CN110498199B - 基于水能综合利用的货物跨距运输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于水能综合利用的货物跨距运输系统，包括第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道；第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道上分别设有载货小车和小车位置调节机构，两个载货小车之间设有货物转移机构；小车位置调节机构包括液位调节通道和平衡浮重桶，平衡浮重桶与对应的载货小车之间设有连接绳相连，且：当平衡浮重桶的浮力f等于0时，平衡浮重桶对连接绳施加的拉力F₁与对应载货小车的重力G₀和货物的重力G₁之间满足：F₁＞(G₀+G₁)sinα，当平衡浮重桶的浮力f为最大值时，即f＝f_max时，平衡浮重桶对连接绳施加的拉力F₂与对应载货小车的重力G₀和货物的重力G₁之间满足：F₂＜(G₀+G₁)sinα。

Description

基于水能综合利用的货物跨距运输系统

技术领域

本发明涉及一种货物运输系统，具体的为一种基于水能综合利用的货物跨距运输系统。

背景技术

我国交通运输量日益趋增，货物（包括：件杂货、散货等）在不同情况下（水文、地质条件等）的跨距运输也在其中扮演着重要角色，传统的货物运输方式主要包括：船舶运输，或是通过架设桥梁、管道等途径进行运输。然而，传统的各类运输方式均存在不同程度的局限性，尤其是采用船舶或管道输运，不仅会消耗大量的人力、物力、财力及能源，还存在阻碍航道、改变水流流态以及对的其周边生态环境造成污染等现象发生。为此有必要考虑对输运环境中的水能实施综合利用，设计一种基于水能综合利用的货物跨距运输系统，用以降低货物运输成本、节省能源并致力于达到与传统运输方式二者兼容的发展态势。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于水能综合利用的货物跨距运输系统，不仅可利用水能实现跨距运输，而且能够尽可能的降低对航道以及水流流态造成影响。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于水能综合利用的货物跨距运输系统，包括分别位于一竖直平面两侧的第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道，所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道均相对于水平面成倾斜设置，且所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道的下端相互连接，所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道之间在水平方向上的间距沿着竖直向上的方向逐渐增大；

所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道上分别设有载货小车和用于控制所述载货小车在对应的所述第一跨距运输轨道或第二跨距运输轨道上的位置的小车位置调节机构，两个所述载货小车之间设有用于将货物从其中一个所述载货小车转移到另一个所述载货小车的货物转移机构；

所述小车位置调节机构包括液面高度可调节的液位调节通道和位于所述液位调节通道内的平衡浮重桶，所述平衡浮重桶与对应的所述载货小车之间设有连接绳相连，且：

当所述平衡浮重桶的浮力f等于0时，所述平衡浮重桶对所述连接绳施加的拉力F₁与对应载货小车的重力G₀和货物的重力G₁之间满足：

F₁＞（G₀+G₁）sinα

当所述平衡浮重桶的浮力f为最大值时，即f=f _max 时，所述平衡浮重桶对所述连接绳施加的拉力F₂与对应载货小车的重力G₀和货物的重力G₁之间满足：

F₂＜（G₀+G₁）sinα

其中，α为与所述载货小车对应的所述第一跨距运输轨道或第二跨距运输轨道与水平面之间的夹角。

进一步，所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道上分别设有用于导向所述载货小车的第一导轨和第二导轨。

进一步，所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道均设置在密封的第一涵道和第二涵道内，且第一涵道和第二涵道之间相互连通。

进一步，两个所述载货小车之间设有用于检测该两个所述载货小车是否接触在一起的接触传感器。

进一步，所述货物转移机构包括用于将货物从其中一个载货小车上推送至另一个所述载货小车上的货物推送装置，或，所述货物转移机构包括用于将货物从其中一个载货小车上抓取至另一个所述载货小车上的货物抓取装置。

进一步，所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道上分别设有定滑轮，所述连接绳绕过对应的所述定滑轮后分别与对应的所述载货小车和平衡浮重桶相连。

