CN108934165A - 悬挂式运输和路径管理系统 - Google Patents

Abstract

一种悬挂式运输系统，包括悬挂式轨道和被构造为沿着悬挂式轨道运行的机动运输器。所述机动运输器包括：被构造为沿悬挂式轨道移动机动运输器的机动小车，被构造为在机动下车下方携载物体的底架/横梁，以及被构造为防止物体接触另一物体的缓冲器和偏转系统。

Description

悬挂式运输和路径管理系统

相关申请的交叉引用

本申请涉及2016年10月26日提交的名称为“Overhead Transportation andRoute 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30日提交的名称为“Adjustable ContainerCarrier”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号临时申请均由此通过援引而被全文合并到本文中。

技术领域

本申请涉及在港口以及码头转运作业过程(transfertermin alfacilities)中集装箱的转运和运输。特别地，本发明涉及一种用于从港口码头或仓库设施中的一个位置向其它位置运输货运集装箱的悬挂式轨道运输系统和路径管理系统。

集装箱，包括多式联运集装箱用于货物的运输。多式联运集装箱的制造符合国际标准化组织ISO标准，并且适合于诸如货车、铁路运输或船运等多种运输方法。

全球大约90％的非散装货物都是通过船运集装箱的多式联运来进行运输的。当这些集装箱到达港口(陆路港口或海路港口)时，它们必须通过集卡、船舶或铁路进行转运作业过程。

集装箱多式联运自作业的过程耗费大量时间和精力。船舶装卸通常利用诸如起重机、货车、叉式升降机以及跨运车/跨载机等各种机械设备在地面处进行装卸作业。这些机械设备大多消耗大量燃油，而且低效运行。

多式联运集装箱的最大长度为53英尺(16.15米)，满箱时重量在35至40英吨(31.8至36.3公吨)之间。目前多式联运集装箱的运输所面临的一个典型问题是，在作业繁忙的港口，往往地面空间有限，无法满足集装箱装卸和运输过程中所需要的大面积地面空间，而在繁忙的港口及周边区域的空间通常是非常昂贵的。另一个存在的问题则是目前集装箱卸船作业需要耗费大量时间，因此造成港口拥堵和集装箱积压现象。

为了缓解上述问题，业界已提出并建议采用悬挂式轨道运输技术。悬挂式轨道运输技术解决方案的优势在于能够大幅度提高港口集装箱作业效率。同时也存在相应挑战。其中一个典型难题就是如何将不同尺寸的多式联运集装箱快速地装载到悬挂式轨道运输系统或从悬挂式轨道运输系统快速地卸载。

集装箱运输从一种模式转换到另一种模式，且从一个位置运输到其它不同位置(例如从港口区域至内陆码头的运输)的高效率作业需要有其相应的运输器系统。在一些应用中，该运输器可通过悬挂式轨道运输系统来消除或者至少减少港口拥堵问题，起到疏港作用。

此外，目前的集装箱装卸设备普遍来说不适用于集装箱精准定位和对齐，以便于例如像悬挂式轨道运输系统中的运输器装置能够满足集装箱从一个位置至另一个位置之间的高效率运输。

发明内容

悬挂式轨道运输系统能够解决与克服传统运输系统中的常见问题和缺点，所述悬挂式轨道运输系统包括：

(a)悬挂式轨道；

(b)可沿着悬挂式轨道运输的至少一个机动运输器，所述至少一个机动运输器包括：

(i)至少一个机动小车，其被构造为用以驱动沿着悬挂式轨道运行的所述至少一个机动运输器；

(ii)在所述机动小车下方携载物体的底架/横梁；以及

(iii)防止物体不利地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高架轨道/走行轨，可由钢结构、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/走行轨；和支撑着所述高架轨道/走行轨的至少一个单一结构体(例如，桁架)。

所述悬挂式轨道也可包括：高架轨道/走行轨；和支撑着所述高架轨道的至少一个结构系统。在某些实施例中，这可以是单排或双排钢桁架支撑系统。

在本系统中，所述悬挂式轨道可以包括至少一个高架道岔，所述道岔可用以可选择性地引导所述至少一个机动运输器运行到所述的不同的悬挂式轨道。

在本系统中，所述至少一个机动小车可以包括：至少一个发动机，多个轮，所述多个轮可沿着悬挂式轨道运行；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发动机。

在本系统中，所述至少一个机动小车可包括至少一个发动机。所述至少一个发动机可包括再生电力系统。所述悬挂式轨道可包括至少一个取电点；并且所述至少一个发动机从所述至少一个取电点接收电力。

