JP6502922B2 - 輸送システム及びそのための変位装置 - Google Patents

Description

この出願は、２０１３年４月３０日に出願された米国特許仮出願第６１／８１７，３９８号の優先権を主張し、その内容の全体を参照により本明細書に組み込む。

本願は、一般に輸送システムに関し、さらに詳細には、管状のレール組立体を使用するそのようなシステムに関する。

レールを基盤とした輸送システムは、単一のレールや２つのレールを使用しても又は電磁浮上システムを使用しても、配置するには概して高額となる。こうしたシステムは、必要なインフラを整えるために、通常、地面に対する大規模且つ永続的な改修を必要とする。また、そのようなシステムの配置は、利用可能な空間及び／又は地面の状態によって制限されることもある。さらに、従来のレールのインフラでは、一般に水面下又は不安定な土壌での使用に容易に適応できない。

検査ロボットをパイプの内側で推進するために、スクリュー式推進装置が使用されてきた。そのようなロボットは、典型的にはパイプの内側に完全に包含されており、パイプの内面に対して螺旋状の軌道を有する少なくとも１セットのホイールを含み、パイプの長手方向に沿ってロボットを推進する。そのような推進装置を車両の駆動装置として使用することも試みられてきたが、改善の必要性は依然として残る。

第１の態様では、輸送システムであって、隣り合って延びて個々が開いた円形の断面を有する少なくとも２つの管状のレールを、その長さの少なくとも一部に沿って含む管状のレール組立体と、本体、少なくとも１つの機関、少なくとも１つの螺旋状の推進システムであって、少なくとも１つの機関に駆動係合し、個々の推進システムが、レールの１つの中に受容されてその内面に係合する第１の位置に配置され、第１の位置と推進システムがレールの別の１つの中に受容されてその内面に係合する第２の位置との間を可動である、少なくとも１つの螺旋状の推進システム、並びに、第１及び第２の位置の間の移動のために個々のセットに係合する切替え機構、を有する、可動な変位装置と、レール組立体の外側に配置され、変位装置に対してそれと共に変位するために取り付けられる輸送装置と、を含む輸送システムが提供される。

別の態様では、開いた管状のレールの中に受容可能である変位装置であって、機構が、レール組立体の長手方向軸に対応する使用中の長手方向軸を有する本体と、本体に係合してそれに対して周方向に可動である少なくとも一対の支持部材であって、個々の支持部材が本体から離間された従動型の螺旋状の推進システムを支持する、少なくとも一対の支持部材と、個々の対の支持部材を互いに対して反対方向に周方向に付勢する付勢部材と、を含む変位装置が提供される。

特定の実施例では、個々の螺旋状の推進システムは、本体から離間した回転可能な支持シャフトと、支持シャフトの中心軸の周りをそれと共に回転可能であるように支持シャフトによって支持された回転可能な角度付きホイールのセットと、を含み、個々のセットの角度付きホイールは、レールの内面に沿った螺旋状の動きを画定するために、支持シャフトの中心軸に対して０度より大きく９０度より小さい角度で延びるそれぞれの軸の周りを回転可能である。

他の態様では、開いた管状のレールの中に受容可能である変位装置であって、レール組立体の長手方向軸に対応する使用中の長手方向軸を有する細長い本体と、本体を取り囲んでそれに対して周方向に可動であるように連結された少なくとも１つの管状の支持部材であって、個々の支持部材が、主軸から離間されて主軸に駆動係合する支持シャフトを回転可能に支持し、支持シャフトが、螺旋状の駆動の動きを画定するために、本体の長手方向軸に対して０度より大きく９０度より小さい角度で延びる軸の周りを回転可能である角度付きホイールのセットを支持し、角度付きホイールが、少なくとも１つの機関に駆動係合する、少なくとも１つの管状の支持部材と、個々の支持部材に係合してその周方向の動きを作動させるための切替え機構と、を含む変位装置が提供される。

以下、添付図面について言及する。

特定の実施例に係る輸送システムの図解的な３次元図である。 図１の輸送システムに使用可能である、特定の実施例に係るレール組立体の図解的な断面図である。 図１の輸送システムに使用可能である、特定の実施例に係る変位装置の図解的な上面の３次元図である。 図３の機構の図解的な底面の３次元図である。 図３の機構のホイールの角度の図解図である。 図３の機構の角度付きホイールのセットとその支持部材の図解的な側面の３次元図である。 図１に示されたような輸送システムの、別の特定の実施例に係る変位装置及びレール組立体の図解的な前面図である。 図１に示されたような輸送システムの、特定の実施例に係る変位装置及びレール組立体の図解的な３次元図である。 図１の輸送システムに使用可能である、別の特定の実施例に係る変位装置の側面図である。 図１の輸送システムに使用可能である、別の特定の実施例に係る変位装置の図解的な３次元図である。 レール・システムに係合する図９の変位装置の図解的な３次元図である。 別の特定の実施例に係る輸送システムの図解的な３次元図である。 さらに別の特定の実施例に係る輸送システムの図解的な３次元図である。

