CN101508328A - 用于海上运输系统的移动式港口 - Google Patents

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CN101508328A CNA2008101752151A CN200810175215A CN101508328A CN 101508328 A CN101508328 A CN 101508328A CN A2008101752151 A CNA2008101752151 A CN A2008101752151A CN 200810175215 A CN200810175215 A CN 200810175215A CN 101508328 A CN101508328 A CN 101508328A
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Abstract

本发明提供了一种用于海上运输系统的移动式港口，该移动式港口可以为抛锚在远离海岸的海上并且没有横靠在固定港口的船只装卸货物。移动式港口包括自推进设备和装/卸设备，使得在移动式港口横靠并连接至远离陆地的船只后，能够将货物从船只装载到移动式港口或将货物从船只卸载到移动式港口。

Description

用于海上运输系统的移动式港口
相关申请交叉索引
本申请要求2008年2月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2008-12428号的权益，其全部公开内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种移动式港口，该移动式港口能够向/从抛锚在远离海岸的大海中的船只装卸货物，无需将船只横靠在固定港口的码头。
背景技术
货物的竞争取决于许多因素，包括有效而经济的运输系统，这些系统能够按照要求的交货时间表将货物送交给顾客。采用各种各样的运输系统以便在低成本下迅速而有效地发送货物。由于船只为笨重及体积庞大的货物(诸如集装箱、液体、气体以及煤)提供了一种最具能源效益和成本效益的运输方式，因此海上运输系统承担起国际贸易的一大部分。许多船只正在变得更大以更具成本效益。例如，用于海上运输的集装箱运货船正在变得更大以通过提高综合效率来降低运输成本。因此，港口必须能够容纳这些更宽、更长且更深的大型船只，包括泊位及省力设备(lowering facility)。除了为这些大型船只准备的码头以外，港口还需要具备深水位以使这些大型的集装箱运货船能够通行。
然而，由于码头的尺寸、较浅的水深以及有限的陆地空间，并没有许多港口能够为这些大型船只提供服务。此类港口的建造是昂贵的。许多港口，特别是沿着黄海岸的港口，水位均太浅而无法让这些大型船只驶入港口。为了给这些大型船只建造大型港口，需要具备深水位的大片区域，即，一块足够宽大广阔的陆地用于容纳集装箱场地和辅助设施。在世界的许多地方，建造大型港口对环境的负面影响可能致使新港口的建设更加困难。
此外，由于货物的装卸集中于少数的大型港口，货物的陆地运输成为建造固定港口的一项重要的考虑因素。由于运输货物的车辆在数量上的增加所导致的交通堵塞和对道路的损坏可能会由于在基础设施维修上的花费而加重国家或地方政府的负担。
装卸工作的速率是一项主要的问题，这是因为它决定着成本总值。由于向/从集装箱货运船上装卸工作的完成是在船只一侧且仅在船只(沿着港口的长码头停泊)长度的一小部分上进行，由于长时间占用码头，因此装卸效率自然低。
发明内容
本发明的一个方面是使移动式港口出发到停泊在外海的船只处以便从船只装卸货物而不需要超长时间(比为了装卸货物而使船只进入固定港口的时间长)占用以陆地为基础的港口的码头。
本发明的另一方面是提供一种移动式港口，该移动式港口通过将货物预装到放置于移动式港口的可移动货车(该可移动货车能够快速移动至和离开移动式港口)，从而能够向/从大型船只上装卸货物到固定的以陆地为基础的港口，而不需要集装箱码头。
