夹持表面定位系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]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。
[0002]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。
[0003]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】
[0004]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。
[0005]图2是图1中的夹具的俯视图。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]图4是图3中的夹具的正视图。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]图9是可与图8中的系统一起使用的示例性电液压回路。
[0013]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】
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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