CN103108776A - 用于操作货物的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于操作船载货物以及将货物装到船上/从船上卸下货物的系统，其中所述系统包括具有以下部件的货船(1)：多个载货甲板(4)、多个侧门(2)、定位在每个侧门(2)的内部与所述载货甲板(4)连通的货物升降梯(10)，以及定位在每个侧门(2)的内部的起重机(16)，该系统还包括多个标准化的具有腿(30)的货物装载平台(12)，货物装载平台(12)适合于存储货物，货物装载平台(12)被存储在载货甲板(4)上的槽(6)中，该槽(6)沿着船(1)的侧面并横向于船的纵向轴线，并且沿着船的纵向轴线在槽(6)之间具有通道(7)，系统还包括适合于在槽(6)和货物升降梯(10)之间运输装载平台(12)的多个台车(8)。

Description

用于操作货物的系统
发明领域
本发明涉及货物装运的领域，并且尤其是涉及用于操作船载货物以及将货物装到船上/从船上卸下货物的系统。
背景
由Malcolm McLean在1956年进行的集装箱的发明产生了ISO 40Ft和20Ft集装箱，使得船的装载更加有效并减少了偷窃。后来，集装箱成为国际非散装海运货流的支柱并使全球物流链的海洋部分变得非常有成本效益。特定目的的集装箱船已被发展为运载高达18,000TEU(20ft当量(Equivalent Unit))。在集装箱船中，集装箱被堆放在彼此的顶部，由于集装箱的有限的入口使得难以进行多端口操作。
在陆地一侧，集装箱终端必须用大量投资来建造，其中大的起重机被用于卸载集装箱船，然后，集装箱被存储以便取回并转移至内陆运输装置或将其转移到支线船舶以便运输到第二区域港口。集中运输到工业/经济活动的内地的居住区导致集中将集装箱运输到极大的集装箱港口并拥挤地卸载大集装箱船以及在将集装箱运输到内地时的拥挤。
由于集装箱的设计，其不能通过机械输送机来运输，从而限制了在船上和终端的机械化方面的选择。
利用集装箱作为运货工具导致在活动和成本的涟波下降效应、集装箱的投资、装满的集装箱和空的集装箱的运输、由于不稳定的交易而导致的储存集装箱的成本，以及将集装箱中的货物分配给收货人。利用集装箱作为运货工具的成本可占总成本的很大一部分。
除装备有起重机的支线船舶以外的集装箱船需要基于海岸的起重机来卸载的事实将港口限制成其能用于专用港口并且不能用于较少的居住区且尤其是缺少集装箱港口的发展中国家。
当考虑从发货人到收货人的总的物流航线，利用可得的运输方式时，存在由利用集装箱而引起的与JIT(适时制)现代物流和产业发展不协调的显著的时间和成本要素。
运载非散装海洋货物的其它类型的船是滚装船，其中货物带有车轮，诸如轿车、卡车或公共汽车，并可被驱动到相应的甲板上或放置在拖车上由牵引机移动至指定的甲板位置。滚装船需要与船尾相连接的港口中的专门坡道以对滚装货物提供通道。可选地，船可运载其自身的(通常是用于轿车运输工具的)坡道。这种类型的船用于带有车轮的货物以及特别大尺寸和重量的专门设计的货物的市场定位。
发明概述
本发明的目的是创造一种不需要使用集装箱的装运货物的装置，以解除船和码头之间的瓶颈，并消除对海岸一侧起重机用于装卸船的需求，并扩展运载能力，有效地装卸各种各样的不同的货物。
这通过如所附的权利要求1中限定的用于操作各种各样的货物的系统来实现。
该系统包括具有多个甲板的根据权利要求2所述的船以适应其中如权利要求10所限定的货物存储在特定装载平台(也称为滑道)上并用权利要求7中所限定的台车来操作的操作技术。
本发明的一个益处是：具有40 ft ISO集装箱的覆盖区(footprint)的装载平台可运载可安装在包括ISO集装箱的装载平台的覆盖区内的任何类型的货物，大大扩展了船的市场潜力。
具有三个高速升降梯的船每小时可卸载/装载180个装载平台，显著地减少了在港时间，并且，由于船上操作系统的设计对所有货物提供了灵活的通道，使得船及其技术特别好地适合于多端口轮班运输。
