CN103958390A - 用于装载物处理夹具的交互式夹持力控制*** - Google Patents

Abstract

公开了对具有可变的夹持力控制的装载物夹持***的改进，通过该改进，处于各种不同的装载物几何结构中的各种不同的装载物类型可根据每个装载物的组合的相应装载物类型和几何结构在相应的可变最佳夹持力设置下被准确地夹持。操作员显示和输入终端与控制器协作来针对他即将啮合的每个特定的装载物，根据其视觉观察，将可能的装载物变量的类别转换成由夹具操作员在视觉上可容易辨别和优选地由操作员可容易比较的形式，使得操作员可在选择每个特定装载物的最佳夹持力设置时交互地引导控制器。

Description

用于装载物处理夹具的交互式夹持力控制***

技术领域

本公开涉及在具有可变的夹持力控制的装载物夹持***中的改进，通过该改进，可自动根据每个装载物的相应装载物类型和组合的几何结构在相应的可变最佳夹持力设置下准确地夹持处于各种不同的装载物几何结构中的各种不同的装载物类型。

背景技术

在2009年11月12日公布的美国专利申请公开文本No.2009/0281655A1和因而得到的美国专利No.8078315中示出的现有夹持***提供响应于传感器的自动可变最大夹持力控制，该传感器针对每个不同的装载物来确定单独装载物类型和装载物几何结构信息两者。然而，这个高度自动的现有***的显著问题是装载物处理设施在建立使***能够针对在这样的设施中遇到的各种装载物类型和几何结构有效地操作所必须的当前数据库信息时所遇到的实际困难。与准确地开发、存储、维持、匹配和传递现有***在这样的装载物处理操作中充分起作用所必须的装载物类型、几何结构和最佳夹持力信息相关的成本和复杂性已建立了困难的挑战。然而，常常由于操作员过分夹持装载物并因此损坏装载物或其包装或这两者的正常倾向，允许操作员控制夹持力水平的替代方案产生了其它显著的问题。

附图说明

图1是可与当前改进的控制***一起使用的装载物处理夹具的示例性实施例的透视图。

图2和图2A是示出示例性控制***的替代实施例的示例性电动液压***图示。

图3-6示出具有示例性显示序列的示例性操作员终端，其用于使操作员能够选择并输入操作员将要利用装载物处理夹具啮合的特定装载物的装载物类型和几何结构并用于使图2和2A的***能够确定并设置最佳夹持力。

图7-9示出使操作员能够选择特定的夹持力设置（当这样的设置不能使用图3-6的显示来确定时）的另一示例性显示序列。

具体实施方式

可由本文所示的控制***的示例性实施例控制的典型装载物处理夹具通常根据图1中的10来指示。示例性夹具10优选地是具有适合于安装在升降式装卸车车厢上的框架11的可滑动臂夹具，框架11可垂直地沿着常规装载物提升桅杆（未示出）选择性地做往复运动。图1中的特定示例性夹具10用于夹持并提升单独地或处于各种不同的堆叠和/或并排的并联或结构中的直线性装载物，例如纸板箱或包装12。夹持臂14、16可选择性地远离或朝着彼此滑动以相对于装载物打开或闭合装载物啮合表面20、22。液压汽缸26、28优选地选择性地延伸或缩回相应的夹持臂14、16。可替代地，夹持臂可通过其它类型的液压或电力地供能的线性或旋转电机而不是液压汽缸延伸或缩回。

作为另一示例性替代方案，夹具10可以是具有液压或电力地致动的弯曲装载物啮合表面的可滑动或转动的臂夹具，该表面用于抓住纸辊或其它非直线性装载物的弯曲侧面。

图2示出由升降式装卸车或其它车辆的操作员可使用的示例性***，图1的装载物处理夹具可安装在该升降式装卸车或其它车辆上。操作员显示和输入终端30（优选地但不一定具有用于选择和***输入目的的触摸屏、语音和/或眼睛运动/凝视跟踪类型）连接到具有包含关于夹具10啮合不同的装载物应利用的不同的最佳最大（和/或最小）夹持力设置的信息的存储器的基于微处理器的控制器40。这些夹持力设置优选地通过查找表与夹具操作员预期在其特定的装载物处理操作中遇到的各种装载物类型和装载物几何结构相关。各种最佳夹持力设置可以以表示夹持力的任何形式，例如通过液压夹持压力来表示。用于装载物类型和装载物几何结构的每个不同的组合的最佳夹持力设置将通常从几个不同的来源中的任一个，例如从在特定的装载物处理操作中的以前经验和/或从包装设计计算得到，并将被输入到控制器的存储器中以针对预期的装载物处理操作来定制它。控制器可独立于装载物处理设施的中央计算机化信息管理***而优选地接收、处理和输出所有前述信息及其任何更新。

