CN108545379B - 材料处理系统 - Google Patents

Abstract

一种用于提升和倾卸材料到容器中的材料处理系统，该用于提升并倾卸材料到容器中的材料处理系统在此被描述，在一些实施例中，所述材料处理系统包括连接到容器的至少一个水平导轨、可滑动地安装到水平导轨的至少一个竖直轨道、限定大致竖直延伸的下部和过渡到大致竖直延伸的下部中的弯曲的上部的竖直轨道、以允许在最高位置和最低位置之间运动的方式连接到竖直轨道的保持器、以及可操作以沿着竖直轨道在最高位置和最低位置之间升高和降低容器的动力装置，其中保持器在最高位置比在最低位置旋转多大约90度。

Description

材料处理系统

本申请是申请人于2014年6月26日提交的名称为“材料处理系统”的第201480047338.0号(PCT/US2014/044435)专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于提升和倾卸材料到容器，例如卡车、拖车或其它容器，中的材料处理系统。

背景技术

有许多情形需要材料的提升和倾卸。例如，在某些环境美化情形下，诸如剪下来的草、叶子、树干等杂物必须从大致地平面的位置提升到诸如倾卸卡车、拖车或类似物的容器的壁的上方的位置，以使得一些材料可以倾卸到前述容器中。该提升和倾卸会是耗时的，并且可能会对个人的后背以及其它身体部位带来伤害的危险。涉及到材料必须被提升到容器的壁的上方的类似应用包括拾取和移除建筑杂物、散装材料，例如沙子、砂砾、覆盖物等等，以及拾取和移除垃圾和废物等。

除了提升这样的材料到足以将其倾卸的高度所需的体力外，还会需要付出体力以将这样的材料平坦地沉积并延展在该材料被倾卸到其中的容器中。这也可能对工作者造成伤害，因为工作者会被要求进入到材料被倾卸到其中的容器中来平整材料。

发明内容

一般地，本发明包括在一个实施例中的用于提升和倾卸材料到容器中的材料处理系统，以及包括大致竖直布置的轨道系统和大致水平地设置在容器上的至少一个导轨，用于允许轨道系统沿着导轨移动到容器的各个部分。可移动的滑架被装载在轨道系统上并且能够沿着轨道系统向上和向下移动。

轨道系统包括在其上端的弯曲部分，该弯曲部分提供轨道大约180°的弯曲。动力装置，例如马达，设置在滑架上，为滑架沿着轨道系统向上以及沿着轨道系统的弯曲部分提供动力，以使得滑架越过容器大致翻转。提供保持器，例如接收器或者箱，其能够附连到滑架并且可以由滑架沿着轨道系统提升以使得保持器也可越过容器翻转，用于倾卸保持器中的内容物到容器中。

提供控制，以使得动力装置在倾卸后自动翻转滑架以使得它和保持器行进通过弯曲部分并沿着轨道系统下行到最低位置。可移动的脚构件设置在轨道系统上，该脚构件在当滑架移动到最低位置时被向下推动并且配置为以使得当一个或多个脚构件接触表面例如地面时，动力装置被禁用，以使得滑架停住，从而把保持器呈设为用于在最低位置再装载。

在一个方面，用于提升和倾卸材料到容器中的材料处理系统在此被描述，在一些实施例中，所述材料处理系统包括：连接到容器的至少一个水平导轨；可滑动地安装到水平导轨的至少一个竖直轨道，该竖直轨道限定大致竖直延伸的下部和过渡到大致竖直延伸的下部中的弯曲的上部；以允许在最高位置和最低位置之间运动的方式连接到竖直轨道的保持器；以及可操作以沿着竖直轨道在最高位置和最低位置之间升高和降低容器的动力装置，其中保持器在最低位置是大致直立的，并且其中保持器在最高位置大致翻转。在一些情形中，保持器可以是接收器。接收器可以选自包括箱、带轮的筒、卡车、Gaylord和垃圾罐的组。

在另一方面，用于提升和倾卸材料到容器中的方法在此被描述，在一些实施例中，该方法包括以允许竖直轨道相对于水平导轨双向侧向运动的方式可滑动地安装至少一个竖直轨道到至少一个水平导轨，该竖直轨道限定大致竖直延伸的下部和弯曲的上部；以允许容器在最低位置和最高位置之间运动的方式连接保持器到竖直轨道；借助于动力装置沿着竖直轨道从最低位置提升保持器到最高位置；以及沿着弯曲的上部旋转保持器以将保持器翻转。

