集装箱运输系统

技术领域

本发明涉及一种集装箱运输系统。

背景技术

在现有的船运集装箱码头处，在船舶与配送中心之间的集装箱移动的调度和协调需要用于集装箱的空间、精确定时以及准确的运输执行。这些现有码头中的许多码头都以由许多这些要素产生的能力来工作。这些要素中的任何一个要素的延迟(例如，与轨道、卡车运输、海关检查、或用于集装箱的空间不足相关的延迟)都会导致船舶在港口排队。因此，调度的任何中断都是代价高昂的。增大用于集装箱的储存空间可能会缓解这些延迟中的一些，但会导致额外的调度问题。卡车移动的频率和集装箱的堆积造成交通拥堵、潜在的安全以及污染问题。

存在对改进的用于集装箱的运输系统的需要。

相应地，期望解决上述的一个或多个问题或至少提供有用的替代方案。

发明内容

在第一方面，本发明针对一种用于集装箱的运输单元，该运输单元具有：轮装置(arrangement)，该轮装置包括一个或多个轮，该一个或多个轮用于接合集装箱可沿其被输送的轨道(ra i l)，该一个或多个轮可被定位于集装箱的侧面处；其中所述单元可拆卸地安装到集装箱。

运输单元可以特别适用于用在针对集装箱的运输系统中，该运输系统包括至少一个用于输送集装箱的基于轨道的输送装置。基于轨道的输送装置具有通过设置轨道而限定的输送流路径(conveyance f l ow-path)，这些轨道可以被接合以沿着该输送流路径来运输物品。在本文中提及了“管道(p i pe)装置”。这些提及应该被理解为指的是基于轨道的输送装置。该装置的“管道”可以被理解为限定集装箱在运输期间可以穿过的体积(vo lume)。因此，对“管道”的提及可以被理解为对输送流路径的提及。“管道”可以不是由管道壁包围的体积，尽管这可以在一些实施例中使用(例如，参见图4A、图5以及图8)。在一些其他实施例中，输送流路径可以由部分管道或半管道(ha l f-p i pe)按实际来界定(例如，参见图3B至图3D)。此外，基于轨道的输送装置可以包括由两个相对的壁限定的输送流路径，在每个相对的壁上都安装有轨道(例如，参见图9)。因此，对于运输单元的一些实施例，所述轨道是基于轨道的运输装置的轨道或者所述轨道是管道装置的轨道。

本发明可以特别适用于输送船运集装箱，但不限于此。技术人员将理解，根据本公开，本发明可以适用于各种类型和尺寸的集装箱。提及的“船运集装箱”包括符合相关国家和国际标准的联运船运集装箱，这些标准包括国际标准组织(I SO)和澳大利亚标准组织规定的标准，其包括I SO 6346:1995、I SO668:2020和/或I SO 1496-1:2013。I SO 6346:1995、I SO 668:2020和I SO1496-1:2013各自的内容通过引用并入本文。船运集装箱可以包括：“干货物”或“通用”集装箱；I SO代码20英尺集装箱；I SO代码40英尺集装箱；“高柜”集装箱，包括48英尺集装箱和53英尺集装箱；B i con、Tr i con和Quadcon集装箱(其分别对应I SO 668标准尺寸1D、1E和1F)；货板宽集装箱；以及最近在北美推出的60英尺(18.29m)联运集装箱。

在一些实施例中，集装箱可以是相对于I SO 668:2020标准的超重和/或超大集装箱，诸如用于运输重型机械的集装箱。

在运输单元的一些实施例中，轮装置包括一个或多个第一轮以及一个或多个第二轮，该一个或多个第一轮可附接到集装箱的第一侧壁，该一个或多个第二轮可附接到集装箱的相对的第二侧壁。一个或多个第一轮以及一个或多个第二轮可以分别被安装在集装箱的中间高度处或集装箱的中间高度附近。运输单元可以包括可附接到集装箱的第一侧壁的两个第一轮以及可附接到集装箱的相对的第二侧壁的两个第二轮。

运输单元可以具有可被龙门架(gantry)系统的接合部分接合的龙门架接合部分。运输单元可以包括：底盘，要被输送的集装箱位于该底盘上；以及从底盘的相对侧延伸的臂，轮装置被安装到所述臂上，并且当集装箱位于底盘上时，所述臂可相对于底盘向内枢转(p i votab l e)以将集装箱夹持在底盘的臂之间。运输单元的臂部分可以具有可被龙门架系统的钩部分接合的一个或多个环形件(或孔)。可替代地或附加地，龙门架接合部分可以沿着每个臂部分的长度设置或者设置在运输单元的底盘上。在一些实施例中，底盘的每一侧上的一个或多个臂包括龙门架接合部分，这些龙门架接合部分可被龙门架系统的接合部分接合以便载运运输单元。在这些实施例的一些实施例中，底盘的每一侧上的一个或多个臂包括钩形部分，该钩形部分被构造成可被龙门架系统的接合部分接合以便载运运输单元。

在一些实施例中，该运输单元包括：用于驱动所述一个或多个轮的电机装置；以及电连接到所述电机装置的一个或多个脚部分，所述一个或多个脚部分被构造成与细长供电轨(e l ongate power supp l y track)接触以向所述电机装置供应电力。在这些实施例的一些实施例中，底盘的每一侧上的一个或多个臂包括龙门架接合部分(例如，钩形部分)，该龙门架接合部分被构造成可通过龙门架系统的接合部分而接合以载运运输单元，所述一个或多个脚部分中的每个脚部分被连接到所述龙门架接合部分中的一个龙门架接合部分；其中，连接到所述一个或多个脚部分中的一个脚部分的每个龙门架接合部分被构造成：当通过所述接合部分接合时升高，并且从而将与其连接的脚部分移动成收起构型(stowedconf i gurat i on)，其中在收起位置，该脚部分从细长供电轨脱离；以及当从接合部分脱离时降低，并且从而将与其连接的脚部分移动成展开构型(dep l oyed conf i gurat ion)以接触细长供电轨。