図１を参照すると、特定の実施例に係る輸送システム１０が図解的に示されている。輸送システムは、管状のレール組立体１２と、レール組立体１２の中に受容された１つ又は複数の変位装置１４、１１４と、個々の変位装置１４、１１４に取り付けられてレール組立体１２の外に延びる輸送装置１６と、を全体として含む。

レール組立体１２は、開いた円形の断面を有する少なくとも１つの管状のレールを含む。図２を参照すると、特定の実施例では、レール組立体は、隣り合って延びて個々が開いた円形の断面を有する２つのレール１８を含む。図示実施例では、レールは、共通壁２０を共有し、これにより、個々の断面に画定された周方向の開口２２が相互連通して、レール組立体１２の共通開口を形成する。図６に示すように、そして、以下にさらに詳細に説明するように、連通する経路の間を変位装置１４、１１４が可動であるように、レール組立体１２が相互に連通する多数の経路を含む実施例では、２つの経路の間に接合部を画定するレール組立体１２の部分は、変位装置が２つの経路の間を循環できるようにするために、他のレールと隣り合った少なくとも１つの追加の管状のレールを含む。

図示した特定の実施例では、レール組立体１２は、それを通る長手方向に画定された複数の導管２４を含み、それらは、レール組立体１２によって画定される経路に沿って中を通して、たとえば、電力、清浄水、廃水及び／又は汚水流、通信ケーブルなどを循環させるために使用することができる。要求に応じて多少の導管２４を設けることができ又は代替的に導管２４を省略することができると理解されよう。電力が１つ又は複数の導管２４を介して循環される実施例では、そのようなものは、変位装置１４、１１４、照明システム、循環照明、表示パネルなどに動力を供給するため、及び／又は、モバイル電気貯蔵システムを再充電するため、及び／又は、異なった設備の間で動力を循環させるため、使用することができる。導管２４は、エネルギ発生及び貯蔵システムのモバイル・ネットワーク（ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍｓ）、衛生及び水処理設備のモバイル・ネットワーク（ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｓａｎｉｔａｒｙ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ）、通信手段のモバイル・ネットワーク（ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｍｅａｎｓ）、シェルタ、住宅及び商業アプライアンス並びにインフラのモバイル・ネットワーク（ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｓｈｅｌｔｅｒ， ｈｏｕｓｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ ａｎｄ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）、食品及び医薬流通のモバイル・ネットワーク（ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｆｏｏｄ ａｎｄ ｄｒｕｇ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）、健康及び教育アプライアンス並びにインフラのモバイル・ネットワーク（ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ ａｎｄ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）、緊急及び人道アプライアンス並びにインフラのモバイル・ネットワーク（ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ａｎｄ ｈｕｍａｎｉｔａｒｉａｎ ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ ａｎｄ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）、農業、林業、鉱業、建設業、商業及び工業の生産手段のモバイル・ネットワーク（ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ， ｆｏｒｅｓｔｒｙ， ｍｉｎｉｎｇ， ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｍｅａｎｓ）、インフラ建設及び整備システムのモバイル・ネットワーク（ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍｓ）などのための設備の間の通信及び物流の管理のために使用することができる。レール組立体１２は、統合型の連続的・対外的な機械又は誘導動力化システム（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｅｘｔｅｒｉｏｒ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｏｒ ｉｎｄｕｃｔｉｎｇ ｍｏｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）を含むことができる。

示した特定の実施例では、レール組立体１２は、変位装置１４、１１４がレール組立体１２を介して循環しないときに、たとえば、従来のホイール付き車両がレール組立体１２の上を進むことができるようにするため、開口２２を介した堆積物（ｄｅｂｒｉｓ）若しくは液体の侵入を制限するため、並びに／又は、審美及び防護の手段として作動するため、開口２２を被う取り外し可能なシールド２６を含む。取り外し可能なシールド２６は、２つの相補的なパネル２８としてここに示されており、個々がそれぞれのレール１８を被い、個々が適切な旋回連結部３０を介してレールの外側に係合し、しかしながら、他の構成も可能にすることができる。取り外し可能なシールド２６は、変位装置１４、１１４が、たとえば、変位装置１４、１１４及び／又は輸送装置１６の一部に対するシールド２６の係合を介して循環するにつれて開く。代替的に、取り外し可能なシールド２６は、省略することができる。

レール１８は、水、雪、氷、砂、泥、岩などの堆積物を排除するために、装置１４の変位に干渉しないように位置付け及び寸法決めされた規則的な間隔の側部開口を含むこともできる。

図示しないが、レール組立体１２の中、それを介して、及び／又は、それに沿って、構造的な補強材を含めることができる。レール組立体１２は、地面の上に直接据え付け、地面の上方、水中、水面の上側に支持することなどができる。

