JP6425667B2 - クランプ面位置決めシステム - Google Patents

Description

ここでの開示は、カートンのような直線構成の積荷又はペーパーロールのような円筒形の積荷をクランプするためのリフトトラック又は他の産業用の車両に通常搭載されるタイプのクランプであって、可搬式の積荷を移動するクランプを制御するための位置決めシステムの改良に関する。そのような積荷を損傷のなくクランピングをし、そして、その後にその移動を確実にするためには、そのようなクランプの対向するクランプ面の前係合位置がクランプされるべき特定の積荷にとって実質的に正確であることは決定的である。例えば、積荷に対し前方へ接近するクランプの方向に対応するクランプ面の前係合位置がクランプされる特定の積荷に対し少なくともほとんど正確ではない場合、積荷が係合されているときにはクランプ面の異なる領域において容認できない圧力集中と圧力不足が生じることがあり、積荷対する過度の圧縮からその後の積荷のリフトや搬送や降下の最中の積荷の落下に至る範囲において様々な問題を生じる。それとは別に、クランプ面の前係合位置がカートンに対し垂直方向に少なくともほとんど正確ではない場合、クランプ面はカートンの内部補強構造と係合することができないことがあり、結果的に、カートンの非補強箇所の過度の圧縮となる。若しくは、ペーパーロールクランプ面の前係合位置がペーパーロールの重心に対し垂直方向に十分に中心に位置していない場合、ペーパーロールとその搬送車両は、ロールが垂直位置から水平位置に回転するときに、不安定になることがありうる。更に、積荷に対し前方へ接近する間において対向するクランプ面間の前係合距離があまりにも狭すぎる場合、積荷のえぐり又はすり減りが生じることがあり、若しくは、その距離が広すぎる場合、隣接する積荷に対して同様の損傷を生じることがあり得る。更に、クランプ面の左右に非対称な前係合位置は、積荷又はクランプと車両に横滑りさせることとなり、積荷のクランプ係合時に損傷を生じさせることがありうる。

従前の積荷クランプシステムは、多様なサイズや形状の異なる積荷に対し車両搭載クランプ面の正確な前係合位置を提供するためには、操作者の判断とクランプ面の可視性に非常に依存していた。このことは、リフトトラックの操作者の座席の制限された可視位置のために操作者にとって非常に難しい仕事である。

異なるタイプの視覚センサー又は聴覚センサー発生ガイダンスの援助は、ある場合、この仕事において操作者の助けを提供したが。そのような援助は、正確なクランプ面の位置決めにとって決定的であり得る積荷の内部の特徴を決定することよりもむしろ、積荷の外面を感知することのみに一般的に依存している。同様のことは、車載自動案内積荷クランプについても一般的に真であった。積荷の外面のみに基づくこのようなやり方は、クランプ面が異なる正確な位置に異なる積荷を係合して上記の課題を解消することを確実にするには不十分であることが多かった。

図１は、好適な実施の態様に関連して、直線構成の積荷の一例を係合する過程におけるリフトトラック上のカートンクランプの一例の簡略化した斜視図である。

図２は、図１のクランプの上面図である。

図２Ａは、図１と２の積荷係合処理にレンジファインダーがどのように用いられるかの一例を略式に示している。

図３は、好適な実施の態様に関連して、異なるサイズの２つのペーパーロールを係合する過程におけるペーパーロールクランプの一例の簡略化した側面図である。

図３Ａは、図３の積荷係合処理にレンジファインダーがどのように用いられるかの一例を略式に示している。

図４は、図３のクランプの正面図である。

図５は、操作者を案内して図１乃至４の積荷係合処理を制御するための異なるタイプの可能な可変近接ディスプレイの例である。 図６は、操作者を案内して図１乃至４の積荷係合処理を制御するための異なるタイプの可能な可変近接ディスプレイの例である。 図７は、操作者を案内して図１乃至４の積荷係合処理を制御するための異なるタイプの可能な可変近接ディスプレイの例である。

図８は、積荷係合処理中に、操作者を案内するか、若しくは、図１乃至４の車両及びクランプを自動的に制御するための、別の要素を有するコントローラ操作システムの一例の略図である。

図９は、図８のシステムと共に使用可能な電磁油圧回路の一例である。

図１０は、操作者が係合の準備のために視覚的に監視している特定の積荷の積荷タイプ及び／又は幾何学的形状の構成を操作者が選択及び入力することを可能にするために、図８と９のシステムに関連して任意に採用されうる一連のディスプレイの例と一緒に、インタラクティブな操作者端末の一例を示している。 図１１は、操作者が係合の準備のために視覚的に監視している特定の積荷の積荷タイプ及び／又は幾何学的形状の構成を操作者が選択及び入力することを可能にするために、図８と９のシステムに関連して任意に採用されうる一連のディスプレイの例と一緒に、インタラクティブな操作者端末の一例を示している。 図１２は、操作者が係合の準備のために視覚的に監視している特定の積荷の積荷タイプ及び／又は幾何学的形状の構成を操作者が選択及び入力することを可能にするために、図８と９のシステムに関連して任意に採用されうる一連のディスプレイの例と一緒に、インタラクティブな操作者端末の一例を示している。 図１３は、操作者が係合の準備のために視覚的に監視している特定の積荷の積荷タイプ及び／又は幾何学的形状の構成を操作者が選択及び入力することを可能にするために、図８と９のシステムに関連して任意に採用されうる一連のディスプレイの例と一緒に、インタラクティブな操作者端末の一例を示している。

