CN112498380B - 一种无人驾驶多式联运车及运输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无人驾驶多式联运车及运输系统,尤其是一种既能在高架、地面、地下隧道或山体隧道内的多式联运轨道上运行,又能在普通公路行使,还能在渡船和铁路上运输,联通海岸港口和几百公里至几千公里的内陆港口、机场、火车站、物流集散中心、生产基地可直达用户服务好最后一公里的无人驾驶多式联运车,由无人驾驶多式联运车、多式联运轨道、多式联运智能运行中心组成。采用无人驾驶、物联网技术、自动编组联运技术和轨道自动导向技术等,全流程透明可视、效率高、成本低、节能环保、全天候运行、安全可靠。多式联运轨道利用道路边坡绿化带或中分带建设拆迁少、节约土地、建设费用低,不增加城市拥堵,是未来智慧物流新生态的重要组成部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人驾驶多式联运车及运输系统,属于交通运输技术领域,尤其是一种既能在高架、地面、地下隧道或山体隧道内的多式联运轨道上运行,又能在公路行使,还能在渡船和铁路上运输,联通海岸港口和几百公里至几千公里的内陆港口、机场、火车站、物流集散中心、生产基地可直达用户服务好最后一公里的无人驾驶多式联运车,由无人驾驶多式联运车、多式联运轨道、多式联运智能运行中心组成。
背景技术
随着世界经济总量的不断扩大和人们对生存发展环境、能源和效率的重视,对物流运输也提出了更高的要求,运输成本高的问题,燃油车污染问题和石油能源资源问题,海运、空运、铁路运输等多次倒运、多次装卸问题,多式联运和物流运输服务好最后一公里问题越来越受到人们的重视。于是围绕物流运输创新和多式联运展开了大量技术创新和模式创新。
CN201680071008.4、US20180319263A1、US20180370411A1、JP2018537345A公开了一种用于集装箱(5)的运输车辆(1),具有其上能够放置集装箱(5)的第一放置表面(2a),并具有两个相对的引导表面,所述引导表面在所述第一放置表面(2a)方向上朝向彼此延伸以当将集装箱(5)放置在运输车辆(1)上时在沿第一放置表面(2a)的方向上引导集装箱(5),其中所述第一放置表面(2a)设置在所述引导表面(2e)之间。为了提供改进的运输车辆(1),提供一种转换器(6),所述转换器(6)能够以这样的方式在待机位置和运行位置之间移动,即当转换器(6)在待机位置时,集装箱(5)可以在放置到运输车辆(1)上的过程中被引导到第一放置表面(2a)之上,而当转换器(6)以运行位置放置在运输车辆(1)上时,集装箱(5)被引导到第二放置表面(6a)之上,所述第二放置表面由转换器(6)形成并设置在引导表面(2e)之间。公开的主要是集装箱装车入位导向转换装置。用于港口内部集装箱码头的集装箱运输。
US20180370410A1、JP2018537346A公开了一种集装箱运输车包括第一放置面和两个相对的引导面,所述引导表面在所述第一放置表面方向上朝向彼此延伸以当将集装箱放置在运输车辆上时在沿第一放置表面(2a)的方向上引导集装箱(5),其中所述第一放置表面(2a)设置在所述引导表面(2e)之间。公开的主要是集装箱装车入位导向转换装置。
KR101923744B1地面行走和橡胶轮胎式集装箱运输车,它可以在无人驾驶或载人操作的方式选择。
CN201680064355.4公开了一种用于集装箱的运输车辆(1),尤其是用于ISO集装箱的地面无人驾驶的重型运输车辆(1),其具有用于接收至少一个待运输集装箱的平台(5),在集装箱被放置在平台(5)上时,所述平台由用于引导所述集装箱的引导元件(5a)限定,还具有驱动单元和用于给所述驱动单元供应电力的电池模块(7)。所述电池模块(7)具有支承框架(7b)和电池(7a)。本发明的目的是改良对应的运输车辆(1)。
CN201720583052.5公开了一种新能源厢式货车动力电池包结构,包括车本体和安装在车本体上的货厢,在货厢底部设置动力电池包仓,在动力电池包仓内设置绝缘防水隔离层,电池模组均匀平铺于动力电池包仓中,动力电池包输出通过接插件连接驾驶仓内的控制装置。
CN201721207142.0公开一种重型汽车车架前段总成,包括前段前主纵梁、前段后主纵梁、前段第一横梁、前段第二横梁和前牵引钩支架。
CN201610930700.X公开了一种重型卡车车架总成,包括横梁(1)、左纵梁(2)和右纵梁(3),所述左纵梁(2)通过所述横梁(1)与所述右纵梁(3)连接,所述左纵梁(2)和所述右纵梁(3)均采用“C”型截面梁。
CN201711374665.9、201721778678.8公开了一种受电弓及采用该受电弓的电动汽车。其顶部设有受电弓,它还包括数据处理单元和寻迹装置,寻迹装置置于电动汽车的顶部,伸缩机构、平移机构和寻迹装置均信号连接于数据处理单元。
CN201530497109.6、CN201530497140.X公开了一种架式受电弓的电动公交车外观设计。
综上所述,各种物流车辆创新从不同角度解决了部分物流交通问题,但是目前重载物流燃油车还是占主导、污染问题还是没有得到很好解决,新能源重载物流车尤其是服务半径大于100公里(即续航里程大于200公里)的新能源重载物流车还没有得到广泛推广应用,主要原因还是受电池续航里程限制和重载物流车所需动力大、托载的电池重量太大、自身重量造成能耗浪费太大。尤其是海运、空运、铁路运输等多次倒运、多次装卸问题依然存在,多式联运存在的问题没有解决,使货物由产地或港口直达用户,服务好最后一公里问题依然存在。运输总费用高总成本高的问题依然存在。
发明内容
本发明的目的在于为进一步解决上述问题提供一种无人驾驶多式联运车及运输系统,灵活、快捷、高效、智能联通海岸港口与几百公里乃至上千公里外的海岸港口、内陆港口、机场、火车站、物流中心、生产基地等,把海岸港口的功能搬到内陆,把产品由港口或产地直接送到用户,解决好最后一公里服务问题。无人驾驶多式联运车既能在高架、地面、地下隧道或山体隧道内的多式联运轨道上运行,又能在公路行使,还能在渡船和铁路上运输。多式联运车及运输系统综合运量大、运输成本低、解决了不同物品的不同运输需求,可运输标准集装箱、普通货物集装箱、快递集装箱、散货集装箱等,尤其是冷链物流箱实现在轨道供电制冷,最大限度减少中间装卸环节,使货物直达用户,降低运费和中间装卸费用;采用物联网通讯(5G通讯等)、无人驾驶技术和轨道自动导向技术等,全流程透明可视可追踪,安全可靠性高;自动编组联运系统实现二编组、三编组、四编组等多编组无人驾驶多式联运车运行,大幅度提升了多式联运轨道的运输量;无人驾驶多式联运车在多式联运轨道上运行续航里程达上千公里无限制,在多式联运轨道上充电和离开轨道加装增程电池组彻底解决了新能源重载货车续航里程在普通公里运行受限的难题,实现了“N×(300~400)平方公里”服务范围全覆盖,轨道N公里长、轨道两侧各服务半径150~200公里,N×(300~400)服务模式使新能源重载货车续航里程无限制。新能源车无污染、噪声低、节能环保,解决了目前集装箱运输以燃油汽柴油车为主的空气污染、CO2排放问题和不可再生石油资源的依赖问题;500百公里远的内陆港口年吞吐量2000万标箱,年可减少CO2排放945~1080万吨,是未来城市智慧物流和大交通物流新生态的重要组成部分。
本发明的目的之一是提供一种无人驾驶多式联运车。
本发明的目的之二是提供一种无人驾驶多式联运车编组连接机构。
本发明的目的之三是提供一种无人驾驶多式联运车编组。
本发明的目的之四是提供一种基于所述多式联运车的多式联运轨道系统。
本发明中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位词所指示的方位或位置关系,均为基于附图所示的方位和位置关系,仅仅是为了方便描述本发明的结构和位置关系,而不是指示或者暗示所指部分具有特定的方位或者依特定得到方位操作,不能理解为对本发明的限制。
发明详述:
本发明提供一种新能源无人驾驶多式联运车编组连接机构,所述编组连接机构(6)是伸缩式编组连接机构或旋转式编组连接机构,伸缩式编组连接机构由自动连接器副、缸体连接结构、定向指令传送器副、对接引导器(63)组成;自动连接器副通过缸体连接结构纵向安装在前横梁(23)和尾横梁(24)底面的中部,定向指令传送器副纵向安装在自动连接器副的一侧,对接引导器(63)安装在自动连接器副的另一侧,以精准引导前后车的自动连接器副准确对接。所述自动连接器副、定向指令传送器副、对接引导器(63)均可采用现有技术,由本领域专业技术人员进行具体设计和制造。如图4、图5、图2、图1所示。
优选的,所述自动连接器副为对应设置的两部分,自动连接器副的一半由自动连接器A(64)和缸体连接结构组成,另一半由自动连接器B(65)和缸体连接结构组成;缸体连接结构纵向安装在每辆无人驾驶多式联运车的前横梁(23)和尾横梁(24)底面中部,前底面中部的缸体连接结构上安装有自动连接器A(64),后底面中部的缸体连接结构上安装有自动连接器B(65)。当自动连接器A(64)与自动连接器B(65)轴向相对插在一起时自动相互紧锁成一个坚固整体结构,前后无人驾驶多式联运车连接在一起实现编组联运;如图4、图5、图2、图1所示。优选的,每辆无人驾驶多式联运车的前横梁(23)和尾横梁(24)的底面中部均纵向安装有一个缸体连接结构,前横梁(23)底面中部的缸体连接结构上安装有自动连接器A(64),尾横梁(24)底面中部的缸体连接结构上安装有自动连接器B(65)。
所述缸体连接结构包括活塞柱(66)、活塞(67)、气缸体(68)、高压进气管(6B)、抽气管(6C)、单向阀(6D);活塞柱(66)与活塞(67)安装在气缸体(68)内,活塞柱(66)与活塞(67)相连,气缸体(68)的底部安装有高压进气管(6B)和抽气管(6C),高压进气管(6B)和抽气管(6C)上均安装有单向阀(6D)。当气缸体(68)通过高压进气管(6B)和单向阀(6D)充入高压空气,活塞(67)到达连接工作位(69)时并保持压力恒定状态,两车对接时由于具有一定的冲击力,冲击力最终作用到活塞(67)上,活塞(67)返回进一步压缩气缸体(68)内的气体,起到吸能和缓冲的作用;当气缸体(68)通过抽气管(6C)和单向阀(6D),抽出气体后,活塞(67)回到零位(6A),此时的自动连接器A(64)和自动连接器B(65)均位于车前后防撞梁(2J)的后面处于受保护状态、以免受到撞击损坏。如图4、图5所示。优选的,自动连接器A(64)安装在活塞柱(66)上,自动连接器B(65)安装在另一侧的活塞柱(66)上。
所述定向指令传送器副由定向指令传送器A(61)和定向指令传送器B(62)组成,定向指令传送器A(61)安装在自动连接器A(64)头部水平方向的一侧,定向指令传送器B(62)相对应安装在自动连接器B(65)的头部水平方向的同一侧,定向指令传送器A(61)和定向指令传送器B(62)轴向相互对应,随着自动连接器A(64)与自动连接器B(65)相互插接在一起的同时定向指令传送器A(61)和定向指令传送器B(62)也自动对接在一起,定向指令传送器B(62)的头部紧压在定向指令传送器A(61)头部内的压感弹性圈(6E)上时,启动前后车相互传输识别信息和指令信息,使第一无人驾驶多式联运车向连接的第二无人驾驶多式联运车发出的运行指令不受到任何干扰无误地传递,或准确地接收第二无人驾驶多式联运车的数据信息,此时,第二无人驾驶多式联运车把无人驾驶运行控制权全部交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统,使运行在多式联运轨道上的二编组的两辆车均在第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统的操作指令下加速、减速、制动等一切操作行动完全一致。若第二无人驾驶多式联运车后面还需要连接第三车(称为三编组)、或第三车后面还需要连接第四车(称为四编组)及更多车相联连时,重复上述程序,第三车或第四车等依次把无人驾驶权交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统,使第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统运行指令信息依次传递到每辆车,如同一辆车运行一样。当所有二编组、三编组、四编组等联运的车辆到达目的地后同时接到多式联运轨道管理系统的编组联运车解散指令后,每辆车的整车控制系统将启动解除自动连接器副自锁的指令和操作,使自动连接器A(64)和自动连接器B(65)分离,此时,定向指令传送器A(61)和定向指令传送器B(62)也随之分离,在定向指令传送器A(61)头部内的压感弹性圈(6E)没有压感信息时,亦即前后车分开状态时,定向指令传送器A(61)不在发出识别信息、所有外来信息将被屏避,防止了因干扰信息产生误操作。如图4、图5、图2、图1所示。