在另一方面，用于接收倾卸材料的容器在此被描述，在一些实施例中，该容器包括：限定倾卸台和从倾卸台大致竖直延伸的多个倾卸壁的倾卸箱；布置在至少一个倾卸壁上的至少一个水平导轨；可滑动地安装到至少一个水平导轨的至少一个竖直轨道；限定大致竖直延伸的下部和弯曲的上部的竖直轨道；保持器，该容器以允许在最高位置和最低位置之间运动的方式连接到竖直轨道；以及动力装置，该动力装置是可操作的以沿着竖直轨道在最高位置和最低位置之间升高和降低保持器，其中保持器在最高位置与最低位置相比旋转大于约90度。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于提升和倾卸材料到容器中的材料处理系统，所述材料处理系统包括：

连接到容器的至少一个水平导轨；

可滑动地安装到水平导轨的至少一个竖直轨道，该竖直轨道限定大致竖直延伸的下部和过渡到大致竖直延伸的下部中的弯曲的上部；

以允许在最高位置和最低位置之间运动的方式连接到竖直轨道的保持器，所述保持器在所述最低位置处于大致直立的位置，在所述最高位置处于大致翻转的位置；以及

可操作以沿着竖直轨道在最高位置和最低位置之间升高和降低容器的动力装置。

可选地，所述保持器是接收器。

可选地，所述接收器选自箱、带轮的筒、卡车、Gaylord和垃圾罐。

可选地，所述竖直轨道通过可移除的紧固件安装到水平导轨。

可选地，所述保持器在最高位置相对于最低位置旋转超过约120度。

可选地，所述保持器在最高位置相对于最低位置旋转超过约180度。

可选地，所述竖直轨道以允许竖直轨道相对于所述至少一个水平导轨双向侧向运动的方式可滑动地安装到水平导轨。

可选地，所述动力装置包括马达。

可选地，所述材料处理系统进一步包括固定地附连到竖直轨道的链，并且其中动力装置进一步包括可操作以沿着链转动驱动链轮的输出链轮。

可选地，所述竖直轨道进一步包括配置来接合水平导轨的至少一个辊。

可选地，所述材料处理系统进一步包括连接到竖直轨道以便相对于竖直轨道运动的滑架，其中所述滑架配置来在最低位置和最高位置之间移动保持器。

可选地，所述动力装置安装在滑架上。

可选地，所述动力装置是马达。

可选地，所述保持器枢转附连到滑架，所述保持器关于滑架在当保持器处于最低位置时所处的大致直立位置和当保持器处于最高位置时所处的大致翻转位置之间枢转。

可选地，所述滑架包括配置来接合竖直轨道的多个辊。

可选地，所述材料处理系统，进一步包括：

连接到竖直轨道以便相对于竖直轨道运动的滑架；

所述保持器附连到滑架；

所述滑架配置为在最低位置和最高位置之间移动保持器；以及动力装置附连到滑架并且在滑架关于竖直轨道运动期间由滑架承载。

可选地，所述竖直轨道限定内轨道和外轨道，其中内轨道限定所述竖直延伸部分和所述弯曲部分之间的过渡区域。

可选地，所述容器连接到竖直轨道和滑架，所述滑架至少包括上外辊和下外辊，上外辊和下外辊的每一个限定半径并配置为沿着外轨道接合竖直轨道。

可选地，所述弯曲部分的外轨道限定圆的劣弧，滑架沿着弯曲部分的运动可以通过表达式(1)和(2)表示：

以及

其中r1是在滑架沿着弯曲部分运动时滑架的瞬时旋转中心和由弯曲部分的外轨道限定的劣弧的中心点之间画出的矢量；

α是在水平矢量和r1之间的角度；

r4是在上外轨道辊的中心点和下外轨道辊的中心点之间画出的矢量；

R是由弯曲部分的外轨道限定的劣弧的半径；以及

