CN106956940A - 高架式运输和路线管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换一种高架式运输系统，包括悬挂式轨道和配置成用以沿着悬挂式轨道行进的机动运输器。所述机动运输器包括配置成用以沿着悬挂式轨道移动所述机动运输器的机动吊运车，配置成用以在所述机动吊运车的下方携载物体的底架，以及配置成用以防止物体接触另一物体的缓冲器和偏转系统。

Description

高架式运输和路线管理系统

相关申请的交叉引用

本申请涉及2016年5月16日提交的名称为“Carrier Configured to TransportVarious Sized Objects”的美国临时申请No.62/337,272，并主张源自该美国临时申请的优先权。本申请也涉及2016年5月16日提交的名称为“Sliding Track Switch forMonorail Based Container Carrier”的美国临时申请No.62/337,276，并主张源自该美国临时申请的优先权。本申请还涉及2015年10月26日提交的名称为“OverheadTransportation and Route Management System”的美国临时申请No.62/246,535，并主张源自该美国临时申请的优先权。本申请还涉及2015年10月30日提交的名称为“AdjustableContainer Carrier”的美国临时申请No.62/249,086，并主张源自该美国临时申请的优先权。以上的‘272,‘276,‘535和‘086申请由此通过援引而被全文合并到本文中。

技术领域

本申请涉及在口岸以及转运终端设施/中转站设施(transfer terminalfacilities)中转运和移动国际货运集装箱。特别地，本发明涉及一种用于从口岸、终端站或仓库设施中的一个位置向其它位置运输货运集装箱的高架式运输系统和路线管理系统。

背景技术

联运集装箱用于运输货物。联运集装箱根据来自国际标准化组织的规格说明而制造，并且适合于诸如货车、铁路或船舶这样的多种运输方法。

世界范围内大约90％的非散装货物是经由布置于船舶上的联运货运集装箱而运输的。当这些集装箱到达口岸(不管是由陆路还是由海路)时，它们必须被移动至或从这些船舶、列车和货车移离。

从一种运输模式至另一种运输模式转运集装箱是时间和能量密集型的。通常利用诸如起重机、货车、叉式升降机以及跨车/跨载机这样的各种机械设备在地面高度处进行对船舶的加载/卸载。通常这些机器燃烧化石燃料并且不是高效的。

利用当前方法用于转运联运货运集装箱的一个特别的问题在于它们需要大量的地面空间用于将集装箱调运就位。ISO集装箱可以长度为高达53英尺(16.15米)，并且可以重量在35至40英吨(31.8至36.3公吨)的范围内。地面空间通常在繁忙的口岸处或附近是高价的。利用这些方法用于转运ISO集装箱的另一问题在于耗费大量时间用于卸载船舶通常导致口岸拥挤和集装箱积压。

为了减缓这些问题中的某些问题，已提出使用高架式轨道运输系统。尽管高架式单轨提供了将会显著改善集装箱口岸操作的优点，它们不具有它们自身的挑战，特别是在高架式运输系统包括单轨的情况下。

一个与用于装运联运货运集装箱的当前设备相关联的悬而未决的方面在于将货运集装箱从口岸设施中的一个运输系统转运到另一运输系统。常规的集装箱转运设备可能是笨重的，难以操作的，并且倾向于不稳定，特别是当操纵大型和重型的集装箱时。而且，常规的集装箱转运设备通常不适合于用于将货运集装箱与运输系统的运输器位置相对齐以高效地促成所述货运集装箱从一个运输系统交换到另一个运输系统的紧配合定位。

发明内容

常规运输系统的前述和其它缺点一种高架式运输系统克服，所述高架式运输系统包括：

(a)悬挂式轨道；

(b)配置成用以沿着悬挂式轨道行进的至少一个机动运输器，所述至少一个机动运输器包括：

(i)配置成用以沿着悬挂式轨道移动所述至少一个机动运输器的至少一个机动吊运车；

(ii)配置成用以在所述机动吊运车下方携载物体的底架；以及

(iii)配置成用以防止物体接触另一物体的缓冲器和偏转系统。

在本系统中，所述悬挂式轨道可以包括至少一个单轨高架轨道/轨迹。所述悬挂式轨道可以包括至少一个高架轨道/轨迹，由钢、混凝土、或相似材料的组合制成。所述悬挂式轨道也可包括：

高架轨道/轨迹；和

支承着所述高架轨道/轨迹的至少一个单桁架。

所述悬挂式轨道也可包括：

高架轨道/轨迹；和

支承着所述高架轨道的至少一个结构系统。在某些实施例中，这可以是单或双钢桁架支撑系统。

在本系统中，所述悬挂式轨道可以包括至少一个高架开关，所述开关配置成用以可选地引导所述至少一个机动运输器到所述悬挂式轨道的不同部分。

在本系统中，所述至少一个机动吊运车可以包括：

至少一个马达，

多个轮，所述多个轮配置成用以沿着悬挂式轨道搭载；以及

用于所述多个轮中的每个轮的连接凸缘点，所述连接凸缘点通过至少一个变速箱连接所述轮至所述至少一个马达。

在本系统中，所述至少一个机动吊运车可包括至少一个电动马达。所述至少一个电动马达可包括再生电力系统。所述悬挂式轨道可包括至少一个受电点；并且所述至少一个电动马达配置成用以从所述至少一个受电点接收电力。