所述对接引导器(63)为一对,相互对应分别安装在自动连接器A(64)和自动连接器B(65)尾部的正上方,用于引导前后无人驾驶多式联运车两车的精准对接编组。如图4、图5所示。
所述旋转式编组连接机构由自动连接器副、连接旋转体(6F)、电动旋转机构(6G)、定向指令传送器副、对接引导器(63)组成;即所述缸体连接结构由连接旋转体(6F)和电动旋转机构(6G)替代,自动连接器副由自动连接器A(64)、自动连接器B(65)、连接旋转体(6F)和电动旋转机构(6G)组成;连接旋转体(6F)一端安装有自动连接器A(64)、另一端安装在电动旋转机构(6G)的中下部,电动旋转机构(6G)的顶部安装在前横梁(23)底面中部可实现180度旋转;连接旋转体(6F)一端安装有自动连接器B(65)、另一端安装在电动旋转机构(6G)的中下部,电动旋转机构(6G)的顶部安装在尾横梁(24)底面中部可实现180度旋转;其它与伸缩式编组连接机构完全相同。如图12、图13所示。
当前后无人驾驶多式联运车需要编组时,电动旋转机构(6G)带动连接旋转体(6F)和自动连接器A(64)及自动连接器B(65)自动旋转到垂直于前横梁(23)和尾横梁(24)位置,自动连接器A(64)和自动连接器B(65)均位于车前后防撞梁(2J)的外面以实现对接;当车辆不需要编组时自动连接器A(64)和自动连接器B(65)均自动旋转到车前后防撞梁(2J)的后面位置,处于受保护状态,以免受到撞击损坏。
本发明还提供所述编组连接机构(6)实施的编组连接的方法,包括下列步骤:
1)第一无人驾驶多式联运车与第二无人驾驶多式联运车同时接到多式联运轨道管理系统的编组指令,
2)第一无人驾驶多式联运车尾横梁(24)上的自动连接器A(64)上的对接引导器(63)向第二无人驾驶多式联运车前横梁(23)上的自动连接器B(65)上的对接引导器(63)发出对接引导信息和精确位置信息,
3)第二无人驾驶多式联运车启动导航系统和无人驾驶系统寻找、对准第一无人驾驶多式联运车的对接引导器(63);
4)自动连接器A(64)和自动连接器B(65)的气缸体(68)通过高压进气管(6B)和单向阀(6D)开始充入高压空气,活塞(67)到达连接位(69);同时活塞(67)通过活塞柱(66)带动其上的自动连接器A(64)和自动连接器B(65)到达防撞梁(2J)以外的连接准备位置;或者
电动旋转机构(6G)带动连接旋转体(6F)和自动连接器A(64)及自动连接器B(65)均自动旋转到垂直于前横梁(23)和尾横梁(24)位置,自动连接器A(64)和自动连接器B(65)均位于车前后防撞梁(2J)的外面以实现对接。
5)自动连接器A(64)对接插入自动连接器B(65)自动锁紧;
6)自动连接器A(64)和自动连接器B(65)对接自动锁紧的同时定向指令传送器A(61)和定向指令传送器B(62)也完成了对接,启动前后车相互传输识别信息和指令信息,第二无人驾驶多式联运车把无人驾驶运行控制权全部交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统组成了一辆二编组车。
优选的,所述编组连接机构(6)实施的编组连接方法还包括第三无人驾驶多式联运车,所述编组连接机构(6)实施的编组连接方法还包括下列步骤:
7)第三无人驾驶多式联运车与步骤6)的二编组车同时接到多式联运轨道管理系统的编组指令后需要组合成三编组车运行,然后充分步骤2)-步骤6)的步骤,第三车依次把无人驾驶权交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统。
优选的,所述编组连接机构(6)实施的编组连接方法还包括第4-15无人驾驶多式联运车,所述编组连接机构(6)实施的编组连接方法还包括下列步骤:
8)第4~15无人驾驶多式联运车与步骤7)的三编组车同时接到多式联运轨道管理系统的编组指令后需要组合成4~15编组车运行,重复步骤2)~步骤6)的步骤,第三车或第4~15车依次把无人驾驶权交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统,使第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统运行指令信息同步传递到每辆车,多车相联如同一辆车运行一样。
优选的,所述编组连接机构(6)实施的编组连接方法还包括分离步骤,分离步骤如下:
所有编组车的车辆到达目的地后同时接到多式联运轨道管理系统的编组联运车解散指令后,每辆车的整车控制系统将启动解除自动连接器副自锁的指令和操作,使自动连接器A(64)和自动连接器B(65)分离,定向指令传送器A(61)和定向指令传送器B(62)也随之分离,在定向指令传送器A(61)头部内的压感弹性圈(6E)没有压感信息时,定向指令传送器A(61)不在发出识别信息。此时的自动连接器A(64)和自动连接器B(65)均收缩回到前、后防撞梁(2J)的后面受到保护、以免受到撞击损坏;或者,自动连接器A(64)和自动连接器B(65)均自动旋转到车前后防撞梁(2J)的后面位置,处于受保护状态。
本发明提供一种具有编组连接机构的新能源无人驾驶多式联运车,其主要特征是既能在多式联运轨道上运行又能在普通道路上运行、可实现自动编组联运的新能源物流车,包括车架机构(2)、运行系统、导向机构(5)、编组连接机构(6)、电源系统、控制系统;运行系统安装在车架机构的下面,导向机构(5)和电源系统安装在车架机构(2)上,控制系统安装在车架机构上的驾驶室(2H)内。如图1、图2、图3和图7所示。所述控制系统包括安全运行系统、无人驾驶系统、整车控制系统、车载物联网系统;所述安全运行系统用于控制无人驾驶多式联运车在多式联运轨道系统以安全行驶速度、安全行驶间隔距离的条件下,有序运行。
所述车架机构(2)由第一纵梁(21)、第二纵梁(22)、前横梁(23)、尾横梁(24)、集装箱托架组成;如图2所示,第一纵梁(21)和第二纵梁(22)左右平行放置在同一水平面上,在第一纵梁(21)和第二纵梁(22)前端部横向垂直安装有前横梁(23)、后端部横向垂直安装有尾横梁(24)组成矩形的车架纵梁结构。如图2所示。
所述集装箱托架包括前端梁(25)、中部梁(26)、后端梁(27)、第一边梁(2A)、第二边梁(2B);前端梁(25)、中部梁(26)、后端梁(27)由前往后布置在同一水平面上分别与第一边梁(2A)和第二边梁(2B)垂直安装在一起组成了上表面为同一平面的集装箱托架。优选的,集装箱托架安装在第一纵梁(21)和第二纵梁(22)组成车架的纵梁结构的中部,集装箱托架的前端梁(25)、中部梁(26)、后端梁(27)由前往后等间距、横向对称、垂直交叉安装在第一纵梁(21)和第二纵梁(22)上,交叉安装使集装箱托架的上表面与第一纵梁(21)和第二纵梁(22)的上表面为同一平面。由本专业技术人员根据结构强度需要进行具体设计。如图2所示。
优选的,所述集装箱托架还包括中间横梁(28),在前端梁(25)和中部梁(26)之间、中部梁(26)和后端梁(27)之间各有1~6个中间横梁(28),分别按照等中心距、横向对称、垂直安装在第一边梁(2A)和第二边梁(2B)上。
优选的,所述集装箱托架的四个角部、即第一边梁(2A)和第二边梁(2B)的两端分别与前端梁(25)和后端梁(27)垂直交叉的四个角部安装有四个锁柱(2C),用于运载集装箱时锁紧集装箱底角部的底角件(4C);第一边梁(2A)和第二边梁(2B)的中部与中部梁(26)的垂直交叉角部安装有四个电动隐形锁柱(2D),每边两个电动隐形锁柱(2D)常态下是隐藏在第一边梁(2A)和第二边梁(2B)表面的下方。如图1、图2所示。
优选的,所述集装箱托架还包括后端次横粱(29),后端次横粱(29)安装在后端梁(27)前面的位置,垂直交叉连接在第一纵梁(21)和第二纵梁(22)上,后端次横粱(29)的两端分别与第一边梁(2A)和第二边梁(2B)垂直交叉安装在一起,其交叉角部安装有第二电动隐形锁柱(2S)。如图10、图11所示。优选的,所述后端次横粱(29)也可以安装在后端梁(27)后面的位置。
所述集装箱托架第一边梁(2A)和第二边梁(2B)之间的宽度是按照ISO国际标准一个TEU的宽度(一个TEU,即20英尺标准集装箱,长6058mm×宽2438mm),所有标准集装箱宽度都是相同的;按照集装箱托架前端梁(25)和后端梁(27)之间的总长度,无人驾驶多式联运车划分为三款车型,第一款标准I型多式联运车总长度是一个TEU的长度,集装箱托架结构中不设后端次横粱(29),如图2、图3所示;第二款标准II型多式联运车总长度是12192mmISO 40英尺标准集装箱的长度,集装箱托架结构中设有后端次横粱(29),如图10、图11所示;第三款加长型多式联运车总长度是13716mm的ISO 45英尺标准集装箱的长度,集装箱托架结构中设有后端次横粱(29),如图10、图11所示。优选的,多式联运车的车型不受限于上述三款车型。
优选的,所述标准I型多式联运车同时可兼容装载一个TEU或二个2991mm的ISO标准集装箱;当标准I型车装载一个TEU时,中部梁(26)两端的四个电动隐形锁柱(2D)隐藏在中部梁(26)上表面的下方,四个锁柱(2C)锁住40英尺ISO标准集装箱的四个底角件(4C);当装载二个2991mm的ISO标准集装箱时,中部梁(26)两端的四个电动隐形锁柱(2D)在整车控制系统控制下自动旋出,锁紧前后二个2991mm的ISO标准集装箱底角部的底角件(4C)。
所述标准II型多式联运车同时可兼容装载一个ISO 40英尺标准集装箱、或一个9125mm的ISO标准集装箱、或二个TEU标准集装箱;当装载一个12192mm的40英尺ISO标准集装箱时,中部梁(26)两端的四个电动隐形锁柱(2D)隐藏在中部梁(26)上表面的下方,后端次横粱(29)两端的二个第二电动隐形锁柱(2S)隐藏在后端次横粱(29)上表面的下方,四个锁柱(2C)锁住40英尺ISO标准集装箱的四个底角件(4C);当装载一个9125mm的ISO标准集装箱时,中部梁(26)两端的四个电动隐形锁柱(2D)隐藏在中部梁(26)上表面的下方,后端次横粱(29)两端的二个第二电动隐形锁柱(2H)在整车控制系统控制下自动旋出;当装载二个TEU时,中部梁(26)两端的四个电动隐形锁柱(2D)在整车控制系统控制下自动旋出,后端次横粱(29)两端的二个第二电动隐形锁柱(2S)隐藏在后端次横粱(29)上表面的下方。
加长型多式联运车可同时兼容装载一个13716mm的ISO 45英尺标准集装箱、或一个12192mm的ISO 40英尺标准集装箱、或二个TEU;当装载一个13716mm的ISO 45英尺标准集装箱时,中部梁(26)两端的四个电动隐形锁柱(2D)隐藏在中部梁(26)上表面的下方,后端次横粱(29)两端的二个第二电动隐形锁柱(2H)隐藏在后端次横粱(29)上表面的下方,四个锁柱(2C)锁住13716mm的ISO 45英尺标准集装箱的四个底角件(4C);当装载一个12192mm的ISO 40英尺标准集装箱时,中部梁(26)两端的四个电动隐形锁柱(2D)隐藏在中部梁(26)上表面的下方,后端次横粱(29)两端的二个第二电动隐形锁柱(2S)在整车控制系统控制下自动旋出锁紧集装箱底部后面两角的底角件(4C);或装载二个TEU时,中部梁(26)两端的四个电动隐形锁柱(2D)在整车控制系统控制下自动旋出,锁紧前后二个TEU底角部的四个底角件(4C),后端次横粱(29)两端的二个电动第二隐形锁柱(2S)在整车控制系统控制下自动旋出锁紧后TEU底部后面两角的底角件(4C)。
优选的,所述前端梁(25)和后端梁(27)之间的距离、第一边梁(2A)和第二边梁(2B)之间的距离可以根据特殊尺寸要求定制成任意非标准尺寸箱体的托架。
优选的,所述车架机构(2)还包括驾驶室(2H)、监视器(2G);所述驾驶室(2H)安装在第一纵梁(21)和第二纵梁(22)的前端上表面,驾驶室(2H)用于安装车辆总控系统、无人驾驶系统、车载物联网通讯系统等;监视器(2G)安装在驾驶室(2H)的顶部,可对货箱装卸和运输全过程进行监控和录像,实现全程可视。如图1、图3所示。
优选的,所述车架机构(2)还包括集装箱安全架(4)和导向护板(49),前后导向护板(49)分别安装在集装箱托架的前面和后面的第一纵梁(21)和第二纵梁(22)上,其作用是导引吊装的集装箱快速对准锁柱(2C),同时防止吊装集装箱时撞击到前面的驾驶室(2H)和集装箱安全架(4);前后集装箱安全架(4)分别安装在前后导向护板(49)外的第一纵梁(21)和第二纵梁(22)上。集装箱安全架(4)和导向护板(2R)的数量可以由本领域技术人员根据需要设置,优选的,集装箱安全架(4)和导向护板(49)有四组;前后各两组导向护板(49)分别安装在集装箱托架的前面和后面的第一纵梁(21)和第二纵梁(22)上。
