CN111606273A - 一种货物运输系统及运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种货物运输系统及运输方法，通过在物流起点和物流终点之间设置一个或多个工作段，并在各工作段设置依次串接的左高右低的溜放段、能够进行降速调整的缓冲段、对待运输件进行暂停的预备起升段和起升段，使货物由溜放段依靠重力下落至缓冲段并获得初速度，并在缓冲段被限速至需要的设定速度，然后由预备起升段进入起升段，在起升段被起升装置提升至一定高度并重新获得重力势能，然后再进入下一工作段，如此反复，最终到达物流终点。采用该货物运输系统可以有效提高交通运输效率并减少安全隐患，避免货车运输造成的多发交通事故隐患、交通拥堵和大量碳排放，同时也能够有效避免环境污染并节省运输成本，非常值得推广应用。

Description

一种货物运输系统及运输方法

技术领域

本发明涉及物流运输领域，具体涉及一种货物运输系统及运输方法。

背景技术

点对点运输是物流运输的一种常见方式，比如常见的快递运输、铁路运输、港口作业运输等，往往从固定起点将货物发往固定终点，而运输路径会根据实际情况变动，但是随着社会的发展和进步，传统的运输作业方式逐渐无法适应如今日益增长的物流需求。

比如在港口作业运输过程中，需要将货物由仓库发往港口，此过程常通过以汽运方式并由公路运输完成，但是这样的运输方式有以下几点不足：

(1)随机提货以及集中出货现象频繁，出货高峰期间的装卸设备超负荷运转、厂区道路阻塞严重；

(2)汽车承运商市场散乱，难以有效整合和调度运力资源，运输成本高；

(3)个别货物的运输危险性大，对公共交通存在严重的安全隐患。比如常见的卷钢和管钢，由于其特殊的外形，在汽运过程中如果出现异常情况，诸如紧急刹车或者紧急避让急转弯时，由于其滚动的方式摩擦力小，极易脱落被甩出货运装置外部，甚至出现压塌桥梁的事故，造成不可估量的人员伤亡。

(4)重型货车在运输过程中产生严重的碳排放、噪声、粉尘等环境污染。以碳排放为例，若年货运量为300万吨，按照40吨载重货车均值1120g/km的碳排放因子计算，该货运量的碳排放量约3494.4吨/年。

综上所述，传统的点对点运输方式存在诸多问题，尤其是卷钢类产品更是存在较大的安全隐患，故针对此情况，实有必要对现有的运输方式进行调整、革新及改进。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明公开了一种货物运输系统及运输方法，通过在物流起点和物流终点之间设置工作段，并在各工作段设置依次串接的左高右低的溜放段、能够进行降速调整的缓冲段、对待运输件进行暂停的预备起升段和起升段，使货物由溜放段依靠重力下落至缓冲段并获得初速度，并在缓冲段被限速至需要的设定速度，然后由预备起升段进入起升段，在起升段被起升装置提升至一定高度并重新获得重力势能，然后再进入下一工作段，如此反复，最终到达物流终点。采用该货物运输系统可以有效提高交通运输效率并减少安全隐患，同时也能够有效避免环境污染并节省运输成本，非常值得推广应用。

本发明通过下述技术方案实现：

一种货物运输系统，用于在物流起点和物流终点之间从左至右运输待运输件，在物流起点和物流终点之间从左至右设有n个工作段，n≥1；工作段包括从左至右设置的溜放段和起升段；溜放段左高右低设置；在起升段的上方设有升降装置，并在起升段中，由上至下设有上限位区和下限位区；待运输件能够从物流起点出发进入工作段，并在工作段进行定向运动，定向运动包括：使待运输件通过溜放段将重力势能转化为动能以及获得初速度；随后进入起升段下限位区，并通过升降装置升至上限位区，以及再次补充重力势能；当设有多个工作段时，待运输件通过定向运动从当前工作段进入下一工作段，并直至到达物流终点。

所述待运输件为钢卷或其他外形呈圆柱状或圆球状的能对其进行滚动传送的物料。

进一步的，工作段还包括缓冲段；缓冲段位于溜放段和起升段之间，能够对由溜放段进入的待运输件降速至设定速度。

进一步的，缓冲段内设阻尼装置；阻尼装置能够产生与待运输件运动方向相反的阻力，并使待运输件降速至设定速度。所述定向运动还包括：通过缓冲段将由溜放段进入的待运输件降速至设定速度。

进一步的，缓冲段包括从左至右设置的测速段和阻尼调速段；阻尼装置设于阻尼调速段；待运输件能够在测速段被采集初始信息；阻尼装置能够基于初始信息调整阻尼大小来对待运输件进行降速；初始信息包括初速度。

进一步的，工作段还包括预备起升段；预备起升段位于缓冲段与起升段之间，并呈左高右低设置，并且中部设有限位组件；进入预备起升段的当前待运输件能够依靠重力从左向右下落；当前一待运输件仍处于起升段时，限位组件将当前待运输件进行阻挡并暂停下落；当前一待运输件进入下一工作段后，限位组件解除对当前待运输件的阻挡，并使当前待运输件进入起升段。

进一步的，起升段还设有用于装卸待运输件的吊具；吊具用于装载待运输件，并与升降装置进行第一传动连接；吊具能够与限位组件进行联动；吊具位于起升段底部时，限位组件将解除对待运输件的阻挡；吊具离开起升段底部时，限位组件将待运输件进行阻挡。

作为优选方案，所述吊具包括承载板、左挡板、右挡板和多个夹紧驱动器，左挡板和右挡板分别铰接于承载板的两侧，承载板用于承载待运输件，多个夹紧驱动器分别处于承载板与左挡板的连接处、以及承载板与右挡板的连接处，并能够使左挡板、右挡板均相对于承载板旋转。