在第二方面，本发明提供了一种用于集装箱(诸如船运集装箱)的运输系统，该系统包括：至少一个基于轨道的输送装置，以用于输送集装箱，所述装置具有轨道并且适用于或被构造成接合根据本发明的运输单元，所述装置适用于或被构造成允许集装箱从其通过。在一些实施例中，基于轨道的输送装置是管道装置。该管道装置可以包括：具有宽度的管道，以及轨道，在该轨道上安装有用于输送集装箱的运输单元，每个轨道被定位在管道的相对侧上，其中各轨道之间的距离基本上对应于管道的宽度。管道装置可以包括圆筒形管道。

在一些实施例中，基于轨道的输送装置包括半管道或部分管道。

在一些实施例中，轨道彼此间隔开至少4.5m，诸如彼此间隔开至少约4.8m。

当集装箱位于运输单元中且在基于轨道的输送装置内时，从所述装置的侧壁部分到集装箱可以存在至少约20cm的空隙。在一些实施例中，空隙可以是30cm。该空隙可以是从基于轨道的输送装置的结构之间的最窄间隙测量的。例如，当基于轨道的输送装置包括圆筒形管道中的轨道时，空隙可以是从集装箱的顶部角到管道部分测量的。在基于轨道的输送装置包括圆筒形管道中的轨道的一些实施例中，临界空隙可以是当运输单元上的集装箱以最小曲率半径穿过圆筒形管道时的空隙。

基于轨道的输送装置可以包括集装箱可通过的弯曲部分，该弯曲部分具有至少70m的半径。弯曲部分可以具有至少90m的半径。

基于轨道的输送装置可以具有至少两个输送流路径，所述至少两个输送流路径是彼此平行的。基于轨道的输送装置可以包括一个或多个返回输送流路径或服务流路径，用于输送安装到集装箱以通过所述至少两个输送流路径中的一个来进行运输的运输单元。(一个或多个)返回流路径可以是与至少两个输送流路径平行的。(一个或多个)返回流路径可以运行(run)所述至少两个输送流路径的全部长度或者可以运行所述至少两个输送流路径的部分长度。

基于轨道的输送装置可以包括用于集装箱沿第一方向流动的第一输送流路径、以及用于集装箱沿与第一方向相反的第二方向流动的第二输送流路径。可替代地或附加地，该装置可以包括用于以第一速度输送集装箱的输送流路径和用于以第二速度输送集装箱的另一输送流路径。该基于轨道的输送装置可以包括服务输送流路径，该服务输送流路径用于将运输单元输送到另一输送流路径，集装箱要沿着该另一输送流路径被所述运输单元输送。如上所述，基于轨道的输送装置可以是管道装置并且每个流路径可以由管道来限定。

基于轨道的输送装置可以包括倾斜部分，用于改变通过基于轨道的输送装置而输送的集装箱的高程(e l evat i on)。倾斜部分可以具有至少约1％的坡度。例如，倾斜的坡度可以是高达约10％。在一些实施例中，基于轨道的输送装置包括螺旋形通路(pathway)。

基于轨道的输送装置和运输单元可以包括传感器装置，该传感器装置用于检测或确定运输单元在基于轨道的输送装置内的位置。在一些实施例中，传感器装置可以检测基于轨道的输送装置内的标记点或标签点，以及然后可以确定运输单元(包括由该运输单元输送的任何集装箱)在基于轨道的输送装置内的位置。在一些实施例中，传感器装置包括一个或多个RF I D标签以及用于读取RF I D标签的一个或多个RF I D读取器。可以沿着基于轨道的输送装置的长度来设置RF I D标签，并且可以在运输单元上设置用于读取RF I D标签的RF I D读取器。在一些实施例中，RF I D标签沿着流路径以规则的间隔隔开以便促进准确地确定运输单元的位置。RF I D标签可以在安装后进行位置校准。

运输系统可以包括供电系统，该供电系统用于在所述运输单元被安装到集装箱中的一个集装箱时为所述运输单元供应电力，以通过基于轨道的输送装置来输送集装箱。该供电系统可以包括细长轨，该细长轨跨越基于轨道的输送装置的长度。在一些实施例中，细长轨以低于基于轨道的输送装置的轨道的高程位于管道装置中。

运输系统可以包括用于将集装箱载运到平台或从平台载运集装箱的第一龙门架以及用于载运可安装到集装箱的运输单元的第二龙门架。运输系统可以包括控制器，该控制器用于将第一龙门架和第二龙门架彼此对齐，以便将运输单元安装到集装箱上或将运输单元从集装箱卸下。控制器可以被构造成将第一龙门架和第二龙门架与要输送集装箱的输送流路径对齐。

在第三方面，本发明提供一种用于集装箱运输系统的龙门架系统，在该集装箱运输系统中经由基于轨道的输送装置来运输集装箱，该龙门架系统包括：第一龙门架，该第一龙门架用于将各集装箱中的一个载运到平台或从平台载运出；第二龙门架，该第二龙门架用于载运根据本发明的运输单元，所述运输单元以可拆卸的方式被安装到集装箱；以及控制器，该控制器用于将第一龙门架和第二龙门架彼此对齐，以将运输单元安装到集装箱上或将运输单元从集装箱卸下。在一些实施例中，控制器被构造成将第一龙门架和第二龙门架与基于轨道的输送装置的要在其中输送集装箱的输送流路径对齐。第二龙门架可以被构造成或适用于从服务输送流路径中取出(或收集)运输单元。

