本公開涉及工業(yè)設備，該工業(yè)設備具有可選擇性地相互連接的不同單元以共同執(zhí)行需要功率的期望活動。更具體地，本公開涉及其中主單元控制附件的操作的工業(yè)設備，該附件需要電功率來操作。

背景技術：

這種設備的一個例子是可以選擇性地附接到附件的升降車滑車，以將貨物例如包裝箱、紙卷等從一個地方移動到另一個地方。通常，附件將包括負載接合構件，例如抬起托盤的叉，抓住紙卷的夾等，其中負載接合構件的定位以及負載的移動通過液壓地使用從升降車上的儲存器供應的流體來實現(xiàn)。在升降車和附件之間的加壓流體的運動通常發(fā)生在液壓管線中，該液壓管線在升降車的桿上延伸到附件。

例如，圖1和圖2示出了附接到輥夾12、用于夾緊和松開諸如大紙卷的圓柱形物體的的升降車10，使用由液壓缸16和17致動的可旋轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)臂14。盡管圖1僅示出一個缸16和一個缸17，輥夾12可以包括兩個缸16和兩個缸17，其中未示出的缸位于所示的缸16和17的后面。夾14的旋轉(zhuǎn)通過旋轉(zhuǎn)器18實現(xiàn)，該旋轉(zhuǎn)器18響應于雙向液壓馬達20而圍繞縱向軸線雙向旋轉(zhuǎn)夾具。當夾具12包括單獨的缸16和17時，夾臂14可以被獨立地致動，一些輥夾具僅具有一對缸16以致動夾臂14中的一個，而不由缸16致動的夾臂14是固定的。

如圖2所示，來自儲存器24的液壓流體經(jīng)由在升降車10的桿22上延伸的兩個液壓管線26和27在升降車10和卷筒夾具12之間更換。升降車10上的手柄28允許操作者通過缸16和17的致動來交替地打開或關閉夾緊臂14，并且還允許操作者通過旋轉(zhuǎn)馬達30以順時針或逆時針方向選擇一個來旋轉(zhuǎn)夾具14。開關32位于手柄28上用于確定由手柄28控制哪個功能(旋轉(zhuǎn)或夾緊)。開關32被集成到無線發(fā)射器34中，該無線發(fā)射器34與無線接收器36通信，該無線接收器36具有在輥夾l2中的對應的開關38。因此，例如，操作者可以無線地使開關38在打開位置和關閉位置之間操作彈簧偏置的電磁閥40。本領域技術人員應當理解，除了打開和關閉夾具之外，還可以進行許多其他操作，例如升高或降低滑車，側移或滾動滑車，以及升降車中常見的許多其他功能。

在打開位置(如圖2所示)中，加壓流體從升降車10中的儲存器24被引導通過管線26,27并且在桿22之上，取決于手柄28的位置，即通過確定通過線路26,27的流動的方向，來在兩個的旋轉(zhuǎn)方向中的任一個上操作馬達30。相反，當操作者使用開關32無線地啟動電磁閥40時，來自儲存器24的流體流動通過先導管線42，使選擇控制閥44將流體從轉(zhuǎn)子馬達20重導向到夾緊缸16和17，如圖2所示。在這種構造中，手柄28的操作將根據(jù)手柄28的位置，即通過確定通過管線26、27的流動方向來交替地地延伸或縮回缸16。如果包括第三液壓功能，例如橫向延伸的輥夾框架，將提供類似于閥40和44的組合的第二先導操作的閥組件用于橫向控制，這使用類似于活塞和缸組件17的組件、以及第二發(fā)射器/接收器組，例如34和36以及第二操作者控制的電開關32。

位于遠程附件上的液壓致動電磁開關，例如圖2中所示的閥40和44，需要較大的功率來操作-通常比通過無線電信號可行地傳送更多的功率。在這種情況下，一個或多個電磁閥弧連接到附件，并且歷史上由布設在升降車和附件之間的電線控制，在升降車的桿之上，使得操作者可以電力地選擇哪個附接功能將由單對液壓管線驅(qū)動。然而，桿通常包括彼此可滑動地接合以提供用于桿的伸縮式延伸部的剛性金屬框架。設計具有這些電線的桿是復雜的任務，因為可能在移動框架和電線之間存在軸承，并且電線必須放置在滑動金屬框架附近，而不會干擾桿的移動。即使使用最細心的設計，將電線在提升車上布設到可移動的附件也需要將電線及其連接器暴露在顯著的危險、磨損和惡化之下，這導致斷裂、短路、腐蝕和其它問題，這需要相對頻繁的更換和停機。此外，升降車電氣系統(tǒng)的范圍從十二到九十伏，這需要用于電磁閥的各種專用線圈。

為了消除對在升降車的桿上延伸的電線的需要，一些附件已經(jīng)配備有諸如電池的電源，以在附件上操作電磁閥或需要功率的其他裝置。然而附件上的電池相當迅速地耗盡，需要更換和/或頻繁充電。這可能變得相當繁重和/或效率低下，特別是在能量密集型應用中，其在每個附件上包含多個電池，其中每個電池需要每周更換或停機以進行充電。

用于最小化對電池充電的停機時間的一種技術是使用感應線圈來傳輸附件的功率以對電池再充電。在tanaka的日本專利申請2001-245518中公開了一種這樣的系統(tǒng)，其中感應式功率發(fā)射器剛性地安裝到主車輛上，并且感應式功率接收器被安裝到附件上，以便允許從主車輛上的電源給附件上的電池再充電。電池進而向附件上的電子代碼閱讀器供能。然而，因為附件和因此的感應功率接收器沿著主車輛的桿移動，所以只有當感應功率發(fā)射器和感應功率接收器彼此對準時，才可以使用感應功率來對電池再充電。雖然這種布置允許電池在附件的操作期間稍微充電，而不需要在主車輛的桿上的電線，但是對電池進行再充電的能力是有限的。因此，雖然tanaka的感應充電系統(tǒng)可以有效地用于對小負載供能的電池(例如tanaka公開的電子代碼閱讀器)進行再充電，但是當附件從電池提取功率以操作更多的能量密集型負載，例如圖1和圖2所示的附件中的電磁開關，則其未消除更換電池的需要。

因此，期望的是一種輸送電功率的改進的系統(tǒng)和方法，以便在諸如升降車負載處理器的遠程附件上操作機電設備，而不需要在桿上的電線或線束。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方面可以包括能夠在工業(yè)車輛和用于工業(yè)車輛的附件之間傳遞感應功率的功率傳輸單元，例如具有主體和相對于主體有運動范圍的滑車。功率傳輸單元可以包括無線功率發(fā)射器和無線功率接收器。無線功率發(fā)射器可以可附接到主體并且具有能夠從工業(yè)車輛上的功率源接收功率的第一連接。無線功率接收器在操作期間可以與無線功率發(fā)射器間隔開并且能夠從無線功率發(fā)射器接收無線功率，并且具有能夠向附件輸送功率的連接。

本發(fā)明的另一個方面可以包括能夠在工業(yè)車輛和用于工業(yè)車輛的附件之間傳遞感應功率的功率傳輸單元，例如具有主體和相對于主體有運動范圍的滑車。功率傳輸單元可以包括無線功率發(fā)射器和無線功率接收器。無線功率發(fā)射器可以可附接到主體并且具有能夠從工業(yè)車輛上的功率源接收功率的第一連接。無線功率接收器在操作期間可以與無線功率發(fā)射器間隔開并且能夠從無線功率發(fā)射器接收無線功率，并且具有能夠向附件輸送功率的連接。無線功率接收器可以與滑車一起移動，使得從無線功率發(fā)射器接收的無線功率在滑車的運動范圍上不會減小。