进一步，所述液位调节通道内设有用于通入液体介质并使液面升高的注液口和用于排出液体介质使液面降低的出液口。

进一步，所述液位调节通道设置在对应的所述第一跨距运输轨道或所述第二跨距运输轨道下方，且所述液位调节通道与对应的所述第一跨距运输轨道或所述第二跨距运输轨道平行。

进一步，当所述平衡浮重桶的浮力f=0时，所述平衡浮重桶对所述连接绳施加的拉力F₁为：

F₁=G₂sinβ

当所述平衡浮重桶的浮力f为最大值时，即f=f _max 时，所述平衡浮重桶对所述连接绳施加的拉力F₂为：

F₂= （G₂-f _max ）sinβ

其中，G₂为平衡浮重桶的重力，β为对应的所述液位调节通道相对于水平面的倾斜角度。

进一步，当所述平衡浮重桶的浮力f为最大值时，即f=f _max 时，G₂-f _max =0。

进一步，分别属于两个所述小车位置调节机构的液位调节通道相连通，且两个所述液位调节通道的下方设有与所述出液口相连通的储液箱或安装设有水力发动机。

本发明的有益效果在于：

本发明基于水能综合利用的货物跨距运输系统，通过设置第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道，并分别在第一跨距运输轨道与第二跨距运输轨道上设置载货小车，如此，利用小车位置调节机构分别调节两个载货小车之间的相对位置关系，当两个载货小车分别位于第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道的最低位置处时，两个载货小车之间对接在一起，如此，即可利用货物转移机构将货物从一个载货小车上转移至另一个载货小车上，实现货物跨距运输的技术目的；通过将小车位置调节机构采用液位调节通道和平衡浮重桶，即利用水的浮力作用调节平衡浮重桶对连接绳施加的拉力大小，进而控制对应的载货小车向上或向下移动，达到水能综合利用的技术目的，本发明的货物跨距运输系统可埋设在河流、湖泊、海湾等的水面以下，可将对航道以及水流流态所造成的影响降到最低。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明基于水能综合利用的货物跨距运输系统实施例的结构示意图；

图2为本实施例基于水能综合利用的货物跨距运输系统在货物交接前的使用状态参考图；

图3为本实施例基于水能综合利用的货物跨距运输系统在货物交接中的使用状态参考图；

图4为本实施例基于水能综合利用的货物跨距运输系统在货物交接后的使用状态参考图。

附图标记说明：

1-第一跨距运输轨道；2-第二跨距运输轨道；3-货物运载小车，4-货物运载小车；5-货物；6-货物；7-液位调节通道；8-液位调节通道；9-平衡浮重桶；10-平衡浮重桶；11-连接绳；12-连接绳；13-第一导轨；14-第二导轨；15-第一涵道；16-第二涵道；17-定滑轮；18-定滑轮；19-注液口；20-出液口；21-储液箱；22-滚轮；23-货物推送装置；24-货物推送装置；25-小车导轨；26-小车导轨。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明基于水能综合利用的货物跨距运输系统实施例的结构示意图。本实施例的基于水能综合利用的货物跨距运输系统，包括分别位于一竖直平面两侧的第一跨距运输轨道1和第二跨距运输轨道2，第一跨距运输轨道1和第二跨距运输轨道2均相对于水平面成倾斜设置，且第一跨距运输轨道1和第二跨距运输轨道2的下端相互连接，第一跨距运输轨道1和第二跨距运输轨道2之间在水平方向上的间距沿着竖直向上的方向逐渐增大。具体的，第一跨距运输轨道1和第二跨距运输轨道2相对于水平面的倾斜角度α可以相等，也可以不相等，不再累述。

第一跨距运输轨道1和第二跨距运输轨道2上分别设有载货小车3,4和用于控制载货小车3，4在对应的第一跨距运输轨道1或第二跨距运输轨道2上的位置的小车位置调节机构，两个载货小车3,4之间设有用于将货物5，6从其中一个载货小车转移到另一个载货小车的货物转移机构。

本实施例的小车位置调节机构包括液面高度可调节的液位调节通道7,8和位于液位调节通道7,8内的平衡浮重桶9,10，平衡浮重桶9,10与对应的载货小车3,4之间设有连接绳11,12相连，且：

当平衡浮重桶9,10的浮力f等于0时，平衡浮重桶9,10对连接绳11,12施加的拉力F₁与对应载货小车3,4的重力G₀以及货物5,6的重力G₁之间满足：

F₁＞（G₀+G₁）sinα

当平衡浮重桶9,10的浮力f为最大值时，即f=f _max 时，平衡浮重桶9,10对连接绳11,12施加的拉力F₂与对应载货小车3,4的重力G₀以及货物的重力G₁之间满足：

F₂＜（G₀+G₁）sinα

其中，α为与载货小车3,4对应的第一跨距运输轨道1或第二跨距运输轨道2与水平面之间的夹角，如此，即可满足调节载货小车3,4在对应的第一跨距运输轨道1和第二跨距运输轨道2上的位置的技术目的。