本文公开了一种用于集装箱的运输系统，该系统包括：至少一个管道装置，所述至少一个管道装置用于输送集装箱，该管道装置适用于或被构造成允许集装箱从中穿过。

该管道装置可以包括：具有宽度的管道，以及轨道，在该轨道上安装有要被输送的集装箱，每个轨道被定位在管道的相对侧上，其中轨道之间的距离基本上对应于管道的宽度。

所述轨道可以彼此间隔开至少4.5m。优选地，轨道彼此间隔开至少约4.8m。

该管道装置可以包括圆筒形管道。该管道装置可以附加地或可替代地包括半管道或部分管道。

当集装箱位于管道装置中时，从管道的侧壁部分到集装箱可以存在至少约30cm的空隙。优选地，空隙至少约20cm。空隙是从集装箱的顶部到管道部分测量的。

管道装置可以包括集装箱可通过的弯曲部分，该弯曲部分具有至少70m的半径。优选地，弯曲部分具有至少90m的半径。

管道装置优选地包括至少两个管道，所述至少两个管道是彼此平行的。管道装置可以包括一个或多个返回管道或服务管道，用于输送安装到集装箱以通过所述至少两个管道中的一个进行运输的运输单元。(一个或多个)返回管道可以与所述至少两个管道平行。(一个或多个)返回管道可以运行所述至少两个管道的全部长度或者可以运行所述至少两个管道的部分长度。

管道装置可以包括用于使集装箱沿第一方向流动的第一管道、以及用于使集装箱沿与第一方向相反的第二方向流动的第二管道。管道装置可以附加地包括用于以第一速度输送集装箱的管道和用于以第二速度输送集装箱的另一管道。

管道装置优选地包括返回管道，其用于输送可安装到要在管道装置的另一管道中输送的集装箱的运输单元。两个或更多个运输单元可以被安装到集装箱。

管道装置可以包括倾斜的管道部分，用于改变通过管道装置输送的集装箱的高程。倾斜的管道部分可以具有至少约1％的坡度。在其他示例中，倾斜的坡度可以是高达约10％。管道装置可以包括螺旋状通路。在一个示例中，可以在圆筒形壳体内实施该螺旋状通路。

管道装置和要输送的集装箱可以包括用于检测集装箱在管道内的位置的传感器装置。传感器装置优选地包括一个或多个RF I D标签以及用于读取RF I D标签的一个或多个RF I D读取器。可以沿着管道装置的长度来设置RF I D标签，并且可以在安装到集装箱的运输单元上设置用于读取RF I D标签的RF I D读取器。附加地或可替代地，RF I D单元可以被设置在集装箱上。

运输系统可以包括运输单元，该运输单元可安装到要通过管道来输送的集装箱。

运输系统可以包括供电系统，该供电系统对安装到各集装箱中的一个集装箱的运输单元供应电力以通过管道来输送集装箱。该供电系统优选地包括细长轨，该细长轨跨越管道装置的长度。细长轨可以位于管道装置的面向集装箱的底面(unders i de)的下壁部分处。

运输系统可以包括用于将集装箱从平台运出的第一龙门架以及用于载运可安装到集装箱的运输单元的第二龙门架。第一龙门架可以用于将集装箱载运到平台。运输系统优选地包括控制器，该控制器用于将第一龙门架和第二龙门架彼此对齐，以便将运输单元安装到集装箱上。控制器可以被构造成将第一龙门架和第二龙门架彼此对齐，以将运输单元从集装箱卸下。控制器优选地被构造成将第一龙门架和第二龙门架与要输送集装箱或正输送集装箱的管道对齐。

提供了一种用于集装箱的运输单元，该运输单元具有轮装置，该轮装置包括一个或多个轮，该一个或多个轮用于接合集装箱被输送所沿着的管道的轨道，一个或多个轮被定位在集装箱的侧面处。

运输单元优选地以可拆卸的方式被安装到集装箱。

轮装置优选地包括可附接到集装箱的第一侧壁的第一轮以及可附接到集装箱的相对的第二侧壁的第二轮。第一轮和第二轮优选地分别被安装在集装箱的中间高度处或被安装在集装箱的中间高度附近。

运输单元可以包括：底盘，要输送的集装箱位于该底盘上；以及臂，所述臂从底盘的相对侧延伸，轮装置被安装到所述臂，并且当集装箱位于底盘上时，所述臂相对于底盘向内枢转，以将集装箱夹持在底盘的臂之间。

根据本公开的第四方面，提供一种用于集装箱运输系统的龙门架系统，在该集装箱运输系统中经由管道网络来运输集装箱，该龙门架系统包括：第一龙门架，该第一龙门架用于将各集装箱中的一个集装箱载运到平台或将其从平台载运出；第二龙门架，该第二龙门架用于载运可安装到集装箱的运输单元；以及控制器，该控制器用于将第一龙门架和第二龙门架彼此对齐，以便将运输单元安装到集装箱上或将运输单元从集装箱卸下。

控制器可以被构造成将第一龙门架和第二龙门架与要输送集装箱的管道对齐。

第二龙门架可以被构造成或适用于从返回管道中取出运输单元。

附图说明

现在将参考附图仅通过非限制性示例的方式描述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的运输单元；

图2A和图2B示出了处于不同构型的图1所示的运输单元的模块；

图3A至图3E示出了安装在图1所示的运输单元上的集装箱被布置在运输系统的管道装置上；

图4A至图4D示出了安装在运输系统的管道上的集装箱的视图；

图5示出了根据本发明的实施例的具有多个管道的运输系统；

图6A和图6B示出了根据本发明的实施例的运输系统；

图7A和图7B示出了根据本发明的实施例的运输系统；

图8和图9示出了根据本发明的实施例的管道装置；

图10A至图10C示出了根据本发明的实施例的龙门架部件；

图11示出了根据本发明的实施例的龙门架系统；

图12A至图12E示出了根据本发明的实施例的用于将集装箱定位在管道装置中的龙门架系统；

图13示出了运输单元的另一实施例的模块；以及

图14示出了根据本发明的实施例的龙门架系统。

具体实施方式

图1图示了根据本发明的实施例的用于集装箱的运输单元100。例如，运输单元100用于将集装箱从船运码头输送到储存设施。在其他示例中，运输单元用于将集装箱从储存设施输送到船运码头，或者用于将船运集装箱从一个储存设施输送到另一储存设施。