e是上外辊和下外辊的半径。

可选地，所述动力装置包括控制器。

可选地，所述动力装置包括电气开关，该电气开关是可操作的以检测保持器何时处于最高位置。

可选地，所述电气开关选自限位开关、接近开关和光障开关。

可选地，所述电气开关是可电力操作的以在当容器抵达最高位置和/或最低位置时停止动力装置。

可选地，所述竖直延伸部分为大致直的。

可选地，所述材料处理系统，进一步包括：

至少一个脚构件和至少一个槽式构件，所述脚构件通过槽式构件滑动连接到竖直轨道；以及

至少一个弹簧和至少一个连接器，所述弹簧通过所述至少一个连接器连接到竖直轨道，

其中，所述弹簧是可操作的以向上偏置脚构件。

可选地，所述材料处理系统进一步包括：

可移动地连接到竖直轨道的至少一个脚构件；和

连接到所述电气开关的脚构件，

其中，在容器抵达最低位置时，脚接触诸如地面的表面并致使电气开关停止动力装置。

可选地，所述材料处理系统进一步包括：

固定地附连到竖直轨道的链；

连接到竖直轨道以便关于竖直轨道运动的滑架；

所述保持器附连到所述滑架；

所述滑架配置为在最低位置和最高位置之间移动保持器；

动力装置附连到滑架并且在滑架关于竖直轨道运动期间由滑架承载；

连接到滑架的链轮组件，该链轮组件配置为在滑架关于竖直轨道运动期间旋转；

所述链轮组件包括：

轴；

从轴径向向外间隔开的外轴承滚道；

从外轴承滚道径向向内隔开的内轴承滚道；

布置在内轴承滚道和外轴承滚道之间的球轴承；

配置为接合链的链轮；

固定到链轮的端板；和

所述内轴承滚道和所述外轴承滚道布置在链轮和端板之间，

其中，通过链轮与链的接合，所述链轮配置为在滑架关于竖直轨道运动期间相对于外滚道旋转。

根据本发明的另一方面，提供恶劣一种用于提升和倾卸材料到容器中的方法，该方法包括：

以允许竖直轨道相对于水平导轨双向侧向运动的方式可滑动地安装至少一个竖直轨道到至少一个水平导轨，该竖直轨道限定大致竖直延伸的下部和弯曲的上部；

以允许容器在最低位置和最高位置之间运动的方式连接保持器到竖直轨道；

借助于动力装置沿着竖直轨道从最低位置提升保持器到最高位置；以及

沿着弯曲的上部旋转保持器以将保持器大致翻转。

可选地，所述方法进一步包括通过动力装置将保持器降低到最低位置。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于接收倾卸材料的容器，所述容器包括：

限定倾卸台和从倾卸台大致竖直延伸的多个倾卸壁的倾卸箱；

布置在至少一个倾卸壁上的至少一个水平导轨；

可滑动地安装到所述至少一个水平导轨的至少一个竖直轨道，所述竖直轨道限定大致竖直延伸的下部和弯曲的上部；

保持器，所述容器以允许在最高位置和最低位置之间的运动的方式连接到竖直轨道；以及

动力装置，该动力装置是可操作的以沿着竖直轨道在最高位置和最低位置之间升高和降低保持器，

其中，该保持器在最高位置相对于最低位置旋转超过约90度。

可选地，所述容器连接到卡车。

附图说明

在此参照的附图形成说明书的一部分。在附图中所示的特征仅仅是本发明的一些实施例而不是全部实施例的示例，除非另有明确的相反说明，并且相反的含意否则并不被形成。尽管在附图中，相同的附图标记对应相似的，尽管未必是相同的，部件和/或特征，但是，为了简洁，具有前面描述的功能的附图标记或者特征未必会参照所述部件和/或特征也存在于其中的其它附图进行描述。