在本系统中，所述至少一个机动小车可包括至少一个螺旋锥齿变速箱。所述至少一个机动小车可包括多个承载轮组件。所述底架/横梁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，所述中心销可将所述至少一个机动小车联接至所述底架/横梁、缓冲器和偏转系统。

在本系统中，所述系统还包括控制装置用以控制所述至少一个机动运输器的操作的控制系统。

一种被构造为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小车；

配置成用以在所述机动小车下方携载物体的底架/横梁；以及

配置成用以防止所述物体不利地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，所述至少一个机动小车可以包括：

至少一个发动机，

多个轮，所述多个轮配置成用以沿着悬挂式轨道/走行轨搭载；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发动机。

所述至少一个机动运输器可包括至少一个电动发动机。所述至少一个电动发动机可包括再生电力系统。所述悬挂式轨道可包括至少一个取电点；并且所述至少一个电动发动机配置成用以从所述至少一个取电点接收电力。

在前述的机动运输器中，所述至少一个机动小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/横梁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小车联接至所述底架/横梁、缓冲器和偏转系统。

一种运输物体的方法，所述方法包括：

(a)利用配置成用以沿着悬挂式轨道运行的机动运输器的底架/横梁，提取所述物体；

(b)利用至少一个机动小车，沿着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，防止所述物体不利地接触悬挂式轨道上的另一物体；并且

(d)在目的地处卸下所述物体。

前述方法还可包括：利用至少一个高架道岔，可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：利用所述机动小车的至少一个电动发动机，从所述悬挂式轨道的至少一个取电点接收电力。

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。

在某些实施例中，悬挂式运输系统可以包括悬挂式轨道；被构造为沿着悬挂式轨道运行的机动运输器；和/或被构造为控制机动运输器的运行的控制系统。在某些实施例中，悬挂式轨道为单轨高架轨道。在另外的或相同的实施例中，悬挂式轨道包括钢轨和/或被构造为将机动运输器引导至悬挂式轨道的不同部分的高架道岔。

在某些实施例中，机动运输器可包括被构造为沿着悬挂式轨道移动机动运输器的机动小车；被构造为在机动小车下方携载集装箱的承载结构；和/或被构造为防止集装箱接触第二集装箱的缓冲器和偏转系统。

在某些实施例中，机动下车可以包括：发动机；被构造为沿着悬挂式轨道运行的多个承载轮；变速箱；和/或用于将多个轮中的每个连接至发动机的连接凸缘点。

在某些实施例中，发动机为电动的。在特定的实施例中，发动机包括再生电力系统。在某些实施例中，悬挂式轨道包括电动发动机从其接收电力的取电点。

在某些实施例中，承载结构包括被构造为提升和保持集装箱的四角锁定销结构。在某些实施例中，集装箱为多式联运集装箱。

一种运输集装箱的方法，包括：利用附接于配置成用以沿着悬挂式轨道运行的机动运输器的承载结构，提取所述集装箱；利用机动小车，沿着悬挂式轨道移动机动运输器；利用缓冲器和偏转系统，防止物体接触悬挂式轨道上的第二集装箱；在目的地处卸下集装箱；利用高架道岔，选择性地引导机动运输器至悬挂式轨道的不同部分；利用机动小车的发动机，从所述悬挂式轨道的取电点接收电力；和/或利用控制系统来控制机动运输器的操作。