ここに開示された好適な実施の形態は、上記課題の異なる解決の特定の例であり、そして、クランプされるべき積荷のタイプ及び／又は構成に応じて変更されうるものである。この好適な実施の形態において、カートンクランプ又はペーパーロールのクランプ面は、場合場合で、クランプ搬送車両により特定の積荷に対してクランプを近づけることによってその特定の積荷をクランプするために正確な先進位置に置かれ、次いで、積荷に対して近づく方向に沿って正確な前係合位置にクランプ面を置く位置にその車両とクランプを停止する。更に、クランプ面の正確な前係合位置決めは、また、オプションとして積荷に対するクランプ面の正確な垂直方向高さを実現することを含んでいる。更に、正確な前係合位置決めは、また、クランプ面がアプローチの間積荷若しくはその周辺の積荷にダメージを与えないように、若しくは、後続のクランプ係合の間積荷又は車両を側方にずらすようにするために、必要な場合には対照性を実現するために両クランプ面の調和した適切なサイド位置決め（すなわち、側方移動）で、オプションとして積荷の各面に釣り合いのとれるように離れて正確にクランプ面を離間することを含んでいる。クランプ面が一度正確な前係合位置に置かれた場合、そして、クランプ搬送車両が停止したままであるとすると、その前係合位置は、クランプ面の前係合位置と係合位置の間の直線又は曲線の閉じ通路であって、クランプの機械構造によって予め決定されている閉じ通路に沿ってクランプ面が正確な位置でその積荷の側面を係合することを確実にする。

ここで解決されるべき課題は、クランプ面が閉じて積み荷を積荷搬送係合する以前に特定の積荷に対してどのようにして対向するクランプ面が正確な前係合位置に置かれることを確実にすることである。上記のように、クランプ面の正確な前係合位置を実現する操作者の困難に鑑み、そして、操作者の見ることのできない積荷の内部特徴に対する正確なクランプ面前係合位置の依存性に鑑み、車載積荷搬送クランプのための効果的でかつ効率のよい案内システムは、従前のクランプ面位置決め技術に対し改良をしなければならない。

ここに記載された位置決めシステムの実施の形態が従前の車載クランプシステムに対して改良した好適な方法は、その位置決めシステムが一又はそれ以上の決定的なマイナーな内部特徴又はクランプすべき特定のタイプの積荷及び／又は積荷構成の他の内部特徴に関して正確なクランプ面前係合位置を突き止めるか、少なくともほぼ突き止めることである。上記の内部若しくは内部特徴は、積荷タイプ及び／又は積荷の幾何学的形状構成によって予め決定される。積荷タイプ及び／又は積荷の幾何学的形状構成は、順に、好適には、人によって、及び／又はセンサー又はマシーンビジョン、積荷特徴の監視、若しくは、積荷特定コードの読み取りによって確かめることが可能である。

ここで位置決めシステムの一番単純な実施の形態において、正確なクランプ面前係合位置は、好適には、操作者の観察に応じて、次いで、参照テーブルのようなデータベースからマイクロプロセッサーベースのコントローラが操作者によって入力された特定の積荷タイプ及び／又は構成について正確なクランプ面前係合位置を補償するタッチスクリーン又は他のインタラクティブな車載端末における積荷タイプの特定及び／又は幾何学的形状構成の入力するシステムによって確認されうる。

他の実施例として、操作者の観察に依存するのに代えて、積荷の特定コードがセンサーによってスキャンされ、そこからコントローラはデータベースから同じ情報を決定することが可能である。

更に他の実施例として、正確なクランプ面前係合位置は、レンジファインディング又はマシーンビジョンのような他の感知技術によって積荷の外面を感知することによって決定されうる。たとえば、そのような感知は、クランプの前端のセンサーによって積荷の前面がクランプの近づく方向に沿って最初に追い越されることを必要とせずに、積荷の多くの位置のおおよその中心を決定することが可能である（積荷が比較的に長い場合には不可能であるかもしれない）。

係合されるべき特定の積荷に向かってクランプが前進方向に沿って近づく正確なクランプ面前係合位置を決定した後で、積荷に対する積荷クランプのアプローチは、好適には、できるかぎりＳＩＣＫブランドのアナログレザーセンサー又はマシーンビジョンシステム若しくは積荷に対するクランプのアプローチ中に積荷の裏面とクランプの間の変わりつつある近接を感知する他のセンサーのような従来のレンジファインダーに応じて、積荷に関してクランプのアプローチの変わりつつある近接を示す、後述する近接信号を発生するシステムコントローラによって調整されうる。そのような信号と共に、案内システムが、操作者にアプローチの変わりつつある近接を示す、人間が認識可能な視覚的又は聴覚的信号であって、操作者に前進又は後進すること、そして、クランプ面の正確な前係合位置において積荷に対し近づくことを停止する信号を提供することによって、積荷の限定的なマイナーな内部又は他の内部特徴の位置又は他の特徴に対してクランプのアプローチと方向と停止位置を調整することができる。

それとは別に、案内システムは、車両の推進システムや操舵システムやブレーキシステムを自動的に調整してアプローチの方向に沿って正確な前係合位置において車両を減速及び停止することによって、操作者よりむしろコントローラが自動的にクランプのアプローチの変わりつつある近接と停止を調整することを可能にする可変近接信号を提供することができる。

