CN115848428A - 用于在轨道运输系统上传输散装材料的支撑框架和轨道车厢 - Google Patents

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杰姆斯·埃弗里特·菲斯克
帕特里克·沃尔特·约瑟夫·方坦
威廉·约翰·麦考尔
大卫·威廉姆·尼迈耶
柯蒂斯·罗恩·雷伊
艾瑞克·本杰明·亚力山大·萨内蒂
艾司科·约翰内斯·维尔博格
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Abstract

本公开涉及支撑框架、轨道车厢和列车。支撑框架包括：第一和第二侧驱动板；第一和第二横越构件，其连接到侧驱动板的相应端；第三和第四横越构件，其连接侧驱动板并与第一和第二横越构件相距选定距离；联接组件，其位于第一横越构件处并适于将另一轨道车厢连接到第一横越构件；第一和第二斜向支撑构件，以一角度连接到第一横越构件而足以将来自联接组件的力基本导引到第三横越构件和侧驱动板。支撑框架和轨道车厢可用于在轨道运输系统上传输散装材料。

Description

用于在轨道运输系统上传输散装材料的支撑框架和轨道车厢
本申请是申请日为2015年3月31日、申请号为201580042787.0、发明名称为“用于在轨道运输系统上传输散装材料的支撑框架和轨道车厢”的发明专利申请的分案申请。
本申请要求对美国临时申请No.62/021905的优先权，该临时申请在此以其全文通过引用并入本文。
技术领域
本发明通常涉及用于在轨道运输系统上传输散装材料的支撑框架和轨道车厢。更特别地，本发明涉及用于轨道车厢的支撑框架并涉及轨道车厢，用于不具有内驱动器的传输散装材料的轨道运输系统。
背景技术
在传统的列车、卡车、传送带、架空索道中移动散装材料(bulk materials)或作为料浆在管线中移动散装材料的方法和构造是公知的，并由于现场特定需要或经历而典型地用于各种产业中。例如，在矿物或骨料产业中，将散装材料从采矿或提炼地点移动到处理设施以进行升级或尺寸分级。卡车多年来已成为移动散装材料的所选系统。卡车由于其对散装材料的高效运输和增大的容量而被放大用于越野(off-road)车辆。不过，这些车辆受限于场地特定应用并以高资金成本提供。主要的越野卡车已发展为需要很宽的车道以用于会车，运输每吨英里的材料在能量上并不高效，爬坡能力有限，且由于操作者失误的可能性以及对周围环境不友好而具有危险。
列车已使用多年，以料斗车厢运输散装材料。其在钢轨上使用自由轧制铁或钢轮，由于低摩擦而成为很高效的能量使用者，不过在所需的驱动器或机车方面则能力有限。大吨位的长列车使用多个重型单元的驱动器，其规定轨道重量和压舱要求。所有铁道的设计必须考虑驱动器或机车包含的燃料的重量，而不是车厢加上负载的组合重量(这显然较小)。驱动器需具有足够重量而使得旋转式驱动轮胎与静止轨道接触而且必须具有足够摩擦以产生将包括重载车厢在内的部分的向前或逆向运动。传统铁道系统的倾斜能力受限于载重驱动轮与车轨之间的摩擦。轨道车厢是独立单元，每个单元均不得不以批量处理方式加载，一次一个车厢。散装材料可通过开启底倾倒口从料斗车厢中卸载，或者可独立旋转以从顶部倾倒。用于加载和卸载的现场车厢(spotting car)耗时且费力。
虽然从一个地点到另一地点的移动可能在成本上有效，不过在较短距离运输中的批量加载和卸载的增加成本减小了轨道运输成本效率。在正常单个双轨列车系统情况下，一次仅有一个列车可用于系统上。
传送带已使用多年以移动散装材料。存在广泛多种传送带系统，可实际上移动每种可想到的散装材料。很长距离的单带行程的资金成本很高，而且当带破损或撕裂时会经历灾难性的故障，典型地关断整个系统并倾倒所承载的负载，需要清理。传送带在能量上比较高效，但可能需要高维护性，这是因为多个惰轮轴承的固有问题而需要持续检查和更换。短距离传送带常用于几乎所有类型材料的干式或夹式运输。由于传送带柔性很高而且希望在相当平坦的地域上操作，因而其在运输中高度固态料浆时并不高效，其中，水和细料可能积聚在低位中和溢漏侧边，形成溢漏湿料浆处理问题。
一些散装材料可当与水混合以形成料浆时在管线中运输，料浆通过马达驱动泵推进器在无空气或淹没环境中被推动或拉动。散装材料中存在的单独颗粒的尺寸指示出保持运动所必需的运输速度。例如，如果大颗粒存在，则速率必须足够高以使非常最大颗粒通过沿管道底部跳动和滑动而保持运动。由于管线在动态环境中操作，因而运动流体和固态物质与静止管壁形成摩擦。运动物质的速度越高，则在壁表面处的摩擦损失越高，这需要增大能量加以补偿。根据应用，散装材料不得不初始以水稀释以利于运输，并在排放端处脱水。
用于从矿山和类似地点运输散装材料的轻轨窄距铁道是已知的，在示例中如参照Hubert等人的美国专利No.3,332,535所述，其中由多个车厢构成的轻轨列车通过驱动轮和电动马达的组合推进，在外环上倾倒。在进一步的示例中，Robinson,Jr.等人的美国专利No.3,752,334公开一种类似的窄距铁道，其中车厢通过电动马达和驱动轮驱动。Richardson的美国专利No.3,039,402描述一种使用静止摩擦驱动轮胎移动铁道车厢的方法。
虽然上述运输系统和方法相对于传统系统具有特定优点，不过每种方案高度依赖于具体应用。变得显见的是，劳力、能量和材料成本以及将采用的替代性运输方法的环境因素的增加需要实现能量和劳力高效、安静、无污染、且在美学上不刺眼。Dibble等人的美国专利公开物US 2003/0226470“用于散装材料的轨道运输系统”、Dibble的US 2006/0162608“用于散装材料的轻轨运输系统”、和Dibble的美国专利No.8,140,202描述一种轻轨列车，采用具有驱动站的开放式半圆槽列车，该公开内容在此以全文通过引用并入本文。这样的轻轨系统提供针对前述材料运输系统的新式的可替代方案，并使用多个相连车厢实现散装材料运输，其中多个车厢在除了始末车厢之外的每个车厢开放，且始末车厢具有端板。列车形成长开放槽并具有柔性翼片，柔性翼片附接到每个车厢且在前方叠盖车厢以防止在运动过程中溢漏。前导车厢具有四个轮和在车厢前面的锥形侧驱动板，以利于进入驱动站。随后的车厢具有两个轮，其中U形卡联件将前部连接到前方紧邻车厢的后部。列车的运动通过一系列适合就位的驱动站实现，驱动站在车轨任一侧上具有驱动马达，驱动马达是交流(AC)电动马达，其中以驱动机构(例如轮胎)提供与侧驱动板的摩擦接触。在每个驱动站处，每个驱动马达连接到AC变换器和用于驱动控制的控制器，电压和频率根据需要修改。每个电动马达在水平面中转动轮胎以物理接触每个车厢轮之外的两个平行的侧驱动板。通过这些驱动轮胎作用在侧驱动板上的压力将轮胎的旋转运动转变为水平冲力。车厢上的轮分开以允许使用双组轨道在逆转位置操作，从而允许车厢颠倒悬挂以进行卸载。通过旋转这种双车轨系统，单元列车可返回到其正常操作状态。这样的系统是公知的，且在市场上被称为Rail-VeyorTM材料处理系统。
法兰轮可相对于侧驱动板对称以允许在逆转位置操作，当使用四个轨道封装车轮时，可以进行散装材料的外环排放。通过使用升高的轨道，列车可尽可能容易地以便利方式在逆转位置操作。
更进一步地，用于这种轻轨系统的驱动器已被开发出，如Kiuchi等人的美国专利No.5,067,413中所述，其中描述了一种用于在固定路径上传送可行进物体的装置，其不设置驱动源。多个壳行进物体行进在固定路径上，而同时大致对准且相互紧密接触。行进动力传送到多个可行进物体中位于对准列中至少一端上的一个。行进动力在施压于可行进主体的一侧表面时以摩擦力驱动可行进主体，并在支持可行进主体另一侧表面时传送到可行进主体。用于传送行进动力的装置仅布置在固定路径的一部件上。
轨道运输系统典型地在操作过程中在轨道车厢和轨道车厢支撑框架上传递相当大的力和应变，这可能会导致重型支撑结构的使用、降低轨道车厢使用寿命、降低效率、和/或增大维护和保养成本。
虽然轻轨系统(例如前述的Rail-VeyorTM材料处理系统)已经被接受，不过，用于在轨道运输系统上传输散装材料的可替代的、另外的和/或改进的轨道车厢支撑框架和/或轨道车厢仍是所希望的。
发明内容
本发明提供用于在轨道运输系统上传输散装材料的支撑框架和轨道车厢以及包括在此所公开轨道车厢的轨道运输系统。本发明进一步提供与用于传输散装材料的不具有内驱动器的轨道运输系统共同使用的框架和轨道车厢。
在一个实施例中，本发明提供一种支撑框架，用于轨道车厢，以在轨道上传输散装材料，该支撑框架包括：
第一侧驱动板，其具有第一端和第二端；
第二侧驱动板，其具有第一端和第二端；