运输单元100是轨道接合构件(means)，其可以被用于通过基于轨道的输送装置来输送集装箱。本文中，基于轨道的输送装置被称为“管道装置”。因此，运输单元100是可位于集装箱运输系统的管道装置中的管道接合构件。管道装置是便于将集装箱从一个位置运输到另一位置的管道网络。一个或多个运输单元100可以可拆卸地设置在集装箱上以将集装箱转变为运载工具。在优选的示例中，运输单元100安装到集装箱以通过管道网络来运输集装箱。运输单元100可拆卸地安装到集装箱上，使得当期望将集装箱从一个位置输送到另一位置时，龙门架系统将集装箱安装到运输单元上并且将具有运输单元的集装箱定位在管道网络的管道中以便被输送到第二个位置。

在本发明中，运输单元可拆卸地安装到集装箱。然而，在其他示例中，运输单元可以是集装箱的组成部分。

在本发明的一些实施例中，两个运输单元被安装到集装箱上。该两个运输单元中的第一个运输单元是被安装在集装箱的前部处或前部附近的在前运输单元，而该两个运输单元中的第二个运输单元是被安装在集装箱的后部或后部附近的在后运输单元。这两个运输单元限定了针对该集装箱的运输组件。运输组件的每个运输单元在物理上与同一组件的其他运输单元分开且独立。因此，运输单元是独立的运载工具，其可以在不与集装箱有任何连接的情况下被控制和管理。这有助于运输系统内的运输单元的管理，因为可以指示运输单元根据需要单独地或以针对所讨论的集装箱的期望数目(例如成对)到达。在一些实施例中，运输单元可以在未被附接至集装箱时成对地耦接以辅助某些轮构型(诸如在单元的每一侧上具有单个轮的实施例)沿轨道转向。此外，由于运输单元的长度可以比集装箱短，例如在适合输送船运集装箱的实施例中大约短一米长，因此运输单元的储存要求可以比其他输送集装箱的方式的要求小得多。在变型中，运输组件的运输单元可以通过底盘部分链接在一起。

在一些实施例中，每个集装箱可以仅安装一个运输单元，或者每个集装箱可以安装多于两个的运输单元。可以安装到每个集装箱的运输单元的最大数目会受到集装箱的尺寸的限制。在大多数应用中，两个运输单元可能就足够了。三个(或更多)运输单元可以被用于运输有特殊负载要求的集装箱，诸如异常重的负载或装载货物的集装箱，其需要比两个运输单元提供的运输更稳定或更坚固的运输。

运输单元100具有底盘或底座部分120，集装箱被安装在该底盘或底座部分120上。底盘120跨越要输送的集装箱的宽度。运输单元100还包括从底盘120的相对端向上延伸的一对臂140、160。底盘120与向上延伸的臂140、160形成大致U形轮廓。当位于底盘120上时，集装箱将位于两个臂140、160之间。当集装箱位于底盘120上时，一个臂140会在集装箱的一侧从底盘向上延伸，而另一个臂160会在集装箱的相对侧从底盘向上延伸。臂140、160不会延伸超过集装箱的高度。臂被构造成夹持位于其间的集装箱。每个臂140、160具有夹持部分141，用于在集装箱位于底盘120上时夹持集装箱。当底盘120接纳集装箱时，臂140、160的夹持部分141将夹持集装箱以便相对于运输单元100牢固地定位集装箱。每个臂140、160的夹持部分141可枢转地安装到底盘120并且当负载(例如位于底盘120上的集装箱)被施加到底盘120时相对于底盘向内枢转。在其他示例中，集装箱可以使用其他方式被牢固地安装在运输单元上。例如，集装箱可以具有钥匙部分，该钥匙部分与运输单元中的钥匙孔接合以将集装箱锁定就位。

运输单元的每个臂部分140、160具有轮143。第一臂140具有可位于集装箱的第一侧壁处的一个轮143，而第二臂160具有可位于集装箱的相对的第二侧壁处的一个轮143。轮143沿着集装箱的高度位于集装箱的侧面上。轮143不会延伸超过集装箱的高度。在集装箱被安装在运输单元100上时轮143位于集装箱的侧面。每个轮基本上位于臂的中心附近。轮143的旋转轴线大致位于臂的中心附近。此外，当集装箱被安装在运输单元100上时，轮143的旋转轴线穿过集装箱。当集装箱位于底盘120上时，轮143基本上位于集装箱的中间高度附近(即，处于或接近集装箱的高度的一半)。即，轮143的旋转轴线接近集装箱的中间高度。在其他示例中，轮(即，轮的旋转轴线)可以位于集装箱的高度的至少四分之一处或集装箱的高度的至少三分之一处。在其他示例中，每个臂部分可以包含两个或更多个纵向彼此间隔开的轮。下面参考图13进一步描述了每个臂上安装有两个轮的实施例。轮沿着集装箱的侧面的高度在集装箱的侧面的定位为其上安装有运输组件的集装箱提供了低重心，使得具有运输组件的集装箱在转弯时不易受到倾翻力的影响。此外，通过将轮定位在集装箱的侧面处，可以有效地利用管道的不动产(rea l estate)来提供紧凑的运输系统。具体地，从集装箱的一侧上的运输单元的轮到相对侧上的轮的宽度尺寸基本上等于或小于从集装箱的顶部到底盘的底部测得的高度尺寸(即，集装箱和底盘的组合高度)。这些尺寸都小于输送集装箱所通过的管道的直径。