図３〜４を参照すると、特定の実施例に係る変位装置１４が示されている。変位装置１４は、示された実施例では略管状である本体４０を含む。本体４０は、レール組立体１２の形状における大きなばらつきに順応できるようにするために、たとえば、万能型継手などの旋回継手によって相互連結された２つ以上の部分を含むことができる。図示実施例では、本体４０は、それを貫通して延びる主軸４２（図４参照）を回転可能に支持する。機関４４（図３参照）も、本体４０によって支持され、主軸４２は、機関４４に駆動係合する。特定の実施例では、機関４４は、電気機関である。図示実施例では、機関４４は、主軸４２から離間され、適切な伝動システム４６、たとえば、噛み合い歯車、駆動ベルト、歯付きホイール、チェーン、電磁機構など、を介して主軸４２に連結される。別の実施例では、機関は、主軸４２に直接連結することができ、たとえば、機関は、その回転子が主軸４２に（一体化して又はそうでなく）直接取り付けられ、その固定子が主軸４２を取り囲み且つ本体４０に（一体化して又はそうでなく）連結される、電動モータにすることができる。

別の実施例では、機関は、人力式にすることができる。他の構成も可能である。たとえば、機関は、車両及びワゴンに設置するか或いはインフラにより又はそれと共に設置するかのいずれかで、太陽電池パネル又は発電する他の受動的な手段で動作することができる。代替的に、機関は、内燃機関及び／又は燃料電池技術を含むがそれに限定されない燃料機関にすることができる。特定の実施例では、燃料は、ガス、液体又は固体のいずれの状態であるかにかかわらず、エタノール、水素、又はアルコール系燃料など、有機物の回復、発酵及び／又は腐敗から得られる任意の適切な形式の燃料である。

変位装置１４は、レール１８のうちの一方の中に、その内面３２（図２参照）に係合して受容される少なくとも１つの螺旋状の推進システム４７を含む。図示実施例では、個々の推進システム４７は、１セットの角度付きホイール４８を含む。２つの隣り合う管状のレール１８を含むレール組立体１２のために構成された図示実施例では、変位装置１４は、４つの推進システム４７、したがって、４セットの角度付きホイール４８を含み、すなわち、１レール１８につき２つを含む。個々の推進システム４７は、主軸４２に対して径方向に離間した形式で延出し且つ角度付きホイール４８のセットを支持する回転可能な支持シャフト５０を含み、これにより、角度付きホイール４８のセットと軸５０は、軸５０の中心軸５１を中心にして全体として回転する。角度付きホイール４８の個々のセットによって画定される外径は、ホイール４８がすべての位置で均一な形式でレール１８の内面３２に接触するように、レール１８の内径に対応する。

個々の推進システム４７は、回転可能な支持シャフト５０と主軸４２との間の係合を介して主軸４２に駆動係合する。図示実施例では、駆動係合は、軸４２、５０にそれぞれ連結された噛み合い歯車５２を介して実行される。駆動ベルト、歯付きホイール、チェーン、電磁機構などを含むがそれに限定されない他の構成も可能である。

図５Ａを参照すると、角度付きホイール４８は、ねじのねじ山と同じようなそれぞれのレール１８の内面３２に沿った螺旋状の動きを画定するために、回転可能な支持シャフト５０の長手方向軸５１（変位装置１４の長手方向軸にも対応し、それ自体は進行の方向）に対して０度より大きく９０度より小さい角度Θで延びる軸Ｗの周りを回転可能である。軸Ｗ、軸５１の双方を包含する面で見たときに、Θは、２つの軸Ｗ、軸５１の間の最小の角度を指すことが理解される。特定の実施例では、ホイール４８の傾きは、たとえば、加速及び制動の制御機能を提供するように、調節可能である。特定の実施例では、ホイール４８の傾きは、（たとえば、変位装置１４が動いていないときに支持シャフト５０の回転を維持するような）０度のΘ、及び／又は、（たとえば、変位装置１４が他の手段を介して動いているときにホイール４８を自由に回転させるための）９０度のΘ、を含むΘの範囲内で調節可能である。

特に図４を参照すると、特定の実施例では、本体４０は、さらなるコンパクト化のために角度付きホイール４８が本体４０と干渉せずにより接近して回転できるように、角度付きホイール４８の個々のセットと軸方向に整列する凹所５４を含む。

図５Ｂを参照すると、特定の図示実施例では、個々の推進システム４７は、本体４０の周りに実装されてそれと同心状に延在する管状の支持部材５６を介して本体４０に連結される。個々の支持部材５６は、他の支持部材５６を含む本体４０の残部に対して周方向に可動である。個々の支持部材５６は、開いた断面を有し、それを横断して２つの長手方向に離間した径方向アーム５８が連結され、その間には、支持シャフト５０が回転可能に支持される。図示実施例では、角度付きホイール４８のセットは、それぞれの角度付き軸Ｗの周りを回転可能であることに加えて一緒に回転するように支持シャフト５０に連結された３つの規則正しく離間したホイール４８を含む。