进一步参考图2的示例性***，优选地通过通常被指示为70的液压电路来控制液压夹持汽缸26、28。液压夹持汽缸26、27通过泵78和供应导管82从升降式装卸车的贮液器74接收加压的液压流体。如果过大的压力在***中显现，则安全卸压阀86打开以使流体分流回到贮液器74。导管82中的流供应给夹持控制阀90和优选地还供应给其它阀例如控制提升、倾斜、侧向移动等的那些阀（未示出）。夹持控制阀90可选择性地由操作员手动控制，以使汽缸26、28打开夹持臂14、16或闭合夹持臂以与装载物12接触。可替代地，阀90可以是螺线管操作的或由控制器40电气地控制。

为了打开夹持臂14、16，将阀90的示意性示出的柱塞移动到图2中的左边，使得来自管线82的加压流体经由管线94和流分配器/组合器98引导到汽缸26、28的活塞端部，从而由于分配器/组合器98的相等流输送操作而以实质上相等的速率延伸汽缸并使夹持臂14、16远离彼此移动。导阀操作的止回阀102由通过导阀管线106连通的管线94中的夹具打开压力打开，使流体能够随着汽缸26、28延伸从汽缸26、28的杆端排出穿过管线110和阀90到达贮液器74。

可替代地，为了闭合夹持臂并夹持装载物12，阀90的柱塞移动到图2中的右边，使得来自管线82的加压流体穿过管线110被引导到汽缸26、28的杆端，从而使汽缸缩回并使夹持臂14、16朝着彼此移动。流体以实质上相等的速率从汽缸26、28的活塞端排出，经由流分配器/组合器98并接着经由管线94和阀90到达贮液器74。在通过汽缸26、28的缩回来闭合夹持臂14、16期间，在管线110中的最佳最大液压闭合压力优选地由一个或多个压力调节阀控制。例如，这样的压力调节阀可以是在与管线110平行的管线118中的比例卸压阀114，其提供由控制器40经由导电管线122以实质上无限可变的方式控制的不同的最佳最大夹持力设置，导电管线122可变地控制卸压阀114的比例螺线管114a。可替代地，可将比例减压阀126（图2A）串联地插在管线110中以类似地调节管线110中的最佳最大液压闭合压力。作为另外的替代方案，为了这个目的，并联连接的多个非比例卸压或减压阀是可变地可选择的。如果需要，控制器40也可以可选地从如例如根据位于止回阀102上游或下游的可选的压力传感器130检测的液压闭合压力来接收夹持力的反馈，以帮助其控制前述压力调节阀中的任一个。可以可替代地从安装在夹持臂上的电气应力换能器（未示出）或位于液压***70中的不同位置处的其它传感器提供这样的可选反馈。

源于待处理的每个装载物的类型和几何结构的很多可能的变量通常需要针对特定装载物的最佳夹持力设置的以经验为根据的定性确定。这些可能的变量可包括例如装载物的重量、尺寸、强度、易碎性和变形性和/或其包装的强度、易碎性和变形性。这样的复杂变量建立了在任何特定的被夹持的装载物的提升中所需要的最佳夹持力中的基本不可预测性。当前的***借助于控制器中的查找表提供这样的确定连同其匹配装载物类型和几何结构信息，其可以是针对特定的装载物处理操作定制的或是通过每个不同的装载物处理操作针对其特定需要可选择的。图3-6描绘操作员显示和输入终端的示例性类型，该终端将复杂的装载物类型和几何结构变量转换成可由夹具操作员在视觉上容易识别和可理解的且优选地但不一定是由操作员在视觉上与他即将啮合的特定装载物可比较的显示，以便他可将表示这些变量的信息输入到控制器40中以在其选择用于特定装载物的最佳夹持力设置时交互地引导控制器。