作为更优选的方案，在工作段的顶部设有防呆部，防呆部为设置于上限位区右侧的缺口台阶，当吊具处于上限位区时且处于展开状态时，右挡板的末端搭接于防呆部上。

进一步的，工作段设有导轨组件；导轨组件包括成对设置的第一导轨和第二导轨；工作段为预埋地下的通道，第一导轨和第二导轨沿工作段开设方向铺设；待运输件在第一导轨和第二导轨之间进行运输。

一种货物运输方法，采用上述货物运输系统，包括如下步骤：

步骤S100：待运输件进入溜放段获得初速度；

步骤S200：待运输件进入缓冲段被降速至设定速度；

步骤S300：包括依次执行的

步骤S310：待运输件进入预备起升段；

步骤S330：进行限位判定：判断吊具是否处于起升段底部；如果是，则执行步骤S351；如果否，则执行步骤S350；

步骤S350：限位组件弹起，并将待运输件暂停于预备起升段中；

步骤S351：限位组件回缩，待运输件继续前进至预备起升段，然后执行步骤S400；

步骤S400：待运输件进入起升段并处于下限位区；

步骤S500：待运输件被提升至上限位区；

步骤S600：待运输件被推出当前起升段，并进入下一工作段的溜放段获得初速度。

进一步的，作为优选方案，步骤S200具体包括：

步骤S210：待运输件进入测速段被采集初始信息；

步骤S230：基于采集的初始信息，阻尼装置调整阻尼大小；

步骤S250：待运输件进入阻尼调速段，阻尼装置将待运输件降速至设定速度。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过在物流起点和物流终点之间设置一个或多个工作段，并在各工作段设置依次串接溜放段、缓冲段、预备起升段和起升段，使货物由溜放段依靠重力下落至缓冲段并获得初速度，并依次经缓冲段降速、预备起升段暂停到达起升段，并在起升段被提升并重新获得重力势能，然后在进入下一工作段，如此反复，最终到达物流终点。采用该货物运输系统可以有效提高交通运输效率并减少安全隐患，避免货车运输造成的多发交通事故隐患、交通拥堵和大量碳排放，同时也能够有效避免环境污染并节省运输成本，具有十分显著的社会效益和经济效益。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例的整体布局图；

图2为本发明一个实施例的工作段整体布局图；

图3为本发明一个实施例的缓冲段整体布局图；

图4为本发明一个实施例的图2的A-A向剖视图；

图5为本发明一个实施例的变幅导轨的结构图；

图6为本发明一个实施例的变幅导轨的变幅原理图；

图7为本发明一个实施例的阻尼装置布局示意图；

图8为本发明一个实施例的待运输件经过阻尼模块的A1状态示意图；

图9为本发明一个实施例的待运输件经过阻尼模块的A2状态示意图；

图10为本发明一个实施例的待运输件经过阻尼模块的A3状态示意图；

图11为本发明一个实施例的待运输件经过阻尼模块的A4状态示意图；

图12为本发明一个实施例的待运输件经过阻尼模块的A5状态示意图；

图13为本发明一个实施例的阻尼复位器结构示意图；

图14为本发明一个实施例的待运输件处于起升段时的B1状态示意图；

图15为本发明一个实施例的待运输件处于起升段时的B2状态示意图；

图16为本发明一个实施例的待运输件处于起升段时的B3状态示意图；

图17为本发明一个实施例的待运输件处于起升段时的B4状态示意图；

图18为本发明一个实施例的图14的I处放大图；

图19为本发明一个实施例的吊具展开状态图；

图20为本发明一个实施例的吊具闭合状态图；

图21为本发明一个实施例的使用方法流程图；

图22为本发明一个实施例的货物判定流程图；

图23为本发明一个实施例的运输判定流程图；

图24为本发明一个实施例的步骤S200的具体流程图；

图25为本发明一个实施例的初始信息组成图；

图26为本发明一个实施例的步骤S300具体流程图；

图27为本发明一个实施例的步骤S500的具体流程图；

图28为本发明一个实施例的步骤S700A的具体流程图；

图29为本发明一个实施例的控制原理图。

附图中标记及对应的零部件名称：

A-物流起点、B-中继站、C-物流终点、D-工作段、D1-溜放段、D2-缓冲段、D21-测速段、D22-阻尼调速段、D3-预备起升段、D4-起升段、1000-待运输件、1-导轨组件、11-顶管、12A-第一导轨、12B-第二导轨、13-导轨基、14A-变幅导轨、14B-变幅调整装置、2-阻尼装置、21-阻尼模块、210-阻尼基体、211-阻尼块、212-阻尼起升器、213-阻尼撑块、214-阻尼复位器、2141-阻尼弹簧、2142-阻尼伸缩杆、3-限位组件、4-升降传感器组、4a-上限位传感器、4b-下限位传感器、5-顶推装置、6-升降装置、7-吊具、7a-压力传感器、70-承载板、71-左挡板、72-右挡板、73-夹紧驱动器、8-信息采集器、9-防呆部、100-控制单元、110-总控制器、Y-初始信息、V0-初速度、W-重量、V1-设定速度。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也包括复数。同时，本申请中的“左”“右”仅是相对的方位概念，也并非特指的绝对方向。

在一些实施例中，如图1所示的一种货物运输系统。能够将待运输件1000从左端的物流起点A运往右端的物流终点C。待运输件1000优选为钢卷或其他外形呈圆柱状或圆球状的能对其进行滚动传送的物料。物流起点A和物流终点C依次串接多个工作段D。本申请正是通过设置的工作段D实现待运输件1000从物流起点A运送至物流终点C，采用本申请的货物运输系统，可应对多种场景的货物运输，比如港口作业中由仓储点向码头运送货物，传统的公路运输、铁路运输等，并且对于一些具有安全隐患的货物运输，如卷钢、管钢运输中，也表现其优势，能够有效避免在卷钢、管钢类零件运输中，由于货车急停或紧急避让急转弯过程中出现的安全隐患，下面进行详述。