特定の実施例では、推進システム４７は、対でグループ化されており、一対のうちの推進システム４７がその対の残りに対して反対方向に周方向に付勢されるようになっている。図３に戻って参照すると、同一対の推進システム４７の隣接する支持部材５６の間に配置され且つ支持部材５６の隣接する歯付き縁部と噛み合う歯車の形式でここに図示された付勢部材６０は、反対方向への付勢を提供する。他の構成、たとえば、個々の推進システム４７が、支持部材５６に連結された回転可能レバーとして画定されたレバー・アームをそれぞれ介して歯車に連結される構成も可能である。特定の実施例では、付勢は、レール組立体１２の中で変位装置１４の位置を安定させるのに役立つ場合がある。

レール組立体１２が図７に示されるような複数の連結経路を含む特定の実施例では、推進システム４７は、レール１８のうちの隣接するものの間で可動であるように少なくとも２つの位置の間を可動である。図示実施例では、支持部材５６は、付勢部材６０を含む切替え機構６２によって周方向に移動される。図３を再度参照すると、切替え機構６２は、駆動の際に、支持部材５６を、推進システム４７の角度付きホイール４８がレール１８の１つの方の中に受容される第１の位置と、推進システム４７の角度付きホイール４８がレール１８のもう１つの方の中に受容される第２の位置と、の間を移動させるために、付勢部材６０を回転させる。

たとえば、特定の実施例では、図７を参照すると、個々の経路は、２つの隣り合うレールによって画定され、２つの経路の間の接合部は、３つ（又はそれ以上）の隣接するレールによって画定される。推進システム４７は、すべての角度付きホイール４８が相互に周方向に整列し且つ同じ１つのレールたとえば中央レール１８ｃの中に受容される、第３の位置まで可動にすることができる。第３レール１８’が２つの隣り合うレール１８と併合する位置において、支持部材５６は、移動することができ、これにより、それらの第１の位置で２つの隣り合うレール１８のうちの異なる１つの中に初期に包含された、推進システム４７の同一対のホイール４８のセットの双方が、最初すべて中央レール１８ｃの中に受容され、次いで、それらの第２の位置で第３レール１８’及び中央レール１８ｃのうちの１つの中に個々が受容されるようになっている。

図３に戻って参照すると、図示実施例では、切替え機構６２は、付勢部材６０を駆動システム６６に相互接続する駆動アーム６４を含み、駆動アーム６４の動きにより、対応する支持部材５６の周方向位置を変更するために、付勢部材６０が回転される。切替え機構６２は、支持部材５６の対の回転を同期させる。

図３に示す実施例では、駆動システム６６は、電動モータである。図６に示す代替の実施例では、駆動システム６６は、たとえば、隣接するレール１８の間の共通壁２０によって画定される案内に係合する、案内部材、たとえば、案内ホイール６８を含み、案内の高さは、切替え機構６２の駆動を必要とされる所で変化する。案内ホイール６８の高さの変化は、付勢部材６０を駆動する。図示実施例では、案内ホイール６８の高さの変化は、案内ホイール６８を支持する支持アーム７０を旋回させ、支持アーム７０は、対応するように付勢部材６０を動かすために駆動アーム６４に連結される。

切替え機構６２は、たとえば、レール敷設インフラ（ｒａｉｌｉｎｇ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）によって設置される補完的な案内手段と相互作用可能である、識別、許可及び／又は位置推定のための高性能の案内回路を含むことが可能である。切替え機構及び／又は推進システムは、たとえば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の位置推定に基づいて遠隔制御することが可能である。

さらに図６を参照すると、特定の実施例では、変位装置１４は、レール組立体１２に対して長手方向に転がるように延びる、すなわち、それらの回転軸が装置１４の長手方向軸Ｌに垂直に延びる、安定化ホイール７２、７４を追加的に含む。そのような安定化ホイールは、示した実例では、個々のレール１８の内面３２に接触するホイール７２と、レール組立体１２の発端部に係合するホイール７４と、レールの中央接合部に係合するホイール７６と、を含む。図示実施例では、発端部のホイール７４は、発端部に沿って画定されたＣ形状の溝に受容され、中央のホイール７６は、レールの中央接合部に沿って延びるＣ形状の突出部７５の下に受容され、変位装置１４をレール１８内に保持するのを可能にしている。レール内の他の位置には、たとえば、側壁に沿って、同様の溝及び／又は保持の特徴部を設けることができる。安定化ホイール７２、７４、７６は、特に、推進システム４７が異なるレール１８まで周方向に動くときに、変位装置１４の安定性の改善に役立つことができる。いくつかの又はすべての安定化ホイール７２、７４、７６は、付勢部材６０によって与えられる付勢力に逆らうストッパに対応し、より効果的な螺旋の牽引のためにレール１８の内面３２に対する角度付きホイール４８の安定した接触を確実化するのに役立つように、支持部材５６にリンク接続することができる。特定の実施例では、いくつかの又はすべての安定化ホイール７２、７４、７６は、たとえば、発端部、中央接合部、側壁などに沿った、レールの対応する線形の歯付き部分に係合する歯付きホイールである。

全部のホイールがレール１８の内側に配置される場合に、そのような構成により、脱線の危険性を低減することができ、また、輸送システム１０が、地面の損傷及び／又は地面の形式に関してより柔軟性を有することができる。