图1A-1F是本发明的材料处理系统的一个实施例的简化透视图，并示出保持器从大致地面位置向上运动到越过容器即倾卸卡车箱的开口的大致翻转位置；

图2是本发明的另一实施例的透视图，其具有带滑槽的保持器即箱；

图3A-3E是本发明的材料处理系统的组件的透视图，并示例出动作顺序，其示出保持器从开始位置始发，向上提升，然后大致翻转；

图4A是用于本发明的一个实施例的滑架组件的分解视图；

图4B是用于本发明的一个实施例的滑架组件的透视图；

图5是用于本发明的一个实施例的轴承和链轮子组件的透视图；

图6是如图5所示的轴承和链轮子组件的分解视图；

图7是用于本发明的材料处理系统的一个实施例的缆线吊架的透视图；

图8是用于本发明的材料处理系统的一个实施例的如图7所示的缆线吊架的透视图；

图9A-9C是本发明的材料处理系统的实施例的另一组件的透视图，示出开放的框架装置从开始位置运动到倾卸位置；

图10是用于本发明的材料处理系统的一个实施例的又一组件的透视图，所述组件包括具有连接到其上的滑槽的保持器即箱；

图11是本发明的材料处理系统的一个实施例的轨道系统的局部透视图；

图12是本发明的材料处理系统的一个实施例的轨道的构型的示意性的几何图；

图13是本发明的材料处理系统的一个实施例的轨道构型的示意性的几何图；

图14A和14B是本发明的一个实施例的锁闩装置的局部透视图；

图15是本发明的材料处理系统的一个实施例的组件的局部透视图；以及

图16是用于本发明的材料处理系统的一个实施例的轨道系统的透视图，其中一些部件已经被移除。

具体实施方式

附图和随后的描述以本发明的若干优选实施例的方式描述本发明。但是，应当认识到，基本熟悉材料处理系统的人员将能够将在此描述和示出的结构的新颖特征通过修改某些细节而应用到其它情形中。相应地，附图和说明书不应作为对本发明的范围的限制，而是应当理解为宽泛的和一般性的教导。

在本发明的示例性实施例的以下详细描述中，参照形成本发明的一部分的附图，该附图通过示例出本发明可以在其中被实施的特定的示例性实施例而被示出。尽管这些实施例足够详细地被描述以使得本领域技术人员能够实现本发明，但是，应当理解，这并不意在对本公开的范围进行限制。对于知悉相关技术以及知晓本公开的人员来说，在此示例的特征的变化以及进一步的修改以及在此示例的原理的其它应用应当被认为是在本公开的范围内。具体地，其它的实施方式可以被采用，并且可以进行合理的、机械的、电力的、光电的、软件/固件以及其它方面的变化而并不脱离本发明的精神或者范围。

相应地，以下的详细描述不应作为限制性的。

在一个方面，用于提升和倾卸材料到容器中的材料处理系统在此被描述，在一些实施例中，所述材料处理系统包括：连接到容器的至少一个水平导轨；滑动安装到水平导轨的至少一个竖直轨道，该竖直轨道限定大致竖直延伸的下部和过渡到大致竖直延伸的下部中的弯曲的上部；以允许在最高位置和最低位置之间的运动的方式连接到竖直轨道的保持器；以及可操作以沿着竖直轨道在最高位置和最低位置之间升高和降低容器的动力装置，其中保持器在最低位置是大致直立的，并且其中保持器在最高位置大致翻转。

对于本公开的目的，术语“水平”基本上是指大致平行于地面或者材料处理系统布置在其上的表面的构型或者方向。例如，水平可以是指从地面或者表面大约在20度偏差内平行的位置，从地面或者表面在约10度偏差内平行，或者从地面或者表面在约5度偏差内平行。进一步地，用于本公开的目的，术语“竖直”基本上是指大致垂直于地面或者材料处理系统布置在其上的表面的构型或者方向。术语“竖直”还可以指大致垂直于水平位置、构型或者方向的位置。例如，竖直可以指关于地面或者表面在大约20度偏差内地垂直的位置，或者关于地面或者表面在大约10度偏差内地垂直的位置，或者关于地面或者表面在大约5度偏差内地垂直的位置。进一步地，竖直可以是指关于水平位置、构型或者方向在约20度偏差内地垂直的位置、关于水平位置、构型或者方向在约10度偏差内地垂直的位置、关于水平位置、构型或者方向在约5度偏差内地垂直的位置。

如附图所示，本发明的材料处理系统，总的用10表示，在一个实施例中包括各组件、子组件和部件，它们一起提供一系统，该系统用于收集在地面上或附近的诸如院内废物、施工杂物、散装材料、垃圾和废物等等的材料，并提升这些材料到诸如卡车、拖车或类似物的总体上用C表示的容器的上方的位置，然后将这些材料大致翻转以使得它们最终沉积在前述容器中。

转到图1A，本发明的一个实施例被示出用于与卡车相连接，前述卡车总的用T表示，具有容器C，也就是倾卸台或者箱，前述倾卸台或者箱总的用B表示。沿着倾卸箱B的一个或多个壁的侧面设置有上下导轨，分别总的用20和22表示，在所述导轨上，轨道系统，总的用24表示，可以以双向侧向运动的方式前后运动。沿着导轨20，22的轨道系统24的运动可以手动完成，也可以通过动力装置例如马达(未示出)完成。附连到轨道系统24的是保持器，例如，箱，总的用30表示，或者其它接收器，该保持器从轨道系统24的下部沿着轨道构件轨道或者导轨，总的用32，34表示，向上运动到最高位置，然后在大致向下的方向继续向前，同时枢转以使得箱30最终成为大致翻转的构型。在一些实施例中，大致翻转的构型是指相对于最低位置在最高位置转动超过约90度，相对于最低位置在最高位置转动超过约120度，或者相对于最低位置在最高位置转动约180度。