如图1所示，根据物流起点A和物流终点C之间的直线距离，配置相应数量的工作段D进行两者之间的连接，当然，如果短途运输，也可只设置一个工作段D，这里不做详述。如图1所示，在相邻的工作段D之间还设有中继站B，中继站B能够使待运输件1000中途停靠，也便于站点维护检修等。

如图2所示，工作段D包括从左至右设置的溜放段D1和起升段D4，待运输件1000能够在工作段D中进行定向运动。溜放段D1左高右低设置。这里溜放段D1左高右低设置，是为了使得待运输件1000从物流起点A出发进入工作段D后，能够在重力作用下进行沿溜放段D1设置路径进行从左至右，至上而下的下落，以便将自身在溜放段D1左端具有的重力势能，转化为达到溜放段D1右端后的动能并获得初速度V0；为达到此效果，溜放段D1优选的结构是成一定夹角的斜坡，也可以是一段圆弧或类圆弧等任何能够使待运输件1000在其上下落并获得初速度V0的结构。

起升段D4的上方设有升降装置6，并由上至下设有上限位区和下限位区，升降装置6可设置于中继站B中，便于维护保养。在工作段D中的定向运动包括：待运输件1000在溜放段D1获得初速度V0后，将继续前进到达起升段D4下限位区中，并通过升降装置6升至上限位区，使得待运输件1000再次补充重力势能。

这样，待运输件1000由物流起点A进入工作段D，在溜放段D1自由下落将重力势能转化为动能并获得初速度V0，然后依靠初速度V0到达起升段D4，并在升降装置6的作用下提升至上限位区并重新补充重力势能进入下一工作段D，以“进入工作段D→溜放段D1加速至初速度V0→到达起升段D4→起升段D4充能→进入下一工作段D”的方式不断循环，最终达到物流终点C，实现货物运输。本申请所述之装置，尤其适用于卷钢类货物，其具有的圆柱形结构能够以滚动的方式在溜放段D1流畅滑动并获得较大的初速度V0，同时采用本申请装置对卷钢类货物进行运输，由于是在特定路径上进行，不会像传统汽运方式出现拥堵情况，也能够避免紧急刹车和紧急转弯的情形，进而杜绝安全隐患。同时起升段D4优选设置方式是竖直朝向设置，以便节省空间；而升降装置6优选利于实现起吊货物的升降机结构，上限位区设于起升段D4顶部，下限位区设于起升段D4底部；也可以将起升段D4设置为左低右高的斜坡、类圆弧或圆弧等结构，并根据起升段D4所具有的结构将升降装置6设置为助推器、传动带等任何能够使待运输件1000在起升段D4补充能量的结构，这里不做详述。

进一步的，工作段D还包括图2所示的缓冲段D2。缓冲段D2位于溜放段D1和起升段D4之间，定向运动还包括：缓冲段D2将待运输件1000降速至设定速度V1。这样便于实现待运输件1000的速度控制，并使其以可控的速度进入起升段D4，从而实现缓冲，减震消能，防止速度过快在随后过程中产生较大冲击载荷。为达到此效果，缓冲段D2可以是左低右高的反向斜坡或者类圆弧路段，这样待运输件1000到达缓冲段D2后依靠摩擦力等方式进行降速，并在离开缓冲段D2时降速至设定速度V1。本申请优选的方式是如图2所示在缓冲段D2内设阻尼装置2；阻尼装置2能够产生与待运输件1000运动方向相反的阻力，使待运输件1000降速至设定速度V1。这里需要说明的是，作为本申请的一个变化结构，取消缓冲段D2，将若干阻尼装置2间隔设置于溜放段D1中，比如溜放段D1为斜坡结构，待运输件1000依靠重力在溜放段D1不断加速，加速至一定程度又通过阻尼装置2进行减速，如此反复，使得离开溜放段D1时的待运输件1000能够被控制速度。

在一些实施例中，考虑到采用本申请装置在货物运输过程中，货物的规格、重量各有不同，货物在溜放段D1加速后具有的初速度V0和产生的动量也各有不同，为了使得阻尼装置2产生的阻力大小能够与不同规格、重量的货物适配，以便更好的将货物在缓冲段D2降速至设定速度V1，实现速度控制。如图3所示，将缓冲段D2分为左右制作的测速段D21和阻尼调速段D22；阻尼装置2设于阻尼调速段D2。

待运输件1000能够在测速段D21被采集初始信息Y。阻尼装置2能够基于初始信息Y调整阻尼大小来对待运输件1000进行降速。这里阻尼装置2可以是一个与待运输件1000运动方向相反的液压推力装置，通过产生不同大小的液压力来实现对不同待运输件1000的降速；也可以是电磁装置，通过产生不同大小的电磁力来实现对不同待运输件1000的降速；也可以是坡阻装置，通过产生与待运输件1000运动方向相反且坡度不同的斜坡来实现对不同待运输件1000的降速。本申请优选的设置方式是设置阻尼装置2由多个阻尼模块21组成，多个阻尼模块21沿待运输件1000运动方向依次串接，且每个阻尼模块21都能够产生相应的阻力来对待运输件1000进行降速。初始信息Y包括图25所示采集的待运输件1000的初速度V0和重量W，也可以增加待运输件1000的相应规格等。阻尼装置2能够根据所采集的初始信息Y来决定阻尼模块21工作的数量多少，从而决定产生的阻力大小，以便达到对待运输件1000速度的精确控制。