本發(fā)明的另一方面可以包括在工業(yè)車輛和用于工業(yè)車輛的附件之間傳輸感應功率的方法，該工業(yè)車輛具有主體和相對于主體有運動范圍的滑車。該方法可以包括首先將來自工業(yè)車輛上的功率源的功率傳輸?shù)礁浇拥奖倔w上的無線功率發(fā)射器，然后通過與無線功率發(fā)射器間隔開的無線功率接收器接收從無線功率發(fā)射器感應地輸送的功率。無線功率接收器可以與滑車一起移動，并且具有向附件傳輸功率的連接。優(yōu)選地，從無線功率發(fā)射器接收的感應功率在滑車的運動范圍上不會減小。

本發(fā)明的另一方面可以包括一種用于從功率接收器向附件輸送電功率的方法，該功率接收器能夠從功率發(fā)射器無線地接收感應功率，該附件可選擇地附接到工業(yè)車輛，該工業(yè)車輛具有主體、主體上的功率源、和可移動地安裝到主體上的滑車，附件具有能夠輸送電池功率的電池。該方法可以首先包括當滑車處于相對于主體的第一位置時，將來自功率接收器的感應功率傳輸?shù)诫姵睾透郊系碾娯撦d中的至少一個，然后在滑車處于相對于主體不同于第一位置的第二位置時，將來自功率接收器的電池功率輸送至電負載。

本發(fā)明的另一方面可以包括一種設備，該設備具有無線功率發(fā)射器、無線功率接收器和軌道。無線功率發(fā)射器可以能夠連接到工業(yè)車輛并具有能夠連接到工業(yè)車輛的功率源上的功率輸入。無線功率接收器可以能夠從無線功率發(fā)射器接收感應功率，并具有功率輸出，該功率輸出能夠連接到用于工業(yè)車輛的附件上的功率消耗裝置。軌道可以選擇性地固定到附件的可豎直移動的滑車上。本發(fā)明的這個方面還可以包括構件，其配置成當軌道被固定到滑車時，可選擇性地安裝到無線功率接收器，同時可滑動地與軌道接合。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明，并且為了示出如何實施本發(fā)明，現(xiàn)在將通過舉例的方式參考附圖，其中：

圖1示出了連接到輥夾的工業(yè)升降車。

圖2示出了用于操作圖1的輥夾的電氣和液壓回路。

圖3示出了升降車的一部分，其具有安裝的無線功率和通信(wpc)發(fā)射器和接收器，一起能夠在它們之間無線地通信功率和/或數(shù)據(jù)信號。

圖4示出了wpc發(fā)射器和接收器的結構的分解圖。

圖5示出了電源、電源開關和wpc發(fā)射器與接收器之間的通信通道的電氣原理圖。

圖6示出了wpc接收器的電氣原理圖。

圖7示出了作為橫向未對準和分離距離的函數(shù)的wpc單元之間的感應功率傳輸。

圖8示出了wpc發(fā)射器和wpc接收器之間的替代rf通信線路，其能夠在兩個rf通信通道上發(fā)送任意數(shù)量的rf信號。

圖9a-9c示出通過一機構安裝到滑車的wpc接收器，其改善了從wpc發(fā)射器的時間平均功率傳輸。

圖10示出了使用wpc發(fā)射器和接收器操作的、連接至側移叉定位件的升降車。

圖11示出了圖9的側移叉定位件的電路圖。

圖12示意性地示出了系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括附接到諸如箱夾附件的附件的升降車，其使用wpc發(fā)射器和接收器操作，以將數(shù)據(jù)從附件傳送到升降車，并且由升降車使用來控制附件。

圖13和14示出了可用于圖12的系統(tǒng)的箱夾附件。

圖15示出了圖12的箱夾附件的電路圖。

具體實施方式

如上所述，設計用于在工業(yè)車輛的附件上操作機電設備的控制系統(tǒng)是具有挑戰(zhàn)性的，并且通常涉及平衡競爭的考慮，例如消除桿上的接線電連接，其隨著時間的推移傾向于隨著使用附件上的電池而退化，這不幸需要頻繁的充電和/或更換。此外，雖然一些現(xiàn)有系統(tǒng)已經(jīng)嘗試使用主車輛和附件之間的無線感應功率傳輸來解決這個問題，但是在為小負載供能時，這些現(xiàn)有系統(tǒng)是最有效的。該限制起因于操作期間附件相對于主車輛移動的情況；只有當附件在使用過程中可能具有的廣泛位置范圍內(nèi)的一個特定位置時，感應功率才被傳送。

公開的是一種新穎的系統(tǒng)，在一個實施例中，在連接到主車輛上的電源的功率發(fā)射器與電連接到附件的功率接收器之間允許功率被無線地并且不間斷地傳遞，即使在附件相對于主車輛移動的時候。在一些實施例中，除了對電池充電之外，所公開的系統(tǒng)能夠或使用從主車輛上的功率發(fā)射器傳送到功率接收器的無線功率，以直接對附件上的功率負載供能，而不使用來自在附件上電池的功率為負載供能。在一些另外的實施例中，附件上的負載可以在附件相對于主車輛的整個移動范圍上從功率接收器接收功率，即，功率接收器能夠?qū)⒐β手苯觽鬏數(shù)街鬈囕v上的負載，而不管操作期間附件相對于主車輛的位置。

具體地，參考圖3，新穎的多功能無線功率和通信(wpc)單元110能夠在主車輛112和附件(未示出)之間無線傳遞功率，該附件安裝到可沿主車輛的桿116豎直滑動的滑車114。主車輛可以是例如工業(yè)升降車，或者可以替代地是工程車輛或可以選擇性地附接和拆卸附件的任何其他類型的可移動工業(yè)設備。雖然wpc單元110的所公開的特征將在整個本說明書中通過參考工業(yè)升降車和升降車附件之間的示例性相互作用來說明，但是本領域技術人員將理解，wpc單元110容易適于在許多其它應用中使用，例如建筑、材料處理，機器人等。還應當理解，雖然圖3示出了安裝到主車輛112的wpc功率發(fā)射器118和wpc接收器120，在適于應用和/或設計的情況下，其它實施例可以將wpc功率發(fā)射器選擇性地安裝到主車輛ij2上，同時將wpc功率接收器120安裝到附件上。

wpc單元110的第一功能是將功率從主車輛112上的電源無線地傳輸?shù)礁郊?，該附件通過主車輛112的滑車114或其他結構構件被可移動地安裝到主車輛112上。例如，wpc單元110可以包括wpc功率發(fā)射器118，該wpc功率發(fā)射器118剛性地安裝到主車輛112上并且能夠?qū)⒐β矢袘貍鬏數(shù)桨惭b到主車輛的滑車114上的wpc功率接收器120。術語功率的“感應傳輸”是指在不相互接觸的兩個物體之間通過感應傳輸功率。優(yōu)選地，由wpc功率接收器120接收的功率可以用于直接對附件上的機電功能供能。在其他實施例中，由wpc功率接收器120接收的功率可以用于直接對附件上的機電功能供能并對附件上的電池進行再充電，使得電池可以用于在當從wpc功率發(fā)射器118接收的功率不足以完全操作附件時的時間間隔期間還對附件上的機電功能供能。例如，從圖3中可以看出，當滑車114相對于主車輛豎直滑動時，wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120可能不總是對準來用于感應功率傳輸。在使用其他主車輛和/或附件的其它實施方式中，wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120可能由于旋轉(zhuǎn)面板、負載傳輸表面或水平移動面(例如負載推拉附件)而失去對準。