在一些其他实施例中，运输单元100a在每个臂上具有两个或更多个轮。图13图示了运输单元100a的模块。具体地，图13示出了两个轮143被安装到臂140的实施例的第一臂140。与图1所示的运输单元100一样，运输单元100a具有一对臂(仅示出140)，由于第二臂(未示出)具有镜像结构，因此此处仅图示第一臂140。运输单元100a具有其上安装集装箱的底盘或底座部分120。底盘120跨越要输送的集装箱的宽度，并且底盘120与臂(仅示出140)一起形成大致U形轮廓。与运输单元100一样，在运输单元100a中，集装箱在位于底盘120上时将位于两个臂之间(仅示出140)。当集装箱位于底盘120上时，一个臂140会在集装箱的一侧从底盘向上延伸，而另一个臂会在集装箱的相对侧从底盘向上延伸。在该实施例中，臂(仅示出140)不会延伸超过集装箱的高度。臂被构造成夹持位于其间的集装箱。

运输单元100a的每个臂(仅示出140)具有两个轮143，如上所述。第一臂140具有可位于集装箱的第一侧壁处的两个轮143，而第二臂具有可位于集装箱的相对的第二侧壁处的一个轮143。轮143沿着集装箱的高度位于集装箱的侧面。轮143不会延伸超过集装箱的高度。在集装箱被安装在运输单元100上时轮143位于集装箱的一侧。轮143位于臂中心的任一侧附近或任一侧处。当集装箱位于底盘120上时，轮143基本上位于集装箱的中间高度附近(即，处于或接近集装箱的高度的一半)。即，轮143的旋转轴线接近集装箱的中间高度。如上所述，在其他实施例中可以使用其他的轮位置。

如图1和图13所示，每个运输单元100、100a都具有用于驱动轮143的电机装置145。运输单元的每个臂140、160具有用于驱动安装在该臂140、160上的轮143的相应电机装置145。在第一臂和第二臂上的电机装置145一致地或彼此合作地操作。例如，当沿着管道装置的直线区段输送集装箱时，在每一侧上的电机装置以相似的速度驱动它们各自的(一个或多个)轮。当通过管道装置的弯曲区段输送集装箱时，在一侧上的电机装置以与另一侧上的电机装置不同的速度被驱动。

每个臂140、160的自由端具有钩形部分147。钩形部分147可被龙门架系统的钩部分接合以便将运输单元100、100a从管道载运或载运到管道中。可相对于臂140、160的其余部分来调节钩形部分147。具体地，当龙门架系统的钩部分接合运输单元的钩形部分147并且向上提升该单元时，钩形部分147相对于臂140、160的其余部分向上移动。当龙门架系统脱离运输单元的钩形部分时，钩形部分向下返回到其正常位置。钩形部分147是运输单元的龙门架接合部分的一个示例。在其他示例中，运输单元可以具有可被龙门架系统的接合部分接合的其他龙门架接合部分。例如，运输单元的臂部分具有可被龙门架系统的钩部分接合的一个或多个环形件(或孔)。此外，龙门架接合部分可以沿着每个臂部分的长度来设置或者设置在运输单元的底盘上。

运输单元100、100a还具有脚部分149，每个脚部分都被安装到运输单元100、100a的臂140、160。具体地，每个脚部分149被安装在臂140、160的下端处。脚部分149电连接到臂140、160上的电机装置145，使得当脚部分149中的一个与细长供电轨接触时，两个臂140、160上的电机装置145从细长供电轨汲取电力来驱动轮143。臂的脚部分用于接触管道中的细长供电轨以便向第一臂和第二臂上的电机装置提供电力来驱动轮。细长供电轨将位于输送集装箱所通过的管道装置的每根管道上。细长供电轨以低于(一个或多个)轮143所接合的轨道的高程位于管道装置中。为了与图示的实施例一起使用，当运输单元100、101a沿流路径被输送时，细长供电轨处于低于底盘120的水平的高程。在一些其他实施例中，细长供电轨可以位于输送流路径内的其他位置处。在优选的示例中，管道具有一对间隔开的细长供电轨，每个轨都通过运输单元100、100a的相应臂140、160的脚部分149来接合。在该示例中，只需要一个脚部分149接触所述轨中的一个就能够向运输单元100、100a的两个臂140、160上的电机装置供电来驱动轮143。设置第二轨是出于冗余和对称原因。具体地，因为管道的一半基本上是管道的另一半的镜像图像，所以运输单元可以容易地被定位在管道中而不需要检查运输单元的取向。

参考图2A和图2B，每个臂140(仅示出一个臂)上的脚部分149可以在收起构型与展开构型之间调节。在如图2A所示的收起构型中，脚部分149被收缩到臂140中，以避免在运输单元100从相应臂140上的轮143要位于的管道上升或下降到该管道中时脚部分149被卡在该管道的轨道上。在展开构型中，如图2B所示，当运输单元100位于管道中时，脚部分149从臂140向外和向下延伸以接触轨道中的供电轨。脚部分149根据钩形部分147是处于升高位置还是处于降低位置而呈现收起构型或展开构型。具体地，当龙门架系统的钩部分与运输单元100的钩形部分147接合并且载运运输单元100时，钩形部分147相对于臂140的其余部分向上提升，这促使脚部分149呈现收起位置。以此方式，当运输单元被提升出管道时，脚部分149将被收缩到运输单元100中并且防止被管道中的任何轨道部件卡住。当龙门架系统的钩部分脱离运输系统100的钩形部分147时，钩形部分147将返回到其正常的降低位置并且脚部分149将呈现展开位置。重要的是，当轮143停留在管道中的轨道上时，脚部分149将被安全地展开以接触管道中的细长供电轨。在其他实施例中，用于接触细长供电轨的脚部分149可以相对于运输单元100的臂140被固定。例如，较小的轮可以被用于运输单元，使得在不会增大输送集装箱的管道的占地空间大小的情况下轨道可以被推动得更远离运输单元。可替代地，脚部分可以定位于更靠近运输单元的中部并且可以位于底盘的底面上。