为了使得该控制过程更加智能化，如图29所示，各工作段D中都设有控制单元100，各测速段D21也设有信息采集器8。信息采集器8用于采集初始信息Y，这里信息采集器8包括能够采集初速度V0的测速传感器和采集重量W的重力传感器，也能够增加红外传感器来采集待运输件1000的规格等。阻尼装置2和信息采集器8分别与控制单元100进行电连接。这样，信息采集器8将采集的初始信息Y发送至控制单元100，控制单元100就能够基于接收的初始信息Y来控制阻尼装置2，使阻尼装置2确定要工作的阻尼模块21的数量，进而控制将要产生相应的阻力大小，达到最终对待运输件1000精确降速的目的。同理，阻尼模块21也能够是电磁、坡阻、摩擦等方式，或上述多种组合的方式实现降速。

本申请还给出了阻尼模块21的一种优选结构，如图7～图13所示，阻尼装置2包括阻尼基体210、阻尼块211、阻尼起升器212、阻尼撑块213、阻尼复位器214。阻尼基体210整体呈长方体结构，嵌装于阻尼调速段D22底面并设有阻尼内腔；阻尼内腔腔口位于阻尼基体210顶面。阻尼复位器214为柔性可伸缩结构，并且一端铰接于阻尼内腔右下角，另一端铰接于阻尼块211。阻尼起升器212设置于阻尼内腔底部左侧。阻尼撑块213设于阻尼内腔顶部，并对称设于阻尼内腔中与阻尼复位器214相邻两侧面。阻尼撑块213左端与阻尼内腔左侧面之间形成左弹出口，阻尼撑块213右端与阻尼内腔右侧面之间形成右降落口。

图8～图12反应的是待运输件1000在阻尼模块21顶面从左至右运动的过程中，阻尼模块21的状态逐渐变化示意图。如图8～图10所示，阻尼模块21工作时，阻尼起升器212将阻尼块211由左弹出口升至阻尼内腔外，此时待运输件1000向右运动至与阻尼块211接触。随后阻尼块211随待运输件1000一起运动离开左弹出口，并运动至阻尼撑块213上方。在图10和与图11的向右运动过程中，待运输件1000将持续受到阻尼模块21顶面给与阻尼块211的滑动摩擦阻力，以及阻尼复位器214不断收缩给与阻尼块211的弹性形变阻力，从而实现对待运输件1000的降速。如图12所示，阻尼块211运动至右降落口正上方时，将通过重力自由落体，从而与待运输件1000解除接触。而阻尼复位器214将恢复弹性形变，使阻尼块211回弹至图8位置复位；而待运输件1000向右继续运动，到达下一阻尼模块21重复上述降速过程，如此反复，阻尼装置2便实现对待运输件1000的速度控制，有效保证待运输件1000在离开缓冲段D2时具有设定速度V1。此结构尤其适用于卷钢类货物的运输，卷钢类货物的圆柱体结构，使其运动时与地面产生滚动摩擦，而与阻尼块211接触后将停止滚动，并以滑动的方式继续前进，以及产生滑动摩擦力达到限速目的，可见，对于卷钢类货物，阻尼块211与待运输件1000接触后，能够对其运动方式和产生摩擦的方式进行改变，使滚动变为滑动，滚动摩擦变为滑动摩擦，而解除接触后，又能够恢复待运输件1000原有的运动方式和摩擦方式，对卷钢类货物进行更好的降速控制。同时需要说明的是能够阻尼起升器212实现阻尼块211升降的结构很多，可以是图8所示嵌装于阻尼基体210的电推杆结构，阻尼基体210轴向垂直于阻尼基体210底面，阻尼块211复位时处于阻尼基体210顶面，当启动阻尼起升器212时，阻尼块211将跟随阻尼起升器212上升。阻尼起升器212也可以是电磁铁，阻尼块211底部安装有与阻尼起升器212磁性相同的电磁铁，当阻尼起升器212启动时，由于同性相斥，将产生磁推力，将阻尼块211“弹射”上升。

进一步的，如图13所示，阻尼复位器214优选的结构为包括阻尼弹簧2141和阻尼伸缩杆2142。阻尼伸缩杆2142包括小杆和套设小杆外的大杆，小杆通过沿大杆轴向移动实现阻尼伸缩杆2142的伸缩；阻尼弹簧2141套设于阻尼伸缩杆2142外。阻尼伸缩杆2142两端分别铰接于阻尼内腔右下角和阻尼块211。阻尼复位器214通过阻尼伸缩杆2142实现收缩，并通过阻尼弹簧2141被压缩产生弹性形变进行复位。

更为优选的，为了缩短缓冲段D2的长度，阻尼模块21可设置成成多排多列的阵列布局，并沿垂直待运输件1000运输方向设置多个成排，以及沿待运输舰1000运输方向设置多个成列。这样，当待运输件1000经过阻尼模块21顶面的，同一排的多个阻尼模块21可以同时工作，产生更大的阻力，从而减少阻尼模块21需要的列数，实现在有限的长度内对待运输件1000进行限速。此方式更适应中短途货物运输。

在一些实施例中，如图2和图3所示，工作段D还包括预备起升段D3；预备起升段D3位于缓冲段D2与起升段D4之间，并呈左高右低设置，以及中部设有限位组件3。定向运动还包括进入预备起升段D3的当前待运输件1000能够依靠重力从左向右下落；如果此时前一待运输件1000仍处于起升段D4，限位组件3便将当前待运输件1000进行阻挡并暂停下落。如果此时前一待运输件1000进入下一工作段D后，限位组件3解除对当前待运输件1000的阻挡，并使当前待运输件1000进入起升段D4。能实现此效果的限位组件3很多，比如对于轻型货物运输，限位组件3可设置为位于预备起升段D3两侧的夹紧装置，通过对待运输件1000两侧的夹紧固定，依靠摩擦力实现对待运输件1000暂停移动，但此结构不具有普遍性，对于重型货物以及卷钢类以滚动方式移动的货物运输，无法产生很好的固定效果。