在這些后面的實施例中，在某些情況下，電池可用于在必要時增加或替換由wpc功率接收器120接收的功率，以在附件上操作機電或電氣裝置。在其他情況下，wpc單元110可以用于為附件上的電池再充電，這進而可以為附件上的所有電氣和機電裝置供能。在一些實施例中，位于wpc功率接收器120內(nèi)的或其它一些位置的功率管理控制器用于提供(1)僅從wpc功率發(fā)射器118；(2)僅從附件上的電池；和(3)從wpc功率發(fā)射器118和附件上的電池；至附件裝置的無縫切換供能，以及當來自wpc功率發(fā)射器118的全部功率不需要直接給附件上的裝置供能時，使用來自wpc功率發(fā)射器118的功率對附件上的電池再充電。

wpc單元110的第二功能是在主車輛112和附件之間傳輸rf輸入/輸出(rf/io)信號。rf/io通信通道允許主車輛112和附件之間的非接觸雙向信令和/或電源切換，并且因此不僅可以用于發(fā)信號或使傳感器或開關的狀態(tài)發(fā)生變化而且可以用作輸出，也可以優(yōu)選地用于直接向諸如螺線管、繼電器、燈、喇叭或其他裝置的響應裝置供能。優(yōu)選地，rf/io通道在wpc單元110的電路內(nèi)提供。例如，wpo功率發(fā)射器118可以經(jīng)由wpc功率接收器120將切換控制信號通信給附件，其進而通信這些信號以提供給附件上的各個電磁開關/閥。作為另一示例，wpc功率接收器120可以將來自附件的rf/io信號通信到wpc功率發(fā)射器118，wpc功率發(fā)射器118進而將這些信號中繼到主車輛112。從附件返回到主車輛的這種信號可能是有用的，例如，當操作完成或附件處于正確位置時，通過打開指示器或為螺線管供能用于功能控制來警告操作者。wpc單元110可以在主車輛110和附件之間在每個方向上提供任何期望數(shù)量的rf/io通道。在優(yōu)選實施例中，wpc單元包括在功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120之間的兩個專用rf輸入通道和兩個專用rf輸出通道。應當理解，在每個方向上，每個通道數(shù)量可以是根據(jù)需要改變的以適合應用。

wpc單元110的第三功能是在主車輛112和附件之間傳送can總線(用于控制局域網(wǎng))通信。can總線標準是一種基于雙向消息的協(xié)議，設計成允許微控制器和裝置在沒有主機的情況下在車內(nèi)相互通信。主車輛112和附件之間的can總線通信可以用于例如將條形碼、傳感器數(shù)據(jù)等從附件傳送回主車輛112。作為另一示例，wpc功率接收器120可以將模擬信號從附件通信至wpc功率發(fā)射器118，其進而將這些信號中繼到主車輛112或車載控制器。例如，當在附件側采取基于傳感器讀數(shù)的適當?shù)囊簤汗苈穳毫蛞簤毫魉贂r，從附件返回至主車輛的這種rf信號是有用的。

優(yōu)選地，can總線通信通道在wpc功率發(fā)射器和wpc功率接收器之間具有不小于三十英尺的連續(xù)傳輸范圍。can總線通信通道優(yōu)選地允許選擇性地傳輸用戶指定的地址或一系列地址以優(yōu)化性能。本領域普通技術人員將理解，代替can通信或者除了can通信之外，wpc單元110可以使用其他網(wǎng)絡協(xié)議來。例如，根據(jù)將由wpc單元110控制的應用的復雜度，可以使用諸如藍牙、以太網(wǎng)協(xié)議、http、sms等網(wǎng)絡協(xié)議。

為了便于在主車輛110和附件之間傳送功率信號、rfi/o信號和can總線信號，wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120中的每一個分別包括連接器124和126。例如，wpc功率發(fā)射器118優(yōu)選地包括可連接到主車輛112上的電源的功率連接器124a、rfi/0連接器124b和can總線連接器124c。類似地，wpc功率接收器120優(yōu)選地包括可連接到附件上的電池的電源連接器126a、rf110連接器126b和can總線連接器126c。這些連接中的每一個將在本說明書后面進行討論。

每個或wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120優(yōu)選地具有形狀因素，該形狀因素被設計成在主車輛110和/或附件的保護區(qū)域內(nèi)保護每個。例如，如圖3中可見，wpc單元110可以方便地定位在主車輛112的前輪122上方，并且在wpc單元不橫向延伸超過車輪的位置處，以將損壞wpc單元110的可能性最小化，當主車輛112在狹窄范圍內(nèi)的物體之間和周圍移動時，這是典型的工業(yè)環(huán)境(例如倉庫，貨物碼頭等)。在優(yōu)選實施例中，wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120中的每一個通常為圓形橫截面，有約145mm地直徑、約37mm的寬度。應當理解，在其他實施例中，可以使用其他適當?shù)膸缀涡螤詈?或尺寸。

此外，wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120的尺寸以及它們在主車輛112或附件上的相應定位優(yōu)選地不會很大地阻止由附件承載的負載，由附件承載的負載至盡可能靠近主車輛112的滑車114是可行的。特別地，當將附件上的貨物承載至主車輛時，負載的前后重量分布是附件可以安全承載多少重量而不會使本車輛112失去平衡的限制因素。因此，如圖3所示，將wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120兩者定位在主車輛的滑車后面有利地不會降低附件的承載能力，這否則是如果wpc功率接收器例如被定位在滑車14上或前面，或者在附件上的情況。

圖4大體示出了每個wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120的結構，每個包括殼體130和蓋132。殼體和蓋中的每一個可以由任何適當?shù)牟牧现瞥?，例如碳纖維或其它不影響wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120之間的感應傳輸?shù)挠菜芰稀Ｇ短自跉んw130內(nèi)的是線圈導線134，其在承載電流時提供電感。在一個優(yōu)選實施例中，如圖4所示，導線134以單個螺旋卷繞。如果需要，替代實施例可以將線卷繞多個螺旋線。在另外的其它實施例中，特別是在wpc單元110不是圓形橫截面的情況下，導線134可以以不同幾何形狀的螺旋卷繞，例如正方形，六邊形等。

通過塑料分隔件142與線圈導線134分開的是電路15板136，其包括用于在wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120之間通信rf110信號的電路138，以及用于通信can總線信號和實施在本說明書后面更詳細描述的功率管理模塊150的電路。應當理解，圖4僅示意性地示出了相應的can電路140、rfvo電路138和功率管理模塊150，并且特定電路可以被集成在一起并共享部件。

相應地，圖5更詳細地示出了wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120的rri/o連接124b和126b的配置。特別地，wpc功率發(fā)射器118上的rfi/o連接124b包括12v連接器，用于連接到外部的車裝載的負載或可以在車功率上操作的其他裝置、用于從本地裝置接收要發(fā)送到wpc功率接收器120的信號的兩個rf輸入、以及來自wpc功率接收器120處的信號輸入的兩個rf輸出。在其他實施例中，可以提供更多的rf輸入和/或輸出。wpc功率接收器120的rfi/o連接126b進而包括用于連接到附件安裝的裝置的12v負載線、用于從本地裝置接收要發(fā)送到wpc功率發(fā)射器118的信號的兩個rf輸入、以及來自wpc功率發(fā)射器118處的信號輸入的兩個rf輸出。在其它實施例中，可以提供更多的rf輸入和/或輸出。can總線連接124c和126c中的每一個包括can高和低連接。wpc發(fā)射器118的電源連接124a包括12v+終端用于由主車輛10以及接地端子提供的功率，并且wpc接收器的電源連接126a包括至附件上的電池的正極和負極終端中的每一個的連接。