图3A至图3E示出了用于定位管道中具有运输单元的集装箱900的一系列图像。集装箱900要位于的管道是具有容纳要被输送的集装箱的直径的部分管道。部分管道可以是半管道。管道具有半圆筒形状。在根据本发明的优选的实施例的运输系统中，半管道被用在装载位置和/或卸载位置处。使轨长度延伸的一对轨道被设置在管道内。轨道彼此间隔开一段距离，该距离基本上对应于管道的直径(或宽度)。例如，轨道彼此间隔开的距离至少为管道的直径(或宽度)的约85％。紧挨在轨道下面的是一对细长供电轨，该对细长供电轨也延伸了管道的长度。轨道彼此间隔开至少约4.5m。优选地，轨道彼此间隔开至少约4.8m。当集装箱位于管道中时，从管道的侧壁部分到集装箱存在至少约30cm的空隙。优选地，空隙至少为约20cm。

如图3A所示，并且如前所述，两个间隔开的运输单元100被安装到集装箱900。一个运输单元100是位于集装箱900的前部附近的在前运输单元，而另一个运输单元100是位于集装箱900的后部附近的在后运输单元。两个运输单元100形成运输组件。两个运输单元100之间的距离可以根据要装载到管道中或从管道中卸载的集装箱900的大小来调整。在示例中，运输单元可以被驱动到运输系统中的安装地点(龙门架系统从该安装地点收集运输单元)，使得在安装地点的运输单元之间具有适当的(一个或多个)间距以便将集装箱安装在其上。就这方面而言，一个或每个运输单元的电机装置可以在向前或向后的方向上驱动安装地点处的相应运输单元，以便根据要被安装在其上的集装箱的大小来调整运输单元之间的(一个或多个)间距。就这方面而言，在示例中，与运输单元通信的运输系统的控制系统被构造成接收关于要通过管道装置递送的集装箱的大小的信息，将一个或多个运输单元调用到安装地点，以及指示安装地点处的(一个或多个)运输单元根据集装箱的大小来向后或向前移动。在另一示例中，用于将集装箱定位到运输单元上的龙门架系统可以调节由龙门架的钩部分保持的运输单元之间的间距。在其他示例中，运输单元之间的间距可以是固定的(即，不可调节的间距)。具有两个间隔开的运输单元会在定位和输送集装箱通过管道时协助平衡集装箱。在其他示例中，仅一个运输单元被安装到每个集装箱。根据这些其他示例的运输单元可以在运输单元的每个臂上具有两个或更多个间隔开的轮。在另外的其他示例中，多于两个的运输单元可以被安装到集装箱。

如图3B所示，当龙门架系统200的钩部分222与臂140、160的钩形部分147接合时，当将集装箱定位在管道300中时，钩形部分147相对于各个臂140、160的其余部分被向上提升并且运输单元100的脚部分149呈现它们被收缩到运输单元100中的收起构型。龙门架系统的钩部分222可以朝向彼此移动以接合运输单元100的钩形部分147。如果这些脚部分149被留在展开构型，则脚部分149将被管道网络上的轨道320卡住。如前所述，代替将脚部分收缩进去，可以将运输单元的轮做得更小，使得轮和轮所位于的轨道可以被进一步向外推向管道的壁，在水平上远离细长供电轨。

图3C示出将集装箱900成功地定位于管道300中，其中运输单元100的脚部分149仍处于收起构型。在这个位置处，脚部分149已经成功地越过(c l ear)管道中的轨道320并且运输单元100的轮143在管道中的相应轨道320上方。

图3D示出了龙门架系统200的钩部分222向外移动远离集装箱900以脱离运输单元100的钩形部分147并且允许其上安装有集装箱900的运输组件停留在管道300中的轨道320上。在优选的示例中，钩部分222被气动地向外驱动以脱离钩形部分147。因此，运输单元100的钩形部分147将返回到它们的降低位置，这进而将促使脚部分149呈现展开构型并且接触细长供电轨340。一旦脚部分149接触细长供电轨，脚部分149就从细长供电轨接收电力，该电力被提供给电机装置145以驱动运输单元100的轮145。这促使安装有运输单元100的集装箱900沿着管道300移动，并且在这样做时，越过龙门架系统200的钩部分220。然后可以使龙门架系统的钩部分远离管道移动或定位。

图3E示出了一旦集装箱900被部署在管道300中，运输单元100就在其通过龙门架阶段之后安装在集装箱900上。

图4A至图4D示出了根据本发明优选的实施例的运输系统的管道400和其上安装有运输单元100的集装箱900。本实施例中的管道400为圆筒形管道或满管道(fu l l p ipe)。除非另有说明，否则该实施例的管道400的特征类似于先前参考图3A至图3E描述的管道300的那些特征。根据图4A至图4D的管道400包括一对间隔开的轨道420和在轨道420下方的间隔开的一对细长供电轨440。当集装箱900位于管道400中时，存在从管道400的侧壁部分到集装箱900至少约30cm的空隙。空隙是从集装箱的上壁到管道的内管壁测量的。优选地，空隙至少为约20cm。空隙是运输系统中的管道装置的管道曲率的函数。最小空隙基于管道的最小可能曲率半径。

参考图4B，管道400包括用于检测集装箱900在管道400内的位置的传感器装置460。在该示例中，运输单元100具有RF I D读取器并且管道400的内壁具有可被RF I D读取器检测到的多个间隔开的RF I D标签。可以基于由RF I D读取器读取的RF I D标签来确定安装在运输单元100上的集装箱900在管道400中的位置。具体地，每个RF I D标签可以被校准以提供与管道400中的位置相关的精确信息。传感器装置460被包括在运输单元的电机装置145的外壳中。