在本系统中，所述至少一个机动吊运车可包括至少一个螺旋锥齿变速箱。所述至少一个机动吊运车可包括多个承载轮组件。所述底架可包括配置成用以升降和保持所述物体的至少一种四角锁定销机构。

在本系统中，所述物体可包括货运集装箱。

在本系统中，所述至少一个机动运输器可包括中心销，所述中心销配置成用以将所述至少一个机动吊运车联接至所述底架、缓冲器和偏转系统。

在本系统中，所述系统还包括配置成用以控制所述至少一个机动运输器的操作的控制系统。

一种配置成用以沿着悬挂式轨道行进的机动运输器，所述机动运输器包括：

配置成用以沿着悬挂式轨道移动所述至少一个机动运输器的至少一个机动吊运车；

配置成用以在所述机动吊运车下方携载物体的底架；以及

配置成用以防止所述物体接触所述悬挂式轨道上的物体的缓冲器和偏转系统。

在前述的机动运输器中，所述至少一个机动吊运车可以包括：

至少一个马达，

多个轮，所述多个轮配置成用以沿着悬挂式轨道/轨迹搭载；以及

用于所述多个轮中的每个轮的连接凸缘点，所述连接凸缘点通过至少一个变速箱连接所述轮至所述至少一个马达。

所述至少一个机动运输器可包括至少一个电动马达。所述至少一个电动马达可包括再生电力系统。所述悬挂式轨道可包括至少一个受电点；并且所述至少一个电动马达配置成用以从所述至少一个受电点接收电力。

在前述的机动运输器中，所述至少一个机动吊运车包括至少一个螺旋锥齿变速箱。所述至少一个机动运输器可包括多个承载轮组件。所述底架包括配置成用以升降和保持所述载荷的四角锁定销机构。所述负载可包括货运集装箱。所述至少一个机动运输器可包括中心销，所述中心销配置成用以将所述至少一个机动吊运车联接至所述底架、缓冲器和偏转系统。

一种携载物体的方法，所述方法包括：

利用配置成用以沿着悬挂式轨道行进的机动运输器的底架，提取所述物体；

利用至少一个机动吊运车，沿着悬挂式轨道移动至少一个机动运输器；

利用缓冲器和偏转系统，防止所述物体接触悬挂式轨道上的另一物体；并且利用底架，在目的地处卸下所述物体。

前述方法还可包括：利用至少一个高架开关，选择性地引导所述至少一个机动运输器至悬挂式轨道的不同部分。所述方法还可包括：利用所述机动吊运车的至少一个电动马达，从所述悬挂式轨道的至少一个受电点接收电力。

在前述方法中，所述载荷包括货运集装箱。所述方法还可包括利用控制系统来管理和控制所述机动运输器的操作。

附图说明

图1是示出一种用于从口岸、终端站或仓库设施中的一个位置向其它位置运输货运集装箱的高架式运输系统和路线管理系统的示意性视图。

图2A、2B、2C和2D分别是沿着集成的桁架设计的轨道推进并递送一种货运集装箱的所述高架式机动运输器结构的透视，俯视，侧视立视图和端部立视图。

图3A、3B、3C和3D分别是本高架式运输系统和路线管理系统的机动吊运车组件的俯视、侧视立视图、端部立视图和透视图。

图4是以局部剖切视图图示出在图3A-3D中所示的机动吊运车组件的承载轮的透视图。

图5A和图5B分别是本高架式运输系统和路线管理系统的高架式单轨结构的单桁架设计的俯视和侧视立视图。

图5C和图5D分别是本高架式运输系统和路线管理系统的高架式单轨结构的双桁架设计的俯视和侧视立视图。

图6A是用于图5A和5B中所示的高架式单轨结构的单桁架设计的支持柱的端部立视图。

图6B是用于图5C和5D中所示的高架式单轨结构的双桁架设计的支持柱的端部立视图。

图7A是用于图5A和5B中所示的高架式单轨结构的单桁架设计的轨支持结构的端部立视图。

图7B是图7A中圆圈标出的轨支持部分的放大的端部立视图。

图7C是用于图5C和5D中所示的高架式单轨结构的双桁架设计的轨支持结构的端部立视图。

图8A是用于图5A和5B中所示的高架式单轨结构的单桁架设计的桁架至柱的连接的侧视立视图。

图8B是用于图5C和5D中所示的高架式单轨结构的双桁架设计的桁架至柱的连接的侧视立视图。

图9A、9B、9C和9D分别是本高架式运输系统和路线管理系统的轨迹开关的俯视、透视、侧视立视图和端部立视图。

图10A、10B、10C和10D分别是本高架式运输系统和路线管理系统的集装箱加载装置的俯视、透视、侧视立视图和端部立视图。

图11是用于本高架式运输系统和路线管理系统的维修车的端部立视图。

具体实施方式

本高架式运输系统和路线管理系统可以被运用来将货运集装箱卸载自(以及相应地加载至)与船舶侧龙门起重机的操作的步调协调一致地并且呼应配合地工作的坞侧船舶，以便改进操作而同时减少积压、减少口岸拥挤以及减少口岸污染。