附图说明

图1是示出一种用于从港口、码头或仓库设施中的一个位置向其它位置运输货运集装箱的悬挂式轨道运输系统和路径管理系统的示意图。

图2A、2B、2C和2D分别是沿着集成的悬挂式轨道运行的一种货运集装箱的所述悬挂式机动运输器结构的轴测图，俯视，前视图和侧视图。

图3A、3B、3C和3D分别是本悬挂式轨道运输系统和路径管理系统的机动小车组件的俯视、侧视立视图、前视图和轴测图。

图4是以局部剖切视图图示出在图3A-3D中所示的机动小车组件的承载轮的剖视图。

图5A和图5B分别是悬挂式轨道运输系统和路径管理系统的悬挂式单轨单桁架式的俯视和侧视图。

图5C和图5D分别是悬挂式轨道运输系统和路径管理系统的悬挂式单轨双桁架式的俯视和侧视图。

图6A是图5A和5B中所示的悬挂式单轨结构的单桁架式的支撑柱的侧视图。

图6B是图5C和5D中所示的悬挂式单轨结构的双桁架式的支撑柱的侧视图。

图7A是图5A和5B中所示的悬挂式单轨结构的单桁架式的轨支持结构的侧视图。

图7B是图7A中圆圈标出的轨道支撑部分的放大的侧视图。

图7C是图5C和5D中所示的悬挂式单轨结构的双桁架式的轨道支撑结构的侧视图。

图8A是图5A和5B中所示的悬挂式单轨结构的单桁架式的桁架至柱的连接的侧视图。

图8B是图5C和5D中所示的悬挂式单轨结构的双桁架式的桁架至柱的连接的侧视图。

图9A、9B、9C和9D分别是本悬挂式轨道运输系统和路径管理系统的走行轨道岔的俯视、轴测、前视和侧视图。

图10A、10B、10C和10D分别是本悬挂式轨道运输系统和路径管理系统的集装箱加载装置的俯视、轴测、前视和侧视图。

图11是悬挂式轨道运输系统和路径管理系统的维修车的侧视图。

具体实施方式

本悬挂式轨道运输系统和路径管理系统用于集装箱码头中岸边船舶的装卸作业，并能够与岸边可移动式桥吊、堆场龙门起重机协调同步作业。在提高作业效率的同时能够减少集装箱积压、缓解港口拥堵和改善港口污染问题。

图1示出一种用于从港口、码头或仓库设施至其它运输目的地之间的集装箱运输悬挂式轨道运输和路径管理系统100。在图1中，主要元件包括悬挂的悬挂式单轨101，进出口装卸区域107、可同步作业的机动运输器104、以及具有多个装卸点106港口后方场站。如在放大部分中示出，悬挂式单轨101可以由双排轨道构成。进出口装卸区107中，船舶(如图示船舶103)通过港口现有的桥吊和卸货机制进行卸船，然后通过系统中的装载平台系统，将卸船后的集装箱进行运输并抬升至悬挂式单轨运输轨道上。在另一个放大示意图102中所示，可设置多道悬挂式单轨从而增加港口吞吐量并保持与装卸作业和调度程序协调同步。

集装箱经由悬挂于所述悬挂式单轨结构101上的机动运输器104而进行运输。提有集装箱的机动运输器104被各自独立地运行至指定的停留(drop-off)区。集装箱停留区，如示意图108，用以缓解港口内部区域集装箱积压现象，并同时提供之后的集散转运的场所，从而减少港口拥堵和集装箱压箱现象，还能够大量减少往返于港口的外集卡的数量。

从停留区108，满箱集装箱被加载到悬挂式单轨101上并且返回到口岸区域或其它临时停留位置。机动运输器104将满载集装箱从停留区108运输返回至码头前沿装卸区107。如果运输器没有提取集装箱，则空载的运输器(未载有集装箱)从停留区108返回并且进入排序等候状态，等待从船舶103或者装卸区107处再次提取集装箱，并进行转运和运输作业，如此以往，反复作业。

然后进行至图2A-2D,悬挂式机动运输器119沿着桁架112支撑的走行轨113运行，运送货运集装箱116。机动运输器119包括机动小车组件114和底架118、以及前缓冲器115和后缓冲器117。同时须注意到底架118可用横梁(一个或多个)(此处无图示)代替。使用横梁的机动运输器属于本发明的内容范围，且原理与使用底架118的机动运输器相同。为了便于理解，本文将这种承载结构统称为底架，包括横梁或者底架，二者皆可使用。

机动小车组件119可以是沿着走行轨113行走(self-propelled)，但同时可进行远程操控。每个运输器可以具有两个机动小车组件114；每个运输器的这两个机动小车可以被同步地控制。每个机动小车可以具有多个驱动轮(见图3A-3D和图4)以及对应的连接凸缘点以用于各种大小的电动发动机。在示例性的实施方式中，机动小车可包括1-10个取电轮。发动机大小和发动机数目的构造可以基于对于特定港口设施的需要。每个机动小车组件114可以容纳一至四个发动机(每个轮一个发动机)以匹配功率需求以及故障率和冗余度。每个发动机可以改变速度和牵引效率，并且能够在两个方向上运行。

一种前后置缓冲器支撑和偏转结构可以通过一个主销悬挂在两个发动机吊具的底部。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)介于机动小车之间的连接件，(2)在运输器系统本身中具有一定强度、稳定性和抗扭转即抗扭转的底架，及(3)缓冲器与偏转保护装置，因此集装箱不会彼此撞击并且相互保持分离以防止集装箱和运输器碰撞损坏，同时使悬挂式轨道符合安全规格的承重分布。所有的机动运输器都可以设置前后缓冲器，通过橡胶或类似具有减振功能的材料起到减振作用。