第一横越构件，其在所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板的相应的第一端之处或其近处连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板；
第二横越构件，其在所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板的相应的第二端之处或其近处连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板；
第三横越构件，其连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板，且所述第三横越构件以第一距离与所述第一横越构件分开；
第四横越构件，其连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板，且所述第四横越构件以第二距离与所述第二横越构件分开；
联接组件，用于附接到随后的轨道车厢，且所述联接组件位于所述第一横越构件处并适于将随后的轨道车厢连接到所述第一横越构件；
第一斜向支撑构件和第二斜向支撑构件，它们中的每个从接近所述联接组件的位置处的所述第一横越构件延伸到所述第三横越构件，使所述第一斜向支撑构件和第二斜向支撑构件以一角度连接到所述第一横越构件而足以将来自所述联接组件的力基本导引到所述第三横越构件和所述第一侧驱动板和第二侧驱动板；其中
每个侧驱动板可选地包括一表面，适于摩擦接触一个或多个驱动轮胎和适应与其相关联的力，使得驱动轮胎从动力矩被传递到所述侧驱动板。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述支撑框架用于在轨道运输系统中能够操作的轨道车厢，其中，所述轨道运输系统包括至少一个驱动站，所述驱动站包括所述一个或多个驱动轮胎，所述一个或多个驱动轮胎适于将从动力矩传递到所述轨道车厢。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，该支撑框架进一步包括：第二联接组件，其位于所述第二横越构件处，并适于将另一轨道车厢连接到所述第二横越构件。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，该支撑框架进一步包括：
第三斜向支撑构件和第四斜向支撑构件，它们中的每个从接近所述第二连接组件的位置处的所述第二横越构件延伸到所述第四横越构件，使所述第三斜向支撑构件和第四斜向支撑构件以一角度连接到所述第二横越构件而足以将来自所述第二联接组件的力基本导引到所述第四横越构件和所述第一侧驱动板和第二侧驱动板。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述联接组件是单点连接结构。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述联接组件是U形夹(clevis)类型的联接结构。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述联接组件包括平行的叶片，每个叶片形成穿透其中的孔，其中所述平行的叶片进一步适于装容能够压缩的间隔体和内滚道，所述内滚道紧固有刚性的间隔体以提供间隔并形成接头以实现其旋转。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述联接组件包括平行的叶片，每个叶片形成穿透其中的孔，其中所述平行的叶片进一步适于在它们之间装容互补叶片，所述互补叶片来自随后轨道车厢的相容的联接组件。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述互补叶片包括球形轴承和在所述球形轴承与每个平行叶片之间延伸的刚性的间隔体，其中，所述联接组件适于装容一销，所述销延伸穿过所述互补和平行叶片的孔以形成接头。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述的支撑框架进一步包括：轮安装结构，其连接到每个所述侧板。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述轮安装结构连接到所述侧板的不摩擦接触所述驱动轮胎的表面。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述轮安装结构适于装容轮毂类型组件。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述轮毂类型组件包括具有自备组件的轴承。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述轮毂类型组件包括具有锥形滚子轴承的轴承。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，一个轮毂类型组件使相关联的轮独立于在另一轮毂组件处的另一轮而旋转。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，通过所述第一侧驱动板、所述第二侧驱动板、所述第三横越构件和所述第四横越构件形成和界定一区域，其中所形成的区域适于容许曲形轨道经过并由此允许所述轨道车厢的紧凑竖直转弯半径。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述第一斜向支撑构件和所述第二斜向支撑构件均从所述第一横越构件以约45度的角度延伸。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述第一横越构件与所述第一和第二斜向支撑构件集成。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述第一和第三横越构件与所述第一和第二斜向支撑构件集成。
在以上概述的支撑框架的另一实施例中，所述支撑框架的至少一部分通过具有切挖部分的上、下片形成。
在进一步的实施例中，本发明提供一种轨道车厢，能够在轨道运输系统中操作，该轨道运输系统包括至少一个驱动站，所述驱动站具有的驱动轮胎适于将从动力矩传递到所述轨道车厢以在轨道上传输散装材料，该轨道车厢包括：支撑框架(例如，如以上概述的支撑框架)，和连接到所述支撑框架的散装材料容器。
在以上概述的轨道车厢的另一实施例中，所述散装材料容器采用槽的形式。
在以上概述的轨道车厢的另一实施例中，所述散装材料容器采用大致连续槽的形式，其中所述散装材料容器包括从一端突出的溜槽，所述溜槽被构造为与随后的轨道车厢的槽重叠以避免在各车厢之间的溢漏。
在以上概述的轨道车厢的另一实施例中，所述散装材料容器铰接地衔接到所述支撑框架，以允许从所述轨道车厢侧向倾倒散装材料。
在以上概述的轨道车厢的另一实施例中，所述容器进一步包括引导部分，用于在与所述轨道运输系统的配对的轨道、隆脊、或通道接触时使所述容器枢转至倾倒位置。
在又一实施例中，本发明提供一种列车，包括前轨道车厢和后轨道车厢，且可选地还包括联接在所述前、后轨道车厢之间的一个或多个中间轨道车厢，其中，所述轨道车厢是如以上概述的轨道车厢。
在以上概述的列车的另一实施例中，所述列车的所述轨道车厢的至少两个所述散装材料容器形成大致连续槽。
在以上概述的列车的另一实施例中，形成所述大致连续槽的所述至少两个散装材料容器中的每个均包括：从一端突出的溜槽，所述溜槽被构造为与随后的轨道车厢的槽重叠以防止在各车厢之间的溢漏。
附图说明
图1是用于运输散装材料的轨道运输系统的实施例的示意性例示图；
图2是列车的一个实施例的侧视图，所述列车包括能够以图1所示轨道运输系统操作的轨道车厢；
图3是列车的一个实施例的俯视图，所述列车包括能够以图1所示轨道运输系统操作的轨道车厢(图中可见驱动站的示例)；
图4是用于运输散装材料的轨道运输系统的另一实施例的示意性例示图；
图5A和图5B提供前或前导轨道车厢的实施例的立体图，图5C和图5D分别提供用于轨道车厢的槽构造的立体图和仰视图；
图6A是用于前或前导轨道车厢的支撑框架的实施例的立体图，图6B-F提供用于前或前导轨道车厢的支撑框架的截面图；
图7A和图7B提供中或中间轨道车厢的实施例的立体图，所述轨道车厢具有联结翼片以重叠于随后的轨道车厢；
图8A和图8B提供轨道车厢的截面图，显示出安装在轨道车厢支撑框架上的轮和轮毂组件的实施例；
图9A是用于中或中间轨道车厢的支撑框架的实施例的立体图，图9B-F提供用于中或中间轨道车厢的支撑框架的截面图；
图10A和图10B提供后或末轨道车厢的实施例的立体图；
图11A是用于后或末轨道车厢的支撑框架的实施例的立体图，图11B-F提供用于后或末轨道车厢的支撑框架的截面图；