图1示出一种用于从口岸、终端站或仓库设施中的一个位置向另一位置运输货运集装箱的高架式运输系统和路线管理系统。在图1中，主要元件包括悬挂的高架式单轨101，运入/运出货运区域107、可同步的机动运输器104、以及具有提取(pickup)点106的非现场/场外(off-site)场站。如在放大部分中示出，高架式单轨101可以是双向的。在货运区域107中，船舶(一艘船舶被图示为船舶103)经由现有的口岸龙门架和卸载机构而被卸载，并且集装箱被置于承载平台上，所述承载平台使得集装箱穿梭往返并且将集装箱向上提升到所述高架式单轨运输系统。如在其它放大部分102中所示，多道高架式单轨提供了增加的吞吐量以保持与加载和卸载排序和排程(scheduling)的步调同步。

集装箱经由悬挂于所述高架式单轨结构101上的机动运输器104而被运输。具有集装箱的机动运输器104被单独地引导至指定的停留(drop-off)区。集装箱停留区，其之一被图示为区域108，被定位以提供向口岸区域的卸荷，由此减少了口岸拥挤以及集装箱积压，而同时减少了在口岸区域之间运输集装箱的长途运输(over-the-road)交通工具的使用。

从停留区108，所承载的集装箱被加载到高架式单轨101并且返回到口岸区域或其它中间停留位置。机动运输器104将所承载的集装箱从停留区108运输返回至货运区107。如果运输器不被加载，则空的运输器(未附接有集装箱)从停留区108返回并且被排队等候以从船舶103接收集装箱，其中重复了提取和输送过程。

现在返回至图2A-2D,高架式机动运输器119沿着集成的桁架设计的轨112推进和输送货运集装箱116。机动运输器119包括机动吊运车组件114和底架118、以及前缓冲器115和后缓冲器117。

机动吊运车组件119可以是自力推进的或自行的(self-propelled)，但为沿着轨/轨迹113移动所述集装箱的远程控制的驱动系统。每个运输器可以具有两个机动吊运车组件114；每个运输器的这两个机动吊运车可以被同步地控制。每个机动吊运车可以具有四个驱动轮(见图3A-3D和图4)以及四个对应的连接凸缘点以用于各种大小的电动马达。马达大小和马达数目的构造可以基于对于特定口岸设施的需要。每个机动吊运车组件114可以容纳一至四个马达(每个轮一个马达)以匹配功率需求以及故障率和冗余度。每个马达可以被调整适于可变的速度和牵引效率。

一种缓冲器与缓冲器式支撑和偏转结构可以从两个机动吊运车的底部经由一个中心销(king pin)而悬挂并且可以连接至其下方的底架118。此结构包括三个主要元件：(1)介于机动吊运车之间的连接点，(2)在运输器系统本身中的底架、强度、稳定性和抗扭转即抗挠曲，和/或(3)缓冲器与偏转凸起，因此集装箱不能彼此撞击并且被保持分离以防止集装箱碰撞和运输器损坏，以及便利了在高架式轨上的具有安全等级的重量分布。这可以是在所有运输器上的具有减震橡胶、或具备减震特性的类似材料的前和后缓冲器。

高架式机动运输器114的底架部分118可以使用行业标准化的四角式销锁定系统来直接地连接至国际货运集装箱。

在某些实施例中，底架118具有三个主部分：中心部段，其可以连接至其上方的所述缓冲器与缓冲器式支撑和偏转框架；两个对置的加强支架(armature)，它们可以从所述中心部段延伸出来并且是可伸缩调节的以适配国际货运集装箱的标准大小；以及角部锁定销(每个角部处一个)。

图2A更具体地描述了基于主桁架的高架式轨/轨迹113,其可以具有运用所述轨迹下部的凸缘区域，所述凸缘区域可以是其中所述机动吊运车承载轮(见图3A-3D和4)创建驱动摩擦用于推进的位置。下级轨(sub-rail)可以定位于轨/轨迹凸缘上。下级轨可以与摩擦承载轮相交界/接合。

图3A-3D示出了本高架式运输系统和路线管理系统的机动吊运车组件130。机动吊运车组件130是用于本高架式运输系统的推进装置。如图3A-3D中所示，机动吊运车组件130包括了具有横梁连接件162的支撑框架164、电动马达154、斜齿-锥齿变速箱152、承载轮132、顶部引导轮136以及底部引导轮137，抗倾斜的引导轮138、中心销148、以及轮清洁清扫件(clean sweep)140。承载轮132从承载轮组件134延伸，其将参考图4更详细地讨论。

并排的平行吊运车支撑框架14和互连的横向支撑梁162是所述机动吊运车组件的主结构元件。支撑框架164可以由镀钢而构造成，具有由组合式结构形状制造的横梁，且具有确保了螺栓连接的子部件被拧紧并且对齐的公差。暴露的钢可被涂覆以用于抗腐蚀并且抗锈蚀。

电动马达154可以根据特定系统应用而被指定，并且可以合并有内部制动机构，以及源自制动功能的能量重采集系统。在某些实施例中，每个运输器可以有介于一个至十个之间的马达。在某些实施例中，每个运输器可以由2个、4个或8个马达。每个吊运车组件130可以具有凸缘入口/门架(flange portal)以将每个承载轮连接至马达。马达154可以被竖直地安装以创建狭窄的吊运车轮廓。从马达轴至承载轮的功率转移可以通过锥齿轮系统而被引导。马达154可以具有螺栓连接设计以易于更换。

电动马达154可以从安装于主轨本身上的受电点接收它们的电力馈送。这些带电的电源板(power strip)可以在每个机动吊运车组件130上具有对应的并且对齐的受电点用于将电力传送到马达内并且也用于在制动和轨下降段期间将捕集的电力/再生电力往回分流到所述系统内