悬挂式机动运输器119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，其可以连接至位于其上方的所述前后缓冲器式支撑和偏转架构；两个对称的加强支架(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更具体地描述了主要基于桁架的悬挂式走行轨113,其可以具有运用所述走行轨下部的凸缘区域，所述凸缘区域可以是其中所述机动小车承载轮(见图3A-3D和4)产生驱动摩擦生成驱动力。次级轨道(sub-rai l)可以安装在走行轨凸缘上。次级轨道可以与摩擦承载轮相接合。

图3A-3D示出了本悬挂式轨道运输和路径管理系统的机动小车组件130。机动小车组件130是悬挂式轨道运输系统的推进动力装置。如图3A-3D中所示，机动小车组件130包括了具有横梁162的支撑框架164、发动机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、以及走行轨清扫件140。在某些实施例中，发动机154为电动的。承载轮132从承载轮组装管134延伸。

并排且平行的小车支撑框架164和互连的横向支撑梁162是所述机动小车组件的主结构元件。支撑框架164可以由铸钢构成，横梁可为组合式结构，以便用螺栓连接其子部件，被拧紧后便于对齐。钢的表面可以涂漆以用于抗腐蚀与抗锈蚀。

发动机154可以根据特定系统应用的不同要求而设置，并且可以和内部制动机构相连接，并附有由制动系统产生的能量回收采集系统。在某些实施例中，每个机动运输器可以有一个或多达十个的发动机。在某些实施例中，每个运输器可以有2个、4个或8个发动机。每个小车组件130可以具有凸缘接口以将承载轮连接至发动机。发动机154可以被垂直地安装(如图所示)或者其它方向比如水平安装。发动机154垂直安装可使整个机动小车的结构大小更为简洁。从发动机轴至承载轮的动力输送可以通过锥齿轮系统来进行引导。发动机154用螺栓连接以易于更换。

在实施例中，发动机154为电动的，其可以从安装于主轨上的取电点接收它们的电力馈送。这些带电的电源板(power strip)可以在每个机动小车组件130上具有对应的并且位置对齐的取电点用于将电力传送到发动机并且也用于在制动和轨道下坡期间将捕集的电力/再生电力送回电力系统。

如在图3A-3D中进一步示出，斜齿-锥齿变速箱152将发动机154的驱动轴通过能改变90度的方向的锥齿轮系统将动力连接至承载轮132的轮轴。变速箱152可以具有若干变速比，使变速箱产生不同的转矩，以满足从初始加速至正常运行速度以及减速的需要。锥齿轮变速箱152可以具有螺栓连接以易于更换和维修。

承载轮132的轴和轴承可以用高级合金钢来制造，以提高持久的磨损/寿命周期。承载轮摩擦表面可以是用常用的碳钢表面，或是用复合材料以达到减少噪音和增加牵引力等。

机动小车组件130可以具有多个引导轮组，它们能够保证主承载轮正常的沿着主桁架走形轨运行以及减少与次级轨之间的摩擦力，以减少系统所需牵引力。图示的应用案例含有三组引导轮，四个顶部引导轮136和四个底部引导轮137可保证机动小车与走行轨113对齐。当发生负载偏移时，两个抗倾斜轮138阻止所述机动小车组件130发生摇晃或倾斜，并且因此防止整个机动运输器系统在装卸作业时发生一侧到另一侧的摇摆或倾斜。

中心销148是介于机动小车组件130与吊具框架或末端横梁(如果没有底架)之间的主连接机构。中心销148可以设计成横向支撑梁162的顶部向底部延伸的凸缘式头销(flanged head pin)。作为自由元件，中心销148能够自由旋转并且承载一些垂直力。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。所述系统被设计成可以迅速地钩住和脱钩以便于维修和保养。

车轮清洁清扫板140可以安装在每个承载轮132前部的铸造面板142上，可以连续清除可能累积在走行轨113的下部凸缘内侧积累的障碍物或碎屑，特别是对承载轮132进行滚动的体积较小的驱动轨的碎屑清理。清洁清扫板140与走行轨113接触的部分本身可以由一种可更换的并且可维修的高密度合成材料进行覆盖，以防止金属与金属的摩擦和所产生的噪音。轮清洁清扫板140应具有不粘附特性，以便对积聚在清洁件140表面上的碎屑进行更彻底的清除。