感應功率傳輸和功率管理

如前所述，wpc單元110包括wpc功率發(fā)射器118，wpc功率發(fā)射器118具有線圈134,該線圈134能夠感應地(即無線地)向wpc功率接收器120上的類似線圈134傳送功率。優(yōu)選地，wpc單元110被設計成能夠直接為主車輛112的附件上的裝置供能，這意味著附件上的裝置可以使用從主車輛110上的電池或其他電源接收的功率來操作，而不需要同時使用來自遠程安裝在附件上的電池的功率。然而，如圖3所示，wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120可能不總是處于對準位置以在需要時提供足夠的功率，或者附件上瞬時需要的功率可能會超過wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120之間的感應鏈路的功率傳輸能力。為了應對這種情況，在優(yōu)選實施例中，至主車輛112的附件上的電池也能夠提供足夠的功率來操作附件上的裝置。

圖6示出了用于管理由wpc功率發(fā)射器118和一個或多個電池154提供的功率的wpc功率接收器120中的電路，以操作在附件上的裝置的優(yōu)選系統(tǒng)，以便無縫地切換(1)僅感應地從wpc功率發(fā)射器118供給；(2)僅從附件上的電池154供給；和(3)從wpc功率發(fā)射器118和電池154供給；至附件裝置的供能，以及當來自wpc功率發(fā)射器118的功率不需要直接給附件上的裝置供能時，使用來自wpc功率發(fā)射器118的感應功率對附件上的電池154再充電。

特別地，wpc功率接收器120的接收器側電路板136可以優(yōu)選地包括功率管理模塊150，其可以接收來自電路板136上的連接152到wpc功率接收器120中的線圈134的感應功率，并且還可以通過連接部126a(也在圖3中示出)接收從連接部至附件12上的電池154的功率。至電池154的連接部和來自感應線圈134的連接部152兩者被被提供為至控制裝置156的輸入，該控制裝置156向附件上的負載158輸出功率，其可以例如包括傳感器陣列、條形碼讀取器等?？刂蒲b置156還向gp輸出通道164供能，gp輸出通道164例如可以被連接到螺線管陣列、燈或其他裝置。那些本領域普通技術人員將認識到，在一些實施例中，控制裝置156可以被集成到功率管理模塊150中。

在優(yōu)選實施例中，從wpc功率發(fā)射器118向wpc功率接收器120提供的最大感應電流和功率分別為大約1安培和12瓦的功率。參考圖7，提供的感應功率作為wpc功率發(fā)射器118和接收器120的相對表面之間的未對準的函數(shù)而減小。例如，在圖3中所示的情況，其中wpc功率接收器相對于wpc功率發(fā)射器豎直滑動，感應功率傳輸逐漸減小到大約12mm的不對準(在豎直軸線上顯示在y原點處的最大值)，然后急劇下降。類似地，當wpc單元110安裝在主車輛110和/或附件12上時，在操作期間，wpc功率接收器120橫向移動遠離wpc功率發(fā)射器118(例如，推拉附件)，功率傳輸逐漸下降至約25mm分離，然后急劇下降。圖7還示出了作為wpc單元110的感應表面之間的角度未對準的函數(shù)，感應功率是如何降低的，這可能例如利用翻轉(zhuǎn)機應用時發(fā)生。

功率管理模塊150優(yōu)選僅從感應功率連接部152向負載158供能，除非負載158需要多于能從wpc功率發(fā)射器118所感應提供的功率，當例如wpc單元110的電感表面未對準或大于負載158所需的大約1安培或12w的功率。當發(fā)生這種情況時，功率管理模塊無縫地從電池154提取額外的功率以滿足負載158的要求。替換地，當負載的功率要求小于1安培和12w的功率，并且來自wpc功率發(fā)射器118的感應功率大于滿足負載118所需的功率需求時，則使用多余功率來對附件上的電池154進行再充電。

can總線通信

如圖6所示，wpc功率接收器120上的電路板136包括can模塊160，如wpc功率發(fā)送器118上的電路板136(未示出)，并且分別由can連接器126c和124c連接。can總線標準是一種基于雙向消息的協(xié)議，設計成允許微控制器和裝置在沒有主機的情況下在車內(nèi)相互通信。can是用于連接也稱為節(jié)點的電子控制單元[ecu]的多主串行總線標準，其可以是位于主車輛12或附件上的諸如傳感器、致動器和控制裝置的裝置。can標準要求每個節(jié)點包括主機處理器，收發(fā)器和can控制器。優(yōu)選地，wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120中的每一個上的電路板136包括電路，其允許can消息在wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120之間通過它們自身的can連接器124c和126e從連接到每個的ecu無縫地經(jīng)過。用于主車輛和附件的相應的主處理器和can控制器可以本地存儲在這些結構中的每一個上，wpc功率發(fā)射器118和接收器120中的每一個上的電路板136僅提供收發(fā)器功能。

主車輛112和附件之間的can總線通信可以用于例如在附件和主車輛112之間傳輸條形碼、傳感器數(shù)據(jù)等。優(yōu)選地，can總線通信通道具有連續(xù)的wpc發(fā)射器和wpc電源接收器之間的傳輸范圍不小于30英尺。

在許多實施例中，can通信網(wǎng)絡可以包括代表主車輛上和附件上的非常大數(shù)量的部件的狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)。該can通信中的大部分可能與本車輛112和附件之間的對于附件的液壓控制所必需的通信信號無關，但通常將存在于wpc發(fā)送器118和wpc接收器120之間的通信通道中，占用帶寬，并且潛在地干擾來往于附件和主車輛112的控制信號。因此，在優(yōu)選實施例中，wpc單元110包括與附件的液壓控制相關的can地址的列表，并且濾除源自不在列表上的地址的can通信，以優(yōu)化性能。

rf輸入/輸出通信

仍然參考圖6，wpc功率接收器120上的電路板136優(yōu)選地包括兩個rf輸入162，以從功率接收器120電連接到的附件上的本地傳感器、開關或類似裝置接收數(shù)據(jù)。wpc功率接收器120上的電路板還優(yōu)選地包括兩個rf輸出164，以從wpc功率發(fā)射器118接收rf數(shù)據(jù)。參照圖5，rf輸入162可以分別通過rfi/o連接器126b的端子2和5連接至選擇性地可用rf數(shù)據(jù)源，用于至wpc功率發(fā)射器118通信，而rf輸出164可以分別通過rfi/o連接器126b的端子3和4被連接到附件上的所需負載。

當rf輸出164接收到來自wpc功率發(fā)射器118的信號以激活一個或多個螺線管時，例如，當適用時，功率管理模塊通過端子3和/或4提供功率用于切換至螺線管的信號，并且還通過負載端子1從控制裝置156提供功率，以按照切換信號的指示來致動螺線管。在優(yōu)選實施例中，功率管理模塊通過控制裝置156以及使用感應功率連接部152和電池154被配置為向每個rf輸出通道162提供每個通道最大為3安、最大總和為5安的總功率。本領域技術人員應當理解，根據(jù)所需的應用以及可從wpc單元110中的感應通道以及附件上的電池154得到的功率量，可以為每個通道和/或總體提供更多的功率。