因为不需要用于船的装载/卸载的海岸设备，所以其可用于可容纳船的长度和吃水深度的任何港口，且因此也可适合于发展中国家的港口。
附图简述
现将参照附图来详细地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的船的透视图，
图2是船的甲板中的一个的平面图，
图3A-E显示了在图2中所示的甲板上的货物的处理，
图4A、4B显示了侧门的开口，
图5显示了侧门后面的机构，
图6A-F是显示其中货物通过侧门中的一个的装载平台的卸载的顺序，
图7A-C是装载平台的透视图，
图8A-F是装载平台和适合于操作所述装载平台的台车的透视图，
图9A-B以侧视图显示了台车，
图10A-C显示了台车的细节，
图11A是用于存储装载平台的储存装置的透视图，及
图11B显示了储存装置的细节。
详细描述
本发明涉及用于在货船上以及船和码头之间操作货物的系统。系统包括三个元件：货船、用于存储货物的装载平台，以及用于运输装载平台的专门的台车。
图1显示了根据本发明的货船1。该船包括多个甲板，其中的一个，即主甲板通过多个侧门2可进入。所有甲板通过货物升降梯连通。另外，设有后滑道3，其向下折叠到码头上，对不能装到标准大小的装载平台上的货物以及滚装货物给予通道。后滑道对可支撑重型货物的特别加固的甲板给予通道。
图2以平面图显示了主甲板4。货物被定位在(之后描述的)装载平台12上，该装载平台12被放置在横向于船的纵向轴线的短槽6中，并具有中心通道7。装载平台用(同样之后描述的)货物转运车8来操作。
在船的侧面上设有三个侧门2。在每个侧门处在货物升降梯10之前设有缓冲站9。缓冲站包括第一输送装置，诸如滚轮轨(foller track)11。台车8可将装载平台12放置到缓冲站9中的所述第一输送装置11上以便转移到升降梯10。货物升降梯10包括具有第二输送装置14的升降平台13以便接纳装载平台。升降梯的旁边且正好在门的内部定位有第三输送装置15和起重机设备16。
当卸载船时，台车8适合于将装载平台12传递到第一输送装置11并卸载装载平台。然后，装载平台可通过缓冲站9并继续行进到升降平台13上。升降梯10将调整其高度直到第二输送装置14与第三输送装置15齐平，且然后装载平台进一步滚动到第三输送装置15上。此时，装载平台通过起重机设备16抬起并递送到码头17上。可通过任何合适的码头区的卡车/台车/运输升降机从那里取走装载平台并继续进行运输。货物也可反过来运输，即，从码头取走并放到船中。
图3A显示了沿着通道7过来以便取走具有货物18的装载平台12的台车8。
在图3B中，台车在横向方向上移动通过装载平台12的下面。然后，台车将提升装载平台离开甲板并开始将装载平台沿着通道朝向侧门移动，图3C。
在图3D中，台车正在接近侧门，并且在图3E中，开始在第一输送装置11上将装载平台卸货。
图4A显示了侧门2的开口。其后，多个起重机梁19(每个门开口2中两个)被展开(fold out)。
图5是每个侧门后面的布置的详细描绘。在甲板上设有第一输送装置11，台车在该第一输送装置11上存放着装载平台。在第一输送装置11的前面设有沿着侧面具有垂直升降机导轨20的升降机井。升降机井贯穿所有甲板。在升降机井中悬吊有沿着升降机导轨运行的升降平台13。升降平台13装备有可与前述第一输送装置11连通以便转移装载平台的第二输送装置14。在侧门开口的水平面处设有起重机设备16，该起重机设备16适合于在升降平台和码头之间转移装载平台。起重机设备包括用于接纳装载平台的第三输送装置15、起重机导轨21、铰链式侧梁22、23、横跨侧梁22、23的门式起重机24，以及具有吊钩25、26的伸缩臂。侧梁22、23通过液压缸27、28来回折叠。
起重机设备和第三输送机包括用于补偿船和码头之间的移动的装置。这种移动可能是由于潮汐变化、船的再压载、海港的气流，等等。为了补偿垂直面和纵断面上的这种变化，可以将光学目标定位在码头上。然后，船上的传感器诸如摄像机可观察目标的位置并用伸缩臂和门式起重机来补偿船的任何移动。