为了保证限位组件3有更好的适用性，能够适应各种不同重量、规格货物运输的需要，尤其能够对卷钢类以滚动方式运输的货物产生较好的暂停效果。如图14～图17所示，起升段D4还设有用于装卸待运输件1000的吊具7。吊具7与升降装置6进行第一传动连接；这里的第一传动连接可以使带传动或链传动等任意使吊具7实现升降的连接方式。限位组件3优选的设置为嵌装于预备起升段D3的挡块类结构，并能够沿竖直方向做直线升降运动，以及通过与吊具7联动实现伸出预备起升段D3外或回纳入预备起升段D3内，进而实现对待运输件1000的阻挡和解除阻挡的目的。这里可以采取在起升段D4底部加装压力传感器7a，而限位组件3和该压力传感器均与控制单元100进行电性连接。这样，吊具7离开起升段D4底部时，压力传感器7a未感知压力信号，限位组件3如图16和图17保持伸出状态，从而完成对待运输件1000形成阻挡；当吊具7位于起升段D4底部时，压力传感器7a感知压力信号并将压力信号发送至控制单元100，控制单元100基于收到的压力信号控制限位组件3如图14和图15所示回纳入预备起升段D3内，从而解除对待运输件1000的阻挡。这里只是限位组件3的一种优选结构，以及限位组件3和吊具7的联动方式举例，限位组件3可以通过电控的液压或气压装置进行驱动，也可以是电机驱动等实现升降，可见能够实现限位组件3和吊具7的联动以及实现限位组件3对待运输件1000实现阻挡的现有技术结构很多，现有技术人员能够根据上述举例以及相关附图自行进行相同或相近的设计，这里不做详述。

在一些实施例中，考虑到某些形状的待运输件1000进入起升段D4后，在吊具7进行起升过程中出现倾倒等意外事故，尤其对于卷钢类易滚动的货物，故如图19和图20所示，设置吊具7包括承载板70、左挡板71、右挡板72和夹紧驱动器73。左挡板71、右挡板72分别铰接于承载板70两侧。承载板70用于承载待运输件1000。夹紧驱动器73分别处于承载板70与左挡板71、承载板70与右挡板72之间的连接处，并能够使左挡板71、右挡板72均相对于承载板70旋转，使吊具7如图20所示呈现折叠的闭合形态或如图19所示呈现水平的展开形态。其中夹紧驱动器73优选为液压、气压或电力驱动的伸缩杆结构，并且一端连接于承载板70，另一端连接于左挡板71或右挡板72，这样，伴随夹紧驱动器73的伸缩，将使吊具7水平的展开状态或折叠的闭合状态，当然夹紧驱动器73也可以是其他能够为左挡板71或右挡板72提供旋转动力的驱动装置。

这样，由于吊具7能够展开和闭合，便能够进而实现对待运输件10000的装夹固定或解除固定。如图14和图15所示，当吊具7处于起升段D4底部，且待运输件1000到达承载板70时并处于下限位区时，吊具7处于闭合状态，对待运输件1000进行装夹固定。如图16和25所示，当吊具7带动待运输件1000上升，直至待运输件1000处于上限位区时，吊具7处于展开状态，使待运输件1000能够由承载板70经右挡板72进入下一工作段D。

进一步的，如图14～图17所示，为了更好的控制吊具7展开和闭合的时机，起升段D4中设有升降传感器组4。升降传感器组4包括处于上限位区的上限位传感器4a和处于下限位区的下限位传感器4b；上限位传感器4a和下限位传感器4b均优选为光电传感器，也可以为其他能够感知物体存在的传感器。上限位传感器4a旁侧还设有顶推装置5；顶推装置5优选为电推杆，并嵌装于起升段D4左侧。如图29所示，吊具7、升降传感器组4、升降装置6和顶推装置5分别与控制单元100进行电性连接。当待运输件1000进入起升段D4，并处于吊具7上以及位于下限位区时，下限位传感器4a向控制单元100发出夹紧信号；控制单元100基于收到的夹紧信号控制吊具7闭合，实现对待运输件1000的夹紧，然后控制单元100继续控制升降装置6启动，使吊具7上升；当待运输件1000上升至上限位区时，上限位传感器4a发出展开信号，控制单元100基于受到的展开信号控制吊具7展开，然后继续控制顶推装置5启动，使顶推装置5的推杆伸出并将待运输件1000推入下一工作段D。此过程实现对吊具7、升降传感器组4、升降装置6和顶推装置5的智能控制，使得操作更加便捷。

更为优选的，如图14～17所示，吊具7在下限位区时，右挡板72处于折叠状态，待运输件1000进入承载板70时，左挡板71也切换为处于折叠状态，进而使吊具7处于闭合状态。右挡板72处于折叠状态是为了防止待运输件1000在进入吊具7后由于惯性继续向前移动，从而对起升段D4的侧壁产生撞击，从而使待运输件1000位置偏离吊具7的中心垂线，致使起吊时出现倾倒，引发安全事故。

更进一步的，如图14和图18所示，工作段D顶部设有防呆部9，防呆部9为设置于上限位区右侧缺口台阶。当吊具7处于上限位区时且处于展开状态时，右挡板72的末端搭接于防呆部9上。防呆部9的设计能够有效保证右挡板72必须处于折叠状态时，吊具7才能下降，从而预防上述待运输件1000直接撞击起升段D4的侧壁，致使待运输件1000位置偏离吊具7的中心垂线，从而引发倾倒的安全隐患。