本領域普通技術人員將會理解，圖6示意性地示出了用于wpc功率接收器120的rf電路，類似的電路存在于wpc功率發(fā)射器118中。也就是說，wpc功率發(fā)射器118可以包括兩個rf輸入，其接收旨在傳送到wpc接收器的rf輸出164的控制信號，以操作附件上的負載或其他裝置。類似地，wpc功率發(fā)射器118可以包括兩個rf輸出，其接收來自wpc功率接收器120的rf輸入162的信號。

從圖6可以看出，無論wpc功率接收器120相對于wpc功率的相對位置如何，wpc功率接收器120的功率輸出優(yōu)選地能夠在附件的操作條件的整個范圍內(nèi)向負載158提供功率。例如，如果wpc功率發(fā)射器118和接收器120處于最佳對準，則可以感應地提供高達1安培和12瓦的rf功率，同時電池也再充電。如果在wpc功率發(fā)射器118和接收器120處于最佳對準的情況下需要更多的rf功率，則功率管理模塊150可以在電池來提取，以提供功率高達每通道3最大安培和總共最大5安培(或其他可應用限制，取決于應用程序)。此外，如果wpc功率發(fā)射器118和接收器120不處于最佳對準，甚至太多，使得不向wpc功率接收器120提供感應功率，則wpc功率接收器仍然可以向負載158提供每通道最大3安培和總共最大5安培。

如圖3-6中所示的wpc單元110能夠在wpc功率發(fā)射器118和接收器120之間同時提供四個獨立的rf通道，每個方向兩個。圖8示出了能夠使用這四個獨立通道來控制可能存在于附件和/或主車輛12上的更大數(shù)量的裝置的替代實施例的一個示例。特別地，主車輛可以能夠發(fā)送大數(shù)量(如圖8所示的六個)的獨立rf信號到附件，其中每個rf信號被分配其自己的唯一頻帶。在一些實施例中，rf信號的相應頻帶可以被保護帶分開，以防止它們之間的信號干擾。這些信號中的每一個可以被輸出到兩個獨立rf通道172中的所選擇的一個被發(fā)送到wpc功率接收器。在多于兩個的信號170嘗試僅通過可用的兩個獨立通道同時發(fā)送的情況下，控制器(未示出)可調(diào)度傳輸以避免沖突。沿著rf通道172傳播到wpc功率發(fā)射器118內(nèi)的信號被無線地傳輸?shù)絯pc功率接收器120，其中每個信號進而沿著對應的rf通道174被傳播到多路復用器176，其將每個信號發(fā)送到一系列帶通濾波器178。帶通濾波器178各具有頻率范圍，該頻率范圍對應于使用相應頻帶170進行控制的特定螺線管或其他rf操作的裝置?；旧?，每個帶通濾波器178拒絕任何不具有頻率對應于與其連接的裝置的信號。以這種方式，可以根據(jù)需要通過在獨立rf通道172和174中的相應一個上依序發(fā)送那些信號，來在wpc功率發(fā)射器118和接收器120之間通過無線rf信令實現(xiàn)任何所需數(shù)量的功能。

睡眠模式

在一些實施例中，在當wpc功率發(fā)射器118斷電并且不能提供感應功率和/或信令的時間期間，可能需要減少來自w！’c功率接收器120的附件上的電池的功率提取。因此，電路板136可以包括“睡眠模式”電路，其能夠：(1)在沒有從發(fā)射器接收到感應功率并且沒有從wpc功率發(fā)射器118接收到切換信號的時間間隔期間關閉來自wpc功率接收器120的所有功率輸出；(2)向rf電路提供低功率以周期性地在wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120之間對rf通道進行采樣；和(3)從睡眠模式喚醒wpc功率接收器120以向附件提供輸出功率。在一些實施例中，加速度計可以被包括在檢測振動的wpc功率接收器120中，這表明主卡車功率開啟，并且因此wpc功率發(fā)射器118可用以提供感應功率和rf數(shù)據(jù)通信。

例如，在一些實施例中，wpc功率接收器可以被配置為(1)當所包含的加速度計檢測到振動時，(2)當從wpc發(fā)射器118接收到感應功率時，或者(3)當通過在wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120之間對rf信道進行采樣來檢測rf信號時中的任一而被從睡眠模式喚醒?？商鎿Q地，當沒有從wpc發(fā)射機118接收到感應功率和切換信號時，睡眠模式可以被啟動。

時間平均感應功率傳輸最大化

如前所述，并且具體參考圖7，wpc功率發(fā)送器118和wpc功率接收器120之間的感應功率傳輸?shù)牧繉@兩個單元之間的對準敏感。圖9a至9c示出了允許滑車114或主車輛12相對于主車輛12在預選距離上移動的安裝機構的一個實施例，而沒有相對于wpc功率發(fā)射器118同時移動wpc功率接收器120。

特別地，wpc功率發(fā)射器118可以使用發(fā)射器支架186安裝到主車輛12的框架，發(fā)射器支架186平行并遠離wpc功率發(fā)射器118的底表面延伸。wpc功率接收器120可以使用包括滑軌180、套筒190和托架188的組件進而被安裝到主車輛12的滑車114上。特別地，支架188包括剛性地固定到wpc功率接收器120背面的豎直部分，以及wpc功率接收器120在其上放置的水平部分。套筒190可滑動地接合軌道180，并且被剛性地固定到托架188的豎直部分。軌道180進而被剛性地固定到滑車114上。

在圖9a所示的靜止位置，其中wpc功率發(fā)射器118和接收器120處于最佳對準并且滑車114處于其最低位置，支架188的水平部分擱置在支架186的頂部上，防止wpc功率接收器120相對于wpc功率發(fā)射器118向下移動。如圖9b中所示，當滑車向上提升時，軌道180可以在套筒190中滑動，而wpc功率接收器120由于其重量而保持在適當位置。然而，附接在軌道180的基部處的是塊184，當滑車繼續(xù)向上運動時，最終卡住支架188的突出部分，并且從而將wpc功率接收器120提升成不對準狀態(tài)，如圖9c所示。相反，當滑車114下降回到圖9a的靜止位置時，wpc功率接收器120的重量使其沿著向下的路徑跟隨，直到支架188卡在支架186上。

如圖9a-9c可見，該新穎的布置允許滑車114相對于主車輛的桿移動大于wpc單元110的直徑、高度、寬度或其它適當尺寸的距離，同時仍然在wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120之間提供感應功率。換句話說，所公開的結構允許主車輛110的滑車114在整個運動范圍(豎直，水平，傾斜等)移動，而不會減小或以其他方式抑制wpc發(fā)射器118向wpc接收器120提供感應功率的能力，并通過延伸至附件和/或附件上的電池操作裝置。

在優(yōu)選實施例中，長度或滑軌不小于12英寸。發(fā)明人已經(jīng)確定，在該范圍，例如，在hi/lo箱夾具應用的正常操作期間，wpc功率發(fā)射器118和接收器120處于超過80％的時間內(nèi)的最佳對準，并且該配置消除了需要更換電池。然而，應當理解，其他用途可能需要不同長度的軌道。還應該理解的是，圖9a至9c僅是示例性的，因為不同的結構還可以允許主車輛10的滑車的行駛范圍，而沒有wpc功率發(fā)射器118和接收器120從它們最佳對準的相應的相對移動。例如，當在“翻轉(zhuǎn)”載荷時，在滑車傾斜角度地離開升降車的翻轉(zhuǎn)應用時，彎曲軌道180沿著豎直軸線從圖9a至9c所示轉(zhuǎn)動90度可能更合適。