进一步，第一跨距运输轨道1和第二跨距运输轨道2上分别设有用于导向载货小车3,4的第一导轨13和第二导轨14，用于导向对应的载货小车3,4，使其运动轨迹更加稳定。

进一步，第一跨距运输轨道1和第二跨距运输轨道2均设置在水密封的第一涵道15和第二涵道16内，且第一涵道15和第二涵道16之间相互连通，如此，第一涵道15和第二涵道16埋设在水下可防止货物5，6进水，可满足防水货物的跨距运输要求。

进一步，两个载货小车3,4之间设有用于检测该两个载货小车3,4是否接触在一起的接触传感器，当接触传感器检测到信号后，再控制货物转移机构动作。具体的，货物转移机构可采用多种方式实现，如货物转移机构包括用于将货物5,6从其中一个载货小车上推送至另一个载货小车上的货物推送装置，或，货物转移机构包括用于将货物从其中一个载货小车上抓取至另一个载货小车上的货物抓取装置。本实施例的货物转移机构包括用于将货物5,6从其中一个载货小车上推送至另一个载货小车上的货物推送装置23,24，且载货小车3,4上设有用于导向货物5,6的货物轨道25,26。

进一步，第一跨距运输轨道1和第二跨距运输轨道2上分别设有定滑轮17,18，连接绳绕11,12过对应的定滑轮17,18后分别与对应的载货小车3,4和平衡浮重桶9,10相连。

进一步，液位调节通道7,8内设有用于通入液体介质并使液面升高的注液口19和用于排出液体介质使液面降低的出液口20。液位调节通道7,8设置在对应的第一跨距运输轨道1或第二跨距运输轨道2下方，且液位调节通道7,8与对应的第一跨距运输轨道1或第二跨距运输轨道2平行。

具体的，当平衡浮重桶9,10的浮力f=0时，平衡浮重桶对连接绳施加的拉力F₁为：

F₁=G₂sinβ

当平衡浮重桶9,10的浮力f为最大值时，即f=f _max 时，平衡浮重桶对连接绳施加的拉力F₂为：

F₂= （G₂-f _max ）sinβ

其中，G₂为平衡浮重桶的重力，β为对应的液位调节通道7,8相对于水平面的倾斜角度。当液位调节通道7,8与对应的第一跨距运输轨道1或第二跨距运输轨道2平行，α≈β。

优选的，当平衡浮重桶的浮力f为最大值时，即f=f _max 时，G₂-f _max =0。即平衡浮重桶可漂浮在液面上或悬浮在液面内。本实施例的平衡浮重桶可漂浮在液面上，且平衡浮重桶的顶面设有与液位调节通道7,8滚动配合的滚轮22。

进一步，本实施例分别属于两个小车位置调节机构的液位调节通道相连通，且两个液位调节通道的下方设有与出液口相连通的储液箱21。在一些优选的实施例中，还可以在出液口处设置水力发动机，回收能量，提供电力来维持货物跨距运输系统正常运转。在一些实施例中，也可以将两个液位调节通道内的液体直接排出至下游，不再累述。

本实施例基于水能综合利用的货物跨距运输系统的工作过程如下：

货物下降——当货物放在载货小车3，4后，注液口开启，出液口关闭，液位调节通道7,8内的液位升高带动平衡浮重桶9,10上升，货物下降。

货物交接——当载货小车3，4到达指定交接位置处时（制动装置控制），货物5,6在货物推送装置23,24的推动下，沿着货物轨道25,26移动至另外一台载货小车，可实现货物5,6的双向运输。

货物上升——当货物交接完成之后，注液口关闭，出液口开启，液位调节通道7,8内的水位下降，水流向储液箱（或者排向下游，可在排水阀门处安装水力发动机，提供电力来使装置正常运转），平衡浮重桶9,10下降，以此达到拉动货物上升的目的，货物到达通道的另外一端，实现横向运输。

本实施例基于水能综合利用的货物跨距运输系统，通过设置第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道，并分别在第一跨距运输轨道与第二跨距运输轨道上设置载货小车，如此，利用小车位置调节机构分别调节两个载货小车之间的相对位置关系，当两个载货小车分别位于第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道的最低位置处时，两个载货小车之间对接在一起，如此，即可利用货物转移机构将货物从一个载货小车上转移至另一个载货小车上，实现货物跨距运输的技术目的；通过将小车位置调节机构采用液位调节通道和平衡浮重桶，即利用水的浮力作用调节平衡浮重桶对连接绳施加的拉力大小，进而控制对应的载货小车向上或向下移动，达到水能综合利用的技术目的，本实施例的货物跨距运输系统可埋设在河流、湖泊、海湾等的水面以下，可将对航道以及水流流态所造成的影响降到最低。