上記のアプローチの方向に沿ったクランプ面の正確な前係合位置を案内することに加えて、好適な実施の形態の案内システムは、任意に同じやり方で、操作者若しくはコントローラのいずれかを案内して、積荷の予め決められた限定的なマイナーな内部又は他の内部特徴に対して垂直方向におけるクランプ面の正確な前係合位置を得る。

更に、案内システムは、できる限り横向きのレンジファインダー又は他の近接センサー若しくはマシーンビジョンを用いて、任意に操作者若しくはコントローラを案内して、好適には積荷に対してアプローチする前又はその最中に、クランプのアプローチ方向に実質的に側方に交差する方向において、クランプ面の側方に離間した正確な前係合位置を得て、積荷に対するクランプ面の対照的な側方位置決めをすることができる。そのような側方案内は、積荷に対するクランプのアプローチの最中において積荷やその近くの積み荷への損傷を避けると共に、後続のクランク係合の最中における積荷又は車両の偶然の横滑りを避ける。

図１と２は、例えばカートンのような直線構成の積荷１６の両側面を係合するためのクランプ面１２と１４を有する、１０として全体的に示されているカートンクランプの一例を図示している。積荷１６は単独のカートンとして示されているが、横積み及び／又は縦積みにされた複数のより小さい直線構成のカートンであってもよい。クランプ１０は、離間された前輪２０を有するリフトトラック１８上に搭載されて図示されている。リフトトラックは、積荷キャリッジ２２を選択的に上下動する油圧リフトシリンダＣを有し、それによって、積荷キャリッジ２２に搭載されたクランプがリフトトラックマスト２４上でする。それぞれのクランプアーム２６と２８は、それぞれクランプ面１２と１４を有するそれぞれのクランプパッド３０と３２を保持する。それぞれの枢軸ピン３４と３６は、クランプアームに対しクランプパッドとそれぞれのクランプ面を軸支し、クランプ面はクランプアーム２６と２８に対してそれぞれの垂直方向の軸周りを回転する。枢軸ピン３４と３６は、クランプ面１２と１４のそれぞれ領域に亘って積荷１６の両側面に加えられた圧力を最大限に均一にする。

クランプアーム２６と２８は、それぞれの回転クランプ面１２と１４と共に、互いに対向する一対の油圧シリンダＡとＢの作動に応じて選択的にクランプ開閉方向３８に沿って互いに前後動する積荷キャリッジ２２上で側方に摺動自在である。積荷１６を係合する以前に十分に広くクランプアーム２６と２８が側方に離れていれば積荷１６にぶつかることを避けれるが、十分に狭く離れていれば隣接する積荷１６にぶつかることを避けれるので、案内システムで調整中のリフトトラック１８は、操作者により又は自動的にクランプ１０をアプローチ前進方向４４に沿って積荷にアプローチして、図２に数字１２‘と１４’によって示された、リフトトラックがそのアプローチを停止する、前進方向４４に沿った正確な前係合位置レンジ内にクランプ面１２と１４を配置する。リフトシリンダＣは、好適には、積荷１６に対して垂直方向における正確な前係合位置レンジ内にクランプ面１２と１４を配置する。その後、クランプシリンダＡとＢはクランプ面１２と１４を互いに閉じて、積荷１６の両側面に係合する。

図１と２の例には、図示目的で、積荷１６の２つの異なる予め決められたマイナーな内部４６と４８それぞれに関してクランプ面１２と１４がその正確な係合位置レンジ内にあるように図示されている。マイナーな内部４６は、積荷の重心を含む積荷１６の中央の内部であり、積荷へのアプローチ方向に沿った正確なクランプ面位置決めの決定的な要素である。図１と２の例において積荷の決定的な第２のマイナーな内部４８が存在する理由は、積荷１６が垂直方向において正確なクランプ面の位置決めの決定的な要素であるカートンの底部において異なる位置に配置された内部４８を占有している補強ベースを有するカートンであるという事実に由来する。すなわち、第１のマイナーな内部４６はアプローチ方向４４に沿ったクランプ面１２と１４の正確な係合及び前係合位置の決定的な要素であるが、特定の例においては垂直方向においてクランプ面１２と１４の正確な係合及び前係合位置の決定的な要素ではない。なぜならば、積荷１６の補強された基部４８が図１に示されたようなクランプ面の底部によって係合されねばならないからである。さもないと、クランプ面が補強された底部４８の上で積荷に係合しなくてはならない場合、クランプのアプローチ方向に沿ってたとえ正確に位置決めされたとしてもクランプが積荷をリフトするときに過度に積荷を圧迫して積荷を適切に保持することができないこともあり得る。このことは、正確なクランプ面の位置決めがクランプされる積荷のタイプに依存しているかを説明している。同様の積荷タイプに対する依存性は、決定的と考えられる積荷のマイナーな内部に対して選択された予め決められた位置、サイズ、形状及び許容範囲のような変数にも当てはまる。そのような変数は、様々な特定にタイプの積荷が含まれている利用者の以前の経験にも依存する