本发明还有一方面是提供一种移动式港口，该移动式港口能够靠近大型船只的两侧以减少货物装卸的时间。
本发明的又一方面是提供一种移动式港口，该移动式港口能够提供一种结构，该结构能够用在穿过内陆地区的内陆运河中，使得集装箱或货物在从大型船只中卸下后可直接被送到目的地的附近。
本发明提供了一种移动式港口，其包括自推进设备、泊位结构、以及诸如自动机械的装卸设备。该移动式港口能够靠近抛锚在远离陆地的海域中的外港中的船只，利用自连接机构连接或附着于船只的船体，然后能够从船只上卸载集装箱或货物到移动式港口，反之亦然。
另外，移动式港口能够利用全球定位系统(GPS)使得集装箱运货船靠近船体，并且即使产生了大浪，也能够通过大型回转设备和减摇器保持它的姿态(attitude)。
附图说明
本发明上述和其他的目的、特性和优点将从下面结合附图的详细描述中更加清晰，在附图中：
图1是示出了基本移动式港口的平台和其他部件的示意图；
图2示出了移动式港口的示意图，其中利用起重机或自动机械将货物从船只的两侧装载到船上；
图3示出了移动式港口的示意图，其中利用起重机或自动机械将货物装卸到码头；
图4示出了平行类型移动式港口的示意图，其中通过使用装卸设备将货物装载到船只的两侧；
图5是可分离的移动式港口的伸缩式装卸设备的主视图；
图6示出了移动式港口的伸缩式装卸设备的主视图，该装卸设备的宽度和高度可调；
图7示出了平行类型移动式港口的主视图和侧视图，其中利用装卸设备将货物装载到船只的两侧；
图8示出了平行类型移动式港口的主视图和侧视图，其中利用装卸设备将货物装载到码头的两侧；
图9示出的示意图示出了当移动式港口横靠到码头时卸载货物到拖车上的过程；
图10是示出了将货物从H型移动式港口装载到两艘船只的过程的示意图；以及
图11是示出了使用多个装卸设备将货物从H型移动式港口的码头卸载到码头的过程的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
如图1所示，根据本发明的移动式港口1是用于从船只上装卸诸如集装箱的货物的系统。移动式港口1包括：控制塔100；平台200，具有用于装卸货物的设备；减震连接器300；漂浮系统400，用于始终不变地保持平台距离水面的高度；减摇器500，用于保持平台的平衡；定位系统600，用于确定移动式港口的位置；以及自推进设备700。
平台200具有支撑用于装载或卸下集装箱和安全运送这些集装箱的设备的结构。如图1所示，平台200被构造成在一个方向(X方向)上具有的长度小于在另一方向(Y方向)上具有的长度。平台200在Y方向的两个端部可以具有基本上为三角形的形状，使得移动式港口能够迅速且稳定地横靠到码头或与船只连接。平台200的重量能够通过使用夹层结构而减轻。另外，平台可以被设计成它能够横靠在码头或驶入临近海港或运河的浅海中。
平台200可以包括至少一条轨道210，运货火车可在该轨道上移动。轨道210可以对称地布置以保持平台200的水平平衡。对货物的装卸进行控制以保持均布荷载分配。另外，可以在移动式港口1的平台200上布置用于旋转集装箱的转台220、用于在船上装卸集装箱的起重机或自动机械。
用于将移动式港口1连接到船只或码头的减震连接器300可以是吸盘。在移动式港口1被连接到船只或码头的情况下，吸盘可以具有小范围的相对位移。吸盘沿着平台200的两侧布置。吸盘可以利用真空或磁力来产生连接力，并且可以使用诸如橡胶的柔性材料或液压缸以允许小范围的相对位移。当移动式港口在图1所示的X方向上靠近船只以使吸盘与船只接触时，吸盘通过诸如利用真空的吸引方法使移动式港口与船只接触。当吸盘由柔性材料形成时，允许平台200与船只之间产生小范围的相对位移。