如在图3A-3D中进一步示出，斜齿-锥齿变速箱152将电动马达154的驱动轴通过一种能够通过90度的方向改变来传送电力的锥齿轮系统而连接至承载轮132的轮轴。变速箱152可以具有若干变速比，从而使得在初始加速至运行速度至减速的各种需要期间，最小马达力能够产生最大转矩。锥齿轮变速箱152可以具有螺栓连接设计以易于更换和维修。

承载轮132可以包括利用高级合金制造的轴和轴承设计以用于持久的磨损/寿命周期。承载轮摩擦表面可以要么是用于高要求应用的碳钢表面，要么是用于低噪音应用的合成表面。

机动吊运车组件130可以具有一系列的三个引导轮组，它们保持主承载轮成用于与主桁架设计轨和下级轨的摩擦、对齐和齐平的优化关系，以进行牵引和推进。存在着四个顶部引导轮136、四个底部引导轮137，所述四个顶部引导轮135保持所述壳体的顶部与所述轨对齐，所述四个底部引导轮137保持所述壳体的下部与所述轨113对齐。当发生负载转移时，两个抗倾斜轮138阻止所述机动吊运车组件130，并且因此阻止整个机动运输器系统发生一侧到另一侧的摇摆或倾斜。

中心销148是介于机动吊运车组件130与吊运车框架之间的主连接机构。中心销148可以是从横向支撑梁162的顶部向底部延伸的凸缘式头销设计。作为自由元件，中心销148能够在分配的通路内旋转并且能够吸收一些竖直力。中心销148的下端可以具有整圈孔眼设计的开口，通过该开口可以放置第二销，因而将其与所述框架结构上的顶部上的成圈的孔眼接合。所述系统被设计成迅速地钩住和脱钩以用于维修和保养。

轮清洁清扫板140可以安装在每个承载轮132的前方并且可以提供对于可以累积在所述桁架设计的轨113的下部凸缘内侧的障碍物或碎屑的连续移除，并且特别是在承载轮132滚动处的较小的驱动轨上。清洁清扫板140的在驱动轨113上移动的部分本身可以被覆盖一种可更换的并且可维修的高密度合成材料以防止金属对金属的摩擦和所产生的噪音。轮清洁清扫板140也可以具有不粘附特性，允许对收集于面或框架164上的碎屑进行有所改进的排放。

图4还图示出承载轮组件180。每个机动吊运车组件119可以存在有四个承载轮组件，且每个机动集装箱运输器可以存在有八个承载轮组件。承载轮组件180可以被设计成从吊运车组件119容易地移除以用于经由螺栓连接式保持凸缘而进行维护和/或更换。承载轮组件180可以要么是自由滚转即惯性地单向旋转(free-wheeling)，要么由马达/驱动组件130驱动。每个机动吊运车组件130可以具有两个受驱动轮，且因而每个机动运输器具有四个受驱动轮。

承载轮组件180的主要部件是承载轮132。承载轮132可以搭载于起重机轨上(见图7A和7B)，起重机轨将集装箱/机动运输器负载传送到单轨支撑结构。承载轮132可以具有400mm的外直径并且可以由火焰淬火硬化的锻造碳钢制成。承载轮132可以被附接到AISI4140合金标准化钢轴，所述钢轴可以被压配合到圆柱形滚柱轴承组件194内。承载轮132可以经由利用锥形头机械螺钉而紧固的碳钢端盖190而被牢固固定到轴192。

如在图4中进一步示出，圆柱形滚柱轴承组件192包括了适配到轴承支撑管182内的每个端部处的两个高速滚柱轴承194。支撑管可以具有碳钢壁，其具有经由机械螺钉而在两端处紧固的端部覆盖件186。

图5A-5D图示了在每小时高达120英里(193千米每小时)的风中承载60英吨(54.5公顿)的运输量、并且允许所述机动运输器绕所述轨迹同步地移动的所述桁架和轨结构。存在着两个主轨支撑结构：单桁架结构210和双桁架结构220。

图5A和5B示出单桁架结构，其中所述轨迹被构架为呈(trussed in)两个不同尺寸。主桁架组件212可以由以立视图示出的角钢而构造成。主桁架组件212可以支持所述集装箱和运输器组件的竖直力。由风产生的横向应力，不平衡的负载以及转动，可以由第二桁架组件214加以稳定，所述第二桁架组件214稳定了所述两个主桁架。桁架组件210可以通过改变钢板的厚度而构造出。

图5C和5D示出双桁架结构，其中主桁架可以支持所述集装箱和运输器组件的竖直力，所述主桁架之一被图示为桁架222。由风产生的横向应力，不平衡的负载以及转动，可以由第二桁架组件224a和224b加以稳定，所述第二桁架组件224a和224b稳定了所述两个主桁架222。桁架组件210也可以通过改变钢板的厚度而构造出。

单桁架组件210可以被设计成支持具有满载的45英尺(13.7米)集装箱和65顿(58公顿)的三个运输器。

在单桁架和双桁架结构中的每个中，主支撑柱体216和226可以分别是利用加固钢/钢筋(reinforcing steel)构造的混凝土柱。所述柱体的高度可以根据公差而改变。柱体216和226可以分别利用底脚板材218和228而支撑。底脚板材的长侧可以被设置为与轨的方向垂直并且与支撑柱体对齐从而使得其在双轨段中延伸超过每个轨。