图6显示了装载平台12如何滚动到升降平台13上的顺序，图6A。在图6B中，装载平台被下降到侧门的水平面。在图6C中，装载平台滚动到第三输送装置15上。在图6D中吊钩25、26已接合装载平台12，并且在图6E中，装载平台沿着侧梁被转移到侧门之外。最后，在图6F中，装载平台降低到码头上。
为了允许船在大浪中航行，将利用适航紧固件(sea fastening)将装载平台锁定到甲板上。适航紧固件可以是适合该目的的任何类型的适航紧固件，但通常将被自动地或远程地启动，即，在甲板上无需存在人员。紧固件将不会对船造成大的结构变化，即，如果船被改装用于另外的用途，则它们可以容易地被拆卸。存在一些已知的现有技术紧固系统，其可被改造为用于根据本发明的货船。这种系统的实例可在美国专利6,435,796和6,709,208中找到。
图7显示了根据本发明的装载平台12。装载平台包括在每个角具有可折叠的腿30的结构或平台29。腿通过结构内部的机械设备(未显示)来操作。装载平台完全是被动式的，即，不含有任何驱动机构，而是依赖于通过平台下面的连接器连接到外部驱动以便折叠/展开腿。腿的折叠使得装载平台在机械化输送机上可搬运。
图8显示了台车8的设计。台车包括在每个角具有车轮设备32的底盘31。每个车轮设备由在每个轮缘内部具有电动机34的两个车轮33组成。成对车轮被安装在立轴35上。在立轴的上端设有在底盘的内部允许车轮设备转动360°的驱动机构。这种特别的车轮设备允许台车在任何希望的方向上行进。关于转动立轴中心地布置的成对车轮的使用意味着车轮可在不移动台车的情况下转动。在台车的这个实施方案中，在每个角设有用于抬起装载平台的提升机构36。
而且，台车包括驱动机构，其中在底盘的上面上的连接器37用于与在装载平台的下面上的对应的连接器配合，以便折叠或展开腿。连接器被连接到驱动单元以通过连接器对外部装载平台的腿提供旋转力。装载平台和台车上的连接器可以以几种方式实现，例如，台车上的小齿轮与装载平台上的齿条连接，当被启动时其提供旋转力以通过用于每对腿的公共轴经由齿轮驱动将转动装载平台的腿转到向上位置或向下位置中。
台车可由常规的柴油电动引擎设备提供动力。然而，由于其可能被用于有限的隔室中，因此优选地利用较少污染的驱动方案。这可以是在底盘内部的大电池或者大存储的电容器。本领域中已知的任何驱动方案均可被用于该目的。
台车被调整为全自动、半自动或手动控制。对于自动控制，台车包括控制器单元以及适合于通过无线装置接收来自船上的远程控制中心的指示的通信单元。也就是说，台车中的控制器接收来自控制中心的命令以执行特定任务，并独立地执行任务。为了使控制中心确定台车的位置和/或使台车知晓其位置，台车包括适合于读取甲板上的标记的多个传感器。标记可以是机械的、光学的或磁性的，例如，置于甲板上的标签。那么，台车可利用这些标记导航其通过船的路径。这种标记也可以是有源的(active)，例如，光源。
在另一实施方案中，台车也可通过控制中心从定位在甲板上的传感器实时地确定台车的位置(或者通过接收来自台车的位置读数)来由控制中心远程控制。定位在甲板上的传感器可读取置于台车上的标记。因此，控制中心可向台车发出无线转向信号。台车也可通过用摄像机观察台车的操作者来远程控制。那么，具有标记和传感器的系统帮助操作者准确地导航台车。
最后，台车包括至少一个连接器38，其允许可分离的驾驶室39被连接到台车以便完全地手动控制。驾驶室通过旋转且可伸缩的轴或臂40可拆卸地连接到底盘。在自动控制系统的任何部份中存在故障的情况下，这作为备份方案可能是有利的。利用驾驶室，台车也可离开船使用，例如，在没有任何控制系统的码头上。手动控制也可被用于未装备复杂的控制中心的船上。在图8中这一实施方案被示例为显示以下内容的一系列步骤：驾驶室39如何被连接到台车(A)，然后台车被移动到装载平台之下(B)，台车抬起装载平台，连接到装载平台并使装载平台上的腿折叠(C)以使驾驶室重新定位(D)，将车轮转动到合适的方向(E)，并在纵向方向上将装载平台运走(F)。