從圖9a-9c中可以看出并且也參照圖6和前面的段落0051-0055，所公開的wpc單元110與剛公開的安裝機構相結合，允許附件上的裝置在附件的全部操作范圍期間根據(jù)需要并且不間斷地接收功率，同時顯著地在附件的電池上保持充電狀態(tài)。在使用附件的很大一部分時間內(nèi)，附接側裝置可以使用從主車輛直接接收的感應功率來供能。此外，通過也布線電池功率通過wpc接收器120，功率管理模塊150可以無縫地在附件的電池上提取，以在感應功率不足時為這些裝置供能，-或者是因為需要比感應地輸送的更多的功率，或者是因為如果附件移動超過安裝機構維持與wpc單元110對準的范圍則wpc功率接收器120不再與wpc功率接收器118對準。

換句話說，所公開的安裝機構大大增加了當連接側裝置可以在沒有從附件上的電池中提取功率的情況下操作的時間。然而，通過還將來自附件的電池的功率布線通過wpc接收器120，甚至當來自wcp發(fā)送器118的感應功率被中斷或當負載要求增加超過可以感應地提供的時，功率管理模塊150可以確保那些連接側裝置不會看到任何功率中斷。在這樣的間隔期間，功率管理模塊150可以無縫地提取來自附件的電池的功率，因為該功率被傳送到與來自wpc功率發(fā)射器118的感應功率相同的通道上的負載。此外，當附件被移動到使得wpc功率接收器120返回到與wpc功率發(fā)射器118對準的位置，感應功率可以被再次用于無縫地且不間斷地直接對附接側裝置供能，從而降低或消除附件電池上的提取，并且因此電池可以被再充電。

本領域普通技術人員將理解，盡管所公開的用于wpc單元110的安裝機構提供了當滑車和/或附件相對于主車輛移動時提供維持wpc功率發(fā)射器118和wpc功率接收器120之間的對準關系的益處，在一些實施例中，可以省略公開的安裝機構，同時仍保留與wpc單元110相關聯(lián)的益處，例如在感應/電池功率等之間的無縫功率切換。

側移叉定位件應用

圖10示意地示出了至主車輛112的側移叉定位件附件210。主車輛112(升降車)包括wpc動力單元110，wpc動力單元110包括如前所述的發(fā)射器118和接收器120，并用于從車輛電池154傳輸功率并且從手動致動器214向電磁選擇閥陣列216傳輸rf控制信號。雖然如圖10所示，電磁選擇器閥陣列216安裝在滑車上，但其可以替代地安裝在附件上。類似地，雖然圖10示出了wpc接收器120直接連接到滑車214上的選擇閥216，其他的實施方式，例如具有安裝在附件210上的控制器的那些，可以具有來自wpc接收器120的輸出連接全部連接到附件154，具有從附件到選擇閥陣列216的其它連接(未示出)。加壓的液壓流體經(jīng)由兩個液壓管線260、262(其中僅一個在圖10中示出)被運送到選擇閥陣列216。

圖11是可以可選地用于側移叉定位件210的示例性無線液壓控制系統(tǒng)的示意性電路圖。然而，該類型的系統(tǒng)也可以應用于側移負載夾具，特別是具有平行滑動夾臂的一個。如圖11中所示的液壓回路能夠使升降車操作員利用具有手柄264a的車身上的單個控制閥264來分開地控制側移功能和叉定位功能，手柄264a上安裝有電氣開關264b。單獨對液壓管線260和262通過在升降車的桿116上延伸而在升降車112和可豎直移動的負載處理器210之間連通，采用諸如傳統(tǒng)軟管卷軸之類的管線接收裝置來適應負載處理器相對于升降車車身的可變豎直位置。

在圖11的電路中，升降車112的發(fā)動機驅(qū)動的液壓泵268將來自儲存器270的壓力下的液壓流體通過管線272泵送到操作者的控制閥264。安全閥274提供防止管線272中的過大壓力的保護。如果操作者手動將閥264的閥芯從其中心位置向下移動，如圖11所示，來自管線272的加壓流體通過管線262傳導到圖10所示的閥陣列216內(nèi)的負載處理器的電磁操作液壓選擇閥276。閥276的閥芯被向上彈簧偏置，如圖11所示，使得管線262中的流體操作第一液壓致動器和功能，其中流體被傳導到側移活塞和缸組件224的一端，使活塞向左移動，如圖11所示，而流體同時通過管線260和閥264被排出到儲存器270?？商鎿Q地，如果操作者希望在相反方向上進行側移，則他手動地將閥264的閥芯向上移動，如圖11所示，這將加壓流體從管線272傳導到管線260，使活塞沿相反方向移動，同時將流體通過管線262和閥264排出到儲存器270。

如果不是以一個方向或另一個方向致動側移活塞和缸組件224，操作者希望操作處于叉定位缸230和232形式的第二液壓致動器，則他使用相同的閥264控制該負載處理器的第二功能，同時手動關閉開關264b，例如通過手柄264a上的按鈕。開關264b的閉合使得wpc功率發(fā)射器118向wpc功率接收器120發(fā)送rf信號，rfgp輸出，其進而傳播信號到wpc接收器120中的gpo開關156。

gpo開關156將通過對功能選擇閥276的螺線管276a供能并將其閥芯如圖11所示克服彈簧276b的力向下移動，來響應由操作者關閉開關264b而啟動的rf信號。閥276的該移動使液壓管線282與管線262連通。如果操作者已將閥264的閥芯向下移動，則管線282通過從管線262接收加壓流體使叉定位活塞和缸組件230和232縮回，從而使流體從活塞和缸組件230和232通過管線260和閥264被排出到儲存器270?；钊透捉M件230和232的這種縮回縮小了叉或叉定位負載處理器210之間的分離。相反，閥264的閥芯的操作者的向上移動同時閉合開關264b通過管線260傳導加壓流體以延伸活塞和缸組件230和232以加大叉之間的分離，同時流體通過管線282、閥276、管線262和閥264排出到儲存器270。

如前所述，當需要操作螺線管276a和gpo開關156以及向gpo開關發(fā)送控制信號156時，wpc接收器120接收由側移叉定位件上的電池154增強的感應功率。

箱夾應用

圖12示意性地示出了主車輛112，該主車輛112連接到例如可以是箱夾附件的附件310。主車輛112(升降車)包括wcp功率單元110，該wcp功率單元110包括如前所述的發(fā)射器118和接收器120，并且也如前所述的用于從車輛電池312傳送功率與所需的任何rf控制信號一起，為附件310上的裝置供能，并且使用手動致動器314。加壓的液壓流體經(jīng)由兩個液壓管線360、362(其中僅一個在圖12中示出)被運送到附件310。

此外，主車輛112被配置為基于來自附件310上的傳感器陣列316的數(shù)據(jù)來接收一個或多個信號，并且用于控制管線360、362中提供的壓力大小。如下面更詳細地描述的，從傳感器陣列316提供的數(shù)據(jù)可以直接提供給主車輛上的可選的駕駛員接口控制器318，該駕駛員接口控制器使用提供的數(shù)據(jù)來確定適當?shù)墓芫€壓力，或者替換地可以向控制器320提供來自傳感器陣列的數(shù)據(jù)。

圖13和14示出了可以用作圖12所示系統(tǒng)中的附件的箱夾310，其功能將作為背景來提供以說明根據(jù)圖12所示系統(tǒng)使用的wpc發(fā)射器118和wpc接收器120的實用性。具體來說，示例性的箱夾310可以是液壓動力的、可滑動臂夾具，其具有適于安裝在升降車滑車301上的框架311(圖12所示)，該升降車滑車301沿著常規(guī)的可傾斜直立液壓動力的、負載提升桿302可選擇性地線性地往復運動。圖中所示的特定示例性的可滑動臂夾310通常用于處理棱柱形物體，例如圖14中的箱或包裝313，并且可以是任何合適的可滑動臂設計。夾緊臂315、317可以垂直于平面或負載接合表面321、332選擇性地彼此遠離或朝向滑動。液壓缸326、328選擇性地延伸或縮回相應的夾緊臂321、332?？梢岳斫獾氖?，箱例如313如果受到過度的過夾緊以防止箱夾310的摩擦抓緊，則其可能會損壞。