轨道系统24的轨道32，34包括在其上段的弯曲的上部36，当保持器或者箱30从大致竖直延伸的较低位置移动到大致翻转的位置时，保持器或者箱30骑靠在所述上部上。轨道构件32，34因此具有倒“J”的整体外观，或者，也许更清楚地，它们具有拐杖糖或者牧羊杖的整体外观。

在运动到大致翻转的位置后，保持器或者箱30的运动自动反向并沿着轨道构件32，34的轨道向下返回到最低位置以再次装载最终将被倾卸在卡车T的箱B中的材料。

转到图1B，箱30示出为已经从如图1A所示的最低位置稍微向上移动。

图1C示出箱30已经沿着轨道系统向上移动到大致在箱B的顶部的提升高度的位置，图1D示出箱30处于与当它处于它的最低位置时的相对位置相比大致180度。需特别注意连接到臂44的辊42，其在箱30沿着轨道系统24移动时骑靠在外部轨道43上。臂44枢轴连接到下面详细地讨论的滑架48(图1F)。在这个位置，由沿着轨道系统24移动滑架48的动力装置(图1未示出)提供的动力(下面讨论)被促动以使得箱30的运动反向以向着它的最低位置或者“原始”位置移动箱30。滑架48和箱30从大致翻转位置向着原始位置的该返回运动可以由操作者促动控制器完成和/或可以自动进行，所述控制器总的用50表示，为例如如图2所示的控制箱或者悬架式操纵台。滑架48可以接触电子和/或机电限位开关，或者处于预定距离内的接近开关或者传感器，或者通过使用一些其它开关机构，例如光障类型的装置，其中，在箱和/或滑架48中断这样的光障时，电信号将被发出以使得滑架48的运动方向反向。

图2示出未在图1A-1F的简化视图中示出的若干其它部件。例如，控制箱50被示出为具有连接到电力马达和/或液压马达54(图4)的电力缆线和/或控制缆线52，所述马达附连到滑架48。当滑架48在最低位置和最高或者倾卸位置之间运动时，缆线52通过滑架48移动。缆线吊架55，其可以包括长型螺旋弹簧56，连接到缆线52并保持缆线52在滑架48和箱30沿着轨道系统24运动时悬于地面上方。控制箱50可包括用于操作滑架48的马达54的控制箱50并包括紧急电力停止、用于使得箱30(如图2所示地具有滑槽延伸部31)开始向上运动的控制、使得箱30开始在轨道系统24上向下的反向运动的控制、用于改变滑架48的运动速度的控制，等等。

转到图3B-3E，箱30的各位置示出为它在最低位置和最高或者倾卸位置之间运动。如图3B所示，轨道系统24包括两个间隔开的轨道构件32，34，如前面所提及的。每个轨道构件32，34包括接收滑架48的上辊60a和下辊60b的轨道58。

如图4所示，滑架48包括具有输出链轮62的马达54，该输出链轮62经由链64转动连接到轴68的驱动链轮66。如图4A和4B所示，在轴68的每个末端上是轴承和链轮组件70，该组件70接合固定在轨道系统24的每个导轨32，34上的一定长度的驱动链72(图3E)。该长度的链72，通过固定地附连到每个导轨，在旋转的轴承和链轮组件70与其接合时使得滑架48沿着轨道系统24的导轨32，34向上和向下运动。

如图3C所示，附连到每个导轨的下部的是可移动脚构件76。脚构件76经由槽式构件77滑动连接到每个导轨并由弹簧78向上偏压，所述弹簧通过连接件79a连接到导轨并通过连接器79b连接到脚构件76。弹簧78可以是例如如附图所示的螺旋弹簧78。每个脚构件76包括凸缘80，当箱30移动到最低位置时，箱30的辊42和/或臂44接触抵靠所述凸缘80。一旦这样的接触发生，脚构件76向下延伸直到箱30接触地面或者一些表面。脚构件76具有当箱30从最低位置向上移动时由辊42接触的辊接触表面，并且前述脚构件在弹簧78的弹簧张力下与箱30一起相应地向上移动，直到它们抵达它们的最高位置。一旦脚76接触地面，诸如限位开关、接近开关、光障开关等(未示出)的电气开关被促动以停止诸如马达54的动力装置。在这点上，臂44的辊42继续接触轨道系统24的每个导轨32，34的辊接触表面58。图3A示出在它们的大致最低位置的脚构件76，而图3B示出当箱30在图3B中已经关于图3A稍微向上移动时在它们的最高位置的脚构件76。