在一些实施例中，为了更有效的避免运输过程中的路面拥堵问题，以及更好的调度运力资源，本申请装置采取了地下运输的方式，下面进行详述：

如图1所示，工作段D设有导轨组件1。导轨组件1包括图4所示成对设置的第一导轨12A和第二导轨12B。工作段D为预埋地下的通道，第一导轨12A和第二导轨12B沿工作段D开设方向铺设并构成运输导轨组；待运输件1000通过运输导轨组在工作段D进行运输。地下运输，专线运输，避免路面拥堵。

由于待运输件1000是地下运输，为了防止塌方等安全事故出现，如图4所示，导轨组件1还包括顶管11和导轨基13。顶管11为中空的管道结构并套装于工作段D形成的通道中。导轨基13可以是混泥土铺设于顶管11内，第一导轨12A和第二导轨12B成对设置固接于导轨基13表面。依靠顶管11的支撑，加固工作段D，避免塌方。同时，在工作段D上还可以增设对于顶管11的消防、沉降等情况进行监控和检测等装置，如压力传感器等，能够及时向平台或操作者反馈异常情况，保证运输工作的安全有效。

为了在运输过程中对待运输件1000运输方向进行限定并约束运动路线，如图5和图6所示，导轨组件1还包括变幅导轨14A和变幅调整装置14B。变幅导轨14A位于溜放段D1最左端，并串接于第二导轨12B端头，以及与第一导轨12A成对设置构成变幅导轨组。变幅导轨14A活动连接于导轨基13，并通过沿垂直于第一导轨12A方向移动改变与第一导轨12A间距。变幅调整装置14B连接于变幅导轨14A，为变幅导轨14A的移动提供驱动力。这里变幅调整装置14B可以是垂设于变幅导轨14A外侧的若干电推杆，且端头固接于变幅导轨14A外侧壁，这样变幅调整装置14B通电启动产生推力能够推动变幅导轨14A移动。变幅导轨14A通过移动调整与第一导轨12A的间距，使之与待运输件1000的宽度适配，从而保证待运输件1000在之后的运动轨迹与第一导轨12A或第二导轨12B铺设方向一致，避免运动轨迹倾斜发生卡滞。为了便于操作，变幅调整装置14B与控制单元100电性连接，通过控制单元100实现变幅调整装置14B启停，从而变幅导轨14A进行位置改变，调整与第一导轨12A的间距。同时为了使待运输件1000更好的进入工作段D实现运输，变幅导轨14A分为斜口段和平直段，平直段连接于第二导轨12B端头；斜口段连接于平直段，并与第一导轨12A间距沿平直段开设方向逐渐减小。即变幅导轨14A和第一导轨12A呈上大下小的“漏斗”形态，待运输件1000能够轻易进入，并在下落过程中逐渐收紧，达到对其运动路线约束的目的。

在一些实施例中，如图29所示，本申请的运输系统还配置有总控制器110。总控制器110与各工作段D的控制单元100进行统一调度，调配，使得这个运输系统的控制更加方便，总控制器110可以设置于物流起点A中，方便操作者使用。

本申请的运输系统还有配套使用方法，具体如下：

如图21所示，在进行运输之前，对同一批次的m件待运输件1000进行编号，记为“第1待运输件、第二待运输件.......第p运输件......第m运输件”。为方便阐述，也将运输系统中的n个工作段D也进行编号，记为“第1工作段、第2工作段......第q工作段......第n工作段”，如法炮制，第q工作段中的溜放段D2记为第q溜放段，第q工作段中的升降装置6记为第q升降装置，以此类推。在开始进行运输之前，同批次所有的待运输件1000都存放于物流起点A中。本申请的使用方法如下：

步骤S10：p＝j，j＝1，开始准备第p待运输件的运输。

步骤S30：第p待运输件从物流起点A出发并进入第1工作段。

步骤S100：第p待运输件进入第q溜放段获得初速度V0，q＝i，i＝1。

步骤S200：第p待运输件进入第q缓冲段限速至设定速度V1。

步骤S300：第p待运输件进入第q预备起升段，并准备进入第q起升段。

步骤S400：第p待运输件进入第q起升段，并装载于第q吊具，以及处于下限位区。

步骤S500：启动第q升降装置，将第p待运输件被提升至上限位区。

步骤S600：包括步骤S650：q＝i+1；第p待运输件被推出第q起升段，并进入第q＝i+1溜放段。步骤S650即当前待运输件1000进入下一工作段D。

步骤S700：第p待运输件在第q＝i+1溜放段获得初速度V0，然后返回步骤S200。步骤S700即当前待运输件1000进入下一工作段D开始循环上述步骤，并不断往前递进。

进一步的，考虑整个运输过程应当是连续进行的，在当前待运输件1000进入当前工作段D的起升段D4后，下一待运输件1000此时应当达到当前工作段D的溜放段D1，这样，当前待运输件1000在由下限位区达到上限位区，直至吊具7重新下降至起升段D4底面的过程中，下一待运输件1000正好经溜放段D1降速以及缓冲段D2降速，到达起升段D4的下限位区，并处于吊具7上，使整个过程连续进行。而为了实现连续运输，该运输系统的使用方法如图22所示还应当包括依次执行的：

步骤M100：货物判定：判定P是否等于m；即判定待运输件是否已经全部进入工作段D中。如果货物判定为是，则执行步骤M201，如果货物判定为否，则执行步骤M200。步骤步骤M100位于步骤S400之后并与步骤S500同步执行。

步骤M200：p＝j+1；并返回步骤S30。即当前待运输件1000进入起升段D4后，下一待运输件1000应当从物流起点A出发，并进入第1工作段开始运输。

步骤M201：该批次待运输件全部运输完成，此时操作者在物流起点A不再进行该批次待运输件1000的输送操作，或者等待该批次待运输件全部到达物流终点C。

同时需要指出的是，假设待运输件1000在起升段D4由下限位区上升至上限位区需要的时间为T1，吊具7重新下降至起升段D4底面需要的时间为T2，则理论上如果需要连续不断进行运输，则待运输件1000由溜放段D1起始点直至到达起升段D4下限位区的时间总和T0＝T1+T2，考虑实际情况，T0应当大于T1+T2，即本申请的运输系统按照时间T制定待运输件1000的输送节拍进行运输工作，并且时间差ΔT＝T0-(T1+T2)作为待运输件1000在预备起升段D3的暂停等待时间；其中，输送节拍T和时间差ΔT由操作者根据实际经验进行调整