漂浮系统400的功能是充分且一致地保持平台200的竖直位置(Z方向)，无论平台200上的货物重量大小。漂浮系统可以是，例如，压载箱。通过调节箱中的水量，压载箱或预制水箱将平台的上表面保持距离水面相同高度，无论集装箱或货物的重量变化多少。
平台200可以包括用于保持平台平衡的减摇器500。在图1所示的实施例中，减摇器500安装在平台200的下表面，并且具有矩形形状，其在Y方向和Z方向上较长，在X方向上宽度较小。因此，实时测量移动式港口1的位置并且改变减摇器500的角度以调整移动式港口1的位置成为可能。为了防止由于大波浪和潮汐造成的影响，减摇器500在X方向上包括许多小孔。而且，当移动式港口1在X方向上靠近船只时海水能够穿过这些小孔。诸如回转装置的姿态控制装置(未示出)可以帮助稳定地保持平台200的姿态。
移动式港口1包括定位系统600，例如，全球定位系统(GPS)，以便实时定位移动式港口1。可以通过从定位系统600传来的信息控制移动式港口1的运动方向。当使用GPS时，可以在移动式港口1的各个拐角处安装多个GPS传感器。
移动式港口1包括自推进设备700，以使该移动式港口在码头与船只之间移动或是与船只或码头的凸式码头相连接。如图1所示，自推进设备700可以是具有与Y轴平行的旋转轴的推进器。自推进设备700能够在长度方向(Y方向)和宽度方向(X方向)上移动该移动式港口1。在本实施例中，当移动式港口1在码头与船只之间移动时，它的移动是通过围绕Y轴运转的推进器完成的。当移动式港口1距离船只或码头不远时，推进器围绕X方向旋转以使移动式港口沿宽度方向移动。也可以安装在其他方向上提供推进力的推进器。为了在浅水海港或运河中迅速地移动货物，可以使用诸如气垫船推进设备或水冀船推进设备的推进器。
控制塔100被设计成充分高的结构以便获得视角用于操作移动式港口1、装/卸货物、以及执行其他功能。因此，可以操作移动式港口1并且实时控制诸如集装箱的货物的装卸过程。控制塔100控制并监督移动式港口的大多数功能，如下所述：移动式港口的推进、平台的操作、使用自动机械或其他设备装卸货物、平台与船只的对齐、通信等等。
本发明的设计能够由公理设计理论(Axiomatic Design Theory)验证。移动式港口的功能需求(FR，functional requirement)如下。
FR1＝运载负荷，即，货物
FR2＝推进移动式港口
FR3＝驾驶移动式港口
FR4＝保持移动式港口的相对高度
FR5＝定位移动式港口并且与码头的船只相连接
FR6＝与船只相连接
FR7＝装载货物
FR8＝稳定船只
FR9＝在静止的移动式港口上快速地装卸货物
FR10＝定位船只
用于满足上述需求的设计参数(DP，design parameter)如下。
DP1＝平台/漂浮系统
DP2＝发动机/推进器
DP3＝能够围绕Z轴行进的推进器
DP4＝使用压载箱中水量分配的漂浮系统
DP5＝三角形末端
DP6＝允许小的三维位移的吸盘
DP7＝自动装货设备
DP8＝减摇装置
DP9＝铁路系统/运货车厢
DP10＝全球定位系统GPS
FR与DP的设计矩阵如下所示：
 
DP1 DP2 DP3 DP4 DP5 DP6 DP7 DP8 DP9 DP10
FR1 X 0 0 X 0 0 0 0 0 0
FR2 X X 0 0 0 0 0 0 0 0
FR3 X X X 0 0 0 0 0 0 0
FR4 X X X X 0 0 0 0 0 0
FR5 0 0 0 0 X 0 0 0 0 0
FR6 0 0 0 0 0 X 0 0 0 0
FR7 0 0 0 0 0 0 X 0 0 0
FR8 0 X X 0 0 0 0 X 0 0
FR9 0 0 0 0 0 0 0 0 X 0
FR10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X
上表中，X代表强关联度，x代表弱关联度，且0代表无关联。
上表中虽然FR1与DP4具有较弱的关联度，但是如果确定平台和漂浮系统只有一个用于移动货物的FR(功能需求)，那么从公理设计理论的观点来说，它是解耦(decoupled)设计和优选设计。