図１と２の例には、積荷の中央の内部４６に対して、アプローチ方向４４に沿ってクランプ面１２と１４の前係合及び係合位置は、重心５０上で正確に中心である必要はなく、枢軸ピン３４と３６のそれぞれ上向きの枢軸を結ぶ想像線５２（図２参照）が中央のマイナーな内部４６を垂直方向に貫く第２の想像線５４に隣接して延在するのであれば、満足であると考えられる。中央のマイナーな内部４６が積荷の重心５０を含んでいるので、これにより積荷の重量がアプローチ方向４４に沿ってクランプ面１２と１４の少なくともほぼ中心になることが確実であり、枢軸に関してもほぼ中心にあるので、クランプ面圧力がアプローチ方向４４に沿って重心の前後側面上で比較的に均一に分配される。それとは別に、クランプ面１２と１４の予め決められた中央のマイナーな領域５６と５８が、それぞれ、マイナーな内部５４を垂直方向に延出する５４のような想像線に隣接する５２のような想像線によって相互に結ばれる場合には、満足のいく係合位置が得られる。

クランプのアプローチの最中、案内システムコントローラはキャリッジ２２上のレンジファインダーＤ又は前記のような他の適切な近接感知システムを用いて、レンジファインダーＤに対する積荷の裏面１６‘の変化する近接を感知することによって、アプローチ方向４４に沿ったクランプ１０のアプローチと停止を制御する。コントローラは、レンジファインダーの変化する近接信号を、枢軸ピン３４と３６に対する、若しくは、各クランプ面１２と１４の予め決められた中央領域５６と５８に対する積荷のマイナーな内部４６の変化する近接を示すものに変換する。図２Ａに関連して、コントローラが、レンジファインダーの変化する近接信号Ｐｒｆを好適には積荷のマイナー内部４６の中心５０（そのような中心が重心であるか又はそうではない）に対し枢軸又はクランプ面の中心領域の変化する近接信号Ｐｍｉｐに変換する異なる可能な方法の一つ例は、以下の変換式である。
すなわち、Ｐｍｉｐ＝Ｐｒｆ＋Ｌ−Ｍである。
この式において、Ｌはアプローチ方向に沿った中心５０と積荷裏面１６‘の間の距離であり、ＭはレンジファインダーＤとクランプ面ピン３４と３６若しくはクランプ面１２と１４のそれぞれの中心領域５６と５８の中心の間のアプローチ方向に沿った機械的な距離である。

図３（平面）と４は、それぞれ別個に垂直方向に配向した、異なる直径を有する円筒形のペーパーロール６０又は６２がそれぞれ代表的なペーパーロールクランプ７５のクランプアーム７２と７４を摺道するよりむしろ枢動することによって保持されるそれぞれのクランプパッド６８と７０の湾曲したクランプ面６４と６６によって係合される異なる例を図示している。クランプパッド６８と７０は、それぞれ枢軸ピン７６と７８によって枢動してクランプアーム７２と７４に接続されている。長いクランプアーム７２は油圧シリンダＡ’の伸張と縮小に応じて枢動し、短いクランプアーム７４は油圧シリンダＢ’に応じて枢動する。それとは別に、短いクランプアーム７４は枢動自在とするよりむしろ単に固定されていてもよい。

ペーパーロールは通常図３と４の例において示されているように垂直軸方向に係合及び保持されることを意図されているだけではなく（図示しない）水平軸方向にも係合及び保持されることを意図されているので、クランプのアプローチ方向８２に沿って延出している軸８１の周りを回動自在のクランプローテータ８０が通常設けられている。このローテータ８０は、リフトトラックのリフトシリンダＣ’によって垂直方向にリフト可能なリフトトラックキャリッジ８３に搭載される。（図示しない）油圧作動サイドシフターがリフトトラックキャリッジ８３とローテータ８０の間に任意に装備されて、両クランプアーム７２と７４をアプローチ方向８２に一緒に摺動するようにしてもよい。図２に示されたレンジファインダーＤと同様に同様の方法で作動するレンジファインダーＤ’がリフトトラックキャリッジ上に設けられ、同様に別個のペーパーロール６０と６２の裏面に対するクランプの可変する近接を感知する。レンジファインダーＤ’は、短いクランプアーム７４に向かって若干傾動した軸に沿って作動し、それぞれ異なるサイズのペーパーロールの様々に湾曲した裏面に対するクランプの近接をより正確に測定する。

図１と２のクランプと同様に、図３と４のクランプは、図１と２に関して前記に記載されたコントローラと同じ方法で、クランプされるべき各ペーパーロールの予め決められたマイナーな内部に関連して、アプローチ方向８２に沿ったクランプのアプローチの変わりつつある近接を示す可変信号を発生するレンジファインダーＤ’に応答するコントローラを有する。より大きな円筒形のペーパーロール６０の予め決められた中央のマイナーな内部８４と別のよい小さな円筒形のペーパーロール６２のマイナーな内部８６は、ペーパーロールタイプの積荷のための適切なクランプ面位置決めの決定的な要素であると考えられる。各ペーパーロール６０と６２のマイナーな内部８４と８６のそれぞれは、各ペーパーロールの各重心８８と９０を含んでいる。ペーパーロールのマイナーな内部８４と８６のそれぞれの位置は、前記に図１と２に関連して説明されたのと同じ方法で一般的に決定され用いられうる。上記のように、案内システムは、操作者にアプローチの変わりつつある近接を示す人間に見分けがつく可視又は可聴信号を提供するか、又は、それとは別に、可変近接信号を電気的コントローラに提供して、自動的に車両の推進システム、操舵システム及びブレーキシステムを調整してアプローチ方向に沿ってクランプ面の正確な前係合位置に車両を減速停止することでコントローラがクランプのアプローチの変わりつつある近接を調整することを可能にすることによって、マイナーな内部８４と８６に関してクランプのアプローチと停止位置の双方を調整する。

