夾持表面定位系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本公開涉及用于控制通常安裝在用于夾持直線的負(fù)載(如紙箱)或圓柱形負(fù)載(如紙卷)的起重機(jī)車或其它工業(yè)車輛上的類型的移動負(fù)載搬運(yùn)夾具的定位系統(tǒng)的改進(jìn)。為了確保這樣的負(fù)載的無損傷夾持和后續(xù)搬運(yùn)，至關(guān)重要的是，對于特定的被夾持的負(fù)載，這種夾具的相對的夾持表面的預(yù)接合位置基本上是正確的。例如，如果在朝向負(fù)載向前靠近的夾持方向上相對的夾持表面的預(yù)接合位置相對于特定的被夾持的負(fù)載不是至少近似正確的，那么當(dāng)負(fù)載被接合時，不可接受的壓力集中和壓力不足可能在夾持表面的不同區(qū)域發(fā)生，在隨后的負(fù)載的提升、運(yùn)輸和存放期間，造成包括從負(fù)載的過度壓縮到負(fù)載的滑移之間的各種問題?；蛘撸绻麏A持表面的預(yù)接合位置相對于紙箱不是至少近似豎直地合適，那么夾持表面可能無法與紙箱內(nèi)部的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)接合，造成紙箱的無強(qiáng)化部分的過度壓縮。或者，如果紙卷夾持表面的預(yù)接合位置相對于紙卷的重心不能充分豎直居中，那么當(dāng)紙卷從豎直位置向水平位置轉(zhuǎn)動時，紙卷和其運(yùn)輸車輛會變得不穩(wěn)定。另外，如果相對的夾持表面之間的預(yù)接合的間隔在它們向前靠近負(fù)載期間太窄，這可能會導(dǎo)致負(fù)載的鑿孔或磨損，或者，如果間隔太寬，這可能會對相鄰的負(fù)載造成相似的損害。此外，夾持表面的非對稱的側(cè)到側(cè)的預(yù)接合位置可能會導(dǎo)致負(fù)載，或者夾具和車輛向一側(cè)滑動，并在負(fù)載的夾緊結(jié)合過程中造成損壞。
[0002]現(xiàn)有的負(fù)載夾持系統(tǒng)嚴(yán)重依賴于操作者的判斷和夾持表面的可見性以產(chǎn)生車載夾持表面相對于可變尺寸和形狀的不同負(fù)載的正確的預(yù)接合位置。對于操作者而言，從他的在起重機(jī)車操作者座椅上的視覺限制的位置，這是非常困難的任務(wù)。
[0003]不同類型的視覺或聽覺傳感器生成的引導(dǎo)輔助有時被提供以在此任務(wù)中幫助操作者，但這種輔助通常只依賴于感應(yīng)負(fù)載的外表面，而不是確定對于正確的夾持表面定位可能是決定性的負(fù)載的內(nèi)部特征。就自動引導(dǎo)的車載負(fù)載夾具而言，同樣是普遍符合事實(shí)的。這種完全基于外部負(fù)載表面的方法往往不足以確保夾持表面將在各個不同的正確位置與不同的負(fù)載接合以克服上述問題。
【附圖說明】
[0004]圖1是按照本文中的優(yōu)選的實(shí)施例的在與示例性直線負(fù)載接合的過程中在起重機(jī)車上的示例性紙箱夾具的簡化的立體圖。
[0005]圖2是圖1中的夾具的俯視圖。
[0006]圖2A示意性地描繪了測距儀如何可以被用在圖1和2中的負(fù)載接合過程中的例子。
[0007]圖3是按照本文中的優(yōu)選的實(shí)施例的在與兩種可選的不同尺寸的紙卷接合的過程期間，示例性的紙卷夾具的簡化的側(cè)視圖。
[0008]圖3A示意性地描繪了測距儀如何可以被用在圖3中的負(fù)載接合過程中的例子。
[0009]圖4是圖3中的夾具的正視圖。
[0010]圖5、6和7是在控制圖1-4中的負(fù)載接合過程中用于引導(dǎo)操作者的示例性的不同類型的可能的變化的近似顯示。
[0011]圖8是具有可選元件的示例性控制器控制的系統(tǒng)的示意圖，所述可選元件用于在負(fù)載接合過程期間用于引導(dǎo)操作者或用于自動控制圖1-4中的車輛和夾具。
[0012]圖9是可與圖8中的系統(tǒng)一起使用的示例性電液壓回路。