同理，该运输系统中，工作段D的数量也是有限的，假定工作段D的总数为n个，则步骤S600还应当如图23所示包括：

位于步骤S650之前步骤S610：进行运输判定：判定q是否等于n。如果运输判定为是，则执行步骤S630，如果运输判定为否，则执行步骤S650。

步骤S630：第P待运输件达到物流终点C。

在一些实施例中，如图24和25所示，需要在缓冲段D2对待运输件1000进行精准降速，故步骤S200具体包括：

步骤S210：第p待运输件进入第q测速段被第q信息采集器采集初始信息Y。

步骤S230：第q信息采集器将采集的初始信息Y发送至第q控制单元，第q控制单元基于初始信息Y控制第q阻尼装置调整阻尼大小。

步骤S250：第p待运输件进入第q尼调速段，第q阻尼装置将待运输件速度限速至设定速度V1，然后执行步骤S300。

进一步的，还应当包括处于步骤S250之后，并与步骤S300同步执行的步骤S270：第q阻尼装置进行复位。即当前待运输件1000在缓冲段D2限速后，阻尼装置2应当复位，为下一待运输件降速做好准备。初始信息Y如图25所示包括待运输件1000的初速度V0以及重量W等，还可以增加待运输件1000的规格等信息。

在一些实施例中，如图26所示，步骤S300的目的是为了避免当前待运输件1000和前一待运输件1000同时存在于起升段D4的冲突情况，具体为：

步骤S310：第p待运输件进入第q预备起升段

步骤S330：进行限位判定：判定第q吊具是否位于起升段底部；。如果判定为是，则执行步骤S351；如果判定为否，则执行步骤S350。

步骤S351：第q限位组件回缩，使第p待运输件继续前进，然后继续执行步骤S400。即吊具7处于起升段D4底面，此时起升段D4已无前一待运输件1000，当前待运输件1000可进入起升段D4。

步骤S350：第q限位组件弹起，并将第p待运输件暂停于第q预备起升段，以及返回步骤S330。即吊具7未处于起升段D底面，此时起升段已还存在前一待运输件1000，当前待运输件1000被暂停进入起升段D。

在一些实施例中，如图27所示，步骤S500具体包括：

步骤S510：第p待运输件进入第q起升段并处于下限位区，此时如图29和图15所示第q下限位传感器被触发，并发送下限位区信号至第q控制单元；第q控制单元基于收到的下限位区信号控制第q吊具的左挡板折叠，并配合右挡板固定第p待运输件。

步骤S530：如图29和图16所示，第q控制单元控制第q升降装置启动，使第q吊具开始离开下限位区开始上升，同时第q限位组件弹起。

步骤S550：第p待运输件随第q吊具的上升到达上限位区

步骤S570：如图29和图17所示，第q上限位传感器被触发，并发送上限位区信号至第q控制单元；第q控制单元控制第q吊具的左挡板和右挡板展开。

在一些实施例中，还应当包括与步骤S700同步执行，并位于步骤S650之后的步骤S700A，步骤S700A包括：

步骤S710A：第q控制单元控制第q吊具的右挡板折叠

步骤S730A：第q控制单元控制第q升降装置启动，使第q吊具开始下降

步骤S750A：第q吊具到达第q起升段底面，同时使第q限位组件回缩。

下面结合实例分析采用本申请运输系统和使用方法的优势：假设待运输件1000为卷钢，并且卷钢从港口采用汽车运输方式送至码头，即物流起点A到物流终点C。卷钢约为300万吨/年(Q≈15万件/年)，公路运输距离约10.4千米，用时约21分钟。目前主要问题包括：

(1)随机提货以及集中出货现象频繁，出货高峰期间的装卸设备超负荷运转、厂区道路阻塞严重；

(2)汽车承运商市场散乱，难以有效整合和调度运力资源；

(3)卷钢运输危险性大，存在严重的交通安全隐患。

参数设置

卷钢仓库到港口，即物流起点A到物流终点C直线距离S≈7千米。按年工作日300天、日工作时间12小时计算，取1.5倍峰值系数，系统生产节拍T＝0.96分/件。卷钢包材和导轨的滚动摩擦系数取μ＝0.01。设置起升段D4高度h＝15米，溜放段D1坡度α1＝2。溜放段D1水平距离l₁＝430米，缓冲段D2长度l₂＝1070米。即每个工作段D约1500米，同时可得出工作段D数量n≈5个。

根据T和h可以得出起重设备的升降速度须大于7.8米/分钟，该参数符合目前起重机，即升降装置6的起升速度参数范围。

成本及效益分析

该系统的成本主要包括建设成本与运营成本。其中，建设成本主要为顶管11施工成本。3米管径的顶管造价约1000万元/千米，工作井按150米间距、200万元/个单价计算，需工作井47个，施工成本共计1.64亿元。考虑到购置起重设备等费用，建设成本取3亿元。按20年折旧期计算，年折旧额1500万元。运营成本主要为起重机，即升降装置6的耗电量。按起重机功率30kw、电费0.677元/kwh计，年输送300万吨卷钢约耗电24.4万元。

公路运输主要考虑运输和装卸成本，厂区-港口的汽运距离约10.4公里。公路运输费率约0.8元/吨公里，年运输卷钢量300万吨时成本为2496万元/年；两次装卸成本约为1200万元/年。此外，公路运输还会造成碳排放、噪声、扬尘等环境污染。按照40吨载重卡车均值1120g/km的碳排放因子计算。该货运量的碳排放量约3494.4吨/年。