图9A-B以侧视图显示了装载平台和台车。台车是重型的类型，具有双套车轮设备。图9A显示了安装在台车上的腿向上转动的装载平台。在图9B中，装载平台已被抬起，将腿向下转动且然后将装载平台下降到地面上。然后，可将台车向前驱动离开装载平台。
图10详细地显示了用于升高或降低腿的机理。在图10A中，装载平台通过其腿站立在地面上。台车被定位在装载平台之下，准备将其取走以运输到另一个位置。台车是重型的类型，具有双套车轮设备32。
在图10B中，台车已从地面抬起装载平台并使腿向上转动。通过臂40将驾驶室39安装到台车底盘上。通过允许驾驶室转向侧面的铰链50将臂连接到底盘。台车也可包括允许铰链向侧面移动的机构。这种类型的台车适合于通过升起车轮设备来抬起装载平台，例如，通过汽缸从车轮设备抬起底盘。台车上的半球形支架51适合于接合装载平台上的配合支架52，这些支架防止装载平台和台车之间的任何相对移动。
台车还包括具有可抬起的多槽轴54的驱动单元53。多槽轴适合于被抬起到装载平台上的相应的摩擦联接器55中并接合该摩擦联接器55。摩擦联接器55被连接到具有自动闭锁齿轮比的蜗轮螺旋千斤顶56，另一方面，该蜗轮螺旋千斤顶56被连接到悬吊在导向滑动支架58中的推/拉连接杆57。连接杆57将来自螺旋千斤顶的线性移动转移到连接腿30a、30b的旋转轴60的销59上。轴60在其每个末端通过轴承62悬吊在底盘中。设置倾斜停止支架61以防止腿伸展太远。相应的机构被定位在台车和装载平台的尾端，如图10中所示出的。
当操作台车以使腿30a、30b升起或下降时，多槽轴54被抬起以接合装载平台上的摩擦联接器55。操作驱动单元54以使轴旋转。这种旋转移动被转换成螺旋千斤顶56中的线性移动，并且通过连接杆57被进一步转移到销59。然后，销59将使轴60旋转，分别导致腿从地面升起或下降至地面。
在图11A中显示了用于存储装载平台的储存装置。这种储存装置可被定位在船上和港口。储存装置包括矩形框架结构41，其具有形成第一对腿43和第二对腿44的四条腿。装载平台可被存储在储存装置中(其中腿被折叠)，形成由多个弹簧负载的楔42阻留的堆叠物(图11B)。运输装载平台的台车可进入储存装置并将其千斤顶升起。装载平台将抬起堆叠物直到其接合楔42并被锁定。然后，台车将使千斤顶下降并去取另一个装载平台。可利用长形的柱子代替成对的腿，每根柱子具有两个楔以用于保持装载平台的堆叠物。
可通过台车从下面抬起另一个装载平台直到其接合并抬起堆叠物来拆卸装载平台的堆叠物。在楔进入最低的装载平台的下面之前必须终止迫使楔向外和向上移动。在这个位置中，台车可前进并拆卸堆叠物。
本发明被示例为利用滚轮轨作为输送机以在短距离内存储和运输装载平台。然而，可以使用适合该目的的任何其它输送机，诸如带式输送机。

Claims (15)

1.一种用于操作船载货物以及将货物装到船上/从船上卸下货物的系统，
所述系统包括具有以下部件的货船(1)：多个载货甲板(4)、多个侧门(2)、定位在每个侧门(2)的内部与所述载货甲板(4)连通的货物升降梯(10)，以及定位在每个侧门(2)的内部的起重机(16)，
其特征在于：所述系统还包括多个标准化的具有可折叠腿(30)的货物装载平台(12)，所述货物装载平台(12)适合于存储货物，所述货物装载平台(12)被存储在所述载货甲板(4)上的槽(6)中，所述槽(6)沿着所述船(1)的侧面并横向于所述船的纵向轴线，并且沿着所述船的纵向轴线在所述槽(6)之间具有通道(7)，
所述系统还包括适合于在所述槽(6)和所述货物升降梯(10)之间运输所述装载平台(12)的多个台车(8)，所述台车适合于折叠或展开所述装载平台(12)上的所述腿(30)。