集装箱安全架(4)由支柱座(41)、升降柱(42)、旋转机构(43)、紧固臂(44)、图象定位旋紧机构(45)、上锁柱(46)组成;支柱座(41)安装在前导向护板(49)的前面和后导向护板(49)后面的第一纵梁(21)和第二纵梁(22)上,升降柱(42)安装在支柱座(41)内,可实现上下电动升降,旋转机构(43)安装在升降柱(42)的顶端,旋转机构(43)可实现180旋转,紧固臂(44)的一端安装在旋转机构(43)上随旋转机构(43)转动,紧固臂(44)的另一端安装有图象定位旋紧机构(45),图象定位旋紧机构(45)下方安装有上锁柱(46),在图象定位旋紧机构(45)引导下使上锁柱(46)对准标准集装箱(4A)的上部顶面角件(4B)孔时,升降柱(42)自动向下压,使上锁柱(46)插入顶面角件(4B),图象定位旋紧机构(45)自动旋转锁紧集装箱,起到集装箱的安全固定作用,确保集装箱在运输过程中不发生脱落甩箱。如图1、图2、图3所示。
优选的,所述安装在车尾纵梁上的两个集装箱安全架(4)在标准II型多式联运车和加长型多式联运车上时,紧固臂(44)由加长伸缩紧固臂(47)所替代,当标准II型多式联运车装载9125mm的ISO标准集装箱时,或加长型钢轨车装载12192mm的ISO 40英尺标准集装箱或装载二个TEU时,加长伸缩紧固臂(47)的长度可自动实现电动控制伸缩,以对准集装箱顶部的顶面角件(4B),如图1所示。
运行系统安装在车架机构的下方,所述运行系统(1)由动力车桥(11)、转向车桥(12)、悬挂系统(13)、转向车轮(14)、动力车轮(15)、动力传动系统、制动机构、转向机构组成;动力车桥(11)和转向车桥(12)均安装在车架系统下部,动力车桥(11)和转向车桥(12)均经悬挂系统(13)安装在上部的车架机构(2)上;动力车桥(11)执行运行动力驱动功能,动力车桥(11)根据车装载量、动力需要和运行速度要求可设计1~6个或多于6个,动力车桥(11)的中部安装有动力传动系统,动力车桥(11)的两端安装有动力车轮(15),每个动力车桥(11)上根据需要可设计每侧1~3个或多于3个动力车轮(15),动力车桥(11)两端的动力车轮(15)的内侧安装有悬挂系统(13);转向车桥(12)执行转向功能,转向车桥(12)的两端安装有转向车轮(14),转向机构安装在转向车桥(12)和两端的转向车轮(14)上;制动机构安装在转向车轮(14)和动力车轮(15)上。转向机构、制动机构等均采用现有技术,由本领域专业技术人员进行具体设计。如图2所示。优选的,所述无人驾驶多式联运车选用4~5个动力车桥(11)时,即前后各两个动力车桥(11)或前两后三个动力车桥(11)时,运行速度100~160公里/小时,爬坡能力较强可达到30%(或300‰)以上。
优选的,动力传动系统包括永磁同步电机(16)、同轴传动机构(17)和电机控制系统(18);永磁同步电机(16)安装在动力车桥(11)的中部,同轴传动机构(17)安装在永磁同步电机(16)的两端,电机控制系统(18)安装在永磁同步电机(16)的侧面外壳上,如图10所示。
优选的,动力传动系统可用另一种结构替代,包括永磁同步电机(16)、平行轴传动机构(19)和电机控制系统(18);永磁同步电机(16)的一端安装在车架纵粱上、电机机壳安装在动力车桥上;平行轴传动机构(19)的从动大齿轮组安装在动力车桥(11)的车轴上,驱动小齿轮组安装在永磁同步电机(16)另一端的驱动轴上,从动大齿轮组与驱动小齿轮组咬合为动力车桥(11)提供动力,电机控制系统(18)安装在永磁同步电机(16)的侧面外壳上,如图2和图11所示。
所述导向机构(5)由导向轮(51)、导向轮轴(52)、导向臂(53)组成;所述导向臂(53)是底宽顶窄的台状体,包括顶部圆弧体(54)和底部台体(55);导向轮轴(52)竖直方向放置,导向轮轴(52)上下端各安装一个导向轮(51),导向轮轴(52)的顶端垂直安装在水平方向放置的导向臂(53)的顶部圆弧体(54)的下方,导向臂(53)的底部台体(55)水平方向垂直安装在第一纵梁和第二纵梁的外侧面上,组成轨道导向机构;优选的,所述导向机构(5)在第一纵梁和第二纵梁前端两侧和后端两侧均安装一个导向臂(53)。如图6、图1和图2所示。导向机构的结构和设置可以参照专利申请号为201910531139.1,名称为《一种多式联运车及多式联运轨道运输系统》的结构和设置。
所述电源系统由供电管理系统、集电靴(31)、电池管理系统、电池组(32)、车载充电器(33)、增程电池管理系统、增程电池组(34)组成;供电管理系统安装在驾驶室(2H)内,供电管理系统对全车电源系统和外电网供电进行系统管理;由集电靴(31)和供电轨(74)组成外网供电系统,无人驾驶多式联运车前后各一个集电靴(31)分别安装在第一纵梁(21)或第二纵梁(22)侧面,集电靴(31)安装的位置与轨道的导向壁(72)上的供电轨(74)位置和高度完全对应;由本领域专业设计人员选择。车载充电器(33)安装在第二纵梁(22)或第一纵梁(21)的底面,由集电靴(31)直接供电,当电池组(32)电量低于85%时车载充电器(33)自动为电池组(32)充电,充满后自动关闭;电池管理系统和电池组(32)安装在第二纵梁(22)或第一边梁(2A)中部的底面。优选的,电源系统还包括增程电池管理系统和增程电池组(34),增程电池管理系统和增程电池组(34)安装在第二边梁(2B)或第一纵梁(21)中部的底面,所述电池组(32)在电池管理系统和供电管理系统管理下,在外供电源全部停电或在无电源的道路上为永磁同步电机和车辆总控系统、无人驾驶设备、车载物联网通讯系统、照明系统等设备提供电源,在满载荷下能使无人驾驶多式联运车服务半径50公里,尽可能减少车辆在轨道常规运行所载电池的重量,以节能。
当无人驾驶多式联运车离开轨道后的服务半径大于50公里时,在轨道接驳口服务区会得到为车加装增程电池组(34),增程电池组(34)在增程电池管理系统和供电管理系统管理下可使车服务半径增加至200公里,使无人驾驶多式联运车满载荷离开轨道最大服务半径可达到200公里,服务范围:沿轨道N公里两边各200公里,即N×400平方公里服务范围,新能源无人驾驶多式联运车续航里程N可达上千公里无限制。当多式联运车空车返回时,供电管理系统将自动切换到单个动力车桥(11)或两个动力车桥(11)工作状态、而且各动力车桥(11)分时轮流工作,进入智能节能运行管理状态、且保护电机。如图1、图2所示。
优选的,所述电源系统的外网供电系统可由双极供电弓和双线接触供电网替代集电靴(31)和供电轨(74)外供电,双极供电弓安装在无人驾驶多式联运车上驾驶室(2H)顶部,双线接触供电网安装在多式联运轨道两侧或墩柱(7Z)上,如图7所示,所述双极供电弓由安装座(3A)、支撑臂(3B),电动缸(3C)、维持弹簧(3D)、连接横杆(3E)、双接触臂(3F)、滑板(3G)、电动铰链(3H)组成;安装座(3A)安装在驾驶室(2H)的顶部,支撑臂(3B)通过电动铰链(3H)装在安装座(3A)上,电动铰链(3H)使支撑臂(3B)上下移动和定位;双接触臂(3F)的中部有一连接横杆(3E)相连,双接触臂(3F)的顶端采用绝缘安装有一对滑板(3G),双接触臂(3F)的底端与支撑臂(3B)的顶端端铰链在一起;电动缸(3C)的底部与支撑臂(3B)的中部铰链在一起,电动缸(3C)的伸缩杆铰链安装在连接横杆(3E)上,电动缸(3C)的伸缩杆上安装有维持弹簧(3D)使双接触臂(3F)上的一对滑板(3G)与供电网线的火线和零线始终保持良好接触供电状态。由本领域技术人员进行专业设计和制造。
优选的,电源系统还包括冷链箱供电装置(39),冷链箱供电装置(39)安装在驾驶室(2H)后面和前端梁(25)之间的左侧或右侧,电源来自集电靴(31)或电池组(32),冷链集装箱随无人驾驶多式联运车在轨道运行时,冷链箱供电装置(39)为冷链集装箱供电制冷。
所述安全运行系统包括定位测速装置(2P)、远测距图像识别仪(2R)、定位导航系统(2Q)、图像雷达仪(2E)、制动机构、安全运行管理系统;安全运行系统安装在车架机构(2)上;如图2、图3所示。所述定位测速装置(2P)安装在纵梁外侧和转向车轮(14)的后面、且与安装在导向壁(72)上的定位信号网(73)位置完全相对应,以实现无人驾驶多式联运车在轨道运行的精准定位和精准速度测量;定位导航系统(2Q)安装在驾驶室(2H)顶上,当无人驾驶多式联运车在轨道运行时起到相对定位测速装置(2P)精准定位和精准速度测量的一种双保险定位校验和精确导航;所述远测距图像识别仪(2R)安装在驾驶室(2H)顶上,远测距图像识别仪(2R)的重要作用是在轨道上精准识别前后无人驾驶多式联运车的图象信息、并实施车辆前后200~1000米范围内距离的精准测量,确保前后车运行在安全距离内;制动机构安装在每个转向车轮(14)和动力车轮(15)上,用于安全制动和车速控制、前后车距离的调整和保持;图像雷达仪(2E)分别安装在车驾驶室(2H)前面底部、两侧面角部和前端梁(25)两边角部、车后端尾横梁(24)两边和/或后端梁(27)两边角部,图像雷达仪(2E)主要作用是精确识别车辆前后路面状况图象、车前后及两侧50米内路面物体的识别和距离测量;所述图像雷达仪(2E)前后可各安装1~9个或更多个,图像雷达仪(2E)在驾驶室(2H)底部和/或尾横梁(24)、前端梁(25)和后端梁(27)上分散安装;安全运行管理系统安装在驾驶室(2H)内,处理所有来自定位测速装置(2P)、远测距图像识别仪(2R)、定位导航系统(2Q)、图像雷达仪(2E)的数据信息,把定位测速装置(2P)的位置数据或定位导航系统(2Q)的精确位置数据信息传给整车控制系统、车载物联网通讯系统,并通过车载物联网通讯系统传递给前后运行车辆的车载物联网通讯系统和多式联运智能运行中心,在无人驾驶多式联运车以每小时100~160公里运行速度下,使前后车保持120~300米安全运行距离和整个轨道系统的安全、有序运行。具体由本领域技术人员进行专业设计。
优选的,所述安全运行系统还包括防撞安全系统由防撞梁(2J)、吸能器(2K),吸能器(2K)安装在第一纵梁(21)和第二纵梁(22)的最前端和最后端各2个,前后防撞梁(2J)分别安装在前后端两个吸能器(2K)外侧;如图2、图1所示。
所述无人驾驶系统是无人驾驶多式联运轨道车运行控制的大脑,主要包括无人驾驶软件系统、无人驾驶信息系统、无人驾驶操作系统,安装在驾驶室(2H)内;所述无人驾驶信息系统接收来自定位测速装置(2P)、图像雷达仪(2E)、定位导航系统(2Q)、多式联运轨道系统的信息、整车控制系统信息指令和多式联运智能运行中心的指令信息并融合为运行数据,由无人驾驶软件系统计算处理这些运行数据、并形成操作指令;无人驾驶操作系统则执行这些操作指令,对电机控制系统(18)、制动机构进行操作,来控制无人驾驶多式联运车的安全运行。如图1、图2所示。由本领域技术人员进行专业设计和制造。
所述整车控制系统对无人驾驶系统、电机控制系统(18)、电池管理系统、增程电池管理系统、供电管理系统、安全运行系统、制动机构及车辆各机构的运行状态进行监测、综合协调管理和指挥操作,并与车载物联网通讯系统进行信息数据交换,对无人驾驶多式联运车运行状态以及车辆各部件的状态进行检测控制和管理,由本领域技术人员进行专业设计和制造。如图1、图3所示。
本发明还提供一种基于所述多式联运车的多式联运轨复合道系统,由高架多式联运轨道(7)和地面多式联运轨道(7A)上下复合而成,还包括墩柱、通讯系统、多式联运轨道管理系统;墩柱(7Z)每间隔10~120米一根安装在地面上、或普通道路两侧绿化带上、或高速路边坡绿化带上、或中分带上连续延伸,1~8条高架多式联运轨道(7)铺设在墩柱顶部的T型支座(7Y)上,1~8条地面多式联运轨道(7A)铺设在墩柱柱身(7X)两边的地面上,通讯系统安装在墩柱上或轨道上,在多式联运轨道管理系统指挥协调管理下新能源无人驾驶多式联运车在多式联运轨道上安全有序高效运行。如图9所示。
本发明所述多式联运轨道参照专利申请201910531144.2一种多式联运复合轨道运输系统描述的多式联运轨道。所述多式联运轨道包括高架多式联运轨道(7)和地面多式联运轨道(7A);高架多式联运轨道(7)整体成U型结构,由基座(71)、导向壁(72)组成。基座(71)的横截面为长方形,基座(71)上方左右两侧竖直安装有导向壁(72),所述基座(71)、导向壁(72)由钢筋混凝土浇注成一个U型轨道梁整体。如图9所示。