图12A和图12B提供截面侧视图和俯视图，图12C和12D提供侧视图和立体图，图12E提供用于安装在轨道车厢支撑框架上的轮/轮毂类型组件的实施例的截面图；
图13A和图13B提供具有驱动轮胎的驱动站的一部分的实施例的立体图；
图14是轨道运输系统的区段的实施例的立体图，其中具有驱动站，在轨道车轨的任一侧上具有驱动轮胎，其中用于运输散装材料的轨道车厢横向于所述区段；
图15A和图15B分别提供具有连续槽的底倾倒轨道车厢的实施例的侧视图和立体图；
图16A和图16B分别提供具有带悬突体的独立槽的底倾倒轨道车厢的实施例的侧视图和立体图；
图17A和图17B提供端视图，而图17C和图17D提供轨道运输系统的实施例的俯视图和侧视图，其中在轨道运输系统的侧倾倒区段处设置有具有轨道车厢的横向列车；
图18A、图18B、图18C、图18D分别提供侧倾倒轨道车厢的实施例的俯视图、立体图、侧视图、端视图；
图19是侧倾倒轨道车厢的实施例的立体图；
图20A提供列车的一个实施例的侧视图，所述列车包括多个轨道车厢，横向于轨道运输系统的倾倒环区段，图20B提供轨道运输系统的倾倒环区段的立体图，图20C提供列车的另一实施例的侧视图，所述列车包括多个轨道车厢，横向于轨道运输系统的倾倒环区段；和
图21提供在轨道车厢之间的衔接处的两个相联结的轨道车厢的侧驱动板的实施例的立体图，同时轨道车厢横向于竖直倾倒环区段。
具体实施方式
现在将参照显示本发明示例性实施例的附图在下文中对本发明进行更全面描述。不过，本发明可能实施为多种不同形式，并应被认为不限于在此提出的实施例和示例，且本发明应不限于在此提出的程度。相反地，在此呈现的实施例使得本公开内容将是透彻和完整的，并将利用这些示例性和非限制性的实施例和示例向本领域技术人员充分传递出本发明的范围。本领域技术人员应理解，在此提供的实施例、示例和例示方案的多种不同形式和变例都是可行的，在此提供的各种实施例、示例和例示方案应被认为是非限制性的实施例、示例和例示方案。
首先参见图1－3，基于本发明教示，一个列车和轨道运输系统10包括具有平行轨道12a、12b的车轨12。列车14包括：具有前、后轮对18、20的第一、前或前导车厢16，前、后轮对18、20能够在车轨12上操作而为前导车厢提供自由轮转运动。对作为示例在此描述的实施例，列车包括另外的车厢，其被描述为第二或后车厢22以及在前导车厢与后车厢之间承载的中间或中轨道车厢24或者多个中间或中轨道车厢。后车厢22和中间车厢24包括前枢转连接部或联接组件26，用于将中间车厢和后车厢枢转地连接到相邻的前车厢。后车厢22和中间车厢24仅具有后轮对20，能够在车轨12上操作而提供其自由轮转运动。
继续参见图2，每个车厢具有相附接的侧板28。参见图1、3、4，多个驱动站30中的每个均具有可变频驱动器(VFD)，可变频驱动器包括驱动轮胎32，用于摩擦接触侧板28并将从动力矩传递到每个轨道车厢以及列车14。如继续参见图3所示，在此描述的实施例包括的每个车厢包括相反的侧板28a、28b和相反的驱动轮胎32a、32b。特别地，每个车厢可在每侧上具有固定的侧板，固定的侧板大致沿车厢的长度延伸并分布在轮和车轨外。这些侧板可相对于轮而对称定位且平行于轻轨道。在另一布置中，侧壁可相对于轮非对称定位。不过，在此布置中，轮是侧板的一部分，使得侧板－轮布置允许列车向下游或向上游运动。轮可被安置为允许列车在竖立(upright)位置或相反位置操作。每个驱动站30包括A/C变换器和控制器，其中控制器连接到每组驱动马达，从而可通过修改其电压和频率中的至少一种而使各马达同步。列车的向前或逆向运动由于列车相反侧上的轮胎的水平旋转所致，所述水平旋转通过所述旋转的适合压力沿相反方向转动以在轮胎表面与侧板之间提供减小的滑动。换言之，两个相反的轮胎均被朝向车轨中心向内推动。为了停止列车，驱动轮胎32进一步适于接合于和施压于车厢的侧板28。
如在此所示，前导车厢16具有槽54，和相反的侧板28a、28b，侧板28a、28b在它们之间具有减小距离以平滑地进入驱动站的相反的驱动轮胎32a、32b中。后车厢22具有槽和相反的侧板28a、28b，侧板28a、28b在它们之间可具有减小距离以在列车14退出驱动站30的相反的驱动轮胎32a、32b时减小冲击。中间车厢24通过U形夹类型的联接部被联接到前导车厢16和后车厢22，并使其槽对准以形成整体上开放的槽，在各车厢之间具有空隙56。柔性的翼片58在车厢16、24、22之间的空隙56上方延伸。每个车厢包括半圆形开放槽，且当衔接或联接到一起时呈现出对于列车整个长度的开放且连续的刚性槽。柔性的密封翼片附接到后挂车厢的前部附近，重叠于但不附接到前导车厢槽的后部。半圆形槽通过柔性翼片密封，比其它设计(例如美国专利No.3,752,334中所示设计)好得多。这允许列车顺应地势和曲度，而不会丧失其作为连续槽的密封整体性。列车中的拟运输材料在材料重量均布时被有效支撑并通过这种翼片密封以针对前向车厢的金属槽保持密封。连续的长槽可提供简化的加载，这是因为，列车可在类似于传输带那样运动时进行加载和卸载。对于传统铁道料斗或旋转式倾倒车厢的批量加载设备要求而言，这可被认为是一个优点。
图5－12提供用于轨道车厢的支撑框架的例示性实施例和包括支撑框架的前导、中间、后轨道车厢的例示性实施例。所示的支撑框架和轨道车厢的实施例的设计可提供更少的系统用钢、改进的可制造性以及更少的系统部件成本。通常，可选地可将钢弯曲以形成半八角形槽(例如参见图5C和5D)，其可用作由轨道车厢承载的散装材料容器(散装材料是拟从一个地点运输到另一地点的任意适合材料、产品、或物质，例如但当然不限于：煤炭、矿物、土、石；本领域技术人员应认识到，多种不同的材料、产品或物质可如本文中所述通过轨道运输系统运输)。这样可提供更简单且更稳定的槽形成结构(不同于半圆形的设计)。应认识到，许多其它散装材料容器的形状和类型也是可行的，本发明不需要半圆形或半八角形。支撑框架(或轨道车厢框架)可选地可使用激光切割/弯曲钢板设计形成，以替代如传统系统中使用的基于结构构件的设计，不过在特定应用中适合的基于结构构件的设计也是可行的。本领域技术人员应认识到，多种框架形成方式和技术都是可行的。
图5A提供前导轨道车厢104的一个实施例的立体图。可选的前阻障或端(未示出)可安装在轨道车厢的前部处以防止散装材料溢漏。轨道车厢104包括：槽型散装材料容器102、轮和轮毂组件101、和支撑框架100。前导轨道车厢104通常包括：朝向车厢104的每端安装的轮和轮毂组件101。支撑框架的第二横越构件105可见。图5B显示出图5A中所示前导轨道车厢的实施例的第二立体图。第一横越构件106可见，并可见与其附接的U形夹类型的联接组件103。
图6A提供用于前导轨道车厢的支撑框架107的一个实施例的立体图。支撑框架107用于在轨道运输系统中能够操作的轨道车厢，其中，轨道运输系统包括至少一个驱动站，驱动站具有驱动轮胎，驱动轮胎适于将从动力矩传递到轨道车厢，从而在轨道上传输散装材料。支撑框架包括：第一侧驱动板108，其具有第一端和第二端；第二侧驱动板118，其具有第一端和第二端；第一横越构件110，其在第一侧驱动板和第二侧驱动板的相应的第一端之处或其近处连接第一侧驱动板和第二侧驱动板；第二横越构件109，其在第一侧驱动板和第二侧驱动板的相应的第二端之处或其近处连接第一侧驱动板和第二侧驱动板；第三横越构件111，其连接第一侧驱动板和第二侧驱动板，且第三横越构件以第一距离与第一横越构件分开；第四横越构件112，其连接第一侧驱动板和第二侧驱动板，且第四横越构件以第二距离与第二横越构件分开。支撑框架107进一步包括：联接组件116，用于附接到随后的轨道车厢，所述联接组件位于第一横越构件处并适于将随后的轨道车厢连接到所述第一横越构件；第一斜向支撑构件113A和第二斜向支撑构件113B，它们中的每个从接近联接组件的位置处的第一横越构件延伸到第三横越构件，使第一斜向支撑构件和第二斜向支撑构件以一角度连接到第一横越构件而足以将来自联接组件116的力基本导引到第三横越构件和第一侧驱动板和第二侧驱动板。在所示实施例中，所述角度约为45度。支撑框架的每个侧驱动板包括一表面，适于摩擦接触一个或多个驱动轮胎和适应(accommodate)与其相关联的力，使得驱动轮胎从动力矩(driven moment)被传递到侧驱动板。如图所示，侧驱动板、横越构件、斜向支撑构件可形成一支撑结构，足以承载用于承载散装材料的槽构造。
第一和第二斜向支撑构件可提供高效方式将来自联接组件的应力分布/导引到第三横越构件和第一和第二侧驱动板。在特定实施例中，这种类型的构造可允许支撑框架(和包括所述支撑框架的轨道车厢)具有更小的总重量，这可以有利于整体系统效率。