如在图6A(单桁架设计)与图6B(双桁架设计)中进一步所示的，支持柱217和227支撑两组桁架梁。柱217和227可以被构造为在支撑柱体内的单个整体。运输器所搭载于的轨可以被悬挂在所述支持柱下方，并且在所述支持柱处可以由在所述桁架组件的轨部分中的钢的强度而被桥接于其下方。

图7A-7A图示了用于本高架式运输系统的桁架和轨组件。图7A示出用于单桁架设计的桁架和轨组件310。图7C示出用于双桁架设计的桁架和组件320。图7B是机动运输器的轮所搭载于的轨结构的放大视图。形成用于运输器的搭载结构的双I形梁包括了顶板312，底板314和在顶板312与底板314之间延伸的一对竖直壁316a和316b。这些部件可以在被向上提升至支持柱并且被栓接就位之前就被焊接就位。轨318被焊接到底凸缘上。机动运输器的轮将搭载在轨318上。如图7C所示，用于双桁架设计的桁架和轨组件320被配置成与图7A和7B中所图示的单桁架设计的桁架和轨组件类似。图7A和7C也示出与桁架设计相关联的横向支撑(lateral bracing)。

图8A和8B图示出在于支持柱相交界处的桁架的支撑。桁架系统的角钢可以在桁架的上端处连接于支持杆接合部处，由此最大化了负载并且最小化了绕所述支持杆的剖切的影响。

现在转至图9A-9D，滑动轨迹开关350包括固定框架352、轮354、内部框架356、第一轨迹段358、第二轨迹段360、和马达362。固定框架352、内部框架356、第一轨迹段358和第二轨迹段360可以由焊接至一起的结构钢(fabricated steel)部件而制成。

轨迹段A、B和C在图9B中示出。合在一起，轨迹段A和轨迹段B形成轨线AB。合在一起，轨迹段A和轨迹段C形成轨线AC。

在某些实施例中，固定框架502是静止的，而内部框架356被配置成当马达512旋转时经由轮504而移动从而使得第一轨迹段508和第二轨迹段510相对于轨迹段A、B和C的位置可以改变。

在图9A-9D中，内部框架356可以从第一位置移至第二位置，如在图9A中具体地所示。在第一位置(未示出)，内部框架356被定位成使得第一轨迹段358与轨迹段A和轨迹段B对齐。这种配置允许运输器从轨迹段A移动至轨迹段B并且反之亦然。运输器可以是机动化的。

在第二位置(在图9A和9B中所示)，内部框架被定位成使得第二轨迹段360与轨迹段A和轨迹段C对齐。这种配置允许运输器从轨迹段A移动至轨迹段C并且反之亦然。在内部框架356中可能存在多于两个轨迹段和/或多于两个轨线。

如图所示，内部框架356经由轮354和马达362而被移动。马达362通常是交流电电动马达。马达362也可以是内燃机，并且也可以是无线地控制的。

滑动轨迹开关350被配置成与系统连通以发信号通知内部框架356的当前位置。磁体接近开关可以用来指示出内部框架356的位置。然后可以将信息中继传递至运输器。这是重要的，从而当内部框架356介于第一和第二位置之间时所述运输器不会试图进入框架352。滑动轨迹开关350也可以无线地与所述系统连通/通讯。滑动轨迹开关350也可以直接地与所述运输器连通/通讯。

如在图9A-9D中进一步示出，滑动轨迹开关350被配置成当运输器(包括具有货物的运输器)位于第一轨迹段358和/或第二轨迹段360上时用以移动内部框架356。当第一轨迹段358或第二轨迹段360足够远离时，在相反方向上行进的两个运输器可以在同一轨迹上通过彼此。一个运输器仅在另一运输器由在未被占据的轨迹段上经过的同时等候于第一轨迹段358或第二轨迹段360上。

滑动轨迹开关350也可以充当升降机以在向上或向下方向升降运输器。滑动轨迹开关350也可在对角方向上升降运输器。

图10A-10D示出适于本高架式运输系统和路线管理系统的集装箱加载装置400。集装箱加载装置400包括移动平台420、由起重机所定位的集装箱410、由剪式升降机418竖直地升降的另一集装箱412。一组滚柱414便利了将集装箱410从其初始位置转移至在剪式升降机418顶上的位置。

图11是用于本高架式运输系统和路线管理系统的维修车450的端部立视图。图11也描绘了操作维修车450的维修工人452，以及移动运输器119的位置。

本系统的主机械结构可以是多层次的、多轨迹的、悬挂式单轨系统。轨可以通常从覆盖支撑柱体的支持柱悬挂。经加载的机动运输器(具有集装箱)、以及经卸载的机动运输器(不具有集装箱)可以在悬挂的单轨系统上行进。

本系统的机动集装箱运输器可以是自力推进的零排放、电驱动底架支持件，其最大化了移动效率，并且减少了货运生态系统污染贡献。

控制系统描述

集装箱物流系统可以可以包括总体排程和控制系统，其能够控制机动运输器的遍及整个系统的运动。这可以包括接收将用来引导集装箱目的地接近/远离船舶的独立集装箱数据。排程和控制软件可以控制所述系统的各个部件的操作，所述各个部件包括在地面运输器上移动的并且与每个机动运输器上的控制系统接口的轨迹开关、升降台。