レール１８の構成は、トラックの長さに沿って多様にすることができ、たとえば、中央のＣ形状の突出部７５は、トラックの部分に沿ってのみ存在し、トラックの残りの部分がたとえば図２の２０で示されるような中央壁を有することができる。この場合、中央のホイール７６は、引っ込み式であり、又は、Ｃ形状の突出部７５が欠けているトラックの部分に対して他の方法で可動である。

特定の実施例では、輸送システム１０は、直列に相互連結された２つ以上の変位装置１４を含むことができ、付勢部材６０及び／又はその切替え機構６２は、経路の切替えの際に変位装置１４を同期させるのに役立つように相互作用することができる。

図示していないが、変位装置１４は、洗浄装置、たとえば、変位装置１４の前部に、離れて、又は下側に支持されてそれに対して相対的に固定又は可変の位置にある１つ又は複数のアームを含み、個々が、レール組立体１２から堆積物を排出するため及び／又は変位装置１４の通過のために防護シールド２６に係合してそれを開かせるため、適切に形状付けされた装置を支持することができる。たとえば、ホイールのセットと共に回転する回転板は、角度付きホイールの一方又は個々のセットの前方に受容することができ、また、回転時に回転するホイールの経路からどんな堆積物も押し出す堆積物片付けブレードと、堆積物を地面に向けて安全に導くために堆積物片付けブレードを取り囲む機能的な封じ込め部と、を含むように形状付けることができる。或いは、一連の噴射、たとえば、変位装置がそれに沿って動く間に内側のレール敷設インフラ面に向けて主として導かれる空気、水及び／又は砂の噴射、を導くために位置付けされる堆積物片付けアーム・システムを含めることができる。

特定の実施例では、変位装置１４は、単一の管状のレール１８の中で循環する。経路の切替えは、個々の推進システム４７の角度付きホイール４８を、他の経路を画定する隣接レールまで動かすことにより、上の記載と同様に行うことが可能である。たとえば、２つの経路の間の接合部は、２つの隣り合うレールによって画定することができ、推進システム４７の角度付きホイール４８は、角度付きホイール４８のすべてが第１のレールに受容されていることに対応する第１の位置と、角度付きホイール４８のすべてが第２のレールに受容されていることに対応する第２の位置と、の間を可動である。たとえば、単一のレール構成は、吊るすインフラ構成のため並びに非常に速く連続して進行する装置のため、また、レール敷設インフラの垂直断面通路を可能にするため、妥当なものにすることが可能である。

特定の実施例では、変位装置１４は、代替の二重及び単一のレール構成で循環することが可能であり、２つのレールが既定の切替え位置で融合し、したがって、二重レール構成の種々のレールの中の推進システム４７が単一レール構成の整列した位置に連続的に移ることが可能になる。

図８を参照すると、代替的実施例に係る変位装置１１４が示されている。この変位装置１１４は、単一の管状のレール１８を含むレール組立体１２のために構成される。したがって、個々の推進システム１４７の角度付きホイール１４８のセットは、互いに対して周方向に整列した形式で支持される。個々のセットは、変位装置１１４の本体１４０から径方向に延びる２つの支持アーム１７０の間に回転可能に支持される回転可能な支持シャフト１５０に支持される、３つの角度付きホイール１４８及び複数の磁石１４９を含む。本体１４０は、磁化される主軸１４２を回転可能に支持し、主軸１４２は、電磁連結器を介して支持シャフト１５０に駆動係合する。図示しないが、変位装置が別経路を画定する隣接レールまで移動できるように支持アーム１７０を周方向に移動させるため、機構を設けることができる。電磁駆動装置からエネルギを回復するため及び回復したエネルギを主軸１４２の駆動のために使用するため、回復手段を設けることができる。

図９〜１０を参照すると、別の実施例に係る変位装置２１４が示されている。変位装置１４は、柔軟性のさらなる改善のために、旋回連結器２４１によって相互連結される２つの部分２４０、２４０’を含むようにここで示された本体を含む。この実施例では、個々の螺旋状の推進システム２４７は、本体２４０、２４０’から離間して延びるそのそれぞれの回転可能な支持シャフト２５０によって支持され且つその中心軸の周りを回転可能であるようにそれに連結された１セットの角度付きホイール２４８を含む。個々の推進システム２４７は、それぞれの回転可能な支持シャフト２５０によって画定されたその回転子を有するハブ・モータを介して独立して動力が供給される。代替的に、個々の角度付きホイール２４８は、それぞれのホイール・ハブ・モータの回転子として形成することができる。そのような構成により、有利なことに、角度付きホイール２４８は、それらの回転軸が回転可能な支持シャフト２５０の長手軸線に対して９０度又は９０度近くであるように角度付けされる場合に、電気を発生するために使用可能であるようにすることができる。