图3C示出已经通过滑架48由旋转与链72接合的驱动链轮/轴承70的马达54提供动力而升高到升高位置的箱30。在这点上，辊84仍可接合导轨32，34的辊接触表面58。

图3D示出大致在导轨32，36的弯曲部分的顶处的滑架48。箱30大致倚靠在它的侧面上，也就是，处于与它的最低位置大致成90度的位置。同样在这个时候，由于箱30在它的侧面上枢转，辊42已经变得与导轨32，34的接触表面58完全脱离。

图3E示出在它的大致翻转位置即倾卸位置的箱30。在这个位置，注意到，箱30向外铰链远离滑架48并且辊84完全从导轨32，34脱离。再者，弹簧90(图9B)，其可以是如图3E所示的螺旋弹簧，限制箱30避免向前枢转太远而超过它的翻转位置。换句话说，弹簧90用于保持箱30的底部与滑架48相连。销或者滑动器92可以连接到弹簧90的最末端，并且所述销或者滑动器92可以在设置在附连到箱30的底部的凸缘96中的弯曲的缝槽94中传送以有利于箱30的枢转同时仍连接箱30到滑架48。铰链100连接箱30到滑架48以有利于当箱30在它的最低位置和它的倾卸位置之间移动时箱30关于滑架48的枢转。

再转到图4，滑架48包括具有端板102，104和在端板102，104之间延伸的横向构件106，108的框架结构。辊60被连接以对端板102和104旋转。侧向构件110和112从横向构件106向外延伸，并且侧向构件114在侧向构件110，112之间延伸。侧向构件110，112在每个末端具有铰链构件116，铰链构件116可以为套筒形式的，其接合附连到箱30的第二铰链构件118，并且其可以包括铰链销120(图3C)。

马达54包括安装板124，该安装板124附连到铰链板126并且经由铰链销128和铰链套筒130枢转附连到滑架48。螺栓132附连马达54到板126并且利用螺母134固定。在这种配置中，马达54被允许以在当滑架48在最低位置和翻转位置之间移动时绕滑架48枢转，以为了保持链轮136驱动接触链72。代替利用链轮136和链72，如果期望，链轮136可以由齿轮(未示出)替换，链72由一段直的齿轮齿、齿条等(未示出)替换以便与前述齿轮相互作用。

图5和6示出链轮组件70，其包括键接到轴68的端板140和从那里向外径向间隔开的外轴承滚道142。布置在滚道142和板140和圆柱内轴承滚道144之间的是球轴承146。链轮136通过利用螺栓或者螺钉154固定地附连到板140，以使得当通过链轮136与链72接合而使得箱30沿着轨道系统24升高期间链轮由马达54旋转时链轮136将关于外滚道146旋转。板140和链轮150每个包括键槽156，158，键槽156，158允许它们被键接到轴68上。

图7示出在前面更详细地讨论的缆线吊架55。吊架55滑动附连到在倾卸台B上的导轨20，并且当轨道系统24和箱30沿着箱B的长度来回移动以便例如给箱B均匀地充填诸如院内废物、散装材料等材料时支撑缆线52。吊架55包括总的用160表示的框架结构，该框架结构包括用于接合和承载弹性构件例如螺旋弹簧56的钩子或者有眼螺栓162，所述弹性构件相应地在其末端连接到缆线52。辊164，166接合导轨20，如图8所示，以固定弹簧56,以及当这样调节时在当缆线50沿着箱B对应于轨道系统24和箱30在双向侧向运动中来回运动时相应地固定缆线50。

图9A-9C示出根据本发明构造的倾卸系统10的替代实施例，其包括诸如箱30或者总的用30a表示的框架结构的保持器，所述框架结构能够用作铲车类型的和/或箱状的装置以接收和保持箱以及其它接收器(未示出)，或者包括随后被升高、翻转并返回到最低位置的其它物件或装置，如图9A-9C所示。注意到，框架结构30a包括向外延伸的臂170和总的用172表示的尾段。这样的框架结构30a包括具有类似于辊42的辊180和如上关于箱30讨论的臂44的延伸部178。在其他方面，在如图9A-9C所示的实施例以类似于上面描述的本发明10的方式操作。尽管未示出，诸如箱30、框架结构30a或者其它的框架结构(未示出)的保持器的构型可以被适配以适应传统的带轮的筒、卡车、Gaylord、垃圾罐获取其它容器(未示出)，如果期望的话。