图6A中所示实施例提供支撑框架的示例，其中支撑框架的至少一部分可选地可通过具有切挖部分(cut out section)的弯曲片形成。在示例中，在所示支撑框架107中，所述部分包括第一横越构件110、第三横越构件111、第一斜向支撑构件113A、第二斜向支撑构件113B，并可通过上、下材料片(即两个金属片)形成，所述上、下材料片具有被切挖的或者可随后被切挖(例如使用激光切割机切挖)的适合的部分/孔，所述上、下材料片可均在两个相反边缘(即，将形成支撑框架的第一横越构件110和第三横越构件111的边缘)上被弯曲(例如使用弯折机弯曲)。每个片的两个弯曲边缘可包括弯曲部、角部或曲形部分，然后是大致平直部分，如图所示。这两个材料片可然后沿每个片的大致平直部分的对应的端/边缘衔接(例如通过焊接或螺接实现)，使得第一(即，上)片大致与第二(即，下)片重叠，如图所示。在图6A中所示实施例中，显示出焊接缝121，上、下片在此衔接。上、下片的大致平直部分可用于在上、下片之间形成空间。在所示的示例中，第一斜向支撑构件113A和第二斜向支撑构件113B均包括两个大致重叠的斜向支撑部：一个是第一(上)片的一部分，而另一个是第二(下)片的一部分。类似地，第一横越构件110和第三横越构件111可以包括：在相对的上、下片上的大致重叠的横越构件部分，它们可沿所述横越构件部分的长度焊接或以其它方式衔接到一起。应理解，第二横越构件109、第四横越构件112、第三斜向支撑构件114A、和第四斜向支撑构件114B(在下文中更详细描述)在特定实施例中可由所述上、下片以类似方式形成。
应理解，在特定实施例中，上片可具有结构横越构件和/或斜向支撑构件，与下片上对应的结构横越构件和/或斜向支撑构件重叠。横越构件和斜向支撑构件可被认为包括来自上、下片的构件。所述材料片可被切挖，使得从每个片中去除一部分以形成大致重叠的孔，例如图6A中所示的大致三角形的孔。所述材料片可在所述片弯曲/弯折之前或之后使用例如激光切割机切割。
虽然以上参照前轨道车厢进行描述，不过，应理解，在特定实施例中，用于中和/或后轨道车厢的支撑框架可以可选地以类似方式形成。
在图6A中所示的实施例中，支撑框架107进一步包括：第三斜向支撑构件114A和第四斜向支撑构件114B，它们中的每个均从第二支撑横越构件延伸到第四横越构件，类似于斜向支撑构件113A和113B。而且，支撑框架107可另外包括中心肋117、盒架119和盒角120。在特定实施例中，前和/或后轨道车厢的这样的部分可配置有压重(ballast weight)。在所示的示例中，轨道车厢的中心可被围板且填充以混凝土以提供压重。用于支撑混凝土板的元件可如图所示地提供。这样的方式可以有利于在整个列车中保持大致恒定的截面，以利于在加载溜槽处更好地密封。压重可用于当中轨道车厢在操作过程中加载沉重材料或货物时防止或减轻前和/或后轨道车厢的轮提升。进一步地，通过对支撑框架处的压重进行支撑，前、后轨道车厢可包括槽并以类似于中轨道车厢的方式承载材料。通过这种方式，压重不需要被包括在前、后轨道车厢槽本身中，从而允许前、后轨道车厢的槽在加载过程中正确地与加载溜槽接合和密封。
在所示实施例中，支撑框架107包括四个毂安装架115，轮和轮毂组件可附接到毂安装架。
图6A的支撑框架107是用于前导或前轨道车厢的支撑框架。此实施例的特征在于：四个毂安装架，用于附接轮和轮毂组件(不过具有更少或更多轮的构造也是可行的)；和单个的U形夹类型联接组件116(在此示例中为凹型联接件)，用于将前导轨道车厢联接到具有相容联接组件(在此示例中为凸型U形夹联接件)的随后的轨道车厢。应理解，虽然轨道车厢上的所示联接组件是凹型U形夹联接组件，不过其它构造也是可行的。例如，在轨道车厢上的联接组件可为凸型U形夹联接组件，而将被衔接到前导轨道车厢的随后的轨道车厢可包括凹型U形夹联接组件。
应认识到，多种不同类型和样式的联接组件可适于衔接在此所述的轨道车厢以形成列车。与此专利文件相关的本领域技术人员应意识到适于衔接如在此所述轨道车厢的各种联接组件，这取决于具体应用。适合的联接组件可包括适合的机械接头、铰接部、球窝接头、关节接头、或其它适合的接头。在特定实施例中，联接组件可为单点的连接部。在特定优选实施例中，联接组件可为U形夹(clevis)类型联接组件。列车可包括通过联接组件或所选不同类型的联接组件而联结的多个轨道车厢，以适合于具体应用。
在特定实施例中，U形夹类型联接组件可用于支撑框架中。联接组件可包括平行的叶片(blade)130、131(例如参见图6A中所示的凹形联接组件116)，其中，每个叶片形成/包括穿透其中的孔132。在一个实施例中，所述的平行的叶片可适于装容(accommodate)能够压缩的间隔体和内滚道(inner race)，所述内滚道紧固有刚性间隔体以提供间隔并形成接头以实现其旋转。在其它实施例中，所述连接部可包括球面轴承，用于在它们之间进行牢固衔接。在特定实施例中，在球形轴承的内滚道与凹形U形夹配件的叉/平行叶片之间可使用刚性间隔体。在特定实施例中，在此构造中可能不需要能够压缩的元件。这可允许在联接部处的松弛度减小。在又一实施例中，每个具有穿透其中的孔的平行叶片可进一步适于在它们之间装容来自随后的轨道车厢的相容联接组件的互补叶片(即，凸型U形夹联接件，例如参见图7A中的联接组件206)。在进一步的实施例中，互补叶片可包括球形轴承和用于在球形轴承与其每个平行叶片之间延伸的刚性间隔体，联接组件可适于装容一销，所述销延伸穿过互补叶片孔和平行叶片孔以形成接头。
图6B－F提供用于前导轨道车厢的支撑框架的各实施例的另外的截面图，类似于图6A中所示。
图7A提供主/中间/中轨道车厢200的一个实施例的立体图。轨道车厢200包括：槽型散装材料容器203，轮和轮毂组件202，和支撑框架201。包括联接组件206(在此情况下为凸型U形夹配件)的支撑框架的第一横越构件可见。图7B显示出图7A中所示的主/中间/中轨道车厢200的实施例的第二立体图。第二横越构件可见，与其附接的U形夹类型联接组件207(在此情况下为凹型U形夹配件)也可见。在这种情况下，轨道车厢200进一步包括：槽带204，和溜槽205(例如尿烷溜槽)，用于与随后的相邻或邻近的轨道车厢的槽重叠以防止在相连接的轨道车厢之间发生溢漏。
图9A提供用于主/中间/中轨道车厢的支撑框架240的一个实施例的立体图。支撑框架240用于在轨道运输系统中能够操作的轨道车厢，其中，轨道运输系统包括至少一个驱动站，驱动站具有驱动轮胎，驱动轮胎适于将从动力矩传递到轨道车厢用于在轨道上传输散装材料。支撑框架240包括：第一侧驱动板241，其具有第一端和第二端；第二侧驱动板242，其具有第一端和第二端；第一横越构件245，其在第一侧驱动板和第二侧驱动板的相应的第一端之处或其近处连接第一侧驱动板和第二侧驱动板；第二横越构件243，其在第一侧驱动板和第二侧驱动板的相应的第二端之处或其近处连接第一侧驱动板和第二侧驱动板；第三横越构件246，其连接第一侧驱动板和第二侧驱动板，且第三横越构件以第一距离与第一横越构件分开；第四横越构件244，其连接第一侧驱动板和第二侧驱动板，且第四横越构件以第二距离与第二横越构件分开。支撑框架240进一步包括：联接组件251(在此示例中进一步包括架252)，用于附接到随后的轨道车厢，联接组件位于第一横越构件处并适于将随后的轨道车厢连接到第一横越构件；第一斜向支撑构件248A和第二斜向支撑构件248B，它们中的每个从接近联接组件的位置处的第一横越构件延伸到第三横越构件，使第一斜向支撑构件和第二斜向支撑构件以一角度连接到第一横越构件而足以将来自联接组件的力基本导引到第三横越构件和第一侧驱动板和第二侧驱动板。在所示实施例中，所述角度约为45度，不过，在约40度至约50度之间的角度或者超出此范围的角度也是可行的。在所示实施例中，第一和第二斜向支撑构件与第一横越构件集成，显示为253。支撑框架的每个侧驱动板包括一表面，适于摩擦接触一个或多个驱动轮胎和适应与其相关联的力，使得驱动轮胎从动力矩被传递到侧驱动板。如图所示，侧驱动板、横越构件和斜向支撑构件可形成支撑结构，足以承载用于承载散装材料的槽构造。
在图9A中所示的实施例中，支撑框架240进一步包括：第三斜向支撑构件247A和第四斜向支撑构件247B，它们中的每个均从第二支撑横越构件延伸到第四横越构件，类似于斜向支撑构件248A和248B。而且，支撑框架240另外包括下中心肋249和中心肋250。在所示实施例中，支撑框架240包括两个毂安装架255，轮和轮毂组件可附接到毂安装架。