将参照附图详细描述应用上述移动式港口概念的示例性实施例。各个移动式港口的结构主要包括的部件已经在图1中示出，并且相关的描述在下面的图中不再赘述。
图2是示出了根据本发明的第一示例性实施例的移动式港口示意图。分别包括搬运设备230的两个移动式港口1平行地布置在船只2的两侧以便从船只2的两侧卸载货物。移动式港口1通过自推进设备700和GPS进行操纵，并且在移动式港口1靠近抛锚在外港或远海的船只2后使用减震连接器300将移动式港口1与船只2的两侧稳固地连接。当移动式港口1被固定后，能够同时在船只2的两侧装卸集装箱以提高操作速度。移动式港口的平台包括多个滚轴、轨道210、转台220、以及自动化仓库系统，使得能够在移动式港口上容易地搬运集装箱。
搬运设备230可以使用起重机或自动机械。
使用根据本发明的移动式港口将集装箱从码头装卸到船上的操作及反向操作将在下面描述。如图3所示，移动式港口横靠到码头3的一个装卸码头边(quay)。然后，使用安装在移动式港口平台上的转台220将集装箱旋转90度。接着，使用搬运设备230能够沿移动式港口的纵向上装载/卸载集装箱。采用塔式起重机概念可以将移动式港口设计成以多层方式装载集装箱，或是在拖车停到移动式港口上后，直接将集装箱装载到拖车上或者从拖车上卸载集装箱。
图4示出了根据本发明的第二示例性实施例。虽然根据本发明的第二示例性实施例的移动式港口在两个移动式港口均平行地连接至船只的两侧方面与第一实施例中的相同，但装卸集装箱的方法与第一实施例不同。如图4所示，当装卸货物时移动式港口使用了装卸设备800。这种主要使用在造船厂中的装卸设备，能够沿着设置在移动式港口平台上的轨道在Y方向上移动，并且使用小型起重机在X方向上搬运货物。当通过大型起重机搬运货物时，在搬运时间和距离上将更加有效。移动式港口的装卸设备800的高度和宽度可以通过宽度和高度调整装置根据船只的尺寸进行调节。当两个移动式港口能够分离时，装卸机构800a可以在移动式港口搬运货物时分离，如图5所示。此外，如图6所示，当两个移动式港口不能分离时，装卸机构800b能够调节宽度以使当移动式港口穿过运河或是狭窄港口时，两个移动式港口间的距离变窄。包括装卸设备800以及装卸机构800a和800b的移动式港口1可以包括附加的结构810以增加它们横靠到船只2时的稳固性。
图7示出了使用根据本发明第二实施例的移动式港口将货物装载到船的两侧的主视图和侧视图，图8示出了使用移动式港口将货物装载到码头两侧的主视图和侧视图。当货物卸载到码头时，根据本发明的移动式港口使用装卸设备800的小型起重机能够将集装箱直接搬运到拖车上。
同时，当使用平行类型移动式港口并且如果码头没有凸出的部分的情况下，移动式港口1不能以这样一种方式进入码头，即移动式港口1的两个内侧横靠到码头的两侧。这时，移动式港口1横靠到码头的一墙壁，并且为了装载或卸载货物4，可以使用如图9所示的系统。使用升降机240将货物4在移动式港口1上举起。因此，可以使用诸如液压缸250和橡皮垫270的减震连接器对齐移动式港口1与拖车5之间的台阶差距并且利用搬运机构260装卸货物。
优选地，搬运机构260可以是传送带或可延长的工具。
上述的第二实施例可以具有下列变化。图10所示的移动式港口具有H形结构，该结构中平行类型移动式港口被延伸。控制塔100设置在具有H形结构的移动式港口的中心。如图10所示，H形移动式港口能够装载货物到两艘船只或从两艘船只卸载货物。图11是示出了装载货物到移动式港口的H形码头或从移动式港口的H形码头卸载货物到码头3的过程的示意图。横靠到码头的移动式港口1使用四个装卸设备更有效地装卸货物。移动式港口可以使用各种结构，其中除了H形结构以外，也可以安装多个基本上为C型的结构或平行结构。
从前述能看出的，本发明提供如下效果。