图4还图示出承载轮组件180。在一些实施案例中，每个机动小车组件130可以存在有四个承载轮组件，每个机动运输器则可以存在有八个承载轮组件。承载轮组件180也可以设计成与小车组件130用螺栓连接式以便进行维护和/或更换。承载轮组件180可以是无动力的自由转动，或是由诸如发动机154的发动机/驱动的驱动组件。每个机动小车组件130可以具有多个驱动轮，在一些实施案例中，每个机动运输器可以有十个驱动轮。

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318上，起重机轨将集装箱/机动运输器负载传送到单轨支撑结构(见图7A和7B)。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可以连接到AISI4140标准化合金钢轴上，圆柱形滚柱轴承可以被压合到所述的钢轴上。端盖192用螺钉固定到轴192上，以防止承载轮132的轴的移动。

如在图4中进一步示出，圆柱形滚柱轴承组件192包括了装配到轴承支撑管182内的端部处的两个高速滚柱轴承194。支撑管可以是碳钢，两端处有用螺钉紧固端部覆盖件186。

图5A-5D图示了能够在每小时高达120英里(193千米每小时)的风中承载60英吨(54.5公顿)重的机动运输量的桁架和轨道结构、同时允许机动运输器能够围绕运行轨道同步运行。存在着两种主轨支撑结构：单桁架结构210和双桁架结构220。

图5A和5B示出单桁架结构的两个不同结构。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垂直力。由风力、载货不平衡以及转弯时产生的横向力，可以由桁架组件214承担，所述第二交叉支撑件214连接加固了所述两个主桁架。桁架组件210可以由不同厚度的钢板而构造出。

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。由风力、载货不平衡和转弯时产生的横向力，可以由桁架组件224a和224b加以承担，所述桁架组件224a和224b稳定了所述两个主桁架222。桁架组件210也可以用不同厚度的钢板而构造出。

单桁架组件210可以设计成能够支持多个前后紧挨着的运输器一起运行，且这些运输器都装载有满载的45英尺(13.7米)重量为65顿(58公顿)的集装箱。

在单桁架和双桁架结构中，主支撑柱体216和226可以分别有加固钢/钢筋(reinforcing steel)构造的混凝土立柱。所述柱体的高度可以根据不同空中间隔而调整。柱体216和226可以分别利用底脚板材218和228而支撑。底垫的长边可以被设置为与轨道的方向垂直并且与支撑柱体的方向一致从而使得能适用于双轨道结构。

如在图6A(单桁架结构)与图6B(双桁架结构)中进一步所示的，支撑柱217和227支撑两组桁架梁结构。支撑柱217和227的水平横梁部分可以与在支撑柱构成单一整体结构。运输器行走的轨道可以被悬挂在所述水平横梁下方，通过桁架结构中轨道的钢结构强度将轨道固定在横梁下方。

图7A-7C图示了用于本悬挂式轨道运输系统的桁架和轨道组件。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是桁架和轨道组件结构的放大视图。桁架和轨道组件的的双I形梁包括了顶板312，底板314和在顶板312与底板314之间的一对竖直壁316a和316b。这些部件在螺栓连接之前就被焊接就位。轨318被焊接到底凸缘上。机动运输器的轮组将在轨318上搭载运行。在一些实施案例中，走形轨可以是标准铁路轨道，例如宽凸缘与I型梁。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构件(lateral bracing)。

图8A和8B图示出桁架端部与横向支撑梁之间的联结。桁架系统的角钢可以在桁架的上端处与支持杆联结，从而将负载能力最大化，同时减少支撑杆周围剖面的影响。

接下来图9A-9D，滑动式道岔350包括固定框架352、滑轮354、内部框架356、第一走行轨段358、第二走行轨段360、和发动机362。固定框架352、内部框架356、第一走行轨段358和第二走行轨段360可以焊接在一起组成结构件。

走行轨段A、B和C在图9B中示出。将走行轨段A和B合在一起，形成轨段AB。将走行轨段A和C合在一起，形成轨段AC。

在某些实施例中，固定框架352是固定不动的，而内部框架356可由发动机362被配置成当发动机362驱动时经由滑轮354而移动第一走行轨358和第二走行轨360以改变走行轨段A、B和C的不同连接。

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被定位成使得第一走行轨段358与走行轨段A和走行轨段B对齐。这种配置允许运输器从走行轨段A移动至走行轨段B并且反之亦然。运输器是机动的。