图3的示例性显示是针对在包含厨房和洗衣房家用电器的装载物处理设施中工作的夹具操作员的。（如果其它不同的广泛类型的装载物也被预期在同一设施中被处理，则图3的屏幕前面可能是列出那些其它广泛类型的类似屏幕，操作员可从其选择对应于图3的类型）。图3的示例性屏幕列出这样的家用电器的六个不同的广泛类型，使得操作员可在视觉上比较这样的类型与他即将啮合的特定装载物。如果操作员着眼于例如制冷装置装载物，则他将然后触摸“REFER”的按钮，且示例性屏幕将改变到例如图4所示的形式，其中操作员的先前“REFER”选择被显示在顶部，连同下面列出的制冷装置的六种可能的更窄类型一起。然后，如果操作员着眼于一种或多种“GE DELUXE”类型的电冰箱的装载物，操作员将触摸“GEDELUXE”类型，并从而将屏幕再次改变为例如图5所示的格式。

图5建议了用于在屏幕的顶部列出的“GE DELUXE”类型的六种不同的可能装载物几何结构。如果预期装载物的操作员的视觉观察揭露了存在在两个一组的并排组中堆叠在一起的四个这样的“GE DELUXE”物品，这将提示他按下图5的屏幕上的“四个单元”按钮，因为这个选择显示这样的并排堆叠布置的视觉图。该选择然后将屏幕改变到图6所示的格式，图6显示“四个单元”选择，同时也在顶部指示“装载物准备好”和控制器40从其查找表选择的匹配组合的特定装载物类型和几何结构的“1875 PSI”的期望预定最大最佳夹持力设置。

“装载物准备好”显示向操作员指示图2的夹持***准备闭合夹持臂以与装载物啮合。相应地，操作员可将夹持控制阀90手动地移动到其夹持闭合位置，假设操作员首先在视觉上观察到或被可选的夹持臂位置传感器（未示出）通知：夹持臂在足够宽的打开位置上以啮合装载物。

当夹持臂啮合装载物时，夹持力将增加到如图2中的可选的压力传感器130所感测的液压夹持压力达到之前由控制器40确定的对应于最佳夹持力设置的最佳最大夹持压力的点。这优选地使控制器40在图6的屏幕上显示包围“1875 PSI”显示的背景颜色连同字“如果安全则提升”。这向操作员指示最佳夹持力已被达到，以及如果所有其它条件是安全的话，装载物可因此由操作员提升。

在装载物的随后处理期间，可选的压力传感器130也可继续监测实际液压夹持压力，并且如果所感测的压力偏离对应于最佳夹持力的设置的话，经由控制器40将可闻和/或视觉警告信号发送到操作员的终端30。可以用各种方式中的任一种，例如通过改变或移除包围“1875 PSI”显示的带色背景或在预期最佳压力旁边显示实际感测到的压力来发送警告信号。在这样的情况下，操作员可激活夹持控制阀90以校正压力差异。

控制器40可能在一些情况下例如由于不足的所存储的信息而不能够使用图3-6的前述显示来选择用于特定装载物的最佳夹持力压力设置。在这样的情况下，操作员可使用可选的替代过程。例如，通过快速按“M”按钮两次，操作员可访问例如图7所示的“手动”屏幕，并接着通过再次按“M”按钮以证实他进入“手动”操作模式的意图，获得图8的屏幕。然后操作员可选择图8所示的三个所建议的预定最大液压夹持压力之一，其将使选定的压力例如“1650 PSI”显示在如图8中。通过再次按下“M”按钮，对应于选定的压力的相应的区别性背景颜色可在图9中出现在选定的压力周围，指示操作员可致动夹持阀90以如上所述那样闭合夹具。可选地，当液压夹持压力达到如压力传感器130所感测的预期压力时，字“记录的”可出现在如图9所示的屏幕上。在下文中，如压力传感器130所感测的与预期压力的任何另外的差异可引起操作员的注意并以与前面描述的相同的方式被校正。