图9A的支撑框架240是用于主/中间/中轨道车厢的支撑框架。此实施例的特征在于：两个毂安装架，用于附接轮和轮毂组件(但具有更多轮的构造也是可行的)；和两个U形夹类型联接组件251(在此示例中为凸型联接件)和254(在此示例中为凹型联接件)，用于将所述轨道车厢联接到在任一端上具有相容联接组件(分别为凹形或凸形)的随后的轨道车厢。应认识到，其它构造也是可行的，例如，凸形配件和凹形配件的位置可以互换。
图9B－F提供用于主/中间/中轨道车厢的支撑框架的各实施例的另外的截面图，类似于图9A中所示。
图10A提供后轨道车厢270的一个实施例的立体图。后轨道车厢270包括：槽型散装材料容器272和槽带271，轮和轮毂组件275，和支撑框架274。包括联接组件273(在此情况下为凸型U形夹配件)的支撑框架第一横越构件可见。图10B显示出图10A中所示的后轨道车厢的实施例的第二立体图。作为后轨道车厢，不需要另外的(即，第二)联接组件附接随后的轨道车厢。
图11A提供用于后轨道车厢支撑框架290的一个实施例的立体图。支撑框架290用于在轨道运输系统中能够操作的轨道车厢，其中，轨道运输系统包括至少一个驱动站，驱动站具有驱动轮胎，驱动轮胎适于将从动力矩传递到轨道车厢用于在轨道上传输散装材料。支撑框架290包括：第一侧驱动板292，其具有第一端和第二端；第二侧驱动板291，其具有第一端和第二端；第一横越构件293，其在第一侧驱动板和第二侧驱动板的相应的第一端之处或其近处连接第一侧驱动板和第二侧驱动板；第二横越构件294，其在第一侧驱动板和第二侧驱动板的相应的第二端之处或其近处连接第一侧驱动板和第二侧驱动板；第三横越构件301，其连接第一侧驱动板和第二侧驱动板，第三横越构件以第一距离与第一横越构件分开；第四横越构件302，其连接第一侧驱动板和第二侧驱动板，且第四横越构件以第二距离与第二横越构件分开。支撑框架290进一步包括：联接组件300(在此示例中进一步包括架299)，用于附接到随后的轨道车厢，联接组件位于第一横越构件处并适于将随后的轨道车厢连接到第一横越构件；第一斜向支撑构件296A和第二斜向支撑构件296B，它们中的每个从接近联接组件的位置处的第一横越构件延伸到第三横越构件，使第一斜向支撑构件和第二斜向支撑构件以一角度连接到第一横越构件而足以将来自联接组件的力基本导引到第三横越构件和第一侧驱动板和第二侧驱动板。在所示实施例中，所述角度约为45度。第一和第二斜向支撑构件与第一横越构件集成，显示为297。支撑框架的每个侧驱动板包括一表面，适于摩擦接触一个或多个驱动轮胎和适应与其相关联的力，使得驱动轮胎从动力矩被传递到侧驱动板。如图所示，侧驱动板、横越构件和斜向支撑构件可形成支撑结构，足以承载用于承载散装材料的槽构造。
在图11A中所示的实施例中，支撑框架290进一步包括：第三斜向支撑构件295A和第四斜向支撑构件295B，它们中的每个均从第二支撑横越构件延伸到第四横越构件，类似于斜向支撑构件296A和296B。第三和第四斜向支撑构件与第二横越构件集成，显示为298。而且，支撑框架290另外包括中心肋306、下中心肋305、混凝土盒架303、和混凝土盒角304。如上文参照图6所述，在特定实施例中，前和/或后轨道车厢可配置有压重。在所示的示例中，轨道车厢的中心可被围板且填充以混凝土以提供压重。用于支撑混凝土板的元件可如图所示地提供。这样的方式可有利于在整个列车中保持大致恒定的截面，以利于在加载溜槽处更好地密封。
在所示实施例中，支撑框架290包括两个毂安装架307，轮和轮毂组件可附接到毂安装架。
图11A的支撑框架290的特征在于：两个毂安装架，用于附接轮和轮毂组件(但具有更多轮的构造也是可行的)；和U形夹类型联接组件300(在此示例中为凸型联接件)，用于将轨道车厢联接到具有相容联接组件(即，凹型U形夹联接件)的随后的轨道车厢。应认识到，其它构造也是可行的，例如，所述U形夹联接组件可为凹形类型联接配件。
图11B－F提供用于后轨道车厢的支撑框架的各实施例的另外的截面图，类似于图11A中所示。
图8和12例示出可易于保持的具有结实轮毂组件的轨道车厢轮设计的实施例。轮毂组件可具有集成设计，如图8和12中所示。轮毂组件也可被构造为满足列车在在特定工作循环中的最低载荷要求并满足车轨构形(包括车轨的平坦区段、弯曲部、倾倒环区段)的载荷。
图8A和8B显示出包括两个轮毂类型组件的轨道车厢的实施例的截面图，每个轮毂类型组件包括轮222。轮毂组件安装在毂安装架/轮安装结构处，毂安装架/轮安装结构集成到或以其它方式连接到侧驱动板221，处于不摩擦接触驱动轮胎(在所示实施例中，具有轮的轮毂类型组件在侧驱动板和支撑框架内)且适于装容轮毂类型组件的侧驱动板表面处。轮毂组件可包括：毂223，和用于附接的紧固件224、225。轮毂组件可包括：具有包含密封体的轴承和轴构造。所述组件可使用紧固件通过支撑架/轮安装结构而安装到支撑框架。所述轮可附接到毂端，例如通过使用紧固件附接。
在一个实施例中，轮毂类型组件可包括具有自备组件的轴承。在另一个实施例中，轮毂类型组件可包括具有锥形滚子轴承的轴承。
应认识到，在特定实施例中，每个轮毂类型组件可使得相关联的轮独立于另一轮毂组件的另一轮而旋转。
在一个示例中，轮毂类型组件可包括轴承，并可如图12A、12B、12C、12D、12E中所示。在图12A中，显示出轮毂类型组件320，包括六角螺母321、毂轴承单元和轮。图12B和12C分别显示出图12A中所示轮毂类型组件的俯视截面图和侧视图。图12D显示出轮毂类型组件324的立体图，其包括轮326和毂单元轴承325。图12E提供包括轮和轮毂的轮毂类型组件的实施例的另外的截面构形图。所示的具有相关联轮的轮毂类型组件适于：在支撑框架的轮安装结构处附接到如在此所述的支撑结构。
毂单元轴承可为锥形滚子轴承，其可包括自备组件，具有两个单独的内环、沉孔双外环、衬环、两个径向密封体、端帽和帽螺丝。特别地，可使用封装轴承。
返回参见列车车厢的联接部，在前导车厢之后，各个车厢可具有在所述车厢后部的一组轮和在前部连接到所述车厢的单点连接部。在传统布置中，这种连接部采用架的形式，具有U形夹销和可压缩元件。在如本文中所述的布置中(例如参见图5－7、图9－11)，所述连接部可包括能够压缩的间隔体，其中内滚道通过提供间隔以实现旋转的刚性间隔体锁定。在各实施例中，所述连接部可包括球面轴承，用于在它们之间进行牢固衔接。在特定实施例中，在球形轴承的内滚道与凹形U形夹配件的叉/平行叶片之间可使用刚性间隔体。在特定实施例中，在这种构造中可能不需要能够压缩的元件。这可允许在联接部处的松弛度减小。
如在此所述的轨道运输系统可包括：水平驱动站和/或竖直驱动站构造。驱动站和相关联的部件的示例显示在图13A、13B、14中。水平驱动站设计可用于具有有限高度间隙的安装部。与先前驱动站相比，水平驱动站可提供更少的系统用钢、改进的可制造性以及更少的系统部件成本。水平驱动站的支撑结构还可提供改进的可维护性和对驱动轮胎的访问通路。特别地，驱动单元组件包括联接到可变频驱动器(VFD)(例如，电机械驱动器，其具有适合额定马力以推动列车，并具有适合齿轮比以使其以指定速度运动，人且满足所希望的占空因数)的驱动轮胎，并可被可枢转地连接到支撑结构，使所述单元可枢转以进行维护(例如拆除轮胎或检修驱动器)。每个驱动单元操作驱动轮胎以摩擦接触车厢侧板。可提供一种布置以控制所需的相反压力，从而提供适当的向前或逆反冲力使列车无打滑地运动。
另外，驱动轮胎枢转的平面在所述水平驱动站中与现有驱动站相比可以有所改变。改变此平面使得来自驱动站冲力的作用力被承载到焊接部的方式有所不同。
特别地，较早的系统包括螺纹杆，用于通过使整个驱动器枢转到列车中而将驱动轮胎拉入。在此布置中，法向(挤压)力和作用(reactive)冲力在螺纹杆中均被承载为拉伸/张紧力。
与参照现有技术的驱动站中的基础(ground)竖直移动的驱动轮胎不同，改进的驱动轮胎可在平行于车轨的平面上旋转。在这种布置中，力可施加于不同平面上，不同于较早系统，而且作用力分离于张紧装置。特别地，驱动力和挤压力分离，其中，驱动力在枢转轴承处起作用，挤压力隔离于旋转元件。以这种方式，法向(挤压)力可通过弹簧元件起作用，弹簧元件被设计为在更宽范围的行程中保持所需的力。
特别地，可提供空气弹簧构造，其可用于控制这样的在轮胎与列车侧板之间的所需压力(即，挤压力)(例如，用以在考虑到轮胎磨损和制造容差的情况下调节轮胎/车厢接合)。