在第二位置(在图9A和9B中所示)，内部框架356的定位使得第二走行轨段360与走行轨段A和走行轨段C对齐。这种配置允许运输器从走行轨段A移动至走行轨段C并且反之亦然。在内部框架356中可能存在多于两个走行轨。

如图所示，内部框架356经由滑轮354和发动机362驱动。发动机362通常是交流电动发动机。发动机362也可以是液压或者气压致动器，或者是内燃机，并且也可以通过无线控制。

滑动道岔350与系统连通并发信号以显示内部框架356的当前位置。然后可以将信息转送至运输器。这一步骤尤为重要，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。滑动走行轨道岔350也可以无线地与所述系统连通/通讯。滑动道岔350也可以直接地与所述运输器通讯。

如在图9A-9D中进一步示出，滑动道岔350被设置成当运输器(包括具有货物的运输器)位于第一走行轨段358和/或第二走行轨段360上时用以移动内部框架356。当第一走行轨段358或第二走行轨段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走行轨上迎面驶过彼此。其中一个运输器只需在另一运输器在未被占据的走行轨段上经过的同时，等候于第一走行轨段358或第二走行轨段360上。

滑动道岔350也可以充当升降机，以在向上或向下方向升降运输器。滑动道岔350也可在对角方向上升降运输器。

图10A-10D示出适于本悬挂式轨道运输和路径管理系统的集装箱装载设备400。集装箱装载设备400包括移动平台420、通过起重机进行移动和放置的集装箱410(也可由其它集装箱转运设备/小车进行转运)、由剪式升降机418竖直地升降集装箱412。一组滚柱414辅助集装箱410从其初始位置转移至在剪式升降机418的位置上。

一个标准“装载”周期是，装载设备400将集装箱转运至悬挂式机动运输器119下方，使得运输器119的锁销与集装箱进行对齐同时锁销闭合/紧扣。同理，一个标准“卸载”周期是，装载设备400(位于机动运输器119下方)通过打开锁销，从机动运输器119接过集装箱，再将集装箱从机动运输器119上安全提取并下降。

图11是用于本悬挂式轨道运输和路径管理系统的维修车450的侧视图。图11也描绘了操作维修车450的维修工人452，以及机动运输器119的位置。

本系统的主机械结构可以是多层次、多条走行轨、悬挂式单轨系统。轨道可以通常从连接立柱的水平横梁处悬挂。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的电力驱动的承载结构，以增加(如果不是最大化)系统效率，并且减少了货运生态系统污染。

控制系统描述

集装箱物流系统可以包括总体系统和控制系统，其能够控制机动运输器在整个系统内的运行。这可以包括接收每个集装箱的独立数据，再利用这些数据来引导并安排集装箱进行往返码头及岸边船舶的运输。系统和控制软件可以控制所述系统的各个部件的操作，所述各个部件包括升降台、道岔、地面运输小车以及每个机动运输器上的控制系统。

所述系统和控制软件接收正要从每艘船舶/运输工具卸载的集装箱信息以及正要加载到每艘船舶/运输工具上的集装箱的信息。这个交互可以是自动的或手动的，取决于每个位置处的控制系统。所述系统软件于是可以使用此信息来动态地控制机动运输器在整个系统中的运行，并继而优化道岔、路径、装载站的作业秩序。

每个机动运输器都可以配置控制系统，以控制驱动发动机，包括加/减速运行以及索引、锁销系统、集装箱定位感应系统和距离测量。此机动运输器控制系统也可连通至总体控制系统以报告系统操作参数。

输入/输出：系统和控制系统可以接收关于操作者命令、运输器调配、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：提取特定集装箱，设置集装箱的目的地，改变集装箱的目的地，输入在下一时间增量中等待提取的一列集装箱，发送机动运输器至维护区(即，将其从当前运输系统中移除),从维护区取回机动运输器并返回至当前运输系统，发送机动运输器的信息至海关和从海关处取回有关信息返还给机动运输器，将机动运输器移动至最近的“保持/暂停”轨道段，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、在特定提升站提升和设置机动运输器、紧急停止站点、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。

机动运输器部署信息：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，其当前速度，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，应变测量，负载状态，即，机动运输器是承载了加载的集装箱还是空集装箱、是否空置(即，没有承载集装箱)，机动运输器发动机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。