优选的,所述高架多式联运轨道(7)还包括基座边支梁(7F)、基座中支梁(7G)、基座孔(7H);基座(71)底面左右两边各设有一个基座边支梁(7F)、中间安装有基座中支梁(7G),基座边支梁(7F)和基座中支梁(7G)之间留有基座孔(7H),基座边支梁(7F)和基座中支梁(7G)主要作用是增强轨道基座(71)结构刚度和强度,基座边支梁(7F)起到主承载作用,其宽度可以大于基座中支梁(7G),也可以与基座中支梁(7G)相同。基座中支梁(7G)有0~3个或更多个组成。基座孔(7H)的主要作用是减轻轨道基座(71)的总重量提高轨道承载能力,同时可用于布置电缆或光缆;优选的,基座孔(7H)有0~4个或更多个组成,基座孔(7H)可以是矩形、圆型、椭圆型或其它形状,可以是开口结构,也可以为闭口结构,由本领域技术人员进行具体专业设计。
所述高架多式联运轨道(7)还包括动力车轮轨迹(7C)、导向轮轨迹(7B)、排水口(77);在高架多式联运轨道(7)U型的底部有两行动力车轮轨迹(7C),是无人驾驶多式联运车运行的轨迹;左右导向壁(72)的内侧面上,上下各有一条导向轮轨迹(7B),是无人驾驶多式联运车左右导向轮运行的轨迹;排水口(77)设置在导向壁(72)与基座(71)交叉的角部。如图9所示。
所述地面多式联运轨道(7A)铺设在柱身(7X)两侧的地面上,地面多式联运轨道(7A)的轨道基座(71)的底面省去了基座边支梁(7F)、基座中支梁(7G)和基座孔(7H);地面多式联运轨道(7A)的外侧设有隔离板(7D),隔离板(7D)的外侧设有防撞敦(7E),防止外来车辆或其它物体撞击到地面多式联运轨道(7A),影响地面多式联运轨道梁(7A)的畅通和运行安全。如图9所示。
所述多式联运轨道还包括供电轨(74)、供电电缆(75);供电电缆(75)设置在基座(71)底部内,供电轨(74)安装在导向壁(72)上。供电轨(74)可采用现有技术,由本领域技术人员进行专业设计和制造。
所述通讯系统包括定位信号网(73)、通讯电缆(76)、通讯基站(78);通讯电缆(76)设置在基座(71)底部内,定位信号网(73)安装在导向壁(72)上,为无人驾驶多式联运车在多式联运轨道上运行提供定位测速信号;通讯基站(78)安装在轨道沿线的墩柱上,为轨道系统的运行和无人驾驶多式联运车的运行提供高质量通讯服务。定位信号网(73)和通讯基站(78)均采用现有技术,由本领域技术人员进行专业设计和制造。如图9所示。
所述墩柱(7Z)包括T型支座(7Y)和柱身(7X),上部的T型支座(7Y)与下部柱身(7X)用钢筋混凝土浇注成一个整体,柱身(7X)整体浇注在地下基础上。如图9所示。
所述多式联运轨道管理系统是多式联运轨道系统的大脑、运行管理中心,通过5G或6G等先进物联网通讯技术使在轨道上运行的每辆车的运行状况、每辆车之间的安全距离控制、每一段轨道的运行状况、供电系统状况、多式联运轨道两端的港口和/或物流中心的运行状况等等都在多式联运轨道管理系统的管理下高效运行,供新能源无人驾驶多式联运车或新能源无人驾驶多式联运车安全有序高效运行;当无人驾驶多式联运车由多式联运轨道主干线驶入港口和/或物流中心时,多式联运轨道管理系统自动把该辆车的数据信息和管理权交给港口和/或物流中心管理系统,由港口和/或物流中心管理系统全权管理下完成运来集装箱的卸下和/或再装上要运走的集装箱,当车辆驶出港口和/或物流中心时,港口和/或物流中心管理系统又把该辆车的管理权限和全部数据信息交给多式联运轨道管理系统。
所述多式联运智能运行中心安装在轨道系统指挥大楼和轨道沿线的各轨道出口服务区,多式联运智能运行中心是整个多式联运轨道、轨道沿线出口服务区管理系统、在轨道运行以及离开轨道在普通公路或高速路上运行的所有无人驾驶多式联运车的指挥大脑和安全运行控制中心,还是客户服务运行的中心。多式联运智能运行中心通过物联网通讯系统与所有运行在轨道上和运行在普通道路上的无人驾驶多式联运车上的车载物联网通讯系统进行数据通讯;对每辆车及其前后车辆的安全运行间距、运行状态进行监控、调度指挥,使每辆车及其前后车辆相互之间自动进行数据通讯、信息共享、智能保持协调一致的运行状态和安全运行间距,对全线突发故障进行调度处理,使在轨道系统全部运行车辆保持200米~300米安全间隔距离的高密度、智能高效率运行,每辆多式联运车之间发车时间间隔可控制在10秒到15秒,高峰期发车密度可以缩短到5秒以内,每分钟发12辆编组车,车辆间运行安全距离控制在100~150米,突破了目前轨道交通发车最短时间间隔150秒-180秒的极限,可实现2~3车或4车以上的多车编组联挂联运模式,大幅度提高运行效率和安全控制水平;多式联运智能运行中心赋予每个集装箱的发运客户一个ID身份数据、赋予每件集装箱一个ID身份数据、赋予每件集装箱目的地客户一个ID身份数据,保持发运客户、集装箱运输车、目的地客户之间以及各自与多式联运智能运行中心之间的物联网高质量数据通讯畅通(5G或6G通讯),把每件集装箱从发运客户启运、到轨道运输过程、到离开轨道在普通公里或高速路运输过程、预计到达目标主要运输节点时间、直达目的地客户、实现一站式服务好最后一公里,全流程货物图像和行程数据透明可视,可追溯。
本发明提供一种无人驾驶多式联运车及运输系统其优点是
1)无人驾驶多式联运车其主要特征是在以多式联运轨道为主运行通道的新能源物流车,有车架机构、运行系统、导向机构、编组连接机构、电源系统、安全运行系统、无人驾驶系统、整车控制系统、车载物联网通讯系统组成;无人驾驶多式联运车既能在的地上高架、地面运行,又能在地下隧道、山体隧道内运行,还能在普通公路或高速路上运行,还能装上船上或火车上运输,联通海岸港口与几百公里乃至上千公里外的内陆港口、火车站、机场、物流中心等,把海岸港口的功能搬到内陆。解决了不同物品的不同运输需求,可运输标准集装箱、普通货物集装箱、快递集装箱、散货集装箱等,尤其是冷链物流箱运输实现在轨道供电制冷,最大限度减少中间装卸环节,使货物直达用户,服务好最后一公里;采用物联网通讯和、人驾驶技术,全流程透明可视可追踪,安全可靠性高,尤其是专线运输优势突出。
2)灵活、快捷、节能环保。无人驾驶多式联运车既具备了汽车运输的灵活性,又具备了专用的多式联运轨道100~160公里/小时运输的高效率,每辆无人驾驶多式联运车四个或五永磁电机驱动,动力强、运行速度快、效率高,空车智能控制单电机交替运行,节能保护电机设备,安全性可靠性高、1~2台电机出现故障仍不影响车辆的正常运行。500百公里内陆港口年吞吐量2000万标箱,替代汽柴油运输车辆年可减少CO2排放945万吨~1080万吨。
3)安全、效率高、运量大。安全运行系统、无人驾驶系统、整车控制系统等能精确测定车辆在轨道运行定位、运行速度,图像雷达测距仪可精确识别车辆前后路面状况图象、车前后及两侧50米内路面物体的识别和距离测量为无人驾驶提供精确数据信息,远测距图像识别仪精准识别前后车的图象信息,在无人驾驶多式联运车以每小时120~160公里运行速度下,使前后车保持100~300米安全运行距离和整个轨道系统的安全、有序运行。无人驾驶多式联运车可实现灵活的二编组车、三编组车、四编组车或多编组车安全高效率运行,综合运量大、运输成本低;三编组车以120公里/小时运行,离海岸300公里的内陆港2个多小时到达,双向4轨道对应的内陆港年吞吐量可达2000万标准集装箱以上。
附图说明
图1为本发明无人驾驶多式联运车侧面主视示意图。
图2为本发明无人驾驶多式联运车车架机构基本构成俯视示意图。
图3为本发明无人驾驶多式联运车车架机构俯视示意图。
图4为本发明伸缩式编组连接机构俯视示意图。
图5为本发明伸缩式编组连接机构侧面视图示意图。
图6为本发明无人驾驶多式联运车导向机构示意图。
图7为本发明无人驾驶多式联运车接触网供电弓示意图。
图8为本发明无人驾驶多式联运车正面、背面及多式联运轨道截面示意图。
图9为本发明多式联运轨道示意图。
图10为本发明无人驾驶多式联运车另一种动力传动系统及另一种集装箱托架示意图。
图11为本发明无人驾驶多式联运车另一种集装箱托架示意图。
图12为本发明旋转式编组连接机构俯视示意图。
图13为本发明旋转式编组连接机构侧面视图示意图。其中:
1、运行系统,11、动力车桥,12、转向车桥,13、悬挂系统,14、转向车轮,15、动力车轮,16、永磁同步电机,17、同轴传动机构,18、电机控制系统,19、平行轴传动机构,
2、车架机构,21、第一纵梁,22、第二纵梁,23、前横梁,24、尾横梁,25、前端梁,26,中部梁,27、后端梁,28、中间横梁,29、后端次横梁,2A、第一边梁,2B、第二边梁,2C、锁柱,2D、电动隐形锁柱,2E、图像雷达仪,2G、监视器,2J、防撞梁,2K、吸能器,2H、驾驶室,2P、定位测速装置,2Q、定位导航系统,2R、远测距图像识别仪,2S、第二电动隐形锁柱;
31、集电靴,32、电池组,33、车载充电器,34、增程电池组,39、冷链箱供电装置,3A、安装座,3B、支撑臂,3C、电动缸,3D、维持弹簧,3E、连接横杆,3F、双接触臂,3G、滑板,3H、电动铰链,
4、集装箱安全架,41、支柱座,42、升降柱,43、旋转机构,44、紧固臂,45、图象定位旋紧机构,46、上锁柱,49、导向护板,4A、标准集装箱,4B、顶面角件,4C、底角件,
5、导向机构,51、导向轮,52、导向轮轴,53、导向臂,54、顶部圆弧体,55、底部台体,
6、编组连接机构,61、定向指令传送器A,62、定向指令传送器B,63、对接引导器,64、自动连接器A,65、自动连接器B,66、活塞柱,67、活塞,68、气缸体,69、连接工作位,6A、零位,6B、高压进气管,6C、抽气管,6D、单向阀,6E、压感弹性圈,6F、连接旋转体,6G、电动旋转机构,
7、高架多式联运轨道,71、基座,72、导向壁,73、定位信号网,74、供电轨,75、供电电缆,76、通讯电缆,77、排水口,78、通讯基站,7A、地面多式联运轨道,7B、导向轮轨迹,7C、动力车轮轨迹,7D、隔离板,7E、防撞敦,7F、基座边支梁,7G、基座中支梁,7H、基座孔,7X、柱身,7Y、T型支座,7Z、墩柱。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明,但本发明并不局限于此。因本发明比较复杂,因此实施方式仅对本发明的发明点部分进行详述,本发明未详述部分均可采用现有技术。
实施例1:
一种新能源无人驾驶多式联运车编组连接机构,所述编组连接机构6由自动连接器副、定向指令传送器副、对接引导器63组成;自动连接器副纵向安装在前横梁23和尾横梁24底面的中部,定向指令传送器副纵向安装在自动连接器副的一侧,对接引导器63安装在自动连接器副的另一侧,以精准引导前后车的自动连接器副准确对接。所述自动连接器副、定向指令传送器副、对接引导器63均可采用现有技术,由本领域专业技术人员进行具体设计和制造。如图4、图5、图2、图1所示。
所述自动连接器副为对应设置的两部分,自动连接器副的一半由自动连接器A64和缸体连接结构组成,另一半由自动连接器B65和缸体连接结构组成;每辆无人驾驶多式联运车的前横梁23和尾横梁24的底面中部均纵向安装有一个缸体连接结构,前横梁23底面中部的缸体连接结构上安装有自动连接器A64,尾横梁24底面中部的缸体连接结构上安装有自动连接器B65。当自动连接器A64与自动连接器B65轴向相对插在一起时自动相互紧锁成一个坚固整体结构,前后无人驾驶多式联运车连接在一起实现编组联运;如图4、图5、图2、图1所示。
所述缸体连接结构包括活塞柱66、活塞67、气缸体68、高压进气管6B、抽气管6C、单向阀6D;活塞柱66与活塞67安装在气缸体68内,活塞柱66与活塞67相连,气缸体68的底部安装有高压进气管6B和抽气管6C,高压进气管6B和抽气管6C上均安装有单向阀6D。当气缸体68通过高压进气管6B和单向阀6D充入高压空气,活塞67到达连接工作位69时并保持压力恒定状态,两车对接时由于具有一定的冲击力,冲击力最终作用到活塞67上,活塞67返回进一步压缩气缸体68内的气体,起到吸能和缓冲的作用;当气缸体68通过抽气管6C和单向阀6D,抽出气体后,活塞67回到零位6A,此时的自动连接器A64和自动连接器B65均位于车前后防撞梁2J的后面处于受保护状态、以免受到撞击损坏。如图4、图5所示。自动连接器A64安装在活塞柱66上,自动连接器B65安装在另一侧的活塞柱66上。