优选地，控制器40可以可选地还包括用于记录并报告与驾驶员身份证明、时间、日期、操作员输入、预期夹持压力和/或达到的夹持压力有关的有用信息的数据记录功能，用于使用或试图使用控制***的特定的操作员，该控制***例如是可能未得到***的最佳夹持力的成功选择的那些***或可能涉及“手动”操作模式的***或可能未能达到或维持最佳夹持力的***等。

大纸辊可用作由当前***夹持的完全不同类型的装载物的替代例子。最初，例如，在特定的装载物处理设施中的不同类型的纸辊可根据其视觉上可辨别的不同的纸类型（例如牛皮纸、瓦楞纸、新闻用纸、证券纸等）而被分类，并在与图3可比较的初始屏幕上列出。然后辊的不同的视觉上可辨别的直径类型（例如30英寸、45英寸或60英寸）可在与图4可比较的屏幕上列出。将被夹持的一个或多个辊的不同可能的几何装载物结构然后可在与图5可比较的屏幕上列出，而该***在其他方面如上所述那样起作用。

在前述说明书中采用的术语和措辞在其中用作描述而不是限制的术语，且在这样的术语和措辞的使用中没有排除所示和所述特征或其部分的等效形式的意图，应认识到，本发明的范围仅由所附的权利要求限定和限制。

Claims (11)

1.一种控制***，包括：

（a）用于装载物处理夹具的控制器，所述装载物处理夹具具有第一装载物啮合表面和第二装载物啮合表面，用于选择性地抓紧所述表面之间的相应的不相似的装载物，通过夹持致动器能够选择性地将所述表面中的至少一个表面朝着另一表面移动；

（b）所述控制器能够可变地调节夹持力设置，以使所述致动器在装载物抓紧运动中使所述表面中的所述一个表面朝着所述另一表面移动；

（c）所述控制器能够用于接收由所述装载物处理夹具的操作员输入的信息，所述信息描述了能够可变地应用于所述不相似的装载物中的特定装载物的相应装载物类型和相应装载物几何结构二者；以及

（d）所述控制器能够用于自动根据由所述操作员输入的所述相应装载物类型和所述相应装载物几何结构的组合来确定能够应用于所述不相似的装载物中的所述特定装载物的可变的相应最佳夹持力设置。

2.如权利要求1所述的控制***，其中，所述控制器包括数据存储单元，所述数据存储单元能够存储与由所述操作员输入的相应装载物类型和相应装载物几何结构的不同组合相对应的不同的相应最佳夹持力设置。

3.如权利要求1所述的控制***，其中，所述控制器能够操作性地连接到显示终端，所述控制器能够通过所述显示终端来以所述操作员在视觉上能够辨别的形式显示相应装载物类型和相应装载物几何结构，以便能够由所述操作员在视觉上将所述相应装载物类型和相应装载物几何结构与所述不相似的装载物中的所述特定装载物进行比较。

4.如权利要求1所述的控制***，其中，所述控制器能够用于控制所述夹持致动器以实现所述最佳夹持力。

5.如权利要求1所述的控制***，其中，如果所述控制器不能够确定任何最佳夹持力设置，则所述控制器能够控制所述夹持致动器以实现替代的夹持力设置。

6.如权利要求1所述的控制***，其中，所述控制器能够操作性地连接到信息输入终端以使所述操作员能够手动地输入所述信息。

7.如权利要求6所述的控制***，其中，所述信息输入终端能够用于显示相应装载物类型和相应装载物几何结构，所述操作员能够根据所述相应装载物类型和相应装载物几何结构来选择所述操作员所输入的所述信息。

8.如权利要求6所述的控制***，其中，所述信息输入终端能够用于显示由所述控制器确定的所述最佳夹持力设置。

9.如权利要求8所述的控制***，其中，所述信息输入终端能够用于将所述最佳夹持力设置显示为最佳液压夹持压力值。

10.如权利要求6所述的控制***，其中，所述信息输入终端能够用于显示所述最佳夹持力设置是否被实现的指示。

11.如权利要求1所述的控制***，其中，所述控制器包括用于记录和报告从下列选择的至少一种类型的数据的数据记录器：（a）由所述操作员输入的所述信息、（b）最佳夹持力设置、（c）替代所述最佳夹持力设置的夹持力设置、以及（d）所实现的夹持力。