図３から明らかなように、クランプ面６４と６６の前係合位置は、場合によっては予め決められたマイナーな内部８４又は８６を垂直方向に延出する第２の想像線に隣接して延在する第１の想像線９２又は９３によって相互接続された位置においてペーパーロール６０か６２のいずれかをそれぞれのクランプパッド枢軸ピン７６と７８の軸に係合されることを可能にする。例えば、そのような垂直方向の第２の想像線は、図３に示されたようなそれぞれの重心８８又は９０を垂直方向に延出する各線である。クランプ面係合位置では、図３においては、クランプ面のそれぞれの中央のマイナーな領域９４と９６と共に、２つのクランプ面６４と６６の枢軸７６と７８が同様にそれぞれペーパーロール６０又は６２がそれに依存して係合されている同じ想像線９２又は９３によって相互に接続されていることが強調されるべきである。

図３Ａに略式に示すようにペーパーロールに対するクランプ７５のアプローチの最中において、案内システムのコントローラは、レンジファインダーＤ’を用いてレンジファインダーＤ’に対するペーパーロールの裏面６０’の減少する近接を感知することにより、アプローチ方向８２に沿ったクランプ７５のアプローチと停止を調整する。コントローラがレンジファインダーの変化する近接信号をクランプ面６４と６６に対するペーパーロール６０の決定的なマイナーな内部８４の減少する近接を示すものへ変換する異なる可能な手段の一つの例が、図２に関し前記のものと同じであってもよい。ペーパーロール７５のために用いられる変換式は以下を除いて図２Ａと同じでよい。２つのクランプアーム７２と７４が想到大きな異なる長さであるので、成分Ｍ’は該式内で図２Ａに用いられた成分Ｍに代替される。代替された成分Ｍ’は、アプローチ方向８２に沿ったレンジファインダーＤ’と係合すべきペーパーロール６０の既知の半径Ｒに平行で同じ長さを有するクランプ面６６の中心領域９６から延びる想像線Ｒ’の終わりの点９８の間の機械的な距離である。ペーパーロール６０の平行な半径Ｒの傾斜は、クランプ面６４と６６の意図された正確な係合位置間のペーパーロール６０の直径（図３参照）の傾斜と同じであるように選択されうる。

案内システムは、任意に、図１と２の実施の形態と同じ方法で、操作者又はコントローラのいずれかを操作して、リフトシリンダＣ’にペーパーロール６０と６２のいずれか一方の予め決められたマイナーな内部に対する垂直方向におけるクランプ面の正確な前係合位置を得させる。これに関連して、図４においては、クランプ面６４と６６の垂直方向に中心のマイナー領域９４と９６が、それぞれ、各ペーパーロール６０と６２の垂直方向に中心のマイナーな内部８４と８６を側方に延びる想像線１０２によって相互に結ばれていることが見られるが、それは前係合位置及び係合位置の両方においてペーパーロール６０と６２のいずれか一方の各マイナーな内部８４又は８６に対して両クランプ面６４と６６が垂直方向に正確に配置されていたことを示している。

操作者又はコントローラを案内して積荷へのクランプのアプローチ中に円筒形の積荷に対するクランプ面の正確な側方離間及び／又は側方位置決めをすることに関して、図３と４の状況は図１と２とは異なる。なぜならば、異なる長さの対向するクランプアーム７２と７４が選択的に垂直方向の位置若しくは水平方向の位置においてペーパーロールを係合する（若しくは置く）ことを可能にするからである。図３と４によって例示されているように異なるロール直径に対して同じ位置にペーパーロールクランプの短いアーム７４を維持することは実際によくあることである。実際、上記のように、ある種のクランプにおいて、短いアームは枢動することよりも固定されることがある。そのように、より長いクランプアーム７２のクランプ面６４は、結果的に係合位置６４となる図３の６４’のような前係合位置を有するが、そのような両位置は短いアーム７４のクランプ面６６の位置よりも前に出ている。ペーパーロールに対するクランプ７５のアプローチの最中において、短いアーム７４のクランプ面６６のアプローチは、図３に示されているようにペーパーロールに非常に近いか、若しくは接触している通常前係合位置で停止される。一方、より長いクランプアーム７２の対向するクランプ面６４は、同時に、ペーパーロール表面から離れた６４’のような前係合位置で停止される。その後、クランプ面６４はその前係合位置から６４’から移動されてペーパーロールと係合し、クランプアーム７４によって動かされていない他のクランプ面６６に対してロールを押しつける。

図５は、Ｄ又はＤ’のようなレンジファインダーに応じて、クランプ搬送車両のアプローチ方向４４又は８２に沿ったクランプ面の変化する近接とそれぞれの正確な停止位置の調整時において、可視的に操作者を案内するための比較的に簡単な人間が認識可能な光ディスプレイ１１２の一例を示す略図である。各発光は、アプローチ中において特定の積荷に対する正確な停止位置への減少する近接に応じて順次作動して、操作者が正確な停止位置に到達するまで前進又は後退のいずれかを行い積荷へのアプローチを少なくすることを可能にする。それとは別に、順次可聴可能な信号も同じ目的で使用されうる。

図６は、別の数値による可視ディスプレイを図示するが、それにより、操作者は正確な停止位置への徐々に小さくする近接だけではなく、レンジファインダーの積荷裏面に対する、変化する近接についての情報が知らされ、更に、プラスマイナス信号は停止位置が車両の現在位置に対して前か又は後ろかを示す。