所述定向指令传送器副由定向指令传送器A61和定向指令传送器B62组成,定向指令传送器A61安装在自动连接器A64头部水平方向的一侧,定向指令传送器B62相对应安装在自动连接器B65的头部水平方向的同一侧,定向指令传送器A61和定向指令传送器B62轴向相互对应,随着自动连接器A64与自动连接器B65相互插接在一起的同时定向指令传送器A61和定向指令传送器B62也自动对接在一起,定向指令传送器B62的头部紧压在定向指令传送器A61头部内的压感弹性圈6E上时,启动前后车相互传输识别信息和指令信息,使第一无人驾驶多式联运车向连接的第二无人驾驶多式联运车发出的运行指令不受到任何干扰无误地传递,或准确地接收第二无人驾驶多式联运车的数据信息,此时,第二无人驾驶多式联运车把无人驾驶运行控制权全部交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统,使运行在多式联运轨道上的二编组的两辆车均在第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统的操作指令下加速、减速、制动等一切操作行动完全一致。若第二无人驾驶多式联运车后面还需要连接第三车(称为三编组)、或第三车后面还需要连接第四车(称为四编组)及更多车相联连时,重复上述程序,第三车或第四车等依次把无人驾驶权交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统,使第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统运行指令信息依次传递到每辆车,如同一辆车运行一样。当所有二编组、三编组、四编组等联运的车辆到达目的地后同时接到多式联运轨道管理系统的编组联运车解散指令后,每辆车的整车控制系统将启动解除自动连接器副自锁的指令和操作,使自动连接器A64和自动连接器B65分离,此时,定向指令传送器A61和定向指令传送器B62也随之分离,在定向指令传送器A61头部内的压感弹性圈6E没有压感信息时,亦即前后车分开状态时,定向指令传送器A61不在发出识别信息、所有外来信息将被屏避,防止了因干扰信息产生误操作。如图4、图5、图2、图1所示。
所述对接引导器63为一对,相互对应分别安装在自动连接器A64和自动连接器B65尾部的正上方,用于引导前后无人驾驶多式联运车两车的精准对接编组。如图4、图5所示。
编组连接机构6实施的编组连接作业程序是:
当第一无人驾驶多式联运车与第二无人驾驶多式联运车同时接到多式联运轨道管理系统的编组指令后,第一无人驾驶多式联运车后面自动连接器A64上的对接引导器63向第二无人驾驶多式联运车前面自动连接器B65上的对接引导器63发出对接引导信息和精确位置信息,第二无人驾驶多式联运车按照精确位置信息启动卫星导航系统和无人驾驶系统自动寻找、对准第一无人驾驶多式联运车后面的对接引导器63;当距离在5~10米时,接近速度差逐步控制在5~2公里/小时;当距离在2~5米时,接近速度差逐步控制在2~1公里/小时,此时自动连接器A64和自动连接器B65的气缸体68通过高压进气管6B和单向阀6D开始充入高压空气,活塞67到达连接位69、同时活塞67通过活塞柱66带动其上的自动连接器A64和自动连接器B65到达防撞梁2J以外的连接准备位置;当距离小于2米时,以接近速度差小于1公里/小时实施对接;自动连接器A64对接插入自动连接器B65自动锁紧,最后的对接冲击力反作用到活塞67上、并压缩气缸体68内的气体起到较好的缓冲和吸收冲击能的作用;自动连接器A64和自动连接器B65对接自动锁紧的同时定向指令传送器A61和定向指令传送器B62也完成了对接,启动前后车相互传输识别信息和指令信息,第二无人驾驶多式联运车把无人驾驶运行控制权全部交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统组成了一辆二编组车,使运行在多式联运轨道上的二编组车在第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统的操作指令下加速、减速、制动等一切操作行动完全一致。如图10所示。
当所有二编组车车辆到达目的地后同时接到多式联运轨道管理系统的编组联运车解散指令后,每辆车的整车控制系统将启动解除自动连接器副自锁的指令和操作,使自动连接器A64和自动连接器B65分离,此时,定向指令传送器A61和定向指令传送器B62也随之分离,在定向指令传送器A61头部内的压感弹性圈6E没有压感信息时,亦即前后车分开状态时,定向指令传送器A61不在发出识别信息、所有外来信息将被屏避,防止了因干扰信息产生误操作。此时的自动连接器A64和自动连接器B65均收缩回到前、后防撞梁2J的后面受到保护、以免受到撞击损坏。如图2、图3、图10、图11所示。
所述无人驾驶多式联运车运行速度100~160公里/小时,按120公里/小时计算,离海岸300公里的内陆港2.5小时内到达;每分钟发4辆二编组车,每辆二编组车运行安全距离大于200米,双向4轨道对应的内陆港(按330天)年吞吐量二编组车可达1500万标准集装箱、三编组车可达2200万标准集装箱;替代汽柴油运输车辆,按2000万标准集装箱计算年可减少CO2排放945万吨~1080万吨。每分钟发6辆二编组车,每辆二编组车运行安全距离大于200米,双向4轨道对应的内陆港(按330天)年吞吐量二编组车可达2200万标准集装箱、三编组车可达3300万标准集装箱;替代汽柴油运输车辆,按3000万标准集装箱计算年可减少CO2排放1417万吨~2126万吨。高峰期每分钟发车密度可以缩短到5秒以内,每分钟发12辆编组车,由本领域技术人员进行具体的设计。
实施例2:
其它同实施例1。不同之处在于:
当第三无人驾驶多式联运车与上述的二编组车同时接到多式联运轨道管理系统的编组指令后需要组合成三编组车运行、或需要组合成四编组车运行、或需要组合成四编组以上的更多编组车运行时,重复上述程序,第三车或第四车等依次把无人驾驶权交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统,使第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统运行指令信息同步传递到每辆车,多车相联如同一辆车运行一样。当所有二编组车、三编组车、四编组车等联运的车辆到达目的地后同时接到多式联运轨道管理系统的编组联运车解散指令后,每辆车的整车控制系统将启动解除自动连接器副自锁的指令和操作,使自动连接器A64和自动连接器B65分离,此时,定向指令传送器A61和定向指令传送器B62也随之分离,在定向指令传送器A61头部内的压感弹性圈6E没有压感信息时,亦即前后车分开状态时,定向指令传送器A61不在发出识别信息、所有外来信息将被屏避,防止了因干扰信息产生误操作。此时的自动连接器A64和自动连接器B65均收缩回到前、后防撞梁2J的后面受到保护、以免受到撞击损坏。如图2、图3、图10、图11所示。
实施例3
其他同实施例1,不同之处在于,
所述伸缩式编组连接机构由旋转式编组连接机构替代,所述旋转式编组连接机构由自动连接器副、连接旋转体(6F)、电动旋转机构(6G)、定向指令传送器副、对接引导器(63)组成;即所述缸体连接结构由连接旋转体(6F)和电动旋转机构(6G)替代,自动连接器副由自动连接器A(64)、自动连接器B(65)、连接旋转体(6F)和电动旋转机构(6G)组成;连接旋转体(6F)一端安装有自动连接器A(64)、另一端安装在电动旋转机构(6G)的中下部,电动旋转机构(6G)的顶部安装在前横梁(23)底面中部可实现180度旋转;连接旋转体(6F)一端安装有自动连接器B(65)、另一端安装在电动旋转机构(6G)的中下部,电动旋转机构(6G)的顶部安装在尾横梁(24)底面中部可实现180度旋转;其它与伸缩式编组连接机构完全相同。如图12、图13所示。
当前后无人驾驶多式联运车需要编组时,电动旋转机构(6G)带动连接旋转体(6F)和自动连接器A(64)及自动连接器B(65)自动旋转到垂直于前横梁(23)和尾横梁(24)位置,自动连接器A(64)和自动连接器B(65)均位于车前后防撞梁(2J)的外面以实现对接;当车辆不需要编组时自动连接器A(64)和自动连接器B(65)均自动旋转到车前后防撞梁(2J)的后面位置,处于受保护状态,以免受到撞击损坏。
实施例4:
一种具有编组连接机构的新能源无人驾驶多式联运车,其主要特征是既能在多式联运轨道上运行又能在普通道路上运行、可实现自动编组联运的新能源物流车,包括车架机构2、运行系统、导向机构5、实施例1或2或3的编组连接机构6、电源系统、控制系统;运行系统安装在车架机构的下面,导向机构5和电源系统安装在车架机构2上,控制系统安装在车架机构上的驾驶室2H内。如图1、图2、图3和图7所示。所述控制系统包括安全运行系统、无人驾驶系统、整车控制系统、车载物联网系统;所述安全运行系统用于控制无人驾驶多式联运车在多式联运轨道系统以安全行驶速度、安全行驶间隔距离的条件下,有序运行。
所述车架机构2由第一纵梁21、第二纵梁22、前横梁23、尾横梁24、集装箱托架组成;如图2所示,第一纵梁21和第二纵梁22左右平行放置在同一水平面上,在第一纵梁21和第二纵梁22前端部横向垂直安装有前横梁23、后端部横向垂直安装有尾横梁24组成矩形的车架纵梁结构。如图2所示。
所述集装箱托架包括前端梁25、中部梁26、后端梁27、第一边梁2A、第二边梁2B组成;前端梁25、中部梁26、后端梁27由前往后布置在同一水平面上分别与第一边梁2A和第二边梁2B垂直安装在一起组成了上表面为同一平面的集装箱托架。集装箱托架安装在第一纵梁21和第二纵梁22组成车架的纵梁结构的中部,集装箱托架的前端梁25、中部梁26、后端梁27由前往后等间距、横向对称、垂直交叉安装在第一纵梁21和第二纵梁22上,交叉安装使集装箱托架的上表面与第一纵梁21和第二纵梁22的上表面为同一平面。由本专业技术人员根据结构强度需要进行具体设计。如图2所示。
所述集装箱托架的四个角部、即第一边梁2A和第二边梁2B的两端分别与前端梁25和后端梁27垂直交叉的四个角部安装有四个锁柱2C,用于运载集装箱时锁紧集装箱底角部的底角件4C;第一边梁2A和第二边梁2B的中部与中部梁26的垂直交叉角部安装有四个电动隐形锁柱2D,每边两个电动隐形锁柱2D常态下是隐藏在第一边梁2A和第二边梁2B表面的下方。如图1、图2所示。
所述集装箱托架第一边梁2A和第二边梁2B之间的宽度是按照ISO国际标准一个TEU的宽度(一个TEU,即20英尺标准集装箱,长6058mm×宽2438mm),所有标准集装箱宽度都是相同的;按照集装箱托架前端梁25和后端梁27之间的总长度,无人驾驶多式联运车划分为三款车型,第一款标准I型多式联运车总长度是一个TEU的长度,集装箱托架结构中不设后端次横粱29,如图2、图3所示。本实施例采用第一款标准I型多式联运车。
所述标准I型多式联运车同时可兼容装载一个TEU或二个2991mm的ISO标准集装箱;当标准I型车装载一个TEU时,中部梁26两端的四个电动隐形锁柱2D隐藏在中部梁26上表面的下方,四个锁柱2C锁住40英尺ISO标准集装箱的四个底角件4C;当装载二个2991mm的ISO标准集装箱时,中部梁26两端的四个电动隐形锁柱2D在整车控制系统控制下自动旋出,锁紧前后二个2991mm的ISO标准集装箱底角部的底角件4C。
运行系统安装在车架机构的下方,所述运行系统1由动力车桥11、转向车桥12、悬挂系统13、转向车轮14、动力车轮15、动力传动系统、制动机构、转向机构组成;动力车桥11和转向车桥12均安装在车架系统下部,动力车桥11和转向车桥12均经悬挂系统13安装在上部的车架机构2上;动力车桥11执行运行动力驱动功能,动力车桥11设计4个,动力车桥11的中部安装有动力传动系统,动力车桥11的两端安装有动力车轮15,每个动力车桥11上根据需要可设计每侧3个动力车轮15,动力车桥11两端的动力车轮15的内侧安装有悬挂系统13;转向车桥12执行转向功能,转向车桥12的两端安装有转向车轮14,转向机构安装在转向车桥12和两端的转向车轮14上;制动机构安装在转向车轮14和动力车轮15上。转向机构、制动机构等均采用现有技术,由本领域专业技术人员进行具体设计。如图2所示。所述无人驾驶多式联运车选用4~5个动力车桥11时,即前后各两个动力车桥11或前两后三个动力车桥11时,运行速度100~160公里/小时,爬坡能力较强可达到30%(或300‰)以上。
动力传动系统包括永磁同步电机16、平行轴传动机构19和电机控制系统18;永磁同步电机16的一端安装在车架纵粱上、电机机壳安装在动力车桥上;平行轴传动机构19的从动大齿轮组安装在动力车桥11的车轴上,驱动小齿轮组安装在永磁同步电机16另一端的驱动轴上,从动大齿轮组与驱动小齿轮组咬合为动力车桥11提供动力,电机控制系统18安装在永磁同步电机16的侧面外壳上,如图2和图11所示。
所述导向机构5由导向轮51、导向轮轴52、导向臂53组成;所述导向臂53是底宽顶窄的台状体,包括顶部圆弧体54和底部台体55;导向轮轴52竖直方向放置,导向轮轴52上下端各安装一个导向轮51,导向轮轴52的顶端垂直安装在水平方向放置的导向臂53的顶部圆弧体54的下方,导向臂53的底部台体55水平方向垂直安装在第一纵梁和第二纵梁的外侧面上,组成轨道导向机构;所述导向机构5在第一纵梁和第二纵梁前端两侧和后端两侧均安装一个导向臂53。如图6、图1和图2所示。