操作环境信息：典型的操作环境信息可以是：环境温度，风速，以及操作区湿度，操作区地震运动活动，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，由电动运输器的运动导致的电力系统改变，每个道岔的位置以及对于道岔位置的下一计划改变，道岔发动机的温度，道岔锁的位置，以及每个道岔的状态(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记录，集装箱目的地，集装箱的申报重量和检测重量，不恰当的负载平衡的存在，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信息，以及在对于集装箱的责任链中的下一当事方的身份信息。

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向控制系统提供信息的传感器，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机动运输器时；当经加载的机动运输器进入站区时；当已加载有集装箱的机动运输器驶离任何站区时；当经加载的机动运输器进入运行轨道的弯道时；以及当每个集装箱向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记录数据库并且立即变为对API所用。

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道岔路线。

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，则应立即响应新的路线更改。

基于在每个集装箱的升降站处的下一可用的机动运输器，据上传码头运营商的集装箱待移动次序列表来计算每个集装箱的路线。

从停留站向升降站移动空的机动运输器以平衡系统负载平衡和缩短升降机等待时间。

在系统全面停止一段时间后开始系统全面的恢复运行时，应交错地启动的机动运输器来限制总启动电流，以减少总电力需求。

将经加载的机动运输器的过程从主动运行改变为被动保持/停留，这将会经由道岔指令来对机动运输器重新规划路线至保持轨道部分，并且将机动运输器状态警报置于操作者的操控台界面上。

请求将机动运输器牵引至保养库，一旦运输器为空载状态并绕回路进入维护区轨道，机动运输器的状态就即刻变为离线状态。

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，具体有下列方式：

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加以确认。

执行集装箱提取动作，但必须要先确保所有四个锁销信号都显示已安全锁紧。

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范围内，则进行提升；如果在所报告的重量超重但仍在合理范围，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范围，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存在的情况下继续前进至该下降区域；当移入降低区时，传感器将检测在降低区中除了集装箱转运设备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。

本系统能够提供下列操作优点：

本系统的底架可以采用国际标准(ISO)的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运输货运集装箱。

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(排序、改序)，以用于最大调度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岸边桥吊、铁路轨道连接处以及集卡运输器车与货运集装箱作业进行衔接,并从悬挂式单轨系统上提取集装箱，或者将集装箱抬升转运至高架单轨上。

本系统可以具有在所述系统中的各个节点处并排或上下地布置两个、三个和四个并行的单轨运输轨道，并且可以在相同和相反方向上同时独立运输货运集装箱，并且每个运输器有各自独立的移动速度。

在本系统中的道岔可以在两种维度上重新引导集装箱，并且可以将已装载的集装箱(或已卸载)的运输器移动至左侧、右侧、顶侧或底侧相邻的运输轨道上，并行走。

本系统可以在岸边桥吊处与后方一个或多个集装箱转运集散码头之间进行集装箱的运输。

本系统的集装箱运输可以跨越那些受争议的地区、生态保护区、或其它用途地区，以及水域河流上方。

本系统可以在运输货运集装箱的同时可以上下各种坡度的坡，爬坡坡度高达12％。

本系统可以同时设置具有用作四种功能的并行运行轨道：

(1)从船舶提取集装箱进行疏港。

(2)将集装箱返回至船舶。

(3)将集装箱输送至港口内部的集装箱临时停放站或者转运堆场。

(4)使得空的或经加载的运输器排队等候并引导至下一目的地。

本系统可以具有用于维护和紧急救援人员使用的维修小车集，位于主轨上方，允许维护人员在系统运行时能够操作系统。

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道或集卡(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走道/路权，并且可以不需要特殊的或新的走道/路权。

本系统能够利用邻近于已竣工的建筑设施以及现有陆地用途(例如，岸边，建筑，设施，高速公路以及轨道交通线)处并且在上方运作。

本系统可以在提取和输送点之间对于集装箱运输的优化每个独立路线，而不受由基于分级的系统来限制。

本系统能够将立柱(支撑塔架)放置于近岸的沿岸水体和港口处，允许实现从港口位置进出的新路线并且能够独立地延伸入船舶可行驶的水域，以对船舶进行卸载或装载。

本系统可以升降、支持和运输所有标准大小的多式联运集装箱并且可以根据不同标准进行调整并适用于更大的载荷。

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，仅需要有限的人力监管，运行速度高达75公里/小时，能够保持与船舶侧作业效率一致，并且满足港口需要的装卸率(例如每分钟装卸八个集装箱)。