所述排程软件可以负责接收关于正要从每艘船舶卸载的集装箱以及也关于正要加载到每艘船舶上的集装箱的信息。这个接口可以是自动的或手动的，取决于在每个位置处就位的控制系统。所述排程软件于是可以使用此信息来动态地在遍及所述系统中控制所述机动运输器，向前展望以优化轨迹开关、加载和卸载站的次序。

每个机动运输器可以包括机载控制系统、锁定系统、集装箱就位传感器(container in place sensor)以及测距仪，所述控制系统可以负责用于控制驱动马达包括加速/减速运输器操作包括标引(indexing)。此机动运输器控制系统也可连通至总体控制系统以报告返回系统操作参数。

输入/输出：排程和控制系统可以接收关于操作者命令、运输器部署、操作环境的信息以及关于集装箱的信息。

操作者命令：典型的操作者命令可以包括：取出特定集装箱，设置集装箱的目的地，改变集装箱的目的地，输入待在下一时间增量中得到的一列集装箱，发送一种机动运输器至维护(即，将其从现役/工作任务移除),从维护取回机动运输器以返回至现役/工作任务，发送机动运输器至海关和从海关处取回机动运输器，将机动运输器移动至最近的“保持”轨迹，将机动运输器返回至其提取起点站(例如，对路径误差进行校正)，将不工作的/空置的机动运输器移动至新位置用于系统负载平衡，在特定提升站处提升和设置机动运输器，紧急停止，改变系统的机动运输器最大速度，以及改变在机动运输器之间的最小可允许距离。

机动运输器部署：典型的机动运输器部署信息可以是：机动运输器在系统中的当前位置，机动运输器的运动方向，其当前速率，以及机动运输器在任一方向上相对于相邻机动运输器的速度，应变的测量，负载状态，即，机动运输器是承载了加载的集装箱以及空集装箱、还是空置(即，没有承载集装箱)，机动运输器马达rpm，温度，电流，电压和轮轴承温度，底架臂闩锁的状态，包括闩锁是否安全地锁定至集装箱，以及机动运输器是就绪准备工作还是离线用于维护。

操作环境：典型的操作环境信息可以是：环境温度，风速，以及塔架区湿度，塔架地震运动活动，火警，总的系统电流以及分区电流，总的系统电压和分区电压，由马达运输器的运动导致的电力系统改变，每个轨开关的位置以及对于轨开关位置的下一计划改变，轨开关马达的温度，轨开关锁的位置，以及每个轨开关的状态(即，离线或就绪待操作)。

集装箱信息：典型的操作环境信息可以是：集装箱标识号，集装箱位置，集装箱升高或降低至轨的时间戳记，集装箱目的地，集装箱的申报重量和检测重量，不恰当负载平衡的存在，重量或危险状况警报，集装箱大小，集装箱装载状况，集装箱内容分类，集装箱是否需要海关结算/清关，集装箱是否需要制冷，当前负责集装箱的当事方的身份，以及在对于集装箱的责任链中的下一当事方的身份。

当前控制系统可以响应于三种类型的输入：空间传感器，操作者命令和升降标准。

空间传感器：机动运输器可以配备有将提供用于控制系统的信息的传感器，所述传感器可以在如下时刻发出命令：当机动运输器接近于停止的机动运输器时；当更快加载的机动运输器接近于移动的马达运输器时；当经加载的马达运输器进入任何站区时；当今加载的马达运输器退出任何站区时；当经加载的马达运输器进入轨迹返回区时；以及当每个集装箱向任何塔架或站扫描仪呈示其独特的标识符时，从而使得当前集装箱位置可以被写入至集装箱运动时间戳记数据库并且立即变得对API可用。

操作者命令：控制系统可以向机动运输器发出命令，以下列方式改变它们的位置：

在升降之前目的地改变，包括重新计算和传达所计划的对于该集装箱的开关路线。

在升降之后的目的地改变，包括检查所述机动运输器是否已经过新的目的地站，并且若结果为是，则对于机动运输器绕所述回路重新变更路线；并且若结果为否，则以立即的路线更改进行响应。

基于在每个集装箱的升降站处的下一可用的机动运输器，上载口岸操作者的集装箱待移动次序列表并且对于每个集装箱计算路线。

从停留站向升降站移动空的机动运输器以便利系统负载平衡和缩短升降机等待时间。

在全系统停止的任何持续时段之后开始全系统的运动，包括交错地初始化以当前启动速度启动的机动运输器来限制源自独立的马达启动的累积电力需求。

将经加载的机动运输器的过程从主动运动改变为被动保持，这将会经由开关指令来对机动运输器重新规划路线至保持轨迹，并且将机动运输器状态警报置于操作者的必需解决控制台上。

请求将机动运输器牵引至保养库，一旦其接下来被清空并且绕回路而规划路线至保养库轨道，这会使得机动运输器的状态改变为离线。

升降标准：控制系统可以处理在升降过程期间关于集装箱状态的信息以及机动运输器的信息，以下列方式：

一旦机动运输器到达升降区，则接收系统的所储存的独立集装箱大小数据；该信息将被报告给升降机操作者的控制面板并且在尝试提取之前需要视觉确认。

初始化集装箱的升降，但这仅当读取了所有四个闩锁信号为正锁定的且安全时进行。

测量集装箱重量，并且与集装箱的所储存重量数据对比；如果在所报告重量的适当边际内，则进行提升；如果在所报告的重量的合理边际内，则进行提升并且向系统操作者的面板发送警告警报；如果较重且超过所报告重量的合理边际，则停止提升过程并且向操作者报告重量警报。