盡管在本文中描述了液壓操作的箱夾310作為示例性實施例，但是其它的負載夾具有與所描述的類似的特征。例如，液壓操作的樞轉(zhuǎn)臂紙卷夾可以根據(jù)本負載夾緊系統(tǒng)來配置。

箱夾310可以包括數(shù)據(jù)接收器，例如設置在夾310上的電子代碼閱讀器332。因此，要夾緊的物品可以有利地用編碼標簽334標記。編碼標簽334可以優(yōu)選地包含將如下文描述的、足以有助于確定用于標記物品的適當?shù)淖畲髪A緊力。編碼標簽334可以例如傳送包含物品的負載id或其他直接或間接特征識別標記的數(shù)字數(shù)據(jù)串。負載可以包括一個或多個標記的箱或包裝313，因此針對單個標簽的物品的合適的夾緊力可以或不可以適于整個負載。如稍后將描述的，本系統(tǒng)的實施例利用wpc發(fā)射器118和wpc接收器120之間的通信通道進行該確定。

電子代碼閱讀器332定位成在構成負載處理夾具310的負載的至少一個物品上讀取編碼標簽334。電子代碼閱讀器332可以自動操作，例如通過搜索編碼的標簽每當夾臂處于打開位置或每當在夾臂之間檢測到負載時，如下面將更詳細描述的?？商鎿Q地，電子代碼閱讀器可以由夾操作者手動操作。編碼標簽334和電子代碼閱讀器332可以分別是條形碼和條形碼掃描器、射頻識別(rfid)標簽和rfid讀取器、或其他機器可讀標簽和相應的讀取器組合。在rfid系統(tǒng)的情況下，可以限制夾的rfio讀取器，使得其僅檢測設置在夾臂315、317之間的rfid標簽。替換地，可以由夾操作者輸入負載id或其他裝載標記，例如，當編碼標簽以某種方式呈現(xiàn)為不可讀的，或者如果某物品的標簽不正確。

電子代碼閱讀器332將從編碼標簽334讀取的信息發(fā)送到控制器，控制器可以是在附件310(箱夾)上的圖12中所示的控制器320或者主車輛112上的控制器318，取決于圖12中所示的系統(tǒng)的配置，并且這將在本說明書后面進行說明。控制器320(或318)解析信息以識別負載id或其他識別標記。這是以所使用的本系統(tǒng)的特定實施例的特定實施方式所要求的任何方式來實現(xiàn)的。

當夾臂15,17處于打開位置時，臂部分地限定三維夾緊區(qū)域。為了夾緊負載，夾操作者定位夾臂15、17，使得負載設置在夾緊區(qū)域中。負載幾何傳感器350與控制器318或320進行數(shù)據(jù)通信，并且被設置在相應的負載接合表面321、332上。負載幾何傳感器350通常在相對表面321、323的方向上向內(nèi)定向。

每個負載幾何傳感器350作為吸收的刺激的函數(shù)，來吸收和動態(tài)地調(diào)制其與控制器318或320之間的通信介質(zhì)的特性。在本系統(tǒng)的某些實施例中，傳感器350可以例如是紅外光束傳感器，例如可從夏普公司商業(yè)獲得的ir紅外光束傳感器的gp2xx系列。

這種傳感器的示例包括發(fā)射器部件、探測器部件、模擬輸出和內(nèi)部電路。傳感器發(fā)出紅外(ir)光束。ir光束穿過夾緊區(qū)域行進直到其遇到障礙物，例如負載的干擾表面，或者在沒有負載的情況下遇到相反的負載接合表面。優(yōu)選地但不是必須地，干涉表面平行于負載接合表面，并且光束在垂直于負載接合表面的平面中發(fā)射。ir光束被表面反射并且被探測器部件至少部分地吸收。在傳感器內(nèi)，內(nèi)部電路測量傳感器和吸收的紅外光之間的角度，并且通過三角運算，使用該角度進一步計算傳感器與干擾表面之間的距離，并將該距離表示為模擬電壓。傳感器通過模擬輸出將計算出的距離信息通信給控制器40。

進一步參考圖13，在一個示出的示例性實施例中，傳感器350可以以行和列的網(wǎng)格陣列布置。當夾臂321、323之間的空間未被占用時，所有傳感器輸出的刺激將與夾緊臂之間的距離相當。然而，當物品313的負載插入在夾臂321、332之間時，來自至少一個負載幾何傳感器50的信號將改變。然后，控制器318或320可以計算負載的近似體積。負載幾何傳感器的行數(shù)和列數(shù)，其信號表示負載的存在分別對應于負載的高度和深度，以及來自阻礙的傳感器的信號的變化幅度，相對于傳感器不受阻礙時所產(chǎn)生的信號，對應于負載的寬度。可替換地，傳感器350可以以任何其它合適類型的陣列布置。

負載幾何傳感器350中的至少一個也可以用作負載接近傳感器。如下所述，在夾緊操作期間，本系統(tǒng)有利地作為夾緊臂和負載之間的距離的函數(shù)來調(diào)整最大液壓夾緊壓力，使得期望的夾緊壓力達到期望的距離。

本系統(tǒng)(未示出)的其它實施例，例如旨在與用于夾緊圓柱形物體的液壓操作的樞轉(zhuǎn)臂夾一起使用的實施例，可以利用不同的傳感器布置來測量負載幾何形狀。例如，圓柱形負載的直徑和高度可以以與上述相同的方式來確定。借助于非限制性示例，圓柱形負載(未示出)的直徑可以替代地通過當夾緊臂接觸負載、但是在夾緊負載之前測量液壓缸(未示出)的行程來確定，這與其它傳感器結合來使用弦線電位器(未示出)或蝕刻的桿和光學編碼器(未示出)。

在本系統(tǒng)的示例性實施例中，控制器318或320可以訪問存儲器(未示出)，該存儲器包含當夾緊和提升各種負載類型及其幾何結構時對應于夾的優(yōu)選操作的信息，其優(yōu)選地設置在通過負載類別和負載幾何形狀組織的查找表中。該信息可以是優(yōu)選地與最佳最大夾緊力，或最佳最大液壓夾緊壓力密切相關的特征，例如負載重量、負載易碎性、負載包裝等。對于每個負載類別，數(shù)據(jù)進一步優(yōu)選地根據(jù)檢測到的負載類別的潛在幾何配置來分類。

在一些實施例中，數(shù)據(jù)可以靜態(tài)地存儲在遠離主車輛112和/或附件310的位置，例如在設施的中央管理系統(tǒng)或非現(xiàn)場數(shù)據(jù)庫中，并且可以在內(nèi)部和/或外部網(wǎng)絡或多個網(wǎng)絡上訪問控制器318或320。在確定相關負載特性(例如負載類別和幾何構型)時，控制器可以將必要的數(shù)據(jù)從外部源復制到存儲器內(nèi)。

存儲器中的數(shù)據(jù)可以是對于夾具可能在其操作的設施處遇到的負載和負載幾何形狀特定的。可以根據(jù)需要通過數(shù)據(jù)接收器更新數(shù)據(jù)；例如當將新類別的負載被引入設施時或當前數(shù)據(jù)的某一方面被認為不足或不準確時。