本系统能够适应多种工作环境地形和天气状况。立柱和轨道的结构可抵抗高达190千米每小时的风力并且不受特殊天气的影响，比如极寒天气、下雪、下雨、高温或浓雾等。

本系统作业可于光线较弱处和夜间作业，不受影响。

本系统可以采取特殊设计的“走行轮表面直接接触轨道”且涂覆镀层的走行轮系统，可满足不同的运输速度和爬坡能力，并减少噪音污染。当上下坡时，本系统可以通过使用绳索/线缆，齿轮装置或者链条驱动装置等，利用直接且正向的机械接合进行上升和下降。

本系统可以运用无线电频率、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。

本系统可以包括在经授权的人员的计算机和移动设备上可用的安全且实时的性能报告和实时的仪表盘。

本系统可减少柴油和卡车排放。

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用于国际货运集装箱运输的一体化系统，包括电力和通讯装置(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。

本系统可以用于天然气、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。

本系统可以特别设计成用来防止蓄意的或恶作剧的干扰、篡改或阻碍的机制。

本系统可以包括安全防护装置以防止在正常情况下以及意外情况下操作者和公众免受在货物移动、掉落、停止、启动、道岔和积聚状况时而受到的可能危害。

本系统提供悬挂式、无阻碍的并且能够独立控制和引导的集装箱运输，该运输往返于岸边桥吊“装卸”位置与下列对应的多种尺寸的国际货运集装箱的运输系统：(1)指定的货车和铁路轨道多式联运中心，和(2)一个或多个内陆集装箱集散码头，以及(3)在泊位处的集装箱堆场。

本系统能实现集装箱船的快速装卸，以及效率更高的集装箱疏港作业。

本系统具有上述优点的同时具有显著减少的每集装箱的装卸次数的优点，以取代传统岸边货车或跨运车(或其它轮式运输)转运集装箱的运输系统。

在一些实施案例中，本系统能够设计为部分或全部跨越自然或人工水域(河流、湖泊、海洋等)。

尽管本发明的特定元件、实施案例和应用已被示出和描述，但可以理解本发明不限于此，因为本领域技术人员可以在不离开本公开内容范畴的情况下做出修改，特别是在以上教导的启示下。

Claims (20)

1.一种悬挂式运输系统，包括：

(a)悬挂式轨道；

(b)机动运输器，其被构造为沿着所述悬挂式轨道运行，所述机动运输器包括：

(i)机动小车，其被构造为沿着所述悬挂式轨道驱动所述机动运输器；以及

(ii)承载结构，其被构造为在所述机动小车下方携载集装箱。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述悬挂式轨道包括单轨高架轨道。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述悬挂式轨道包括钢铁轨道。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述悬挂式轨道包括混凝土轨道。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述机动运输器还包括：

(iii)缓冲器和偏转系统，其被构造为防止所述集装箱接触第二集装箱。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述悬挂式轨道包括高架道岔，所述高架道岔被构造为将所述机动运输器选择性地引导至所述悬挂式轨道的不同部分。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述机动小车包括：

(aa)发动机；

(bb)多个轮，所述多个轮被构造为沿着所述悬挂式轨道运行；以及

(cc)连接凸缘点，其用于将所述多个轮中的每个轮连接至所述发动机。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述机动小车包括电动发动机。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述电动发动机包括再生电力系统。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述悬挂式轨道包括取电点；并且所述电动发动机被构造为从所述取电点接收电力。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述至机动小车包括变速箱。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述机动小车包括多个承载轮。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述承载结构包括配置成用以升降和保持所述集装箱的四角锁定销机构。

14.根据权利要求1所述的悬挂式轨道运输系统，其中所述集装箱是多式联运集装箱。

15.根据权利要求1所述的系统，还包括被构造为控制所述机动运输器运行的控制系统。

16.一种运输集装箱的方法，包括：

(a)利用附接于被构造为沿着悬挂式轨道运行的机动运输器的承载结构，提取所述集装箱；

(b)利用所述机动小车，沿着所述悬挂式轨道移动所述机动运输器；

(c)利用缓冲器和偏转系统，防止所述集装箱接触所述悬挂式轨道上的第二集装箱；以及

(d)在目的地处卸下所述集装箱。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

(e)利用高架道岔，选择性地引导所述机动运输器至所述悬挂式轨道的不同部分。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括：

(e)利用所述机动小车的发动机，从所述悬挂式轨道的取电点接收电力。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述集装箱为货运集装箱。

20.根据权利要求16所述的方法，还包括：

(e)利用控制系统来控制客所述机动运输器的操作。