先の実施例と同様に、角度付きホイール２４８の個々のセットによって画定される外径は、レール１８の内径に対応し、これにより、ホイール２４８は、あらゆる位置で均一な形式でレール１８の内面３２に接触し、ホイールは、回転可能な支持シャフト２５０の長手軸線に対して軸の周りを０度より大きく９０度より小さく回転可能である。ホイール２４８の傾きは、好ましくは、加速及び制動の制御機能を提供するために調節可能であり、０度及び／又は９０度であるΘを含むために調節可能にすることができる。

上述したように、推進システム２４７は、特定の実施例では、隣接するレール１８の間を可動であるように、たとえば、少なくとも２つの位置の間で、互いに対して周方向に可動であり、互いに離れるように周方向に対で付勢される。特定の実施例では、本体部２４０、２４０’は、この相対的な動きを実現するために互いに対して回転する。別の実施例では、個々の推進システム２４７は、それぞれの本体部２４０、２４０’の内部に回転可能に受容された支持部材に連結され、本体部２４０、２４０’は、互いに対して固定した位置に留まっている。上述した付勢及び／又は切替えの機構のどれも、或いは、他のどの適切なタイプの付勢及び／又は切替えのシステムも使用することが可能である。

安定化ホイール２７２は、角度付きホイール２４８の個々のセットに隣接して設けられ、安定化ホイール２７２は、回転する軸２５０の軸線に垂直に延びる固定軸の周りを回転する。発端部の安定化ホイール２７４は、本体部２４０、２４０’に回転可能に係合もする。

螺旋状の推進システム４７、１４７、２４７は、１セットの角度付きホイールを含むように記載されたが、上述した実施例のすべてを含む代替的実施例では、螺旋状の推進システムは、たとえば、液体環境、空中浮遊、及び／又は、誘導器システムによって駆動されるような磁気推進要素などのためのパドル又はブレード式の推進システム、を含むが、それに限定されない、任意の他の適切なタイプの螺旋状の推進システムにすることができると理解される。螺旋状の推進システムは、２つ以上のタイプの駆動機構、たとえば、水陸両用の推進のために、たとえば、角度付きホイール及びブレード又はパドル、を含むことができる。

加えて、輸送システム１０は、レールに係合して非従動型の推進システムを有し、且つ、従動型の推進システム、たとえば列車のような組立体のワゴンを有する変位装置１４によって牽引又は押圧される変位装置１４を含むことができると理解される。そのような非従動型の推進システムは、非螺旋状のシステム、たとえば、走行の軸に垂直な軸に沿って回転し且つレールの内面に係合するホイールを含むことができる。また、非従動型の推進システムは、隣接するレール１８の間を可動であるように、たとえば、少なくとも２つの位置の間で、互いに対して周方向に可動であり、互いに離れるように周方向に対で付勢されるようにすることもできる。

輸送装置１６は、支持される負荷に応じて任意の適切な形状を採用することができる。たとえば単純に、設備や積荷が上に積載される平坦なプラットホームにすることができ、又は、より複雑に、たとえば、変位装置１４、１１４によって担持される車両にすることができる。また、車両が取り付けられるプラットホームを含むことも可能である。

たとえば、図１には、列車及び自動車と同じような２つのタイプの輸送装置１６が示されている。図１１には、ケーブル・カーに対応する輸送装置１６が示され、図１２には、エレベータ・プラットホームに対応する輸送装置１６が示されている。単独又は組合せで使用できる可能な輸送装置１６の非限定の実例は、リストされたそれらに類似するか又は相違するかにかかわらず、また、乗客及び／又は動物の受容／移動に適合されるが開放型又は閉鎖型を問わない、ワゴン（列車、地下鉄、モノレールなど）、乗用車、トラック、航空機、宇宙船、ボート、潜水艦、バス、路面電車、救急避難プラットホーム、他のタイプのプラットホーム、キャビン、ローラ・コースタ及び他の遊園地の乗り物、玩具、グライダ、ケーブル・カー、ジップ・カー、ホバークラフト、階段昇降機、チェア・リフト、他のタイプのリフト、梯子、車椅子、鋼索鉄道、及び他の機械；コンテナ、又は、任意のタイプ（ガス、液体若しくは固体の形式）の商品を受容及び／若しくは運搬するのに適合されたタンク車、一輪車、トロリ、ビン、ワゴンなどの他の機械；クレーン、可動ゲートウェイ、ホイスト、刈り取り機、草刈り機、梱包機、つかみ機、ドリル、他の建設用ツール、ロボット・アーム、ツールの取り付け可能な可動サポートなどの可動ツール；水門、エスカレータ、エレベータ、インペラ、コンベヤなどの他の可動要素；などの車両を含む。

したがって、輸送システム１０は、自動的に商品、動物及び／又は人間を短距離、中距離及び長距離を輸送するために使用することが可能である。

輸送システム１０は、水平又は実質上水平な面に沿った（たとえば、地面に沿った）、傾斜した面に沿った（たとえば、坂を上がったり下がったり）、鉛直又は実質上鉛直な面に沿った（たとえば、構造の内側の又はそれに沿ったエレベータ）、或いはそれらの組合せでの輸送のために使用することができる。輸送装置１６は、（図１に示すように）レール組立体１２の上端の上で、（図１１に示すように）レール組立体１２の下側で、又は、（図１２に示すように）レール組立体１２が鉛直に延びる場合にレール組立体１２に沿って、輸送することができる。