图5示出了根据本发明的实施例的管道装置500。管道装置500包括彼此平行的第一管道520和第二管道540。第一管道520用于集装箱沿第一方向的流动，而第二管道540用于集装箱沿与第一方向相反的第二方向的流动。每个管道520、540类似于先前参考图4A至图4D描述的管道400。在优选的示例中，第一管道520和第二管道540沿水平轴线并排布置。在其他示例中，第一管道和第二管道可以沿垂直轴线布置。在其他示例中，第一管道可以用于以第一速度输送集装箱，而第二管道用于以第二速度输送集装箱。在其他实施例中，管道装置可以包括两个以上的管道。管道装置可以包括一个或多个返回管道，用于输送安装到集装箱以通过至少两个管道中的一个进行运输的运输单元。(一个或多个)返回管道可以与两个管道平行并且相邻。(一个或多个)返回管道可以跨越第一管道和第二管道的部分长度。在又一示例中，一个管道可以包括多于一对的轨道以允许多于一个的集装箱流路径通过该管道。例如，一个管道可以允许两个集装箱流路径、三个集装箱流路径、或者四个或更多个集装箱流路径从中通过。

图6A和图6B示出了管道装置区段600，其用于将通过第一管道620的集装箱900的行进方向改变成垂直于第一管道的第二管道640。管道装置包括位于第一管道620与第二管道640之间的交叉点处的平台660。平台660具有可与第一管道620和第二管道640中的成对的轨道和细长供电轨对齐的成对的轨道和细长供电轨。平台660可相对于第一管道620和第二管道640在第一位置与第二位置之间旋转，在该第一位置中平台660的轨道和细长供电轨与第一管道的轨道和细长供电轨对齐，在该第二位置中平台660的轨道和细长供电轨与第二管道640的轨道和细长供电轨对齐。当沿第一管道620行进的集装箱900到达平台660时，集装箱会停在平台上，并且一旦平台检测到其上有集装箱900，平台就会从第一位置旋转约90°到第二位置，以将平台上的轨道和供电轨与第二管道640上的轨道和供电轨对齐。一旦对齐，集装箱900就将沿着垂直的第二管道行进。在其他示例中，可能存在与集装箱被输送的第一管道成不同角度的一个或多个其他管道，并且平台可旋转到一个或多个其他位置以便与一个或多个其他管道中的相应一个的轨道和供电轨对齐。例如，一个或多个轨道可以包括与第一管道620成约10°角与80°角之间的轨道。在其他示例中，除了可旋转或不是可旋转的之外，平台可以相对于第一管道在垂直方向上调节以将集装箱定位在与第一管道的高程不同的不同管道上。

图7A和图7B示出了另一管道装置区段700，其用于将沿着第一路径通过第一管道720的集装箱的行进方向改变成沿着一个第二管道742或第三管道744。在该实施例中，第二管道742和第三管道744彼此成一定角度。在该示例中，第二管道742与第三管道744成约15°的角度。在其他示例中，第二管道可以与第三管道成10°至80°之间的任何角度。在又一些另外的示例中，可以存在成不同角度的多于两个的管道，来自第一管道的集装箱可以沿这些管道被输送。管道装置区段700具有带两个路径762、764的平台760。通过平台的第一流路径762的集装箱的流路径与平台的第二流路径764成一定角度。第一流路径762与第二流路径764之间的角度对应于第二管道742与第三管道744之间的角度。平台760可相对于输入的第一管道720和两个输出的管道742、744横向(l atera l l y)移动。平台760的每个路径762、764平行于输出的管道742、744中的相应一个并与之对齐。平台760的每个路径762、764具有可与输入的第一管道720以及输出的第二管道742或第三管道744中的相应一个对齐的成对轨道和细长供电轨。平台760根据来自输入的管道720的集装箱900是期望朝第一输出管道742(图8A中所示)输送还是期望朝第二输出管道744(如图8B所示)输送而被相应地调整。平台760在一个路径762与一个输出管道742对齐的第一位置和另一个路径764与另一个输出管道744对齐的第二位置之间进行调整所花费的时间基本上对应于集装箱从平台的一端行进到平台的另一端的时间。因此，当期望将集装箱从输入的管道720输送到输出的管道中的一个时，集装箱900在连续、不间断的流动中从输入的管道沿着被调整到适当位置的平台760被输送到期望的输出管道。

图8示出了具有呈螺旋布置的第一管道820和第二管道840的管道装置，其用于改变输送集装箱所沿着的高程。在螺旋布置中，第一管道820和第二管道840以盘旋方式布置以限定一个或多个环路(l oop)。在螺旋布置之前，第一管道820和第二管道840沿水平面彼此并排布置。在该装置的一区段处，第二管道840朝向第一管道向下且向内倾斜以位于第一管道820的下方，使得第一管道820和第二管道840垂直对齐(或沿垂直面布置)。第一管道820和第二管道840被布置成在垂直方向上盘旋的螺旋形模式。在螺旋布置的下端处，第二管道840从第一管道820向上且向外倾斜以将第二管道840重新定位成与第一管道820并排。处于螺旋布置的第一管道和第二管道的环路数目可以变化。在所示的示例中，管道的螺旋布置具有三个环路或回路。在其他示例中，螺旋布置可以具有少于3个环路或多于3个环路。螺旋布置提供了集装箱可通过的弯曲部分，该弯曲部分具有至少70m的半径。优选地，弯曲部分具有至少90m的半径。管道装置可以包括倾斜的管道部分，用于改变通过管道装置输送的集装箱的高程。倾斜的管道部分可以具有至少约1％的坡度。倾斜的坡度可以是约10％。选择坡度来使得沿螺旋布置的圆周的每个回路上的高程下降至少标称管道直径的两倍。管道装置可以包括管道的螺旋布置。