臂170和尾段172可以根据需要配置用于接收其它的接收器或装置，并且应当理解，这样的框架结构仅仅是示例性目的的，不应被理解为限制本发明的范围。

图10示出箱30的变体，其具有与其一体的滑槽31，如上所述。

图11是轨道系统24在其弯曲的上部附近的放大图，示出一定长度的链72以及总的用190表示的弹簧偏置锁销锁闩，用于选择性地锁定轨道系统24以及相应地锁定诸如箱30的保持器到箱B的侧面，以便在卡车T的运输和/或运动过程中固定轨道系统24。另外需注意，辊192连接到支撑件194，支撑件194附连到轨道系统24并且有利于轨道系统24沿着卡车箱B的导轨20运动，从而允许双向侧向运动。额外的辊196也可以附连到支撑件194以便接合导轨20，辊197附连到轨道构件32，34以便接合导轨22，以有利于轨道系统24在那上面的运动。

注意到，锁销组件可包括总的用200表示的托架，该托架具有由弹簧204偏置的销202并且配置为以使得销202的自由端206可以接合在卡车箱B中的孔、缝槽或者其它开口(未示出)、轨道20或者其它部件，以在卡车T的运输和/或运动期间选择性锁定轨道系统24。

图12和13示出轨道构件32，34的总的用220表示的上部的几何结构示意图，并示出当辊60a，60b通过部分220向上移动时滑架48的辊60a和60b的相对位置。还示出轴承和链轮组件70相对于辊60a，60b的位置。如图12所示，瞬时旋转中心被识别，矢量rl和矢量r2从前述瞬时旋转中心彼此在一条直线上并延伸到上辊60a的中心。同样从瞬时旋转中心延伸的是矢量r11和r10，所述矢量r11和r10彼此成一条直线并且延伸到轴承和链轮组件70的中心。矢量rt在矢量rl与r2的交点和矢量r11与r10的交点之间延伸，并定位由轴承和链轮组件70瞬时接合的轨道构件的表面。矢量r9从上辊68的中心延伸到轴承和链轮组件70的中心，矢量r4从上辊68的中心延伸到下辊60b的中心。矢量rl从水平成一角度α延伸，在矢量r9和r4之间的角度标为Ф。每个辊60a，60b的直径标为Ф2e，并且当矢量rt从矢量rl和r2的交点延伸时到上部220的外轨道224的半径R被标识。此外，矢量rt从矢量rl和r2的交点延伸到在轴承和链轮组件70和内轨道226之间的接触点(切线)处的内轨道226。

参照图13，当滑架48沿着轨道34的直的竖直部分向上移动时，最终，辊60a将离开外轨道的直的部分并移动到半径R的弯曲部分上。辊60a将沿着弯曲的外轨道移动一些距离，而下辊60b保留在直的竖直轨道上。

参照图12，在该过渡期间，其中一个辊沿着圆移动，另一个辊沿着直线移动，整个滑架48呈现为绕它的瞬时旋转中心旋转，该旋转是自我运动。在该过渡期间，内辊即辊60a在既不是圆的路径也不是直的路径上运动。如果坐标系统形成为原点在内轨道和外轨道二者的圆形部分的中心，rt是从原点到内辊即轴承和链轮组件70的接触点的矢量。在过渡期间内轨道的形状可以通过逐步移动滑架48并在每一步计算rt的大小和方向而得到。

滑架48运动的各步可以通过改变角度α而最容易地管理，所述角度α是矢量r2和水平线之间的角度。角度α的变化范围表示如下：

其中，α是从水平线到上外辊60a的中心的角度，e是外辊60a，60b的半径，r4是外辊60a,60b之间的距离。角度α不能为零或者更小，因为这对应在过渡区域下面的轨道的直线部分。对于大于下面范围的角度α的值，内轨道会是与外轨道同心的圆，以下表达式不适用。注意，辊60a，60b和轴承和链轮组件70的构型为相对于彼此成三角形关系。

