应该被认为本发明的保护范围仅由下面的权利要求书定义和限制。

Claims (23)

1.一种用于能安装在车辆上的负载搬运夹具的控制系统，所述夹具具有能够夹持负载的相反侧的一对相对的负载接合夹持表面，所述夹具能安装在所述车辆上，使得至少一个所述夹持表面沿着基本上横向于所述车辆朝向所述负载的靠近方向延伸的方向朝向另一个夹持表面是能关闭的，所述控制系统能够生成可变信号，所述可变信号表示与所述负载的预定较小内部部分处于预定位置关系的所述夹具的期望预接合位置，所述夹持表面从所述夹具的期望预接合位置能夹持所述负载。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号是能够引导人类操作者实现所述期望预接合位置的人力可辨别信号。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号是给电控制器的信号，使所述控制器能够自动地实现所述期望预接合位置。

4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统具有电控制器，其可操作以接收由人类操作者输入的描述所述负载的信息并且可操作以自动地从所述信息确定所述夹具的所述期望预接合位置。

5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号表示基本上沿着所述车辆的所述靠近方向的所述期望预接合位置。

6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号表示在基本上竖直的方向上的所述期望预接合位置。

7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号表示基本上沿着横向于所述靠近方向延伸的所述方向的所述期望预接合位置。

8.一种用于能安装在车辆上的负载搬运夹具的控制系统，所述夹具具有能够夹持负载的相反侧的一对相对的负载接合夹持表面，所述夹具能安装在所述车辆上，使得至少一个所述夹持表面沿着基本上横向于所述车辆向所述负载靠近方向延伸的方向朝向另一个夹持表面是能关闭的，所述控制系统能够响应以下两者生成表示所述夹具的期望预接合位置的可变信号，所述夹持表面能从所述夹具的期望预接合位置夹持所述负载：

(a)与所述负载的内部特征有关的第一信息；和

(b)表示所述夹具的期望预接合位置的第二信息，所述夹持表面根据所述负载的所述内部特征从所述夹具的期望预接合位置夹持所述负载。

9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，响应于操作者对所述负载的视觉观察可获得所述第一信息。

10.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，当所述负载沿着所述靠近方向的前表面位于向前超出所述夹具的前端时，所述控制系统能够获得所述第一信息。

11.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号是人力可辨别信号，能够引导操作者实现所述夹具的所述期望预接合位置。

12.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号是给电控制器的信号，使所述控制器能够自动地实现所述夹具的所述期望预接合位置。

13.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统具有电控制器，可操作以接收由人类操作者输入的描述所述负载的信息并且从所述信息确定所述夹具的所述期望预接合位置。

14.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号表示基本上沿着所述车辆的所述靠近方向的所述期望预接合位置。

15.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号表示在基本上竖直的方向上的所述期望预接合位置。

16.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号表示基本上沿着横向于所述靠近方向延伸的所述方向的所述期望预接合位置。

17.一种用于能安装在车辆上的负载搬运夹具的控制系统，所述夹具具有能够通过夹持力夹持负载的相反侧的一对相对的负载接合夹持表面，所述夹具能安装在所述车辆上，使得至少一个所述夹持表面沿着基本上横向于所述车辆向所述负载靠近方向延伸的方向朝向另一个夹持表面是能关闭的，所述控制系统能够生成表示所述夹具的期望预接合位置的可变信号，所述夹持表面能响应于由人类操作者通过视觉观察所述负载输入到所述系统中的描述所述负载的信息从所述夹具的期望预接合位置夹持所述负载。

18.如权利要求17所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还能够产生表示期望夹持力的可变信号，响应于至少一些描述所述负载的所述信息，所述夹持表面可以利用所述期望夹持力夹持所述负载。

19.如权利要求17所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号是人力可辨别的信号，能够引导人类操作者实现所述期望预接合位置。

20.如权利要求17所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号是给电控制器的信号，使所述控制器能够自动地实现所述期望预接合位置。

21.如权利要求17所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号表示基本上沿着所述车辆的所述靠近方向的所述期望预接合位置。

22.如权利要求17所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号表示在基本上竖直的方向上的所述期望预接合位置。

23.如权利要求17所述的控制系统，其特征在于，所述可变信号表示基本上沿着横向于所述靠近方向延伸的所述方向上的所述期望预接合位置。