经加载的机动运输器进入目的地降低区，仅在若没有由另一机动运输器领先的情况下继续前进至适当区域；当移入降低区时，传感器将检测在降低区中除了接收交通工具以外是否还有任何其它物件，并且如果有，则延缓降低直至所述区被清理并且升降机操作者已手动地重新发出降低命令。

本系统提供了下列操作优点：

本系统的底架采用国际标准(ISO)四角锁定销机构以在运输和输送期间牢固固定升降机并且保持货运集装箱。

独立的自动化集装箱运输器可以是可编程的，同步的并且独立控制的，以用于最大排程灵活性和各个集装箱独立运动和追踪。

集成的升降机，携载，以及穿梭设备可以在船舶侧龙门起重机、轨头部以及火车运输器处与货运集装箱接合，并且将货运集装箱与高架式单轨本身结合和脱离结合。

本系统可以具有在所述系统中各个点处并排或上下地布置的两个、三个和四个并行的单轨轨迹，并且可以在相同和相反方向上同时地独立传输货运集装箱，并且每个运输器以独特且独立的速度移动。

在本系统中的轨迹开关可以在两个尺度上重新引导集装箱，并且可以将具有所附接的集装箱(或已卸载)的运输器移动至左侧、右侧、顶侧或底侧相邻轨迹的替代的并行轨迹。

本系统可以在坞侧龙门起重机与一个或多个集装箱分选终端之间输送货运集装箱，位于与坞侧终端相距的任何距离处。

本系统可以经过敏感的且受保护的、已交托用于替代用途的陆地来输送货运集装箱，以及也经过水路而输送货运集装箱。

本系统可以传输货运集装箱而同时爬升并且降低高达12％坡度。

本系统可以具有用作四种功能的并行轨迹束：

(1)从船舶提取集装箱以用于口岸疏散。

(2)将集装箱返回至船舶。

(3)将集装箱输送至中间口岸保持或转运堆栈。

(4)使得空的或经加载的运输器排队等候被引导至下一目的地。

本发系统可以具有集成的运输系统用于维护和紧急救援人员，位于主轨上方，其允许维护人员访问系统而同时系统进行操作。

本系统可以与现有的转运设施结合操作或独立地操作，现有的转运设施继续运用并且可以与传统的轨或轨迹(或其它基于轮的)运输共存。

本系统可以运用并且补充现有的运输廊道，并且可以不需要特殊的或新的廊道。

本系统可能能够在邻近于现有竣工状况以及现有陆地用途(例如，坞，建筑，设施，高速路以及轨道交通线)处并且在上方操作。

本系统可以在提取和输送点之间对于集装箱运动优化每个独立路线，而不需要由基于分级的系统来限制。

本系统能够将柱体(支撑塔架)放置于近岸的沿岸水体和港口处，允许实现从口岸位置进出的新路线并且能够独立地延伸入船舶可访问的水体，以对船舶进行加载和卸载。

本系统可以升降、支持和运输所有标准大小的联运货运集装箱并且如果标准改变也可适用于更大的负载。

本系统能够重新使用，集成并且储存由可再生能源所产生的能量。

本系统被设计用来操作自主编程的运输器，且具有有限的人类监督，以用来保持与船舶侧操作的步调一致所需的高达75千米每小时的速度操作并且满足卸载率(例如每分钟八个集装箱)。

本系统能够工作于很宽范围的地形和天气状况。柱体和轨可以在结构上抵抗高达190千米每小时的风并且操作不被通常限制性的天气相关限制诸如冷、雪、雨、热或雾所约束。

本系统不限于夜间和黑暗。

本系统可以合并独特的“轮-表面至轨”的覆盖式的轮系统，其具有可变的速度和爬升比率并且也减小了噪音污染。当高于12％坡度时，本系统可以运用直接的正机械接合用于上倾和下倾，经由缆索/绳索，齿轮、或链驱动件实现。

本系统可以合并和运用使用无线电频率、全球定位系统、光学特征识别扫描和性能安全反馈数据的实时的命令和控制系统。

本系统可以包括确保实时的性能报告和实时的仪表盘在经授权的人员的计算机和移动设备上可用。

本系统可减少柴油机和货车排放。

本系统对于道路、高速路、桥梁或隧道无害。

本系统结构主干可以提供单一源的基础设系统用于国际货运集装箱运输，以及电力和通讯(光纤和线缆)的分布，以及用于再生电力的产生(动力回收)，以及太阳能和风能。

本系统可以提供对于天然气、液体(例如，油，水，污水和无水氨)以及浆液悬浮材料的装运和输送。

本系统可以被特别地设计用来限制蓄意的或恶作剧的干扰、篡改或阻碍。

本系统可以包括安全特征以在正常情况下以及意外情况下保护操作者和公众免受关于移动、掉落、停止、启动、开关和积聚状况的可能危害。

本系统提供高架式、无阻碍的并且独立受控和受引导的在坞侧龙门起重机“移交”位置与下列位置之间对于多种大小的国际货运集装箱的运输：(1)指定的货车和轨转运位置，和(2)一个或多个内陆集装箱分选终端，以及(3)在泊位侧处的保持堆栈。