図７は、積荷裏面へのレンジファインダーの変化する近接を表示する代わりに、係合すべき積荷の外側の大きさが表示されて近接調整システムが実際の積荷に適正に設定されていることを操作者が確認することを可能にすることを除いて図６と同様のディスプレイ１１３’を図示している。

図８は、選択可能な多くの異なる可能な別々の案内システムの実施の形態の略式の合成図である。プラグラム可能で好適には時間依存のマイクロプロセッサーベースのコントローラ１０４が、操作者の入力ターミナル１０６又はバーコード又はＲＦＩＤ積荷特定リーダ１０８若しくは倉庫管理システムのデータデースから命令や操作パラメータ及び／又は処理すべき積荷に関する入力データを受信するために設けられている。コントローラ１０４は、また、前方のレンジファインダーＤ又はＤ’若しくは他のマシーンビジョンシステムのような前方の近接センサーから近接情報を受信して、前記のように積荷に対するクランプの前進アプローチを調整するときに操作者を案内するための変調された情報にそれを変換することもできる。コントローラ１０４は、それによって、積荷の決定的なマイナーな内部に関連したクランプ面のアプローチの変化する近接を示す一又はそれ以上の可視信号と、操作者に対してクランプのアプローチ近接と正確な停止位置を人間が認識可能な形式で操作者のディスプレイ１０６上又は光の順次表示１１２で若しくは数値距離ディスプレイ１１３上で示される上記のような停止信号若しくは順次可聴信号（図示しない）を発生することができる。同様に、垂直方向リフトシリンダ近接センサー１１９及び／又は側方クランプ面近接センサー１２１は、操作者を案内して積荷の対するクランプ面のそれぞれの正確な垂直方向及び／又は側方の対照的な前係合位置決めを確実にするために採用されることもありうる。

それとは別に、案内システムが、操作者を案内してするよりもむしろ、積荷に対して自動的に前方、垂直方向及び／又は側方のクランプ面の位置決めを制御することを意図する場合、案内システムは好適にはクランプ搭載自動案内車両の自動推進操舵ブレーキシステム１１６に可変近接停止信号を送信して、コントローラ１０４が上記センサーＤ又はＤ’に応じた正確な前係合位置へのクランプの自動前進アプローチ及び／又は上記センサー１１９に応じた正確な前係合位置へのクランプの垂直方向へのアプローチ及び／又は上記センサー１２１に応じた正確な前係合位置へのクランプの側方のアプローチを調整することを可能にする。そのような場合において、油圧クランプシリンダＡ又はＡ’及びＢ又はＢ’は、リフトシリンダＣ又はＣ’と共に、好適には位置フィードバックセンサーとして作動するセンサー１１９，１２３，１２５に応じて自動的にコントローラ１０４によって調整される。

図１と２の作動器ＡとＢとＣにとって適した内部位置フィードバックセンサーを有する好適なタイプのピストン及びシリンダ組み立て体は、米国特許第６８３４５７４号に示されたようなパーカーーハンニフィン（Ｐａｒｋｅｒ−Ｈａｎｎｉｆｉｎ）ピストン及びシリンダ組み立て体であり、その開示事項は引用によってその全体がここに組み入れられる。ここで図９に関し、各ピストン及びシリンダ組み立て体は、シリンダＡとＢとＣの各ピストンロッドに沿って配分された細かくメモリされた固有のインクリメント位置目盛１１８を読み取ることができる光学センサー１２３、１２５又は１１９を含んでいる。上記の米国特許第６８３４５７４号に記載されたように、目盛１１８はそれぞれのセンサー１２３、１２５又は１１９がシリンダに対するピストンの位置と、ピストンロッドが伸縮する時のピストンロッドの変化する変位も認識することを可能にする。この目的のために利用可能である別のタイプのセンサー組み立て体には、例えば、磁気コードタイプのセンサー又は電位差計タイプのセンサー若しくはレザーセンサーを含む。

センサー１２３、１２５又は１１９は、信号入力をコントローラ１０４に送り、コントローラがそれぞれのピストンロッドの線形位置だけでなく各ピストンロッドの変位と移動方向も含めたシリンダＡとＢとＣのそれぞれの移動を感知すること可能にする。ロータリー作動器が使用されてシリンダＡ又はＢ若しくはＣのいずれかの機能を行う場合には、同じ基本的な位置感知原理がロータリー構成部分と共に用いられる。

図９の各油圧シリンダのセンサー１２３と１２５と１１９は、シリンダ位置のフィードバックと積荷クランプのクランプ面位置のフィードバックを提供して、コントローラ１０４が自動的にシリンダＡ又はＢ若しくはＣのミスポジションを訂正することを可能にし、それによって、高精度でクランプ面の側方及び垂直方向の両方の位置を制御する。同時に、レンジファインダーＤ又はＤ’は、同様に、上記のように積荷に対しアプローチの前進方向に沿ってクランプ面を位置決めする自動案内車両推進及びブレーキシステムのために位置フィードバックを提供するが、それによって、アプローチ方向に沿ったクランプ面の非常に正確な位置決めを提供する。そのようにして、自動的に制御された実施の形態においては、正確な結果を確実にするために操作者が介在する必要はない。