现在参见竖直驱动站设计，这种布置可用于不具有高度间隙限制的安装部。竖直驱动站可以提供更少的系统用钢、改进的可制造性以及更少的系统部件成本。设置驱动站的支撑基底可为钢结构，而不是混凝土基础。与传统系统相比，支撑结构可在使用更少钢的同时更加结实。特别地，支撑结构可使用激光切割/弯曲钢板设计形成，以替代如传统系统中所用的基于结构构件的设计。设置驱动站还可以提供改进的可维护性和对驱动轮胎的访问通路。特别地，包括驱动轮胎的驱动单元组件经由驱动安装板联接到可变频驱动器(VFD)。在又一布置中，驱动单元可为流体动力学装置，显示为具有流体联接构造。驱动单元或驱动安装板中的任一种包括孔眼，用于提升所述单元以进行维护(例如更换轮胎或检修驱动器)。每个驱动单元可操作驱动轮胎以摩擦接触车厢侧驱动板。可提供一种改进的构造以控制所需的相反压力，从而提供适当的向前或逆反冲力使列车无打滑地运动。特别地，在驱动单元安装板中预先形成多个孔，从而通过将驱动轮胎安装到车厢侧轨道的所选择近处而进行选择性调节(例如，在考虑到轮胎磨损的情况下调节轮胎/车厢的接合)以控制这样的在轮胎与轨道之间的所需压力。
驱动单元的各种部件可优化以在驱动轮胎与车厢侧板之间提供适合的所需摩擦。这些驱动轮胎－侧驱动板接触的摩擦轮可被优化，以避免在驱动轮胎与侧驱动板之间打滑，因而提供向前冲力。在一个示例中，车厢侧轨道的表面可适于改进这样的与驱动轮胎的接合(例如，侧轨道或侧驱动板材料可被改性、织构化，或者可将涂层施加于侧轨道或侧驱动板，以改进与驱动轮胎的接合或摩擦)。在另一示例中，驱动轮胎的各种规格参数(例如轮胎压力、组分、硬度计、弹簧刚度，等等)可以是可调的。柔性的驱动轮胎可由各种材料制成。适合材料的示例包括但不限于：软质实心轮胎、合成橡胶轮胎、尿烷充气橡胶轮胎和合成泡沫填充轮胎。优选的轮胎是泡沫填充轮胎。泡沫体提供与空气填充轮胎相关联的挠曲(flex)功能，而没有可能的快速放气问题。所述挠曲能力补偿了侧板间隔的不规则性，还允许平直侧板完全接触，即使在变形区段中(将会导致与非柔性轮胎的接触失败)也是如此。使用可放气轮胎可导致牵引力损失并可能引起脱轨。如在较早系统中所提供的那样，希望驱动轮胎表面具有低的硬度计。以此方式，泡沫填充轮胎的面将会在与列车侧板接触时充分扩展(或充分变形)以提供足够挤压力使列车运动。
水平驱动站和竖直驱动站可包括：联接到可变频驱动器(VFD)的制动装置。制动装置可采用动态制动构造的形式，以防止列车在下坡运行时失控，并具有主动锁定制动器，其在停车情况下启动而能够使列车保持就位，直到系统能够返回操作状态。通常，制动可通过两个系统实现。在第一实施例中，通过马达控制系统提供常用制动(service braking)构造，使用马达动态地制动所述驱动器。在此构造中，制动动作通过限制对马达的电流而进行控制。在另一实施例中，提供机械制动系统，其采用液压松脱构造的形式，被安装为齿轮箱中间轴的延伸部。这种机械制动系统可用于保持和紧急情况。
应认识到，许多不同类型、变化、和构造的驱动站可以是可行的。图13A和13B例示出驱动站340的实施例，其具有马达驱动的驱动轮胎341，可用于将从动力矩传递到轨道车厢，以在轨道上传输散装材料，如本文中所述。虽然提到驱动轮胎，不过应认识到，在特定实施例中，其它适合的驱动轮、带、或辊也是可行的，取决于具体应用。当轨道车厢沿轨道车轨经过驱动站时，马达驱动的驱动轮胎可与如本文中所述轨道车厢侧驱动板摩擦接合，将从动力矩或作用力传递到轨道车厢以向前驱动轨道车厢。在特定实施例中，一个或多个驱动站340可安置在轨道车轨的两侧上，使得如本文中所述轨道车厢的两个侧驱动板可在大致相同时间接合各自的驱动轮胎，并可在沿轨道车厢长度的大致相同距离处接合各自的驱动轮胎。图14例示出具有驱动站350的轨道运输系统的一区段的实施例，驱动站350在轨道车轨的任一侧上具有驱动轮胎，其中轨道车厢351用于横向于所述区段运输散装材料。
在进一步的实施例中，如本文中所述的轨道车厢的支撑框架可包括：侧驱动板，每个侧驱动板包括一表面，其适于摩擦接触一个或多个驱动轮胎和适应与其相关联的力，使得驱动轮胎从动力矩被传递到所述侧驱动板。
各种倾倒轨道车厢设计、倾倒环、和其它用于倾倒由轨道车厢所承载的材料的改进构造的示例显示在图15－21中。在一个示例性实施例中，如图15和16中所示，每个车厢的底部或底板360/362可被可枢转地附接到轨道车厢结构。所示实施例演示出倾倒底部或底板360/362，其被铰接以沿轨道车厢的纵向取向转动而开启和关闭，不过本领域技术人员应认识到，具有被铰接以沿轨道车厢的侧向取向转动而开启和关闭的倾倒底部或底板的实施例也是可行的。底倾倒底部或底板在运输过程中可通过轨道车厢的一个或多个销锁、销或其它紧固元件而保持在关闭位置。在特定实施例中，触发装置或结构可沿轨道系统安装到倾倒位置处，以接合轨道车厢上的一个或多个销锁、销或其它紧固件，使得每个车厢的底部的全部或一部分被可枢转地与其脱离并以一端转动而开启，从车厢中倾倒材料。处于开启或倾倒配置的底倾倒的轨道车厢显示在图15A、15B、16A、16B中。在倾倒位置的末端处，另一触发装置或结构可接合每个轨道车厢的底部，以可枢转地将其重置/重新附接回到车厢结构，从而重置所述一个或多个销锁/销/紧固件，由此使倾倒底部或底板返回到关闭位置。本领域技术人员应认识到，用于销锁、松脱和重置底倾倒轨道车厢的各种机构和构造对于如本文中所述的底倾倒轨道车厢而言可以是可行的。在一个示例中，可使用弹簧加载销锁。
轨道车厢可选地可包括连续槽设计，其中，轨道车厢通过间隔元件361衔接，一个轨道车厢容器空间的全部或一部分可以不从随后附接的轨道车厢容器空间的全部或一部分中分出，如图15中所示。可替代地，轨道车厢可选地可包括独立槽设计，可选地在一些实施例中在各轨道车厢之间具有悬突体(overhang)363，如图16中所示。
倾倒环设计的各种示例包括侧倾倒环构造(见图17A－D)、螺旋倾倒环构造、模块式倾倒环构造、地下倾倒环构造、以及其它构造，也是可行的。适于侧倾倒构造(例如在图17A－D中所示)的轨道车厢的实施例显示在图18和19中。图18A提供了主/中间/中侧倾倒式轨道车厢412的一个实施例的俯视图。轨道车厢的支撑框架包括：第一侧驱动板403，其具有第一端和第二端；第二侧驱动板411，其具有第一端和第二端；第一横越构件402，其在第一侧驱动板和第二侧驱动板的相应的第一端之处或其近处连接第一侧驱动板和第二侧驱动板；第二横越构件401，其在第一侧驱动板和第二侧驱动板的相应的第二端之处或其近处连接第一侧驱动板和第二侧驱动板；第三横越构件404，其连接第一侧驱动板和第二侧驱动板，且第三横越构件以第一距离与第一横越构件分开；第四横越构件405，其连接第一侧驱动板和第二侧驱动板，且第四横越构件以第二距离与第二横越构件分开。支撑框架进一步包括：联接组件408，用于附接到随后的轨道车厢，所述联接组件位于第一横越构件处并适于将随后的轨道车厢连接到所述第一横越构件；第一斜向支撑构件406A和第二斜向支撑构件406B，它们中的每个从接近联接组件的位置处的第一横越构件延伸到第三横越构件，使第一斜向支撑构件和第二斜向支撑构件以一角度连接到第一横越构件而足以将来自联接组件的力基本导引到第三横越构件和第一侧驱动板和第二侧驱动板。在所示实施例中，所述角度约为45度。第一和第二斜向支撑构件与第一横越构件集成。支撑框架的每个侧驱动板包括一表面，适于摩擦接触一个或多个驱动轮胎和适应(accommodate)与其相关联的力，使得驱动轮胎从动力矩(driven moment)被传递到侧驱动板。如图所示，侧驱动板、横越构件、斜向支撑构件可形成一支撑结构，足以承载用于承载散装材料的槽构造。
在图18A中所示的实施例中，轨道车厢412进一步包括：第三斜向支撑构件407A和第四斜向支撑构件407B，它们中的每个均从第二支撑横越构件延伸到第四横越构件，类似于斜向支撑构件406A和406B。在所示实施例中，支撑框架包括两个轮毂安装架(即，轮支撑结构)413，轮和轮毂组件可附接到轮毂安装架。
图18A的轨道车厢412是主/中间/中轨道车厢。此实施例的特征在于：两个毂安装架，用于附接轮和轮毂组件(不过具有更多轮的构造也是可行的)；和两个U形夹类型联接组件408(在此示例中为凹型联接件)和409(在此示例中为凸型联接件)，用于将该轨道车厢联接到在任一端上具有相容联接组件(分别为凹形或凸形)的随后的轨道车厢。应理解，其它构造也是可行的，例如，凸形配件和凹形配件的位置可以互换。
图18A中所示的侧倾倒式轨道车厢412包括：散装材料容器410，其被可枢转地、铰接地、或转动地附接到轨道车厢支撑框架，使得散装材料容器410可向一侧翻倒或枢转，由此倾倒所述容器的内容物。散装材料容器410可包括：引导部分413，用于在倾倒位置接合于轨道运输系统的轨道、隆脊或通道。如图17A－C中所示，当轨道车厢横越倾倒位置时，轨道、隆脊或通道363可接合于引导部分413，向上推压引导部分，倾倒轨道车厢容器的内容物。轨道运输系统可另外包括在车轨上方的辊、轨道、引导部、隆脊、或其它阻障364，从而当轨道车厢容器在倾倒位置时防止轨道车厢支撑框架轮从车轨翻倒或提升。这种构造的示例显示在图17中。图18B、18C、18D提供在图18A中所示侧倾倒式轨道车厢的立体图、侧视图和截面图。图19显示出侧倾倒式轨道车厢的实施例的另一立体图。