本系统能实现对于集装箱船舶的更快的加载和卸载以及更迅速的“通过口岸”集装箱移动。

本系统提供上述优点而同时提供显著减少的每集装箱的装运次数，通过在坞侧处经由货车或跨载机(或其它轮式运输)替换“口岸内”集装箱转运堆栈而实现。

尽管本发明的特定元件、实施例和应用已被示出和描述，将理解到，本发明不限于此，因为可以由本领域技术人员在不离开本公开内容范畴的情况下做出修改，特别是根据前述教导。

Claims (31)

1.一种高架式运输系统，包括：

(a)悬挂式轨道；

(b)配置成用以沿着悬挂式轨道行进的至少一个机动运输器，所述至少一个机动运输器包括：

(i)配置成用以沿着悬挂式轨道移动所述至少一个机动运输器的至少一个机动吊运车；

(ii)配置成用以在所述机动吊运车下方携载物体的底架；以及

(iii)配置成用以防止所述物体接触另一物体的缓冲器和偏转系统。

2.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述悬挂式轨道包括至少一个单轨高架轨道。

3.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述悬挂式轨道包括由钢、混凝土或它们的组合制成的至少一个轨道。

4.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述悬挂式轨道包括：

(i)高架轨道；和

(ii)支承着所述高架轨道的至少一个单桁架。

5.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述悬挂式轨道包括：

(i)高架轨道；和

(ii)支承着所述高架轨道的至少一个双桁架。

6.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述悬挂式轨道包括至少一个高架开关，所述至少一个高架开关配置成将所述至少一个机动运输器可选择地引导到所述悬挂式轨道的不同部分。

7.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述至少一个机动吊运车包括：

(i)至少一个马达，

(ii)多个轮，所述多个轮配置成沿着所述悬挂式轨道搭载；以及

(iii)用于所述多个轮中的每个轮的连接凸缘点，所述连接凸缘点将所述轮连接至所述至少一个马达。

8.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述至少一个机动吊运车包括至少一个电动马达。

9.根据权利要求8所述的高架式运输系统，其中所述至少一个电动马达包括再生动力系统。

10.根据权利要求8所述的高架式运输系统，其中所述悬挂式轨道包括至少一个受电点；并且所述至少一个电动马达配置成用以从所述至少一个受电点接收电力。

11.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述至少一个机动吊运车包括至少一个螺旋锥齿变速箱。

12.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述至少一个机动吊运车包括多个承载轮组件。

13.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述底架包括配置成用以升降和保持所述物体的四角锁定销机构。

14.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述物体包括货运集装箱。

15.根据权利要求1所述的高架式运输系统，其中所述至少一个机动运输器包括中心销，所述中心销配置成将所述至少一个机动吊运车联接至所述缓冲器和偏转系统。

16.根据权利要求1所述的高架式运输系统，所述高架式运输系统还包括配置成控制所述至少一个机动运输器的操作的控制系统。

17.一种配置成沿着悬挂式轨道行进的机动运输器，所述机动运输器包括：

(a)配置成沿着悬挂式轨道移动所述至少一个机动运输器的至少一个机动吊运车；

(b)配置成在所述机动吊运车下方携载物体的底架；以及

(c)配置成用以防止所述物体接触所述悬挂式轨道上的物体的缓冲器和偏转系统。

18.根据权利要求17所述的机动运输器，其中所述至少一个机动吊运车包括：

(i)至少一个马达，

(ii)多个轮，所述多个轮配置成用以沿着悬挂式轨道搭载；以及

(iii)用于所述多个轮中的每个轮的连接凸缘点，所述连接凸缘点将所述轮连接至所述至少一个马达。

19.根据权利要求17所述的机动运输器，其中所述至少一个机动吊运车包括至少一个电动马达。

20.根据权利要求19所述的机动运输器，其中所述至少一个电动马达包括再生动力系统。

21.根据权利要求19所述的机动运输器，其中：

所述悬挂式轨道包括至少一个受电点；以及

所述至少一个电动马达配置成从所述至少一个受电点接收电力。

22.根据权利要求17所述的机动运输器，其中所述至少一个机动吊运车包括至少一个螺旋锥齿变速箱。

23.根据权利要求17所述的机动运输器，其中所述至少一个机动吊运车包括多个承载轮组件。

24.根据权利要求17所述的机动运输器，其中所述底架包括配置成升降和保持所述载荷的四角锁定销机构。

25.根据权利要求17所述的机动运输器，其中所述载荷包括货运集装箱。

26.根据权利要求17所述的机动运输器，其中所述至少一个机动运输器包括中心销，所述中心销配置成将所述至少一个机动吊运车联接至所述缓冲器和偏转系统。

27.一种携载物体的方法，所述方法包括：

(a)利用配置成沿着悬挂式轨道行进的机动运输器的底架，提取所述物体；

(b)利用至少一个机动吊运车，沿着所述悬挂式轨道移动至少一个机动运输器；

(c)利用缓冲器和偏转系统，防止所述物体接触所述悬挂式轨道上的另一物体；并且利用所述底架，在目的地处卸下所述物体。

28.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括：利用至少一个高架开关选择性地引导所述至少一个机动运输器至所述悬挂式轨道的不同部分。

29.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括：利用所述机动吊运车的至少一个电动马达，从所述悬挂式轨道的至少一个受电点接收电力。

30.根据权利要求27所述的方法，其中所述载荷包括货运集装箱。

31.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括利用控制系统来控制所述机动运输器的操作。