図９に例示された電磁油圧回路は、好適には、リリーフ弁１２０によって制限されている圧力の基でリフトトラック１８の貯油器１１７とポンプ１１８から圧力流体を受け取り、その流体を導路１２２と３方向流体制御弁１２４を介して対向するクランプシリンダＡとＢに流す。この弁１２４は好適には比例流量制御タイプであり、コントローラ１０４に応じて比例電気ソレノイド１２４ａによって可変調整される。ポンプ１１８は、また、油圧リフトシリンダＣの垂直方向の作動を制御する３方向流体制御ソレノイド弁１２７にフィードする。ポンプ１１８は、また、導路１２６を介して他のリフトトラック油圧構成部分とその個々の制御弁（図示せず）にフィードする。導路１２８はすべての油圧構成部分から排出された流体を貯油器１１７に返還する。

シリンダＡとＢからの両ピストンロッドを同時に反対方向に延ばして図１と２のクランプ面を互いに開くためには、弁１２４のスプールが図９の上側にシフトされて、ポンプ１１８から圧力流体が導路１３０と平行導路１３２と１３４に提供され、それぞれのシリンダＡとＢのピストンエンドにフィードする。ピストンロッドが延びたとき、流体は同時にシリンダＡとＢのピストンエンドから導路１３６と１３８を介してそれぞれ通常は開いている弁１４０と１４２を通じて排出され、その後弁１２４と導路１２８を介して貯油器１１７に戻る。

反対に、図１と２のクランプ面を互いに閉じるためには、弁１２４のスプールを下側にシフトして、圧力流体をポンプ１１８から導路１２９と各導路１３６と１３８と弁１４０と１４２を介して２つのシリンダＡとＢのそれぞれのロッドエンドに向けて送ることで２つのピストンロッドを同時に後退する。その間、その流体は同時にそのピストンエンドから各導路１３２と１３４を介し、そして、弁１２４と導路１２８を通じて貯油器１１７に排出される。

シリンダＡとＢとＣのいかなる必要な位置訂正も、それぞれ、別々に電気的に作動してシリンダＡとＢとＣに流れる作動液体の流れを調整しコントローラ１０４からの位置訂正信号に応じて繰り返しそれぞれの意図された位置からの変動を訂正する弁１４０と１４２と１２７によって達成される。それぞれの同じ弁は、好適には、それぞれシリンダＡとＢとＣに流れる作動液体の流れを調整して、その流速と加速と減速を別々に制御する。これを達成するためには、弁１４０と１４２と１２７は、可変流量制限制御弁（ｖａｒｉａｂｌｅ−ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｆｌｏｗ ｃｏｎｔｒｏｌ ｖａｌｖｅｓ）であることが好適である。

そのような弁は、各シリンダの同時移動の意図しない差異を減らしたり無くしたりして、その移動の正確な協調を実現することもできる。例えば、コントローラ１０４の自動的な命令の下で、弁１４０と１４２は、２つの油圧シリンダＡとＢのいずれか一方が他に比べて非意図的に移動をリードしているシリンダを流れる流体の流れを調節可能に制限的に減少することができる。この協調特徴は、また、１４４のような任意の弁が提供されてシリンダＡの方向を同様に反転することなくシリンダＢの移動方向を反転する場合にも有効である。その結果、それぞれの対向するクランプ面は選択的に同じ方向に同時に対照的に横に配置された前係合位置に移動される。

図３と４のペーパーロールクランプシリンダＡ’とＢ’とＣ’用の電磁油圧回路の例は上記と同様であるが、シリンダＡ’とＢ’がそれぞれクランプの開閉のために同じ伸縮方向に移動し、対照的に横に配置されるためにはそれぞれ反対の伸縮方向に移動することは除かれる。

上記のように、操作者ディスプレイ及び入力端末１０６は、好適には、操作者の選択及びシステム入力のためのインタラクティブなタッチスクリーンであり、音声であり、及び／又は眼球連動／視線追跡タイプである。それは好適にはクランプによって係合されそうな異なる積荷の異なるタイプと幾何学的形状に関する前記の参照テーブルを含むメモリを有するマイクロプロセッサーベースのコントローラ１０４に連結されている。そのような情報は、異なる積荷の決定的な内部特徴に関するものであり、所望の正確な前係合クランプ面位置に相関関係があるものである。参照テーブルは、同じ積荷タイプ及び／又は幾何学的形状の情報に少なくとも部分的に依存している、クランプが異なる積荷を係合する最適な最大及び／又は最小のクランプ力又は圧力セッティングを含んでいてもよく、その結果、クランプ力は、また、図９のクランプ閉鎖油圧導路１２９に接続された比例圧力解放又は減圧弁（図示せず）のような、従来のソレノイド作動可変油圧制御弁を介してコントローラにより自動的に調整される。このような情報のすべては、好適には、クランプによって係合されそうな各種の異なる積荷に関連して参照テーブルを介して相関されている。そのような参照テーブルは、特定の積荷搬送操作のためにカスタマイズされるか、若しくは、特定の必要性のためにそれぞれ異なる積荷搬送操作によって選択可能にしてもよい。

図１０乃至１３は、積荷タイプ及び／又は幾何学的形状の変数をディスプレイに変換してクランプ操作者にとって可視的に容易に認識及び理解可能にするインタラクティブな操作者ディスプレイ及び入力端末の一例を図示している。そして、それは、操作者により必ずしも係合しようとしている特定の積荷と可視的に比較する必要はなく、その結果操作者はコントローラ１０４にこれらの変数を表す情報を入力して端末１０６が操作者又はコントローラ１０４を案内してクランプ面を各異なる積荷に対しその適正な前係合位置に置くことを可能にするか、若しくは、必要な場合、クランプ力を任意に制御する。