图20A中显示出例示性列车，包括多个轨道车厢421，横越倾倒环区段400的示例。图20B提供适合的倾倒环区段400的示例。在特定实施例中，轨道车厢的支撑框架可包括：通过第一侧驱动板、第二侧驱动板、第三横越构件、第四横越构件形成和界定的区域(例如参见图9A中所示支撑框架的中心区域)，其中，所形成的区域可适于容许曲形轨道穿过其中并由此允许轨道车厢的紧凑竖直转弯半径。在一个实施例中，由轨道车厢的第一侧驱动板、第二侧驱动板、第三横越构件、第四横越构件形成和界定的区域可适于容许曲形轨道穿过并由此允许轨道车厢在成环轨道上的紧凑竖直转弯半径(例如参见图20C)。在示例中，图20C提供列车的示例，其包括多个轨道车厢421，横越倾倒环区段的示例，其中，倾倒环区段的轨道随着列车横越于倾倒区段(例如参见标签422)而部分地在侧驱动板的下边缘的上方延伸，并在前述区域中容纳在它们之间，以允许紧凑竖直转弯半径。
在所示实施例中(例如在图7A和7B中)，支撑框架可包括：在第一和第二侧驱动板的第一和第二端处的唇部、延伸部或悬突部423，其可与随后附接的轨道车厢的对应的或配对的唇部、延伸部或悬突部相容。在平坦轨道上，两个对应的或配对的唇部、延伸部或悬突部可提供一表面以减小或几乎消除相邻轨道车厢上的侧驱动板之间的空隙，从而沿列车的大致整个长度而提供大致连续的侧驱动板表面(例如如图15A中所示)，减少操作过程中在轨道车厢和驱动站上的磨损和撕裂。对应的或配对的唇部、延伸部或悬突部可适于沿平坦轨道上的列车提供大致连续的侧驱动板表面，而同时仍然允许列车容易地横越竖直倾倒环或其它类似轨道区段，如图21中所示。以这种方式，列车的侧驱动板可提供几乎连续的支撑结构和侧驱动板表面，而不会影响可用于倾倒的紧凑竖直曲形。
如在本文中参照图4所述，一种改进的轨道运输系统控制方法可选地可提供轨道运输系统，其可着重于列车(而不是驱动站)，并可被设计将列车沿车轨的位置确定到至少在一个车厢长度的范围内。
返回参见图1－4，各驱动站30可沿车轨12分开，使得至少一个驱动站与列车接触，以保持适当控制。控制中心48可远离驱动站30定位，每个驱动站与控制中心通讯以提供状态信息，例如列车位置、列车速度、驱动站自身性能，等等。从驱动站到驱动站和到控制中心的通讯可利用硬线(hard wire)、光纤、和/或无线电波传送方式实现，根据系统操作时所处状况而定。这种系统允许使用多个列车。例如，多个列车可以在包括多个驱动站30的系统内操作，多个驱动站30相互通讯以驱动列车并在列车之间保持所希望的间隔。本领域技术人员将意识到的是，现在通过本发明的教示得到的益处在于，采用可替代的车轨和驱动站构造，包括用于逆转列车方向的复位术(reinversion)定位或者在系统内行进的列车。
对于驱动器控制系统的操作，仅有与列车接触的驱动器将优选地在任意给定时间点运行。控制系统使用列车位置信息对列车速度进行微调，以确保路线(course)上的所有列车的间隔适当。对于加速度，倾斜度和倾斜长度将同样确定驱动马达所需的最大马力。由于控制系统能够在驱动站之间通讯驱动器速度信息以实现同步目的，因而列车在进入下一驱动站之前不需完全加速。此外，较长的加速时间允许使用较小马力(较低成本)的驱动马达。
继续参见图4，所述的改进的轨道运输系统的控制方法可着重于列车14(而不是驱动站30)，并可被设计将列车14沿车轨12的位置确定到至少在一个车厢长度的范围内。特别地，每个驱动站30可包括至少三个传感器，它们整体上相互分开以避免相互干扰。列车14的每个车厢包括对应的功能区域(将由每个传感器传感)，使得当列车14经过驱动站时，每个传感器可传感每个车厢的对应的功能区域。车厢的对应的功能区域可进一步优选地被设计为使得：在一时刻在驱动站30处的三个传感器中的仅一个探测这样的功能区域。
在一个示例中，每个驱动站30包括三个传感器，这三个传感器以选定的长度大致沿水平方向相互分开以不相互干扰(例如，传感器A、传感器B、传感器C整体上分开至少约18英寸)。列车14的每个车厢包括对应的功能区域(将由每个传感器传感)，功能区域具有有效区域，使得在一时刻，在驱动站30处的三个传感器中的仅一个探测这样的功能区域。传感器可以是接近传感器、超声传感器、磁接近传感器、或其它相当的传感器。在此示例中，接近或超声类型的传感器将均用于探测每个车辆上的选定表面区域，而磁接近传感器将用于探测每个车厢上安装的磁体(例如钕磁体)。
利用三个传感器，控制系统适于将列车14沿车轨12的位置确定到至少在一个车厢长度内。特别地，随着列车14的每个车厢经过驱动站30，每个传感器依序探测车厢的对应功能区域并将相关联信号发送到控制系统。以此方式，列车的任一车厢的存在状态或位置可通过在每个驱动站处的这种传感器构造而确认。
这种传感器构造也可用于确定列车运动方向。例如，当列车沿向前方向运动经过驱动站时，每个车厢上的对应功能区域触发传感器A、然后是传感器B、然后是传感器C，以依序将相关联信号发送到控制中心。当控制中心以此次序接收到相关联信号时(例如传感A、传感B、传感C)，控制中心认为一个车厢已经向上游(或进行向前运动)经过驱动站。当列车逆向移动经过驱动站时，每个车厢上的对应功能区域触发传感器C、然后是传感器B、然后是传感器A，以依序将相关联的信号发送到控制中心。当控制中心以此次序接收到相关联信号时(例如传感C、传感B、传感A)，控制中心认为一个车厢已经向下游(或逆向)经过驱动站。如果控制中心接收到任何其它次序，而不是(传感A、传感B、传感C)或(传感C、传感B、传感A)，则认为列车停止或发生故障。
传感器构造也可用于确定列车的速度和加速度。例如，使用以下参数可确定列车速度：(a)两个车厢的对应功能区域之间的距离，和(b)进行传感器探测之间的时间长度(例如，(a)位于第一车厢上的磁体与位于第二车厢上的磁体之间的距离，和(b)以传感器A探测位于第一车厢上的磁体与探测第二车厢的磁体之间的时间长度)。另外，随时间的传感器数据或者随时间的多车厢传感可用于确定列车加速度。
如前所述，传感器构造可通常用于探测列车的停止或故障。脱轨可由于多种因素导致，从车轨上的碎渣到列车上的轮轴承故障。在一个特定示例中，传感器构造可用于探测列车脱轨情况。折叠列车(folded train)的探测通常通过比较各驱动站之间的车厢的数量进行。特别地，传感器构造可用于传感每个车厢上的对应功能区域的数量并由此对经过驱动站的车厢计数。例如，如果(a)驱动站D1和D2分开1140英尺且(b)每个车厢均长67英尺，则在每个驱动站之间应存在17个车厢。如果在每个驱动站之间的车厢计数差别小于17个车厢或大于18个车厢，则控制中心认为：可能脱轨或发生传感器故障。进而可向驱动站发送信号以停止列车。
在又一实施例中，提供控制系统，通过确保在将临驱动站(例如D2)处的每个驱动轮胎的速度保持与列车相等的速度，可减轻因脱轨所致损害。特别地，提供改进的系统和方法，用于基于在先前驱动站处探测到的速度或加速度控制列车14沿车轨12的运动。在一个示例中，第一驱动站30(DS1)使列车沿车轨12以预选速度或加速度朝向第二驱动站(DS2)运动。列车的车厢通过前述传感器构造被传感，列车14相对于第一驱动站(DS1)和第二驱动站(DS2)的位置被确认。当确定列车14相距第二驱动站(DS2)在特定距离范围内时，将命令信号发送到第二驱动站(DS2)，以启动第二驱动站(DS2)处的驱动轮胎32。为减小驱动轮胎和车厢的磨损，第二驱动站(DS2)以与第一驱动站处的速度大约相等的速度和/或加速度接合和保持列车。换言之，第二驱动站(DS2)以由控制中心为列车指定的速度和/或加速度启动和保持。当第二驱动站(DS2)处的选定传感器确定第二驱动站(DS2)已经接合列车时，停止命令被发送到第一驱动站用于使第一驱动站的驱动轮胎32停止。以此方式，列车将省略(pass)从一个驱动站到另一驱动站的控制。从一个驱动站到另一驱动站的过渡同步。
在此提出的本发明的多个修改方案和其它实施例对于本发明所属领域的普通技术人员而言将是可想到的，有益于理解在前文描述和相关附图中所呈现的教示内容。因此，应理解的是，本发明不限于所公开的实施例的特定示例，修改方案和其它实施例意在被包括在所附权利要求书的范围内。虽然在此采用特定表述，不过其仅按照通用的和描述性的方式使用，而不是用于限制目的。
在此描述用于轨道车厢的支撑框架和轨道车厢，用于轨道运输系统。应认识到，所提供的实施例、例示、和示例用于为本领域技术人员进行例示的目的，而不是以任何方式限制本发明。

Claims (16)