可见，采用本申请的运输系统，较之传统公路运输系统，有效的达到了降本节能的目的，同时也能够避免交通拥堵，安全事故，是一种值得推广的新型物流运输方式。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种货物运输系统，用于从左端的物流起点(A)向右端的物流终点(C)运输待运输件(1000)，其特征在于：在物流起点(A)和物流终点(C)之间从左至右设有n个依次串接的工作段(D)，n为正整数；

工作段(D)包括从左至右设置的溜放段(D1)和起升段(D4)；溜放段(D1)左高右低设置；起升段(D4)的上方设有升降装置(6)，并由上至下设有上限位区和下限位区；

待运输件(1000)能够从物流起点(A)出发进入工作段(D)，并在工作段(D)进行定向运动，定向运动包括：通过溜放段(D1)将自身重力势能转化为动能并获得初速度(V0)；随后进入起升段(D4)，并通过升降装置(6)从下限位区升至上限位区，补充重力势能；

当设有多个工作段(D)时，待运输件(1000)通过定向运动从当前工作段(D)进入下一工作段(D)，并直至到达物流终点(C)。

2.根据权利要求1所述的一种货物运输系统，其特征在于：工作段(D)还包括缓冲段(D2)；缓冲段(D2)位于溜放段(D1)和起升段(D4)之间，定向运动还包括：通过缓冲段(D2)将由溜放段(D1)进入的待运输件(1000)降速至设定速度(V1)。

3.根据权利要求2所述的一种货物运输系统，其特征在于：缓冲段(D2)内设阻尼装置(2)；阻尼装置(2)能够产生与待运输件(1000)运动方向相反的阻力，并使待运输件(1000)降速至设定速度(V1)。

4.根据权利要求3所述的一种货物运输系统，其特征在于：缓冲段(D2)包括从左至右设置的测速段(D21)和阻尼调速段(D22)；阻尼装置(2)设于阻尼调速段(D22)；

待运输件(1000)能够在测速段(D21)被采集初始信息(Y)；阻尼装置(2)能够基于初始信息(Y)调整阻尼大小来对待运输件(1000)进行降速；

初始信息(Y)包括初速度(V0)。

5.根据权利要求1所述的一种货物运输系统，其特征在于：工作段(D)还包括预备起升段(D3)；预备起升段(D3)位于缓冲段(D2)与起升段(D4)之间，并呈左高右低设置，在预备起升段(D3)中部设有限位组件(3)；

定向运动还包括：进入预备起升段(D3)的当前待运输件(1000)能够依靠重力从左向右下落；如果此时前一待运输件(1000)仍处于起升段(D4)时，限位组件(3)将当前待运输件(1000)进行阻挡并暂停下落；

如果此时前一待运输件(1000)进入下一工作段(D)，限位组件(3)将解除对当前待运输件(1000)的阻挡，并使当前待运输件(1000)进入起升段(D4)。

6.根据权利要求1所述的一种货物运输系统，其特征在于：在起升段(D4)还设有用于装卸待运输件(1000)的吊具(7)；吊具(7)与升降装置(6)进行第一传动连接，并能够与限位组件(3)进行联动；

吊具(7)位于起升段(D4)底部时，限位组件(3)将解除对待运输件(1000)的阻挡；吊具(7)离开起升段(D4)底部时，限位组件(3)将待运输件(1000)进行阻挡。

7.根据权利要求6所述的一种货物运输系统，其特征在于：所述吊具(7)包括承载板(70)、左挡板(71)、右挡板(72)和多个夹紧驱动器(73)，左挡板(71)和右挡板(72)分别铰接于承载板(70)两侧，承载板(70)用于承载待运输件(1000)，多个夹紧驱动器(73)分别处于承载板(70)与左挡板(71)的连接处、以及承载板(70)与右挡板(72)的连接处，并能够使左挡板(71)、右挡板(72)均相对于承载板(70)旋转。

8.根据权利要求7所述的一种货物运输系统，其特征在于：在工作段(D)的顶部设有防呆部(9)，防呆部(9)为设置于上限位区右侧的缺口台阶，当吊具(7)处于上限位区时且处于展开状态时，右挡板(72)的末端搭接于防呆部(9)上。

9.根据权利要求1～8中任意一条所述的货物运输系统，其特征在于：工作段(D)设有导轨组件(1)；

导轨组件(1)包括成对设置的第一导轨(12A)和第二导轨(12B)；

工作段(D)为预埋地下的通道，第一导轨(12A)和第二导轨(12B)沿工作段(D)开设方向铺设；待运输件(1000)在第一导轨(12A)和第二导轨(12B)之间进行运输。

10.一种货物运输方法，采用权利要求8所述的货物运输系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S100：待运输件(1000)进入溜放段(D1)获得初速度(V0)；

步骤S200：待运输件(1000)进入缓冲段(D2)被降速至设定速度(V1)；

步骤S300：包括依次执行的：

步骤S310：待运输件(1000)进入预备起升段(D3)；

步骤S330：进行限位判定，判断吊具(7)是否位于起升段(D4)底部；如果是，则执行步骤S351；如果否，则执行步骤S350；

步骤S350：限位组件(3)将待运输件(1000)阻挡于预备起升段(D3)中；

步骤S351：限位组件(3)解除阻挡，待运输件(1000)继续前进至预备起升段(D3)，然后执行步骤S400；

步骤S400：待运输件(1000)进入起升段(D4)并处于下限位区；

步骤S500：待运输件(1000)被提升至上限位区；

步骤S600：待运输件(1000)被推出当前起升段(D4)，并进入下一工作段(D)。

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