[0013]圖10-13示出具有示例性的可以可選地與圖8和9的系統(tǒng)配合使用的一系列顯示器的示例性的互動操作者終端，以使得操作者能夠選擇并輸入操作者在接合之前視覺上觀察到的特定負(fù)載的負(fù)載類型和/或幾何結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本文所公開的優(yōu)選的實(shí)施例是上述問題的不同的解決方案的具體例子，并且根據(jù)被夾持的負(fù)載的類型和/或結(jié)構(gòu)是可變的。在優(yōu)選的實(shí)施例中，紙箱夾具或紙卷夾具的夾持表面，視情況而定，由夾具載置車輛通過夾具朝向負(fù)載靠近的方法，被放置在正確的前方位置，用于夾持特定的負(fù)載，隨后在沿著相對于負(fù)載靠近方向?qū)A持表面放置在正確的預(yù)接合位置停止車輛和夾具。此外，夾持表面的正確的預(yù)接合位置可能可選地還涉及實(shí)現(xiàn)夾持表面相對于負(fù)載的正確的豎直高度。此外，正確的預(yù)接合位置可能還可選地涉及在負(fù)載的每一側(cè)正確地使夾持表面對稱地分開，兩個夾持表面的適當(dāng)?shù)膫?cè)定位(即側(cè)移)如果需要一致以實(shí)現(xiàn)對稱，使得夾持表面在靠近期間不損壞負(fù)載或鄰近的負(fù)載，或者在隨后的夾持接合期間不會導(dǎo)致負(fù)載或車輛側(cè)滑。一旦夾持表面在它們的正確的預(yù)接合位置，并假定夾具運(yùn)載車輛保持停止，預(yù)接合位置保證夾持表面將沿著直線或曲線的在夾持表面的預(yù)接合和接合的位置之間的夾具關(guān)閉路徑在正確的位置與負(fù)載的側(cè)面接合，該夾具關(guān)閉路徑由夾具的機(jī)械結(jié)構(gòu)預(yù)先確定。
[0015]本文所解決的問題是如何保證相對的夾持表面在它們閉合成與負(fù)載形成負(fù)載搬運(yùn)接合之前相對于特定的負(fù)載處在正確的預(yù)接合位置?？紤]到操作者如上所述很難實(shí)現(xiàn)夾持表面的正確的預(yù)接合位置，并且進(jìn)一步考慮到正確的夾持表面的預(yù)接合位置對于操作者無法看到的負(fù)載的內(nèi)部特征的依賴性，用于車載的負(fù)載搬運(yùn)夾具的有效和高效的引導(dǎo)系統(tǒng)在以前的夾持表面定位技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)。
[0016]本文所描述的定位系統(tǒng)的實(shí)施例在以前的車載夾持系統(tǒng)上改進(jìn)的優(yōu)選的方法是定位系統(tǒng)確定，至少近似地確定，與被夾持的特定類型的負(fù)載和/或負(fù)載結(jié)構(gòu)的一個或多個決定性的較小內(nèi)部部分或其它內(nèi)部特征有關(guān)的正確的夾持表面的預(yù)接合位置。上述內(nèi)部部分或特征由負(fù)載類型和/或負(fù)載的幾何結(jié)構(gòu)預(yù)先確定。負(fù)載類型和/或負(fù)載的幾何結(jié)構(gòu)又優(yōu)選地由人，和/或傳感器，或機(jī)器視覺，負(fù)載特性的觀察，或者由負(fù)載識別代碼讀取可確定。
[0017]在本文的定位系統(tǒng)的最簡單的實(shí)施例中，正確的夾持表面的預(yù)接合位置可以通過響應(yīng)于操作者的觀察和隨后的負(fù)載類型的特征和/或幾何結(jié)構(gòu)在觸摸屏或者其它與基于微處理器的控制器相互關(guān)聯(lián)的交互式車載終端上的輸入的系統(tǒng)被優(yōu)選地確定，從數(shù)據(jù)庫，例如查找表，用于特定的負(fù)載的類型和/或結(jié)構(gòu)的正確的夾持表面的預(yù)接合位置由操作者輸入。
[0018]作為替代的實(shí)施例，代替依賴于操作者的觀察，負(fù)載上的識別碼可以通過傳感器掃描，控制器可以通過數(shù)據(jù)庫確定相同的信息。