所述电源系统由供电管理系统、集电靴31、电池管理系统、电池组32、车载充电器33、增程电池管理系统、增程电池组34组成;供电管理系统安装在驾驶室2H内,供电管理系统对全车电源系统和外电网供电进行系统管理;由集电靴31和供电轨74组成外网供电系统,无人驾驶多式联运车前后各一个集电靴31分别安装在第一纵梁21或第二纵梁22侧面,集电靴31安装的位置与轨道的导向壁72上的供电轨74位置和高度完全对应;由本领域专业设计人员选择。车载充电器33安装在第二纵梁22或第一纵梁21的底面,由集电靴31直接供电,当电池组32电量低于85%时车载充电器33自动为电池组32充电,充满后自动关闭;电池管理系统和电池组32安装在第二纵梁22或第一边梁2A中部的底面,增程电池管理系统和增程电池组34安装在第二边梁2B或第一纵梁21中部的底面,所述电池组32在电池管理系统和供电管理系统管理下,在外供电源全部停电或在无电源的道路上为永磁同步电机和车辆总控系统、无人驾驶设备、车载物联网通讯系统、照明系统等设备提供电源,在满载荷下能使无人驾驶多式联运车服务半径50公里,尽可能减少车辆在轨道常规运行所载电池的重量,以节能。
当无人驾驶多式联运车离开轨道后的服务半径大于50公里时,在轨道接驳口服务区会得到为车加装增程电池组34,增程电池组34在增程电池管理系统和供电管理系统管理下可使车服务半径增加至200公里,使无人驾驶多式联运车满载荷离开轨道最大服务半径可达到200公里,服务范围:沿轨道N公里两边各200公里,即N×400平方公里服务范围,新能源无人驾驶多式联运车续航里程N可达上千公里无限制。当多式联运车空车返回时,供电管理系统将自动切换到单个动力车桥11或两个动力车桥11工作状态、而且各动力车桥11分时轮流工作,进入智能节能运行管理状态、且保护电机。如图1、图2所示。
所述安全运行系统包括定位测速装置2P、远测距图像识别仪2R、定位导航系统2Q、图像雷达仪2E、制动机构、安全运行管理系统;安全运行系统安装在车架机构2上;如图2、图3所示。所述定位测速装置2P安装在纵梁外侧和转向车轮14的后面、且与安装在导向壁72上的定位信号网73位置完全相对应,以实现无人驾驶多式联运车在轨道运行的精准定位和精准速度测量;定位导航系统2Q安装在驾驶室2H顶上,当无人驾驶多式联运车在轨道运行时起到相对定位测速装置2P精准定位和精准速度测量的一种双保险定位校验和精确导航;所述远测距图像识别仪2R安装在驾驶室2H顶上,远测距图像识别仪2R的重要作用是在轨道上精准识别前后无人驾驶多式联运车的图象信息、并实施车辆前后200~1000米范围内距离的精准测量,确保前后车运行在安全距离内;制动机构安装在每个转向车轮14和动力车轮15上,用于安全制动和车速控制、前后车距离的调整和保持;图像雷达仪2E分别安装在车驾驶室2H前面底部、两侧面角部和前端梁25两边角部、车后端尾横梁24两边和/或后端梁27两边角部,图像雷达仪2E主要作用是精确识别车辆前后路面状况图象、车前后及两侧50米内路面物体的识别和距离测量;所述图像雷达仪2E前后可各安装1~9个或更多个,图像雷达仪2E在驾驶室2H底部和/或尾横梁24、前端梁25和后端梁27上分散安装;安全运行管理系统安装在驾驶室2H内,处理所有来自定位测速装置2P、远测距图像识别仪2R、定位导航系统2Q、图像雷达仪2E的数据信息,把定位测速装置2P的位置数据或定位导航系统2Q的精确位置数据信息传给整车控制系统、车载物联网通讯系统,并通过车载物联网通讯系统传递给前后运行车辆的车载物联网通讯系统和多式联运智能运行中心,在无人驾驶多式联运车以每小时100~160公里运行速度下,使前后车保持120~300米安全运行距离和整个轨道系统的安全、有序运行。具体由本领域技术人员进行专业设计。
所述无人驾驶系统是无人驾驶多式联运轨道车运行控制的大脑,主要包括无人驾驶软件系统、无人驾驶信息系统、无人驾驶操作系统,安装在驾驶室2H内;所述无人驾驶信息系统接收来自定位测速装置2P、图像雷达仪2E、定位导航系统2Q、多式联运轨道系统的信息、整车控制系统信息指令和多式联运智能运行中心的指令信息并融合为运行数据,由无人驾驶软件系统计算处理这些运行数据、并形成操作指令;无人驾驶操作系统则执行这些操作指令,对电机控制系统18、制动机构进行操作,来控制无人驾驶多式联运车的安全运行。如图1、图2所示。由本领域技术人员进行专业设计和制造。
所述整车控制系统对无人驾驶系统、电机控制系统18、电池管理系统、增程电池管理系统、供电管理系统、安全运行系统、制动机构及车辆各机构的运行状态进行监测、综合协调管理和指挥操作,并与车载物联网通讯系统进行信息数据交换,对无人驾驶多式联运车运行状态以及车辆各部件的状态进行检测控制和管理,由本领域技术人员进行专业设计和制造。如图1、图3所示。
实施例5:
其它同实施例4。不同之处在于:
所述集装箱托架还包括中间横梁28,在前端梁25和中部梁26之间、中部梁26和后端梁27之间各有1个中间横梁28,分别按照等中心距、横向对称、垂直安装在第一边梁2A和第二边梁2B上。
所述集装箱托架第一边梁2A和第二边梁2B之间的宽度是按照ISO国际标准一个TEU的宽度(一个TEU,即20英尺标准集装箱,长6058mm×宽2438mm),所有标准集装箱宽度都是相同的;按照集装箱托架前端梁25和后端梁27之间的总长度,无人驾驶多式联运车划分为三款车型;第二款标准II型多式联运车总长度是12192mm ISO 40英尺标准集装箱的长度,集装箱托架结构中设有后端次横粱29,如图10、图11所示。本实施例采用第二款标准II型多式联运车。
所述标准II型多式联运车同时可兼容装载一个ISO 40英尺标准集装箱、或一个9125mm的ISO标准集装箱、或二个TEU标准集装箱;当装载一个12192mm的40英尺ISO标准集装箱时,中部梁26两端的四个电动隐形锁柱2D隐藏在中部梁26上表面的下方,后端次横粱29两端的二个第二电动隐形锁柱2S隐藏在后端次横粱29上表面的下方,四个锁柱2C锁住40英尺ISO标准集装箱的四个底角件4C;当装载一个9125mm的ISO标准集装箱时,中部梁26两端的四个电动隐形锁柱2D隐藏在中部梁26上表面的下方,后端次横粱29两端的二个第二电动隐形锁柱2H在整车控制系统控制下自动旋出;当装载二个TEU时,中部梁26两端的四个电动隐形锁柱2D在整车控制系统控制下自动旋出,后端次横粱29两端的二个第二电动隐形锁柱2S隐藏在后端次横粱29上表面的下方。
动力车桥11设计1个,每个动力车桥11上根据需要可设计每侧1个动力车轮15。
导向机构的结构和设置可以参照专利申请号为201910531139.1,名称为《一种多式联运车及多式联运轨道运输系统》的结构和设置。
所述安全运行系统还包括防撞安全系统由防撞梁2J、吸能器2K,吸能器2K安装在第一纵梁21和第二纵梁22的最前端和最后端各2个,前后防撞梁2J分别安装在前后端两个吸能器2K外侧;如图2、图1所示。
实施例6:
其它同实施例4。不同之处在于:
所述集装箱托架还包括中间横梁28,在前端梁25和中部梁26之间、中部梁26和后端梁27之间各有2个中间横梁28,分别按照等中心距、横向对称、垂直安装在第一边梁2A和第二边梁2B上。
所述集装箱托架第一边梁2A和第二边梁2B之间的宽度是按照ISO国际标准一个TEU的宽度(一个TEU,即20英尺标准集装箱,长6058mm×宽2438mm),所有标准集装箱宽度都是相同的;按照集装箱托架前端梁25和后端梁27之间的总长度,无人驾驶多式联运车划分为三款车型,第三款加长型多式联运车总长度是13716mm的ISO 45英尺标准集装箱的长度,集装箱托架结构中设有后端次横粱29,如图10、图11所示。本实施例采用第三款加长型多式联运车。
加长型多式联运车可同时兼容装载一个13716mm的ISO 45英尺标准集装箱、或一个12192mm的ISO 40英尺标准集装箱、或二个TEU;当装载一个13716mm的ISO 45英尺标准集装箱时,中部梁26两端的四个电动隐形锁柱2D隐藏在中部梁26上表面的下方,后端次横粱29两端的二个第二电动隐形锁柱2H隐藏在后端次横粱29上表面的下方,四个锁柱2C锁住13716mm的ISO 45英尺标准集装箱的四个底角件4C;当装载一个12192mm的ISO 40英尺标准集装箱时,中部梁26两端的四个电动隐形锁柱2D隐藏在中部梁26上表面的下方,后端次横粱29两端的二个第二电动隐形锁柱2S在整车控制系统控制下自动旋出锁紧集装箱底部后面两角的底角件4C;或装载二个TEU时,中部梁26两端的四个电动隐形锁柱2D在整车控制系统控制下自动旋出,锁紧前后二个TEU底角部的四个底角件4C,后端次横粱29两端的二个电动第二隐形锁柱2S在整车控制系统控制下自动旋出锁紧后TEU底部后面两角的底角件4C。
动力车桥11设计6个,每个动力车桥11上根据需要可设计每侧3个动力车轮15。
实施例7:
其它同实施例4。不同之处在于:
所述集装箱托架还包括中间横梁28,在前端梁25和中部梁26之间、中部梁26和后端梁27之间各有4个中间横梁28,分别按照等中心距、横向对称、垂直安装在第一边梁2A和第二边梁2B上。
动力车桥11设计2个,每个动力车桥11上根据需要可设计每侧2个动力车轮15。
动力传动系统可应用另一种结构替代,动力传动系统包括永磁同步电机16、同轴传动机构17和电机控制系统18;永磁同步电机16安装在动力车桥11的中部,同轴传动机构17安装在永磁同步电机16的两端,电机控制系统18安装在永磁同步电机16的侧面外壳上,如图10所示。
实施例8:
其它同实施例4。不同之处在于:
所述集装箱托架还包括中间横梁28,在前端梁25和中部梁26之间、中部梁26和后端梁27之间各有6个中间横梁28,分别按照等中心距、横向对称、垂直安装在第一边梁2A和第二边梁2B上。
动力车桥11设计8个,每个动力车桥11上根据需要可设计每侧4个动力车轮15。
实施例9:
其它同实施例4或5或6或8。不同之处在于:
优选的,所述集装箱托架还包括后端次横粱29,后端次横粱29安装在后端梁27前面的位置,垂直交叉连接在第一纵梁21和第二纵梁22上,后端次横粱29的两端分别与第一边梁2A和第二边梁2B垂直交叉安装在一起,其交叉角部安装有第二电动隐形锁柱2S。如图10、图11所示。
实施例10:
其它同实施例4或5或6或8或9。不同之处在于:
所述车架机构2还包括驾驶室2H、监视器2G;所述驾驶室2H安装在第一纵梁21和第二纵梁22的前端上表面,驾驶室2H用于安装车辆总控系统、无人驾驶系统、车载物联网通讯系统等;监视器2G安装在驾驶室2H的顶部,可对货箱装卸和运输全过程进行监控和录像,实现全程可视。如图1、图3所示。
实施例11:
其它同实施例4或5或6或8或9。不同之处在于:
所述车架机构2还包括集装箱安全架4和导向护板49,前后导向护板49分别安装在集装箱托架的前面和后面的第一纵梁21和第二纵梁22上,其作用是导引吊装的集装箱快速对准锁柱2C,同时防止吊装集装箱时撞击到前面的驾驶室2H和集装箱安全架4;前后集装箱安全架4分别安装在前后导向护板49外的第一纵梁21和第二纵梁22上。集装箱安全架4和导向护板2R的数量可以由本领域技术人员根据需要设置。
集装箱安全架4由支柱座41、升降柱42、旋转机构43、紧固臂44、图象定位旋紧机构45、上锁柱46组成;支柱座41安装在前导向护板49的前面和后导向护板49后面的第一纵梁21和第二纵梁22上,升降柱42安装在支柱座41内,可实现上下电动升降,旋转机构43安装在升降柱42的顶端,旋转机构43可实现180旋转,紧固臂44的一端安装在旋转机构43上随旋转机构43转动,紧固臂44的另一端安装有图象定位旋紧机构45,图象定位旋紧机构45下方安装有上锁柱46,在图象定位旋紧机构45引导下使上锁柱46对准标准集装箱4A的上部顶面角件4B孔时,升降柱42自动向下压,使上锁柱46插入顶面角件4B,图象定位旋紧机构45自动旋转锁紧集装箱,起到集装箱的安全固定作用,确保集装箱在运输过程中不发生脱落甩箱。如图1、图2、图3所示。
实施例12:
其它同实施例11。不同之处在于:
集装箱安全架4和导向护板49有四组;前后各两组导向护板49分别安装在集装箱托架的前面和后面的第一纵梁21和第二纵梁22上。
实施例13:
其它同实施例11。不同之处在于:
所述安装在车尾纵梁上的两个集装箱安全架4在标准II型多式联运车和加长型多式联运车上时,紧固臂44由加长伸缩紧固臂47所替代,当标准II型多式联运车装载9125mm的ISO标准集装箱时,或加长型钢轨车装载12192mm的ISO 40英尺标准集装箱或装载二个TEU时,加长伸缩紧固臂47的长度可自动实现电动控制伸缩,以对准集装箱顶部的顶面角件4B,如图1所示。
实施例14:
其它同实施例4。不同之处在于:
所述电源系统的外网供电系统可由双极供电弓和双线接触供电网替代集电靴31和供电轨74外供电,如图7所示,所述双极供电弓由安装座3A、支撑臂3B,电动缸3C、维持弹簧3D、连接横杆3E、双接触臂3F、滑板3G、电动铰链3H组成;安装座3A安装在驾驶室2H的顶部,支撑臂3B通过电动铰链3H装在安装座3A上,电动铰链3H使支撑臂3B上下移动和定位;双接触臂3F的中部有一连接横杆3E相连,双接触臂3F的顶端采用绝缘安装有一对滑板3G,双接触臂3F的底端与支撑臂3B的顶端端铰链在一起;电动缸3C的底部与支撑臂3B的中部铰链在一起,电动缸3C的伸缩杆铰链安装在连接横杆3E上,电动缸3C的伸缩杆上安装有维持弹簧3D使双接触臂3F上的一对滑板3G与供电网线的火线和零线始终保持良好接触供电状态。由本领域技术人员进行专业设计和制造。
实施例15:
其它同实施例4。不同之处在于:
电源系统还包括冷链箱供电装置39,冷链箱供电装置39安装在驾驶室2H后面和前端梁25之间的左侧或右侧,电源来自集电靴31或电池组32,冷链集装箱随无人驾驶多式联运车在轨道运行时,冷链箱供电装置39为冷链集装箱供电制冷。
实施例16:
一种基于所述多式联运车的多式联运轨复合道系统,由高架多式联运轨道7和地面多式联运轨道7A上下复合而成,还包括墩柱、通讯系统、多式联运轨道管理系统;墩柱7Z每间隔10~120米一根安装在地面上、或普通道路两侧绿化带上、或高速路边坡绿化带上、或中分带上连续延伸,2条高架多式联运轨道7铺设在墩柱顶部的T型支座7Y上,2条地面多式联运轨道7A铺设在墩柱柱身7X两边的地面上,通讯系统安装在墩柱上或轨道上,在多式联运轨道管理系统指挥协调管理下新能源无人驾驶多式联运车在多式联运轨道上安全有序高效运行。如图9所示。
本发明所述多式联运轨道参照专利申请201910531144.2一种多式联运复合轨道运输系统描述的多式联运轨道。所述多式联运轨道包括高架多式联运轨道7和地面多式联运轨道7A;高架多式联运轨道7整体成U型结构,由基座71、导向壁72组成。基座71的横截面为长方形,基座71上方左右两侧竖直安装有导向壁72,所述基座71、导向壁72由钢筋混凝土浇注成一个U型轨道梁整体。如图9所示。
所述高架多式联运轨道7还包括基座边支梁7F、基座中支梁7G、基座孔7H;基座71底面左右两边各设有一个基座边支梁7F、中间安装有基座中支梁7G,基座边支梁7F和基座中支梁7G之间留有基座孔7H,基座边支梁7F和基座中支梁7G主要作用是增强轨道基座71结构刚度和强度,基座边支梁7F起到主承载作用,其宽度可以大于基座中支梁7G,也可以与基座中支梁7G相同。基座中支梁7G有2个。基座孔7H的主要作用是减轻轨道基座71的总重量提高轨道承载能力,同时可用于布置电缆或光缆;基座孔7H有2个组成,基座孔7H可以是圆型,闭口结构。
所述高架多式联运轨道7还包括动力车轮轨迹7C、导向轮轨迹7B、排水口77;在高架多式联运轨道7U型的底部有两行动力车轮轨迹7C,是无人驾驶多式联运车运行的轨迹;左右导向壁72的内侧面上,上下各有一条导向轮轨迹7B,是无人驾驶多式联运车左右导向轮运行的轨迹;排水口77设置在导向壁72与基座71交叉的角部。如图9所示。
所述地面多式联运轨道7A铺设在柱身7X两侧的地面上,地面多式联运轨道7A的轨道基座71的底面省去了基座边支梁7F、基座中支梁7G和基座孔7H;地面多式联运轨道7A的外侧设有隔离板7D,隔离板7D的外侧设有防撞敦7E,防止外来车辆或其它物体撞击到地面多式联运轨道7A,影响地面多式联运轨道梁7A的畅通和运行安全。如图9所示。
所述多式联运轨道还包括供电轨74、供电电缆75;供电电缆75设置在基座71底部内,供电轨74安装在导向壁72上。供电轨74可采用现有技术,由本领域技术人员进行专业设计和制造。
所述通讯系统包括定位信号网73、通讯电缆76、通讯基站78;通讯电缆76设置在基座71底部内,定位信号网73安装在导向壁72上,为无人驾驶多式联运车在多式联运轨道上运行提供定位测速信号;通讯基站78安装在轨道沿线的墩柱上,为轨道系统的运行和无人驾驶多式联运车的运行提供高质量通讯服务。定位信号网73和通讯基站78均采用现有技术,由本领域技术人员进行专业设计和制造。如图9所示。
所述墩柱7Z包括T型支座7Y和柱身7X,上部的T型支座7Y与下部柱身7X用钢筋混凝土浇注成一个整体,柱身7X整体浇注在地下基础上。如图9所示。
所述多式联运轨道管理系统是多式联运轨道系统的大脑、运行管理中心,通过5G或6G等先进物联网通讯技术使在轨道上运行的每辆车的运行状况、每辆车之间的安全距离控制、每一段轨道的运行状况、供电系统状况、多式联运轨道两端的港口和/或物流中心的运行状况等等都在多式联运轨道管理系统的管理下高效运行,供新能源无人驾驶多式联运车或新能源无人驾驶多式联运车安全有序高效运行;当无人驾驶多式联运车由多式联运轨道主干线驶入港口和/或物流中心时,多式联运轨道管理系统自动把该辆车的数据信息和管理权交给港口和/或物流中心管理系统,由港口和/或物流中心管理系统全权管理下完成运来集装箱的卸下和/或再装上要运走的集装箱,当车辆驶出港口和/或物流中心时,港口和/或物流中心管理系统又把该辆车的管理权限和全部数据信息交给多式联运轨道管理系统。
所述多式联运智能运行中心安装在轨道系统指挥大楼和轨道沿线的各轨道出口服务区,多式联运智能运行中心是整个多式联运轨道、轨道沿线出口服务区管理系统、在轨道运行以及离开轨道在普通公路或高速路上运行的所有无人驾驶多式联运车的指挥大脑和安全运行控制中心,还是客户服务运行的中心。多式联运智能运行中心通过物联网通讯系统与所有运行在轨道上和运行在普通道路上的无人驾驶多式联运车上的车载物联网通讯系统进行数据通讯;对每辆车及其前后车辆的安全运行间距、运行状态进行监控、调度指挥,使每辆车及其前后车辆相互之间自动进行数据通讯、信息共享、智能保持协调一致的运行状态和安全运行间距,对全线突发故障进行调度处理,使在轨道系统全部运行车辆保持200米~300米安全间隔距离的高密度、智能高效率运行,每辆多式联运车之间发车时间间隔可控制在10秒到15秒,高峰期发车密度可以缩短到5秒以内,每分钟发12辆编组车,车辆间运行安全距离控制在100~150米,突破了目前轨道交通发车最短时间间隔150秒-180秒的极限,可实现2~3车或4车以上的多车编组联挂联运模式,大幅度提高运行效率和安全控制水平;多式联运智能运行中心赋予每个集装箱的发运客户一个ID身份数据、赋予每件集装箱一个ID身份数据、赋予每件集装箱目的地客户一个ID身份数据,保持发运客户、集装箱运输车、目的地客户之间以及各自与多式联运智能运行中心之间的物联网高质量数据通讯畅通(5G或6G通讯),把每件集装箱从发运客户启运、到轨道运输过程、到离开轨道在普通公里或高速路运输过程、预计到达目标主要运输节点时间、直达目的地客户、实现一站式服务好最后一公里,全流程货物图像和行程数据透明可视,可追溯。
实施例17:
其他同实施例16,不同之处在于,
8条高架多式联运轨道7铺设在墩柱顶部的T型支座7Y上,8条地面多式联运轨道7A铺设在墩柱柱身7X两边的地面上。
基座中支梁7G有4个组成。基座孔7H的主要作用是减轻轨道基座71的总重量提高轨道承载能力,同时可用于布置电缆或光缆;基座孔7H有6个组成,基座孔7H是矩形,开口结构。
实施例18:
其他同实施例16,不同之处在于,
4条高架多式联运轨道7铺设在墩柱顶部的T型支座7Y上,4条地面多式联运轨道7A铺设在墩柱柱身7X两边的地面上。
基座中支梁7G有1个。基座孔7H的主要作用是减轻轨道基座71的总重量提高轨道承载能力,同时可用于布置电缆或光缆;基座孔7H有1个,基座孔7H是椭圆型,开口结构。
实施例19:
其他同实施例16,不同之处在于,
1条高架多式联运轨道7铺设在墩柱顶部的T型支座7Y上,1条地面多式联运轨道7A铺设在墩柱柱身7X两边的地面上。
基座中支梁7G有2个组成。基座孔7H的主要作用是减轻轨道基座71的总重量提高轨道承载能力,同时可用于布置电缆或光缆;基座孔7H有3个组成,基座孔7H是圆型,开口结构。
Claims (16)
1.一种新能源无人驾驶多式联运车编组连接机构,其特征在于,所述编组连接机构(6)是伸缩式编组连接机构或旋转式编组连接机构,
所述伸缩式编组连接机构由自动连接器副、缸体连接结构、定向指令传送器副、对接引导器(63)组成;
自动连接器副纵向安装在前横梁(23)和尾横梁(24)底面的中部,
定向指令传送器副纵向安装在自动连接器副的一侧,对接引导器(63)安装在自动连接器副的另一侧;
所述旋转式编组连接机构由自动连接器副、连接旋转体(6F)、电动旋转机构(6G)、定向指令传送器副、对接引导器(63)组成,所述缸体连接结构由连接旋转体(6F)和电动旋转机构(6G)替代,自动连接器副由自动连接器A(64)、自动连接器B(65)、连接旋转体(6F)和电动旋转机构(6G)组成;
连接旋转体(6F)一端安装有自动连接器A(64)、另一端安装在电动旋转机构(6G)的中下部,电动旋转机构(6G)的顶部安装在前横梁(23)底面中部可实现180度旋转;连接旋转体(6F)一端安装有自动连接器B(65)、另一端安装在电动旋转机构(6G)的中下部,电动旋转机构(6G)的顶部安装在尾横梁(24)底面中部可实现180度旋转。
2.如权利要求1所述的编组连接机构,其特征在于:
所述自动连接器副为对应设置的两部分,自动连接器副的一半由自动连接器A(64)和缸体连接结构组成,另一半由自动连接器B(65)和缸体连接结构组成;
缸体连接结构纵向安装在每辆无人驾驶多式联运车的前横梁(23)和尾横梁(24)底面中部,前底面中部的缸体连接结构上安装有自动连接器A(64),后底面中部的缸体连接结构上安装有自动连接器B(65);当自动连接器A(64)与自动连接器B(65)轴向相对插在一起时自动相互紧锁成一个坚固整体结构,前后无人驾驶多式联运车连接在一起实现编组联运;
所述定向指令传送器副由定向指令传送器A(61)和定向指令传送器B(62)组成,定向指令传送器A(61)安装在自动连接器A(64)头部水平方向的一侧,定向指令传送器B(62)相对应安装在自动连接器B(65)的头部水平方向的同一侧,定向指令传送器A(61)和定向指令传送器B(62)轴向相互对应;
所述对接引导器(63)为一对,相互对应分别安装在自动连接器A(64)和自动连接器B(65)尾部的正上方。
3.如权利要求2所述的编组连接机构,其特征在于:
所述缸体连接结构包括活塞柱(66)、活塞(67)、气缸体(68)、高压进气管(6B)、抽气管(6C)、单向阀(6D);活塞柱(66)与活塞(67)安装在气缸体(68)内,活塞柱(66)与活塞(67)相连,气缸体(68)的底部安装有高压进气管(6B)和抽气管(6C),高压进气管(6B)和抽气管(6C)上均安装有单向阀(6D);
自动连接器A(64)安装在活塞柱(66)上,自动连接器B(65)安装在另一侧的活塞柱(66)上。
4.如权利要求1-3任一项所述的编组连接机构(6)实施的编组连接的方法,包括下列步骤:
1)第一无人驾驶多式联运车与第二无人驾驶多式联运车同时接到多式联运轨道管理系统的编组指令,
2)第一无人驾驶多式联运车尾横梁(24)上的自动连接器A(64)上的对接引导器(63)向第二无人驾驶多式联运车前横梁(23)上的自动连接器B(65)上的对接引导器(63)发出对接引导信息和精确位置信息,
3)第二无人驾驶多式联运车启动导航系统和无人驾驶系统寻找、对准第一无人驾驶多式联运车的对接引导器(63);
4)自动连接器A(64)和自动连接器B(65)的气缸体(68)通过高压进气管(6B)和单向阀(6D)开始充入高压空气,活塞(67)到达连接工作位(69);同时活塞(67)通过活塞柱(66)带动其上的自动连接器A(64)和自动连接器B(65)到达防撞梁(2J)以外的连接准备位置;或者
电动旋转机构(6G)带动连接旋转体(6F)和自动连接器A(64)及自动连接器B(65)均自动旋转到垂直于前横梁(23)和尾横梁(24)位置,自动连接器A(64)和自动连接器B(65)均位于车前后防撞梁(2J)的外面以实现对接;
5)自动连接器A(64)对接插入自动连接器B(65)自动锁紧;
6)自动连接器A(64)和自动连接器B(65)对接自动锁紧的同时定向指令传送器A(61)和定向指令传送器B(62)也完成了对接,启动前后车相互传输识别信息和指令信息,第二无人驾驶多式联运车把无人驾驶运行控制权全部交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统组成了一辆二编组车。
5.如权利要求4所述的编组连接的方法,其特征在于,所述编组连接机构(6)实施的编组连接方法还包括第三无人驾驶多式联运车,所述编组连接机构(6)实施的编组连接方法还包括下列步骤:
7)第三无人驾驶多式联运车与步骤6)的二编组车同时接到多式联运轨道管理系统的编组指令后需要组合成三编组车运行,然后重复步骤2)~步骤6)的步骤,第三车依次把无人驾驶权交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统。
6.如权利要求4所述的编组连接的方法,其特征在于,所述编组连接机构(6)实施的编组连接方法还包括第4~15无人驾驶多式联运车,所述编组连接机构(6)实施的编组连接方法还包括下列步骤:
8)第4~15无人驾驶多式联运车与步骤7)的三编组车同时接到多式联运轨道管理系统的编组指令后需要组合成4~15编组车运行,然后重复步骤2)~步骤6)的步骤,第4~15车依次把无人驾驶权交给第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统,使第一无人驾驶多式联运车的无人驾驶系统运行指令信息同步传递到每辆车,多车相联如同一辆车运行。
7.如权利要求4-6任一项所述的编组连接的方法,其特征在于,所述编组连接机构(6)实施的编组连接方法还包括分离步骤,分离步骤如下:
所有编组车的车辆到达目的地后同时接到多式联运轨道管理系统的编组联运车解散指令后,每辆车的整车控制系统将启动解除自动连接器副自锁的指令和操作,使自动连接器A(64)和自动连接器B(65)分离,定向指令传送器A(61)和定向指令传送器B(62)也随之分离,在定向指令传送器A(61)头部内的压感弹性圈(6E)没有压感信息时,定向指令传送器A(61)不再发出识别信息;
此时的自动连接器A(64)和自动连接器B(65)均收缩回到前、后防撞梁(2J)的后面;或者
自动连接器A(64)和自动连接器B(65)均自动旋转到车前后防撞梁(2J)的后面位置,处于受保护状态。
8.一种具有编组连接机构的新能源无人驾驶多式联运车,包括车架机构(2)、运行系统、导向机构(5)、权利要求1-3任一项所述的编组连接机构(6)、电源系统、控制系统;运行系统安装在车架机构的下面,导向机构(5)和电源系统安装在车架机构(2)上,控制系统安装在车架机构上的驾驶室(2H)内;所述控制系统包括安全运行系统、无人驾驶系统、整车控制系统、车载物联网系统;所述安全运行系统用于控制无人驾驶多式联运车在多式联运轨道系统运行。
9.如权利要求8所述的无人驾驶多式联运车,其特征在于,
所述车架机构(2)由第一纵梁(21)、第二纵梁(22)、前横梁(23)、尾横梁(24)、集装箱托架组成;第一纵梁(21)和第二纵梁(22)左右平行放置在同一水平面上,在第一纵梁(21)和第二纵梁(22)前端部横向垂直安装有前横梁(23)、后端部横向垂直安装有尾横梁(24)组成矩形的车架纵梁结构;
所述集装箱托架包括前端梁(25)、中部梁(26)、后端梁(27)、第一边梁(2A)、第二边梁(2B);前端梁(25)、中部梁(26)、后端梁(27)由前往后布置在同一水平面上分别与第一边梁(2A)和第二边梁(2B)垂直安装在一起组成了上表面为同一平面的集装箱托架;
所述集装箱托架的四个角部、即第一边梁(2A)和第二边梁(2B)的两端分别与前端梁(25)和后端梁(27)垂直交叉的四个角部安装有四个锁柱(2C),用于运载集装箱时锁紧集装箱底角部的底角件(4C);第一边梁(2A)和第二边梁(2B)的中部与中部梁(26)的垂直交叉角部安装有四个电动隐形锁柱(2D),每边两个电动隐形锁柱(2D)常态下是隐藏在第一边梁(2A)和第二边梁(2B)表面的下方;
运行系统安装在车架机构的下方,所述运行系统(1)由动力车桥(11)、转向车桥(12)、悬挂系统(13)、转向车轮(14)、动力车轮(15)、动力传动系统、制动机构、转向机构组成;动力车桥(11)和转向车桥(12)均安装在车架系统下部,动力车桥(11)和转向车桥(12)均经悬挂系统(13)安装在上部的车架机构(2)上;动力车桥(11)执行运行动力驱动功能,动力车桥(11)的中部安装有动力传动系统,动力车桥(11)的两端安装有动力车轮(15),每个动力车桥(11)上每侧1~8个动力车轮(15),动力车桥(11)两端的动力车轮(15)的内侧安装有悬挂系统(13);转向车桥(12)执行转向功能,转向车桥(12)的两端安装有转向车轮(14),转向机构安装在转向车桥(12)和两端的转向车轮(14)上;制动机构安装在转向车轮(14)和动力车轮(15)上;
动力传动系统包括永磁同步电机(16)、同轴传动机构(17)和电机控制系统(18);永磁同步电机(16)安装在动力车桥(11)的中部,同轴传动机构(17)安装在永磁同步电机(16)的两端,电机控制系统(18)安装在永磁同步电机(16)的侧面外壳上;
所述导向机构(5)由导向轮(51)、导向轮轴(52)、导向臂(53)组成;所述导向臂(53)是底宽顶窄的台状体,包括顶部圆弧体(54)和底部台体(55);导向轮轴(52)竖直方向放置,导向轮轴(52)上下端各安装一个导向轮(51),导向轮轴(52)的顶端垂直安装在水平方向放置的导向臂(53)的顶部圆弧体(54)的下方,导向臂(53)的底部台体(55)水平方向垂直安装在第一纵梁和第二纵梁的外侧面上,组成轨道导向机构;所述导向机构(5)在第一纵梁和第二纵梁前端两侧和后端两侧均安装一个导向臂(53);
所述电源系统由供电管理系统、集电靴(31)、电池管理系统、电池组(32)、车载充电器(33)、增程电池管理系统、增程电池组(34)组成;供电管理系统安装在驾驶室(2H)内;由集电靴(31)和供电轨(74)组成外网供电系统,无人驾驶多式联运车前后各一个集电靴(31)分别安装在第一纵梁(21)或第二纵梁(22)侧面,集电靴(31)安装的位置与轨道的导向壁(72)上的供电轨(74)位置和高度对应;车载充电器(33)安装在第二纵梁(22)或第一纵梁(21)的底面,由集电靴(31)直接供电;电池管理系统和电池组(32)安装在第二纵梁(22)或第一边梁(2A)中部的底面;优选的,电源系统还包括增程电池管理系统和增程电池组(34),增程电池管理系统和增程电池组(34)安装在第二边梁(2B)或第一纵梁(21)中部的底面;或者,
所述电源系统由双极供电弓和双线接触供电网替代集电靴(31)和供电轨(74)外供电,所述双极供电弓由安装座(3A)、支撑臂(3B),电动缸(3C)、维持弹簧(3D)、连接横杆(3E)、双接触臂(3F)、滑板(3G)、电动铰链(3H)组成;安装座(3A)安装在驾驶室(2H)的顶部,支撑臂(3B)通过电动铰链(3H)装在安装座(3A)上,电动铰链(3H)使支撑臂(3B)上下移动和定位;双接触臂(3F)的中部有一连接横杆(3E)相连,双接触臂(3F)的顶端采用绝缘安装有一对滑板(3G),双接触臂(3F)的底端与支撑臂(3B)的顶端铰链在一起;电动缸(3C)的底部与支撑臂(3B)的中部铰链在一起,电动缸(3C)的伸缩杆铰链安装在连接横杆(3E)上,电动缸(3C)的伸缩杆上安装有维持弹簧(3D)使双接触臂(3F)上的一对滑板(3G)与供电网线的火线和零线始终接触;
所述安全运行系统包括定位测速装置(2P)、远测距图像识别仪(2R)、定位导航系统(2Q)、图像雷达仪(2E)、制动机构、安全运行管理系统;安全运行系统安装在车架机构(2)上;所述定位测速装置(2P)安装在纵梁外侧和转向车轮(14)的后面、且与安装在导向壁(72)上的定位信号网(73)位置完全相对应;定位导航系统(2Q)安装在驾驶室(2H)顶上;所述远测距图像识别仪(2R)安装在驾驶室(2H)顶上;制动机构安装在每个转向车轮(14)和动力车轮(15)上;图像雷达仪(2E)分别安装在车驾驶室(2H)前面底部、两侧面角部和前端梁(25)两边角部、车后端尾横梁(24)两边和/或后端梁(27)两边角部;所述图像雷达仪(2E)前后可各安装1~9个或更多个,图像雷达仪(2E)在驾驶室(2H)底部和/或尾横梁(24)、前端梁(25)和后端梁(27)上分散安装;安全运行管理系统安装在驾驶室(2H)内;
所述无人驾驶系统包括无人驾驶软件系统、无人驾驶信息系统、无人驾驶操作系统,安装在驾驶室(2H)内;所述无人驾驶信息系统接收来自定位测速装置(2P)、图像雷达仪(2E)、定位导航系统(2Q)、多式联运轨道系统的信息、整车控制系统信息指令和多式联运智能运行中心的指令信息并融合为运行数据,由无人驾驶软件系统计算处理这些运行数据、并形成操作指令;无人驾驶操作系统则执行这些操作指令,对电机控制系统(18)、制动机构进行操作;
所述整车控制系统对无人驾驶系统、电机控制系统(18)、电池管理系统、增程电池管理系统、供电管理系统、安全运行系统、制动机构及车辆各机构的运行状态进行监测、综合协调管理和指挥操作,并与车载物联网通讯系统进行信息数据交换,对无人驾驶多式联运车运行状态以及车辆各部件的状态进行检测控制和管理。
10.如权利要求9所述的无人驾驶多式联运车,其特征在于,
集装箱托架安装在第一纵梁(21)和第二纵梁(22)组成车架的纵梁结构的中部,集装箱托架的前端梁(25)、中部梁(26)、后端梁(27)由前往后等间距、横向对称、垂直交叉安装在第一纵梁(21)和第二纵梁(22)上,交叉安装使集装箱托架的上表面与第一纵梁(21)和第二纵梁(22)的上表面为同一平面;
所述集装箱托架还包括中间横梁(28),在前端梁(25)和中部梁(26)之间、中部梁(26)和后端梁(27)之间各有1~6个中间横梁(28),分别按照等中心距、横向对称、垂直安装在第一边梁(2A)和第二边梁(2B)上。
11.如权利要求9-10任一项所述的无人驾驶多式联运车,其特征在于,
所述集装箱托架还包括后端次横粱(29),后端次横粱(29)安装在后端梁(27)前面的位置,垂直交叉连接在第一纵梁(21)和第二纵梁(22)上,后端次横粱(29)的两端分别与第一边梁(2A)和第二边梁(2B)垂直交叉安装在一起,其交叉角部安装有第二电动隐形锁柱(2S)。
12.如权利要求9-10任一项所述的无人驾驶多式联运车,其特征在于,后端次横粱(29)安装在后端梁(27)后面的位置。
13.如权利要求9-11任一项所述的无人驾驶多式联运车,其特征在于,
所述车架机构(2)还包括驾驶室(2H)、监视器(2G);所述驾驶室(2H)安装在第一纵梁(21)和第二纵梁(22)的前端上表面,驾驶室(2H)用于安装车辆总控系统、无人驾驶系统、车载物联网通讯系统等;监视器(2G)安装在驾驶室(2H)的顶部。
14.如权利要求9-11任一项所述的无人驾驶多式联运车,其特征在于,
所述车架机构(2)还包括集装箱安全架(4)和导向护板(49),前后导向护板(49)分别安装在集装箱托架的前面和后面的第一纵梁(21)和第二纵梁(22)上;前后集装箱安全架(4)分别安装在前后导向护板(49)外的第一纵梁(21)和第二纵梁(22)上;
集装箱安全架(4)由支柱座(41)、升降柱(42)、旋转机构(43)、紧固臂(44)、图象定位旋紧机构(45)、上锁柱(46)组成;支柱座(41)安装在前导向护板(49)的前面和后导向护板(49)后面的第一纵梁(21)和第二纵梁(22)上,升降柱(42)安装在支柱座(41)内,可实现上下电动升降,旋转机构(43)安装在升降柱(42)的顶端,旋转机构(43)可实现180旋转,紧固臂(44)的一端安装在旋转机构(43)上随旋转机构(43)转动,紧固臂(44)的另一端安装有图象定位旋紧机构(45),图象定位旋紧机构(45)下方安装有上锁柱(46),在图象定位旋紧机构(45)引导下使上锁柱(46)对准标准集装箱(4A)的上部顶面角件(4B)孔时,升降柱(42)自动向下压,使上锁柱(46)插入顶面角件(4B),图象定位旋紧机构(45)自动旋转锁紧集装箱。
15.如权利要求9-11任一项所述的无人驾驶多式联运车,其特征在于,安装在车尾纵梁上的两个集装箱安全架(4)在标准II型多式联运车和加长型多式联运车上时,紧固臂(44)由加长伸缩紧固臂(47)所替代。
16.如权利要求9所述的无人驾驶多式联运车,其特征在于,
动力传动系统包括永磁同步电机(16)、平行轴传动机构(19)和电机控制系统(18);永磁同步电机(16)的一端安装在车架纵粱上、电机机壳安装在动力车桥上;平行轴传动机构(19)的从动大齿轮组安装在动力车桥(11)的车轴上,驱动小齿轮组安装在永磁同步电机(16)另一端的驱动轴上,从动大齿轮组与驱动小齿轮组咬合为动力车桥(11)提供动力,电机控制系统(18)安装在永磁同步电机(16)的侧面外壳;
电源系统还包括冷链箱供电装置(39),冷链箱供电装置(39)安装在驾驶室(2H)后面和前端梁(25)之间的左侧或右侧,电源来自集电靴(31)或电池组(32),冷链集装箱随无人驾驶多式联运车在轨道运行时,冷链箱供电装置(39)为冷链集装箱供电制冷。
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