对于角度α的每个值，相应的矢量rt可以通过以给定顺序执行下面的计算的每一个而得到。首先计算rl，从瞬时旋转中心指向原点的矢量rl的大小为：

注意矢量rl和r2是在同一直线上的，从而关于水平线形成角度α。

接着，从它的正弦和余弦计算r4，θ4的角度。角度θ4限定为角度r4关于正水平方向以传统的三角学的方式形成。得到它的正弦和余弦允许该角度以正确的象限进行计算。

图12示出两个其它的共线向量r10和r11，它们都在从正水平方向的角度θ10。矢量r10，r11和角度θ10的值可以通过以下得到

再者，必须小心地从它的正弦和余弦计算角度θ10的正确象限。在这一点上，有足够的信息来通过利用它们在i和j单位矢量的方向的大小来汇编(assemble)矢量r2，r9和r10。

r2＝(R-e)cosαi+(R-e)sinαi

r9＝r9 cos(θ₄-φ)i+r9sin(θ₄-φ)j

r10＝r10 cosθ₁₀i+r10sinθ₁₀j

最后，矢量rt是矢量和：

rt＝r2+r9+r10

rt然后是对于给定的角度α的值定位在内轨道226上的一个点的矢量。为了构建整个过渡区域，角度α在上面给出的范围上改变，矢量rt被计算用于每个角度α值。

图14A和14B示出上面关于图11讨论的锁闩190。图14A示出在接合位置的锁闩190，其中销202的自由端被插入孔230中，图14B示出在脱离位置的锁闩190，其中销202的自由端206从孔230脱离。

图15示出具有外轨道240的上部220，当箱30在最低位置和最高位置或倾卸位置之间运动时轮180骑靠在该上部220上。

根据本发明的材料处理或者倾卸系统可以具有许多特征，例如安装在传统的倾卸卡车上或者从传统的倾卸卡车移除的能力。例如，至少一个竖直轨道可以通过可移除紧固件连接到至少一个水平导轨。再者，这样的材料处理或者倾卸系统可以在运输过程中在卡车外部具有相对低的轮廓，并且可以通过移除保持器或者箱而从倾卸箱B的侧面向外突出最小量，例如，或许仅提出大约四英寸。

根据本发明构造的倾卸系统可以从车辆的动力系统，例如从卡车的电力系统，接收它的电力，或者如果期望的话包括可以专用于倾卸系统10的操作的自备电源，例如一个或多个电池，太阳能电池板，等(都未示出)。

尽管在此已经详细地描述了若干实施例，但是对于本领域技术人员来说明显的是，公开的实施例可以被修改。因此，前面的描述应当被认为是示例性的，而不是限制本发明到这些实施例。反之，本发明意在覆盖可被包括在本发明的精神和范围内的替换、修改和等同方式，如权利要求所限定的。

而且，在本发明的详细描述中，许多特定细节被提出以便提供对本发明的透彻理解。在其它情形下，熟知的方法、程序、部件和电路尚未详细描述，以便不必要地使得本发明的各方面不清楚。但是，本领域技术人员将认识到，本发明可以不通过这些特定细节予以实施。

Claims (10)

1.一种用于提升和倾卸材料到容器中的材料处理系统，所述材料处理系统包括：

连接到容器的至少一个水平导轨；

可滑动地安装到水平导轨的至少一个竖直轨道，该竖直轨道限定大致竖直延伸的下部和过渡到大致竖直延伸的下部中的弯曲的上部；

连接到竖直轨道以便相对于竖直轨道运动的滑架；

枢转地附连到滑架的保持器；以及

可操作以沿着竖直轨道在接近所述弯曲的上部的高位置和竖直轨道的低位置之间升高和降低滑架用于移动所述保持器的动力装置，在所述高位置，所述保持器处于大致翻转的位置，

其中所述保持器配置成在保持器处于低位置时的大致直立的位置和在保持器处于高位置时的大致翻转的位置之间相对于所述滑架枢转。

2.如权利要求1所述的材料处理系统，其中，所述保持器是接收器。

3.如权利要求2所述的材料处理系统，其中，所述接收器选自箱、带轮的筒、卡车和垃圾罐。

4.如权利要求1所述的材料处理系统，其中所述保持器在高位置相对于低位置旋转超过120度。

5.如权利要求1所述的材料处理系统，其中所述保持器在高位置相对于低位置旋转超过180度。

6.如权利要求1所述的材料处理系统，其中，所述竖直轨道以允许竖直轨道相对于所述至少一个水平导轨双向侧向运动的方式可滑动地安装到水平导轨。

7.如权利要求1所述的材料处理系统，其中，所述动力装置包括马达。

8.如权利要求7所述的材料处理系统，进一步包括固定地附连到竖直轨道的链，并且其中动力装置进一步包括可操作以沿着链转动驱动链轮的输出链轮。

9.如权利要求1所述的材料处理系统，其中所述竖直轨道进一步包括配置来接合水平导轨的至少一个辊。

10.如权利要求1所述的材料处理系统，其中所述滑架配置来在低位置和高位置之间移动保持器。

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