本实施例基于水能综合利用的货物跨距运输系统还具有以下优点：

1）节能环保：该系统是能量的高效利用与转换，可尽可能少的消耗外部化学能源、人力资源，不会产生危害环境的污染物，对水下生态环境不会构成较大影响，绿色环保，水能的综合利用能保证系统的正常运转；

2）智能运输：全过程不需要复杂的外界控制，实现智能运输、智能控制；

3）适用性强：与已知的所有运输方式不矛盾，相互相存，二者兼容可提高运输效率，只要在能满足水力条件的环境下，该系统即适用。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种基于水能综合利用的货物跨距运输系统，其特征在于：包括分别位于一竖直平面两侧的第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道，所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道均相对于水平面成倾斜设置，且所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道的下端相互连接，所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道之间在水平方向上的间距沿着竖直向上的方向逐渐增大；

所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道上分别设有载货小车和用于控制所述载货小车在对应的所述第一跨距运输轨道或第二跨距运输轨道上的位置的小车位置调节机构，两个所述载货小车之间设有用于将货物从其中一个所述载货小车转移到另一个所述载货小车的货物转移机构；

所述小车位置调节机构包括液面高度可调节的液位调节通道和位于所述液位调节通道内的平衡浮重桶，所述平衡浮重桶与对应的所述载货小车之间设有连接绳相连，且：

当所述平衡浮重桶的浮力f等于0时，所述平衡浮重桶对所述连接绳施加的拉力F₁与对应载货小车的重力G₀和货物的重力G₁之间满足：

F₁＞（G₀+G₁）sinα

当所述平衡浮重桶的浮力f为最大值时，即f=f _max 时，所述平衡浮重桶对所述连接绳施加的拉力F₂与对应载货小车的重力G₀和货物的重力G₁之间满足：

F₂＜（G₀+G₁）sinα

其中，α为与所述载货小车对应的所述第一跨距运输轨道或第二跨距运输轨道与水平面之间的夹角。

2.根据权利要求1所述基于水能综合利用的货物跨距运输系统，其特征在于：所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道上分别设有用于导向所述载货小车的第一导轨和第二导轨。

3.根据权利要求1所述基于水能综合利用的货物跨距运输系统，其特征在于：所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道均设置在密封的第一涵道和第二涵道内，且第一涵道和第二涵道之间相互连通。

4.根据权利要求1所述基于水能综合利用的货物跨距运输系统，其特征在于：所述货物转移机构包括用于将货物从其中一个载货小车上推送至另一个所述载货小车上的货物推送装置，或，所述货物转移机构包括用于将货物从其中一个载货小车上抓取至另一个所述载货小车上的货物抓取装置。

5.根据权利要求1所述基于水能综合利用的货物跨距运输系统，其特征在于：所述第一跨距运输轨道和第二跨距运输轨道上分别设有定滑轮，所述连接绳绕过对应的所述定滑轮后分别与对应的所述载货小车和平衡浮重桶相连。

6.根据权利要求1所述基于水能综合利用的货物跨距运输系统，其特征在于：所述液位调节通道内设有用于通入液体介质并使液面升高的注液口和用于排出液体介质使液面降低的出液口。

7.根据权利要求6所述基于水能综合利用的货物跨距运输系统，其特征在于：所述液位调节通道设置在对应的所述第一跨距运输轨道或所述第二跨距运输轨道下方，且所述液位调节通道与对应的所述第一跨距运输轨道或所述第二跨距运输轨道平行。

8.根据权利要求1所述基于水能综合利用的货物跨距运输系统，其特征在于：

当所述平衡浮重桶的浮力f=0时，所述平衡浮重桶对所述连接绳施加的拉力F₁为：

F₁=G₂sinβ

当所述平衡浮重桶的浮力f为最大值时，即f=f _max 时，所述平衡浮重桶对所述连接绳施加的拉力F₂为：

F₂= （G₂-f _max ）sinβ

其中，G₂为平衡浮重桶的重力，β为对应的所述液位调节通道相对于水平面的倾斜角度。

9.根据权利要求8所述基于水能综合利用的货物跨距运输系统，其特征在于：当所述平衡浮重桶的浮力f为最大值时，即f=f _max 时，G₂-f _max =0。

10.根据权利要求6所述基于水能综合利用的货物跨距运输系统，其特征在于：分别属于两个所述小车位置调节机构的液位调节通道相连通，且两个所述液位调节通道的下方设有与所述出液口相连通的储液箱或安装设有水力发动机。

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