2.一种货船(1)，其具有多个载货甲板(4)以及多个侧门(2)、定位在每个侧门(2)的内部与所述载货甲板(4)连通的货物升降梯(10)，以及定位在每个侧门(2)的内部的起重机(16)，所述起重机(16)适合于在所述船(1)和码头(17)之间移动货物，其特征在于：货物被存储在标准化的货物装载平台(12)上，每个载货甲板(4)适合于在槽(6)中存储所述货物装载平台(12)，所述槽(6)沿着所述船的侧面并横向于所述船的纵向轴线，并且沿着所述船的纵向轴线在所述槽之间具有通道(7)。
3.如权利要求2所述的货船，还包括在每个甲板上的用于导航和定位所述台车(8)的机械标记、光学标记或磁性标记，和/或所述台车本身上的机械标记、光学标记或磁性标记，以及用于读取所述标记的传感器。
4.如权利要求2所述的货船，还包括控制所述台车的位置的控制器，所述控制器通过无线装置与所述台车通信。
5.如权利要求2所述的货船，还包括在每个侧门(2)处的用于存储装载平台(12)的缓冲站(9)，所述缓冲站(9)包括第一输送装置(11)。
6.如权利要求2所述的货船，其中所述货物升降梯(10)包括具有第二输送装置(14)的升降平台(13)。
7.如权利要求2所述的货船，其中所述起重机(16)包括：用于接纳装载平台(12)的第三输送装置(15)、起重机导轨(21)、与所述起重机导轨(21)铰接的侧梁(22、23)、用于折叠和展开所述侧梁(22、23)的液压缸(27、28)、横跨所述侧梁(22、23)的门式起重机(24)以及伸缩式吊钩(25、26)。
8.如权利要求5、6和7所述的货船，其中所述第一输送装置、所述第二输送装置和所述第三输送装置(11、14、15)是滚轮轨。
9.如权利要求7所述的货船，其中所述起重机设备(16)包括利用所述伸缩式臂(25、26)和所述门式起重机(24)来补偿所述船的移动的装置。
10.一种货物台车(8)，包括具有多个可旋转的车轮设备(32)的底盘(31)，所述车轮设备中的至少一些由电动机(34)驱动，所述台车还包括抬起装置(36)，其特征在于：所述台车(8)包括可拆卸的驾驶室(39)以及具有驱动装置的机械连接器(37)，所述驾驶室(39)能够被连接到所述台车(8)以便手动地控制所述台车，所述驾驶室利用伸缩且可旋转的臂(40)连接到所述台车，从而所述台车能够被手动地、半自动地或全自动地控制。
11.如权利要求10所述的货物台车，其中所述台车(8)适合于被定位在具有可折叠腿(30)的货物装载平台(12)的下面、利用所述抬起装置(36)将所述货物装载平台从支撑位置抬起到运输位置中、将所述驱动装置连接到所述货物装载平台(12)中的配合的连接器，并利用所述驱动装置折叠或展开所述腿(30)。
12.如权利要求10所述的货物台车，其中所述台车包括用于远程控制的装置。
13.一种货物装载平台(12)，具有平台结构(29)和多个腿(30)，
其特征在于：用于将所述腿(30)折叠到所述结构(29)中以及折叠到所述结构(29)外面的机构，所述机构通过用于连接到外部驱动装置的机械连接器来启动。
14.一种用于存储如权利要求10所述的多个货物装载平台的储存装置，其特征在于：所述储存装置包括具有第一对腿(43)和第二对腿(44)的或具有两根柱子的矩形框架结构(41)，两对腿或两根柱子之间的距离足够宽以在纵向方向上容纳装载平台(12)，每个腿或柱子包括至少一个弹簧负载的楔(42)以用于接合和保持装载平台(12)。
15.一种用于运输存储在具有可折叠腿的装载平台上的堆积货物的方法，包括以下步骤：
将台车定位在所述装载平台的下面；
用所述台车抬起所述装载平台；
将所述台车中的驱动单元连接到所述装载平台；
利用所述驱动单元折叠所述装载平台的所述腿；
用所述台车将所述装载平台运输到另一个位置；并且或者
将所述装载平台下降至输送机上，或者
利用所述台车中的所述驱动单元展开所述腿，且然后将所述装载平台下降至地面，通过所述腿站立。
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