如上所述，本系統(tǒng)可以通過讀取負載上的編碼標簽334來獲得要夾緊的負載313的負載id或其他識別標記。替換地，可以通過其他類型的數(shù)據(jù)接收器直接從設施的中央管理系統(tǒng)或經(jīng)由無線網(wǎng)絡接口從其他負載處理夾獲得這種負載id或其他識別信息。如上所述，本系統(tǒng)使用負載幾何傳感器來計算負載的近似體積。有利地，在夾臂夾緊負載之前確定兩個信息項，并且不需要來自夾操作者的輸入?？刂破?18或320查找用于所確定的負載id和負載幾何輪廓的最佳最大液壓夾緊壓力。然后在夾緊操作期間將該最佳最大壓力施加到負載。

參考圖15，液壓夾緊缸326、328通過液壓回路進行控制，通常以簡化的示意形式表示為370。液壓夾緊缸326、328通過泵378和供應管道382從升降車的儲存器374接收加壓的液壓流體。如果在系統(tǒng)中產(chǎn)生過大的壓力，則安全泄壓閥386打開以將流體分流回到儲存器374。管道382中的流動提供手動致動的夾緊控制閥390，以及手動操作的閥，例如控制升降、傾斜、側移等的閥(未示出)，其可以與閥390串聯(lián)布置。夾緊控制閥390由操作者選擇性地控制，以使氣缸326、328打開夾緊臂或者關閉夾緊臂以與負載中的物品313初始接觸。

為了打開夾緊臂315、317，示意性地示出的閥390的閥芯在圖15中向左移動，使得來自管線382的加壓流體通過管線394和分流器/組合器398傳導到缸326、328的活塞端，從而由于分流器/組合器398的相等流量輸送操作以大致相等的速率延伸缸326和328，并且使夾臂315、317彼此遠離地移動。先導式止回閥402通過管線394中的夾緊打開壓力被打開，該管線394通過先導管線406連通，當缸326、328延伸時，使得流體能夠從缸326、328的桿端通過管線410和閥390排出到儲存器374。

可替換地，為了閉合夾緊臂并夾緊負荷的物品313，閥390的閥芯在圖15中向右移動，使得來自管線382的加壓流體通過管線410傳導到缸326、328的桿端，從而使缸326、328縮回并使夾緊臂313、317朝向彼此移動。流體以實質(zhì)上相等的速率從缸326、328的活塞端排出到儲存器374，通過分流器/組合器398，并且然后經(jīng)由閥390通過管線394。在夾緊臂313、317通過缸326、328的縮回而閉合期間，優(yōu)選地通過一個或多個壓力調(diào)節(jié)閥來控制管線410中的最大液壓閉合壓力。例如，這種壓力調(diào)節(jié)閥可以是與管線410平行的管線418中的比例溢流閥414，這樣的最大液壓關閉壓力對應于控制器318或320經(jīng)由控制管線422以實質(zhì)上可無級改變的方式自動選擇的不同設置，這通過可變地控制閥的螺線管414a來電子地調(diào)節(jié)閥414的安全壓力設置。替換地，比例減壓閥可以串聯(lián)插入管線410中以調(diào)節(jié)管路410中的最大液壓關閉壓力。作為另外的替代方案，為此目的可以使用可選擇的多個非比例壓力釋放閥或壓力降低閥。如果需要，控制器318或320還可以通過來自可選壓力傳感器430的液壓關閉壓力接收夾緊力的反饋，以幫助其控制上述壓力調(diào)節(jié)閥。這種反饋可以替代地由適當安裝的夾緊力測量電換能器(未示出)提供。

再次參考圖12，wpc發(fā)射器118和wpc接收器120之間的rf和/或can總線通信通道可用于有利地使用在一些裝置中從代碼閱讀器332和負載幾何傳感器350和壓力傳感器430接收的數(shù)據(jù)來控制箱夾310的操作。在第一實施例中，例如，主車輛112上的控制器318可以經(jīng)由can總線通信通道124c、126c從傳感器350接收負載幾何數(shù)據(jù)(圖5中所示)，并且還可以從can總線通信通道從代碼讀取器332接收數(shù)據(jù)。因此，主車輛上的控制器318可以使用該信息來確定適當?shù)膴A緊壓力，如前所述。使用can通道來通信傳感器和負載id數(shù)據(jù)有利地允許使用rf通道來同時將其他數(shù)據(jù)傳送回主車輛，這可能是有用的，例如，當操作完成或者附件處于正確的位置時通過打開指示器或為螺線管供能進行功能控制來警告操作者。

在替代實施例中，附件310(箱夾)可以包括控制器320，控制器320從負載幾何傳感器350和代碼閱讀器332接收數(shù)據(jù)，并使用該數(shù)據(jù)來確定合適的夾緊壓力，然后經(jīng)由一個或多個rf通信信道(或can通道，如果合適的話)從wpc接收機120到wpc發(fā)射機118將其傳遞到主車輛112。例如，在可能的夾緊壓力被限制到兩個替代壓力的情況下，可以使用單個rf通道來傳達所需的壓力?？商鎿Q地，兩個rf通道將允許通信達到四個可能的壓力之一。如果可得到更多的可能壓力，則根據(jù)應用，可以使用can通信通道，更多的rf通道可以集成到wpc單元110中，或者可以使用如圖8所示的復用系統(tǒng)。如前所述，使用can通道返回到主車輛通信將允許其他信息通過r通道同時被發(fā)送到主車輛。

應當理解，剛剛描述的箱夾具示例僅用于說明目的，因為wpc單元110的可能應用擴展到發(fā)送數(shù)據(jù)到主車輛的任何附件，其用于通過使用模擬或如前所述通過rf110通道的比二進制切換控制更復雜的其他反饋來比例控制附件。還應當理解，從附件310傳送到主車輛112的數(shù)據(jù)可以用于經(jīng)由適當?shù)目刂破?18或320來自動控制附件310，或者可替代地可以用于通過gui或其他顯示器、音頻設備等向用戶提供信息，其然后通過諸如觸摸屏、鍵盤、桿或任何其他輸入裝置的接口進行適當?shù)捻憫?，以發(fā)布新命令，該新命令類似地通過wpc單元110和/或壓力管線360、362發(fā)送回附件。

本領域普通技術人員還將理解，圖12中示意性示出的布置僅是示例性的，并且可以適當?shù)匦薷摹＠?，盡管圖12示出了安裝在滑車301上的流動和壓力閥陣列，該陣列可以替代地安裝在附件上。類似地，盡管圖12示出了wpc接收器120被直接連接到滑車301上的閥陣列，其它實施方式可以具有來自wpc接收器120的輸出連接全部連接到附件310上的設備(例如，電池、控制器)，其具有從這種裝置至滑車301上的閥陣列其他連接(未示出)。

應當理解，本發(fā)明不限于已經(jīng)描述的特定實施例，并且在不脫離如所附權利要求中限定的本發(fā)明的范圍的情況下可以進行改變，如根據(jù)現(xiàn)行法律原理解釋的包括等同原則或任何其他擴大超出其字面范圍的權利要求的可執(zhí)行范圍的原理。除非上下文另有說明，權利要求中對于元素實例數(shù)的引用，無論是引用一個實例還是多于一個實例，至少需要指定數(shù)量的元素實例，但不打算從權利要求的范圍排除具有比所述的更多的元素實例的結構或方法。當在權利要求中使用時，詞語“包括”或其衍生物以非排他意義使用，其不旨在排除所要求保護的結構或方法中其他元件或步驟的存在。