輸送システム１０は、陸上で、地下で、水中若しくは水上で、又は空中若しくは宇宙空間中で、また、それらの組合せで、使用することが可能である。たとえば、輸送装置１６は、変位装置１４によって陸上及び水中又は水上の双方で可動である、乗客を受け入れるように適合された水陸両用キャビンにすることができる。

輸送システム１０は、レール上の輸送（たとえば、列車）を含む、従来の陸上輸送に代えて或いはそれと共に、使用することが可能である。たとえば、既存のレールは、レール組立体１２の据え付けのためのサポートとして使用することが可能である。

したがって、輸送システム１０は、比較的単純に設置されるインフラに担持される、様々な速度、急勾配、規模、重量及び／又は容積、に適合するアクセス可能な輸送の手段を提供することが可能である。

特定の実施例では、輸送システム１０は、そうでなければ機能するのに化石燃料を要するであろう自動車、列車、バスなどの車両の交換及び回復を介して、化石燃料の使用の低減を可能にすることができる。

有利なことに、特定の実施例では、管状のレール組立体１２は、特に高架構造から吊るされた場合に、列車のレールよりも必要な地上のスペースを小さくすることができる。

特定の実施例では、輸送システム１０が発生させる騒音レベルは、とても低く、列車、地下鉄及び類似の輸送システムが発生させる通常の騒音レベルよりも低い。特定の実施例では、輸送システム１０が必要とする走行のための動力は、列車、地下鉄及び類似の輸送システムに通常必要とされる動力レベルよりも低い。

特定の実施例では、変位装置は、第２の輸送装置に連結された第２の変位装置を受容する第２のレール組立体を支持する輸送装置に連結され、したがって、第２の輸送装置の変位の可能性を増大させる。

上記説明は、単なる例示であることを意味し、当業者は、開示した発明の範囲から逸脱することなく、記載した実施例に変更を加えることができるということを理解するであろう。本発明の範囲内に含まれる修正は、この開示の考察に照らして、当業者にとって明らかであり、そのような修正は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図される。

Claims (21)