根据本发明的包括起重机和泊位结构的移动式港口，其能够从抛锚在外港的船只两侧快速地装卸货物。移动式港口靠近码头后，可以完成从码头到移动式港口装卸集装箱和货物的工作，反之亦然。
能够在没有集装箱码头的港口装卸集装箱，为内陆运输分配交通工具以防止集装箱运货船码头周围的交通堵塞，并且能够进行高效且快速地货物运输，从而防止由于大海港的发展而导致的环境破坏。
同时，当移动式港口被设计成包括能够利用穿过内陆的运河的结构时，可以从大型船只直接运输集装箱货物到目的地附近。因此，能够降低物流成本并且能够通过能源节省和减少二氧化碳的排放来保护环境。此外，移动式港口也可以包括乘客室和观察窗以作为货船和游览船通过穿过内陆的运河。
虽然已经参照本发明的示例性实施例描述了本发明，对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离所附权利要求及其等同物所限定的本发明精神和范围的情况下，本发明适合针对所述实施例做出的各种修改。

Claims (21)

1.一种具有自推进设备的移动式港口，所述移动式港口能够连接至船只或码头的一个壁或两个壁壁以装载和卸载集装箱或货物。
2.根据权利要求1所述的移动式港口，进一步包括：
平台，包括用于装卸货物的设备；
减震连接器，用于保持所述平台与船只或码头间的连接状态而在其间没有碰撞；
漂浮设备，用于控制所述平台以保持所述平台距离水面相同的高度；
定位设备，用于确定所述平台的位置；
减摇器，用于控制所述平台以保持平衡；以及
控制塔，用于操作和控制上述部件。
3.根据权利要求2所述的移动式港口，其中，所述平台的两端呈三角形以使所述平台快速地与船只或码头连接。
4.根据权利要求2所述的移动式港口，其中，所述平台的货物装卸设备是起重机或自动机械。
5.根据权利要求2所述的移动式港口，其中，所述平台包括：轨道，运输工具在所述轨道上移动以搬运货物；以及转台，用于改变货物的方向。
6.根据权利要求2所述的移动式港口，其中，所述平台包括用于堆放货物的自动仓库系统。
7.根据权利要求2所述的移动式港口，其中，所述平台包括由轻金属材料或夹层结构形成的部分。
8.根据权利要求2所述的移动式港口，其中，所述减震连接器利用真空或磁力将所述平台连接至船只或码头。
9.根据权利要求2所述的移动式港口，其中，所述减震连接器包括柔性连接件或液压缸，用于保持所述平台与船只或码头间的距离以防止碰撞。
10.根据权利要求2所述的移动式港口，其中，所述漂浮设备是压载箱。
11.根据权利要求2所述的移动式港口，其中，所述减摇器是设置在所述平台之下且包括多个孔的矩形板状构件。
12.根据权利要求1所述的移动式港口，其中，所述自推进设备是用于在纵向和横向上移动所述平台的推进器。
13.根据权利要求2所述的移动式港口，进一步包括用于检测所述平台姿态的姿态控制设备。
14.根据权利要求13所述的移动式港口，其中，所述姿态控制设备是回转设备。
15.根据权利要求2所述的移动式港口，其中，所述定位设备是GPS系统。
16.根据权利要求15所述的移动式港口，其中，所述GPS系统包括设置在所述平台的各个拐角的GPS传感器。
17.根据权利要求1所述的移动式港口，其中，所述移动式港口呈平行结构、H形结构或基本上为C形结构。
18.根据权利要求17所述的移动式港口，其中，当所述移动式港口呈平行结构时，两个平行的平台之间的距离由以伸缩方式操作的装卸设备控制。
19.根据权利要求18所述的移动式港口，其中，该伸缩式装卸设备可分离成单独的部件。
20.一种移动式港口，包括作为推进设备而用于浅港口或运河中的气垫船推进设备或水翼船推进设备。
21.一种移动式港口，所述移动式港口包括乘客室和观察窗，用作货运船和游览船。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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