1.一种支撑框架，用于轨道车厢，以在轨道上传输散装材料，该支撑框架包括：
第一侧驱动板，其具有第一端和第二端；
第二侧驱动板，其具有第一端和第二端；
第一横越构件，其在所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板的相应的第一端之处或其近处连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板；
第二横越构件，其在所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板的相应的第二端之处或其近处连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板；
第三横越构件，其连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板，且所述第三横越构件以第一距离与所述第一横越构件分开；
第四横越构件，其连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板，且所述第四横越构件以第二距离与所述第二横越构件分开；
联接组件，用于附接到随后的轨道车厢，且所述联接组件位于所述第一横越构件处并适于将随后的轨道车厢连接到所述第一横越构件；
第一斜向支撑构件和第二斜向支撑构件，它们中的每个从接近所述联接组件的位置处的所述第一横越构件延伸到所述第三横越构件，使所述第一斜向支撑构件和第二斜向支撑构件以一角度连接到所述第一横越构件而足以将来自所述联接组件的力基本导引到所述第三横越构件和所述第一侧驱动板和第二侧驱动板；和
一个或多个轮安装结构，其仅安装到每个所述侧驱动板；
其中，至少一个侧驱动板可选地包括一表面，适于摩擦接触一个或多个驱动轮胎和适应与其相关联的力，使得驱动轮胎从动力矩被传递到所述侧驱动板，并且
其中，所述支撑框架的至少一部分通过具有切挖部分的上、下片形成。
2.如权利要求1所述的支撑框架，其中，所述轮安装结构中的至少一个轮安装结构被布置成使其相应的轮位于由所述第一侧驱动板、所述第一横越构件和所述第一斜向支撑构件限定的区域内或由所述第二侧驱动板、所述第一横越构件和所述第二斜向支撑构件限定的区域内。
3.如权利要求1或2所述的支撑框架，其中，
所述支撑框架用于在轨道运输系统中能够操作的轨道车厢，其中，所述轨道运输系统包括至少一个驱动站，所述驱动站包括所述一个或多个驱动轮胎，所述一个或多个驱动轮胎适于将从动力矩传递到所述轨道车厢。
4.如权利要求1-3中任一项所述的支撑框架，进一步包括：
第二联接组件，其位于所述第二横越构件处，并适于将另一轨道车厢连接到所述第二横越构件。
5.如权利要求4所述的支撑框架，进一步包括：
第三斜向支撑构件和第四斜向支撑构件，它们中的每个从接近所述第二联接组件的位置处的所述第二横越构件延伸到所述第四横越构件，使所述第三斜向支撑构件和第四斜向支撑构件以一角度连接到所述第二横越构件而足以将来自所述第二联接组件的力基本导引到所述第四横越构件和所述第一侧驱动板和第二侧驱动板。
6.如权利要求1所述的支撑框架，其中，
所述联接组件是单点连接结构；
优选地，其中，所述联接组件是U形夹类型的联接结构；
更优选地，其中，所述联接组件包括平行的叶片，每个叶片形成穿透其中的孔，其中所述平行的叶片进一步适于装容能够压缩的间隔体和内滚道，所述内滚道紧固有刚性的间隔体以提供间隔并形成接头以实现其旋转；
进一步更优选地，其中，所述联接组件包括平行的叶片，每个叶片形成穿透其中的孔，其中所述平行的叶片进一步适于在它们之间装容互补叶片，所述互补叶片来自随后轨道车厢的相容的联接组件。
7.如权利要求6所述的支撑框架，其中，
所述平行的叶片还适于在其之间容纳来自随后轨道车厢的相容的联接组件的互补叶片，并且所述互补叶片包括球形轴承和在所述球形轴承与每个平行叶片之间延伸的刚性的间隔体，其中，所述联接组件适于装容一销，所述销延伸穿过所述互补和平行叶片的孔以形成接头。
8.如权利要求1所述的支撑框架，其中，
所述轮安装结构连接到所述侧板的不摩擦接触所述驱动轮胎的表面。
9.如权利要求1所述的支撑框架，其中，
所述轮安装结构适于装容轮毂类型组件；
优选地，其中，所述轮毂类型组件包括具有自备组件的轴承；
更优选地，其中，所述轮毂类型组件包括具有锥形滚子轴承的轴承；
进一步更优选地，其中，一个轮毂类型组件使相关联的轮独立于在另一轮毂组件处的另一轮而旋转。
10.如权利要求1所述的支撑框架，其中，
通过所述第一侧驱动板、所述第二侧驱动板、所述第三横越构件和所述第四横越构件形成和界定一区域，其中所形成的区域适于容许曲形轨道经过并由此允许所述轨道车厢的紧凑竖直转弯半径。
11.如权利要求2所述的支撑框架，其中，
所述第一斜向支撑构件和所述第二斜向支撑构件均从所述第一横越构件以约45度的角度延伸。
12.如权利要求2所述的支撑框架，其中，
所述第一横越构件与所述第一和第二斜向支撑构件集成；或者其中所述第一和第三横越构件与所述第一和第二斜向支撑构件集成。
13.如权利要求1至12中任一项所述的支撑框架，其中，所述部分包括所述第一横越构件、所述第三横越构件、所述第一斜向支撑构件和所述第二斜向支撑构件。
14.一种轨道车厢，能够在轨道运输系统中操作，该轨道运输系统包括至少一个驱动站，所述驱动站具有的驱动轮胎适于将从动力矩传递到所述轨道车厢以在轨道上传输散装材料，所述轨道车厢包括：根据权利要求1-13中任一项所述的支撑框架，和连接到所述支撑框架的散装材料容器；
优选地，其中，所述散装材料容器采用槽的形式；
更优选地，其中，所述散装材料容器采用大致连续槽的形式，其中所述散装材料容器包括从一端突出的溜槽，所述溜槽被构造为与随后的轨道车厢的槽重叠以避免在各车厢之间的溢漏；
进一步更优选地，其中，所述散装材料容器铰接地衔接到所述支撑框架，以允许从所述轨道车厢侧向倾倒散装材料；
进一步更优选地，其中，所述容器进一步包括引导部分，用于在与所述轨道运输系统的配对的轨道、隆脊、或通道接触时使所述容器枢转至倾倒位置。
15.一种列车，包括前轨道车厢和后轨道车厢，且可选地还包括联接在所述前、后轨道车厢之间的一个或多个中间轨道车厢，其中，所述轨道车厢是根据权利要求14所述的轨道车厢。
16.一种支撑框架，用于轨道车厢，以在轨道上传输散装材料，该支撑框架包括：
第一侧驱动板，其具有第一端和第二端；
第二侧驱动板，其具有第一端和第二端；
第一横越构件，其在所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板的相应的第一端之处或其近处连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板；
第二横越构件，其在所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板的相应的第二端之处或其近处连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板；
第三横越构件，其连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板，且所述第三横越构件以第一距离与所述第一横越构件分开；
第四横越构件，其连接所述第一侧驱动板和所述第二侧驱动板，且所述第四横越构件以第二距离与所述第二横越构件分开；
联接组件，用于附接到随后的轨道车厢，且所述联接组件位于所述第一横越构件处并适于将随后的轨道车厢连接到所述第一横越构件；
第一斜向支撑构件和第二斜向支撑构件，它们中的每个从接近所述联接组件的位置处的所述第一横越构件延伸到所述第三横越构件，使所述第一斜向支撑构件和第二斜向支撑构件以一角度连接到所述第一横越构件而足以将来自所述联接组件的力基本导引到所述第三横越构件和所述第一侧驱动板和第二侧驱动板；和
一个或多个轮安装结构，其仅安装到每个所述侧驱动板；
其中，所述支撑框架的至少一部分通过具有切挖部分的上、下片形成；
其中，至少一个侧驱动板可选地包括一表面，适于摩擦接触一个或多个驱动轮胎和适应与其相关联的力，使得驱动轮胎从动力矩被传递到所述侧驱动板；
其中，所述轮安装结构被布置成使其相应的轮位于由所述第一侧驱动板、所述第一横梁和所述第一斜向支撑构件划定的区域内；或由所述第二侧驱动板、所述第一横越构件和所述第二斜向支撑构件划定的区域内；或由所述第一侧驱动板、所述第二横越构件和第三斜向支撑构件划定的区域内；或由所述第二侧驱动板、所述第二横越构件和第四斜向支撑构件划定的区域内。
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