1. 隣り合って延びて個々が開いた円形の断面を有する少なくとも２つの管状のレールを、その長さの少なくとも一部に沿って含むレール組立体と、
   本体、
   少なくとも１つの機関、
   少なくとも１つの螺旋状の推進システムであって、前記少なくとも１つの機関に駆動係合し、個々の推進システムが、前記レールの１つの中に受容されてその内面に係合する第１の位置に配置され、前記第１の位置と前記推進システムが前記レールの別の１つの中に受容されてその内面に係合する第２の位置との間を可動である、少なくとも１つの螺旋状の推進システム、並びに
   前記第１及び第２の位置の間の移動のために前記少なくとも１つの螺旋状の推進システムのうちの１つに係合する切替え機構
   を有する、可動な変位装置と、
   前記レール組立体の外側に配置され、前記変位装置に対してそれと共に変位するために取り付けられる輸送装置と
   を含む、輸送システム。
2. 前記少なくとも１つの機関は、前記本体によって支持された機関を含み、前記変位装置は、前記本体によって回転可能に支持されて前記機関に駆動係合する主軸を含み、個々の推進システムは、前記主軸に駆動係合する、請求項１に記載のシステム。
3. 個々の螺旋状の推進システムは、前記本体から離間した回転可能な支持シャフトと、前記支持シャフトの中心軸の周りをそれと共に回転可能であるように前記支持シャフトによって支持された回転可能な角度付きホイールのセットと、を含み、個々の支持シャフトは、機関に駆動係合し、個々のセットの前記角度付きホイールは、前記レールの前記内面に沿った螺旋状の動きを画定するために、前記支持シャフトの前記中心軸に対して０度より大きく９０度より小さい角度で延びるそれぞれの軸の周りを回転可能である、請求項２に記載のシステム。
4. 個々の螺旋状の推進システムは、前記本体から離間した回転可能な支持シャフトと、前記支持シャフトの中心軸の周りをそれと共に回転可能であるように前記支持シャフトによって支持された回転可能な角度付きホイールのセットと、を含み、前記少なくとも１つの機関は、個々の回転可能な支持シャフトに関連するそれぞれのハブ・モータを含み、個々のセットの前記角度付きホイールは、前記レールの前記内面に沿った螺旋状の動きを画定するために、前記支持シャフトの前記中心軸に対して０度より大きく９０度より小さい角度で延びるそれぞれの軸の周りを回転可能である、請求項１に記載のシステム。
5. 個々のセットの前記角度付きホイールの傾きは、ホイール軸と長手方向軸の間で可変の角度を有するように調節可能である、請求項３又は４に記載のシステム。
6. 前記ホイール軸と前記長手方向軸の間の前記角度は、０度及び／又は９０度の値に調節可能である、請求項５に記載のシステム。
7. 前記切替え機構は、前記レール組立体の中に画定された案内に係合する案内部材を含み、前記案内の高さは、前記レール組立体に沿って変化し、前記案内部材の高さの変化は、前記切替え機構を作動させる、請求項１から６までのいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記管状のレール組立体は、その前記長さの前記一部に沿って第３のレールを含み、個々の推進システムは、前記第３のレールの中に個々の推進システムが受容される第３の位置まで可動でもある、請求項１から７までのいずれか一項に記載のシステム。
9. 開いた管状のレールの中に受容可能である変位装置であって、
   レール組立体の長手方向軸に対応する使用中の長手方向軸を有する本体と、
   前記本体に係合してそれに対して周方向に可動である少なくとも一対の支持部材であって、個々の支持部材が前記本体から離間された従動型の螺旋状の推進システムを支持する、少なくとも一対の支持部材と、
   個々の対の前記支持部材を互いに対して反対方向に周方向に付勢する付勢部材と
   を含む、変位装置。
10. 前記本体によって支持された機関をさらに含み、前記本体によって回転可能に支持され且つ前記機関に駆動係合する主軸をさらに含み、個々の推進システムは、前記主軸と駆動係合する、請求項９に記載の装置。
11. 個々の螺旋状の推進システムは、前記本体から離間した前記支持部材によって回転可能に支持された回転可能な支持シャフトと、前記支持シャフトの中心軸の周りをそれと共に回転可能であるように前記支持シャフトによって支持された回転可能な角度付きホイールのセットと、を含み、個々の支持シャフトは、機関に駆動係合し、個々のセットの前記角度付きホイールは、螺旋状の駆動の動きを画定するために、前記支持シャフトの前記中心軸に対して０度より大きく９０度より小さい角度で延びるそれぞれの軸の周りを回転可能である、請求項１０に記載の装置。
12. 個々の螺旋状の推進システムは、前記本体から離間した前記支持部材によって回転可能に支持された回転可能な支持シャフトと、前記支持シャフトの中心軸の周りをそれと共に回転可能であるように前記支持シャフトによって支持された回転可能な角度付きホイールのセットと、を含み、前記少なくとも１つの機関は、個々の回転可能な支持シャフトに関連するそれぞれのハブ・モータを含み、個々のセットの前記角度付きホイールは、螺旋状の駆動の動きを画定するために、前記支持シャフトの前記中心軸に対して０度より大きく９０度より小さい角度で延びるそれぞれの軸の周りを回転可能である、請求項９に記載の装置。
13. 個々のセットの前記角度付きホイールの傾きは、ホイール軸と長手方向軸の間で可変の角度を有するように調節可能である、請求項１１又は１２に記載の装置。
14. 前記ホイール軸と前記長手方向軸の間の前記角度は、０度及び／又は９０度の値に調節可能である、請求項１３に記載の装置。
15. 前記付勢部材は、前記それぞれの対の前記支持部材に設けられた相補的な歯と噛み合う歯付き部材を含む、請求項９から１４までのいずれか一項に記載の装置。
16. 個々の支持部材は、管状であり、前記本体を取り囲む、請求項９から１５までのいずれか一項に記載の装置。
17. 個々の支持部材は、第１及び第２の位置の間で周方向に可動であり、個々の対の前記支持部材は、前記第１及び第２の位置で互いに対して異なった相対位置を有する、請求項９から１６までのいずれか一項に記載の装置。
18. 開いた管状のレールの中に受容可能である変位装置であって、
    レール組立体の長手方向軸に対応する使用中の長手方向軸を有する細長い本体と、
    前記本体を取り囲んでそれに対して周方向に可動であるように連結された少なくとも１つの管状の支持部材であって、個々の支持部材が、主軸から離間されて前記主軸に駆動係合する支持シャフトを回転可能に支持し、前記支持シャフトが、螺旋状の駆動の動きを画定するために、前記本体の前記長手方向軸に対して０度より大きく９０度より小さい角度で延びる軸の周りを回転可能である角度付きホイールのセットを支持し、前記角度付きホイールが、少なくとも１つの機関に駆動係合する、少なくとも１つの管状の支持部材と、
    個々の支持部材に係合してその前記周方向の動きを作動させるための切替え機構と
    を含む、変位装置。
19. 前記少なくとも１つの機関は、前記本体によって支持された機関を含み、前記装置は、前記本体によって回転可能に支持されて前記機関に駆動係合する主軸をさらに含み、個々の回転可能な支持シャフトは、前記角度付きホイールの回転を駆動するために前記主軸と駆動係合する、請求項１８に記載の装置。
20. 前記少なくとも１つの機関は、角度付きホイールの個々のセットのためのそれぞれのハブ・モータを含み、個々のセットの前記回転可能な支持シャフトは、前記角度付きホイールの回転を駆動するために前記それぞれのハブ・モータの回転子の一部を形成する、請求項１８に記載の装置。
21. 個々のセットの前記角度付きホイールの傾きは、ホイール軸と長手方向軸の間の可変の角度を有するように調節可能である、請求項１８から２０までのいずれか一項に記載の装置。

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