[0019]作為另一個替代的實(shí)施例，正確的夾持表面的預(yù)接合位置可以憑借測距或其它感應(yīng)技術(shù)，例如機(jī)器視覺，通過感應(yīng)負(fù)載的外表面來確定。例如，這種感應(yīng)可以確定負(fù)載的近似質(zhì)心的位置，而不需要通過夾具的前端上的傳感器(如果負(fù)載是相當(dāng)長的，這也許是不可能的)沿著夾具的靠近方向首先趕上負(fù)載的前表面。
[0020]沿著夾具朝著特定的被接合的負(fù)載向前靠近方向，確定了正確的夾持表面的預(yù)接合位置，負(fù)載夾具向負(fù)載的靠近可以優(yōu)選地由系統(tǒng)控制器調(diào)節(jié)，系統(tǒng)控制器響應(yīng)于常規(guī)測距儀，如SICK品牌的模擬激光傳感器，或機(jī)器視覺系統(tǒng)，或其它在夾具向負(fù)載靠近期間感應(yīng)負(fù)載的后表面和夾具之間的不斷變化的靠近的傳感器，生成后面所描述的接近信號，說明夾具相對于負(fù)載的不斷變化的靠近。采用這樣的信號，引導(dǎo)系統(tǒng)可以相對于負(fù)載的決定性的較小內(nèi)部部分的位置或其它特征，或者其它內(nèi)部特征，調(diào)節(jié)夾具的(以及從而夾持表面的)靠近，方向和停止位置，較小內(nèi)部部分通過向操作者提供人力可辨別的視覺或聽覺的不斷變化的信號，指示不斷變化靠近接近，這引導(dǎo)他在正確的夾持表面的預(yù)接合位置向前或向后移動并停止相對于負(fù)載的靠近。
[0021]可替代地，引導(dǎo)系統(tǒng)可提供可變的接近信號，以啟動控制器，而不是操作者，以通過自動地調(diào)節(jié)車輛的推進(jìn)，轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)來自動地調(diào)節(jié)夾具的不斷變化的靠近接近和停止，從而使車輛減速并且沿著靠近方向在該正確的預(yù)接合位置停止。
[0022]除了如上所述的沿著靠近方向引導(dǎo)正確的夾持表面的預(yù)接合位置之外，優(yōu)選的實(shí)施例的引導(dǎo)系統(tǒng)可以任意地，以類似的方式，引導(dǎo)操作者或者控制器以在豎直方向上相對于負(fù)載的預(yù)定較小內(nèi)部部分或其它內(nèi)部特征獲得正確的夾持表面的預(yù)接合位置。
[0023]此外，引導(dǎo)系統(tǒng)可以，優(yōu)選地在向負(fù)載靠近之前或期間，可選地引導(dǎo)操作者或控制器可能使用側(cè)定向測距儀或其它接近傳感器，或機(jī)器視覺，以在基本上側(cè)向橫過夾具的靠近方向的方向上獲得正確的側(cè)向間隔的夾持表面的預(yù)接合位置，以獲得夾持表面相對于負(fù)載的對稱的側(cè)定位。這種側(cè)向引導(dǎo)將在夾具向負(fù)載靠近期間避免損壞負(fù)載和相鄰的負(fù)載，并且在隨后的夾持接合期間避免負(fù)載或車輛的意外側(cè)滑。
[0024]圖1和2示出紙箱夾具的示例性的實(shí)施例，通常標(biāo)示為10，具有夾持表面12和14，用于與直線負(fù)載16 (如紙箱)的側(cè)部接合。盡管負(fù)載16被描繪成一個單一的紙箱，但是它可以包括并排和/或在彼此頂上堆疊的多個較小的直線紙箱。夾具10被示出安裝在具有間隔的前輪20的起重機(jī)車18上。起重機(jī)車具有液壓升降缸體C，其可選擇地升高和降低負(fù)載托架22，從而可選擇地升高和降低安裝在負(fù)載托架22上在起重機(jī)車桅桿24上的夾具。各自的夾具臂26和28支撐各自的夾具墊30和32，其包含各自的夾持表面12和14。各自的樞軸銷34和36樞轉(zhuǎn)地將夾具墊和它們各自的夾持表面安裝到夾具臂上，使得夾持表面圍繞各自的豎直軸相對于夾具臂26和28是可樞轉(zhuǎn)的。樞軸銷34和36最大化在夾持表面12和14的對應(yīng)區(qū)域上施加到負(fù)載16的側(cè)面的壓力的均勻性。
[0025]夾具臂26和28，連同它們的可樞轉(zhuǎn)的夾持表面12和14，響應(yīng)于一對相對面向的液壓缸體A和B的致動沿著夾具關(guān)閉/開啟的方