図１０に例示されたディスプレイは、台所及び洗濯室電気家庭用機器を含む積荷搬送設備においてクランプ操作者ワーキングのためのものである。（他の広範なタイプの積荷が同じ設備において搬送されることが予測される場合、図１０のスクリーンに対してそれらの広範なタイプが列挙された同様のスクリーンが先立つことがあり、そこから操作者は図１０に対応するタイプを選択することができる。）図１０のスクリーンの例は、６個の異なる広範なタイプの家庭用機器を列挙しており、操作者は可視的に係合しようとしている特定の積荷に対してそのようなタイプを比較することができる。もし、操作者が例えば冷蔵庫の積荷を見ている場合、操作者が「参照」ボタンに触れると、スクリーン例が図１１に示されたような形に変わり、６個の可能なより狭いタイプの冷蔵庫と共に、操作者の以前の「参照」の選択が頂部に表示される。そして、もし、操作者が一又はそれ以上の「ＧＥ ＤＥＬＵＸＥ」タイプの冷蔵庫の積荷を見ている場合、操作者が「ＧＥ ＤＥＬＵＸＥ」ボタンに触れると、それにより、スクリーンが再び図１２に示されたようなフォーマットに変わる。

図１２は、スクリーン頂部に列挙された「ＧＥ ＤＥＬＵＸＥ」タイプにとっての６個の異なる可能な幾何学的形状を提案する。操作者の意図した積荷の可視的な観察により、２個の横積されたグループでそのような「ＧＥ ＤＥＬＵＸＥ」の４つの品物があることが明らかな場合、このことで操作者に図１２のスクリーン上の「４個」ボタンを押す気にさせる。なぜならば、このスクリーンがそのような横積み配列の可視的な図を表示しているからである。この選択は、そして、スクリーンを図１３に示されたような、頂部に「積荷用意」を示しながら「４個」の選択を表示するフォーマットに変更するが、これはコントローラ１０４が参照テーブルから特定の積荷タイプ及び／又は幾何学的形状に合致している予め決められたクランプ面前係合位置を選択したことを示している。よって、コントローラ１０４により又はそれを介して、操作者は図９の適切な弁１２４及び／又は１２７の作動によってその予め決められたクランプ面前係合位置にクランプ面を動かし始めることができる。任意には、所望であれば、コントローラ１０４はまた自動的に上記のような最適なクランプ力を制御することもできる。

好適には、コントローラ１０４は、特定の操作者用途若しくはシステムの正確な前係合位置の成功した選択にはならなかったもののような、若しくは、手動矯正制御を必要とするような制御システムの試みられた用途に対してのドライバー特定、時間、日付、操作者入力及び／又は意図した又は達成したクランプ面前係合位置を記録し報告するために、データレコーダー機能を任意に含むこともできる。

ペーパーロールは、本システムによってクランプされる積荷の全く異なるタイプの別の例である。まず、例えば、３０インチ、４５インチ、６０インチのようなロールの別々に可視的に認識できる異なる直径が図１１に匹敵するスクリーン上で列挙されてもよい。クランプされる一又はそれ以上のロールの異なる可能な積荷幾何学的形状は、図１２に匹敵するスクリーン上で列挙されてもよく、他の点ではシステムは上記のように機能する。

上記の明細書に使用された用語や表現はここでは説明用語として用いられているのであって、制限的に解されるべきではなく、そのような用語や表現の使用において、図示され、記載された特徴又はその一部の均等物を排除するような意図は存在していない。発明の範囲が以下の特許請求の範囲によってのみ定義され制限されることが理解される。

Claims (7)

1. クランプ力で積荷の両側面を実質的にクランプすることができる一対の対向する積荷係合クランプ面を有する車載積荷搬送クランプの制御システムであって、車両の前記積荷に対するアプローチの方向に交差する方向に沿って前記一対の積荷係合クランプ面が互いに移動して閉じるようにクランプが車両に搭載可能であり、前記制御システムは、そこから前記クランプ面が前記積荷をクランプすることができる所望の前係合位置を示す可変信号を発生することが可能であり、
   前記前係合位置が、
   （ａ）前記積荷の重心か、又は
   （ｂ）前記積荷の補強部分
   のうちの何れかを含む前記積荷の予め決められた内部特徴の位置を示す情報に応じて、
   前記一対のクランプ面のそれぞれを位置決めすることができる積荷搬送クランプの制御システム。
2. 前記制御システムは、更に、前記情報の少なくともいくつかに応じて、前記クランプ面が前記積荷をクランプすることができる所望のクランプ力を示す可変信号を発生することができることを特徴とする前記請求項１に記載の制御システム。
3. 前記可変信号が操作者を案内して前記クランプの前記所望の前係合位置を達成することのできる人間が認識できる信号であることを特徴とする前記請求項１に記載の制御システム。
4. 前記可変信号が電気コントローラに対する信号であって、前記コントローラが自動的に前記所望の前係合位置を達成することのできる信号であることを特徴とする前記請求項１に記載の制御システム。
5. 前記可変信号が前記車両のアプローチ方向に実質的に沿った前記所望の前係合位置を示していることを特徴とする前記請求項１に記載の制御システム。
6. 前記可変信号が実質的に垂直方向における前記所望の前係合位置を示していることを特徴とする前記請求項１に記載の制御システム。
7. 前記可変信号が前記アプローチ方向と交差して延出する方向に実質的に沿った前記所望の前係合位置を示していることを特徴とする前記請求項１に記載の制御システム。

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