图9示出根据本发明的另一实施例的具有螺旋区段的管道装置800′。在该示例中，管道装置800′的螺旋区段由通过其来输送集装箱900、900′的管道装置800′的壳体802限定。输送集装箱所沿着的轨道和细长供电轨在壳体内被螺旋地布置。在壳体802内不存在将通过螺旋区段的集装箱的流路径分开的内部壁(即，上壁或下壁)。在一些实施例中，没有分隔壁或面板来分隔通过螺旋区段的集装箱的流路径。

图10A至图10C示出了根据本发明的实施例的用于从管道300提升一个或多个运输单元以及用于将一个或多个运输单元100定位在管道300中的龙门架部件220。龙门架部件220是与龙门架系统耦接的抓斗机(grapp l er)。龙门架部件220可以通过龙门架系统进行横向和垂直调节。如前所述，龙门架部件220具有一对钩部分222，用于与运输单元100的钩形部分147接合。钩部分被布置在龙门架部件的相对侧。钩部分222可在夹持构型(图10B中所示)与释放构型(图10C中所示)之间进行调节，在夹持构型中钩部分222向内朝向彼此调节以接合运输单元的钩形部分147，在释放构型中钩部分向外远离彼此调节以脱离钩形部分147，从而释放运输单元100。龙门架部件220设置有液压或气动部件，用于在夹持构型与释放构型之间调节每个臂的位置。钩部分222是接合部件或接合机构的一个示例，用于接合运输单元以将运输单元牢固地载运到管道或从管道载运。可以采用其他合适的接合部件来接合运输单元。此外，在龙门架部件的每一侧上的钩形部分220包括可独立于该部分中的其他区段进行调节的多个钩区段。每个部分的两个或更多个钩区段可以依据要在管道中输送的集装箱的长度而独立地从它们各自的释放构型致动成它们各自的夹持构型。例如，在龙门架部件的前端处或附近的第一钩区段可以从释放构型调节到夹持构型，以在沿着龙门架部件220的长度的第一位置处牢固地接纳第一运输单元，并且在龙门架部件的后端处或附近的第二钩区段可以从释放构型调节到夹持构型，以在沿着龙门架部件220的长度的第二位置处牢固地接纳第二运输单元。从第一位置到第二位置的距离是第一运输单元和第二运输单元100要被安装至的集装箱的长度的至少约75％。

图11示出了根据本发明的实施例的龙门架系统200。龙门架系统200包括用于从平台载运集装箱的第一龙门架210。龙门架系统200还包括具有类似于先前参考图10A至图10C描述的龙门架部件220的龙门架部件220′的第二龙门架。具有龙门架部件220′的第二龙门架用于载运一个或多个安装有集装箱的运输单元。龙门架系统200包括控制器，该控制器被构造为将第一龙门架和第二龙门架彼此对齐，以便将由第一龙门架载运的集装箱安装到由第二龙门架载运的运输单元上，从而随后定位到各管道中的相应管道。具有龙门架部件220′的第二龙门架被构造成或适用于从返回管道或服务管道中取出(或收集)运输单元。在其他示例中，龙门架系统可以包括用于在不从管道移除一个或多个运输单元的情况下将集装箱定位到管道中的一个或多个运输单元上的龙门架。

图12A至图12E图示了具有先前描述的用于将集装箱900定位在管道中的龙门架系统200的运输系统1000。管道300是先前参考图3A至图3E描述的部分管道。在该示例中的运输系统1000具有带有三个管道300的管道装置。所述管道中的第一管道用于在第一方向上输送集装箱，而所述管道中的第二管道用于在与第一方向相反的第二方向上输送集装箱。第三管道是返回管道或服务管道，用于递送安装到集装箱上的运输单元。第一管道和第二管道可以跨越从船运码头到储存设施的长度，而第三管道跨越第一管道和第二管道的部分长度。例如，第三管道可以从位于或靠近龙门架系统200的运输储存设施运行。

参考图12A，主龙门架(未示出)将要被输送的集装箱900定位在平台1020上。参考图12B，龙门架系统的第一龙门架210从平台1020收集集装箱900，而具有龙门架部件220′的第二龙门架从第三管道收集两个运输单元100，并且将运输单元100定位在要输送集装箱900的第二管道的上方。如图12C所示，龙门架系统的控制器将第一龙门架210与具有龙门架部件220′的第二龙门架对齐，使得由第一龙门架210载运的集装箱位于具有龙门架部件220′的第二龙门架正上方。参考图12D，第一龙门架将集装箱900降低到由具有龙门架部件220′的第二龙门架载运的运输单元100上。参考图12E，第二龙门架将其上安装有集装箱的运输单元100降低到第二管道中。一旦在管道中，第二龙门架的龙门架部件220就与运输单元脱离，这促使运输单元的脚部分呈现如前所述的展开构型，在该展开构型中它们接触细长供电轨，使得电机装置从细长供电轨接收电力以驱动运输单元的轮推动集装箱通过管道。

前面的段落描述了利用龙门架系统将集装箱安装到一个或多个运输单元的过程。龙门架系统可以被反向操作以从集装箱移除运输单元。例如，在从管道装置接纳集装箱的过程中，具有钩部分的第二龙门架被布置成接合在管道中安装有集装箱的运输单元的钩形部分，并且将具有集装箱的运输单元提升出管道。然后第一龙门架接合集装箱并且将集装箱从运输单元移除。然后，第二龙门架将运输单元定位在服务管道中或保持运输单元以安装到集装箱。

图14图示了具有作为移动结构的龙门架系统200a的运输系统2000的另一实施例。龙门架系统200a包括第一龙门架210和第二龙门架201。龙门架系统200a可以特别适用于在运输系统2000的末端处使用，而龙门架系统200可以特别适用于在运输系统1000的开始处使用。即，龙门架系统200可能特别适合在码头处使用，而龙门架200a可能特别适合在转运站使用，在该转运站处可以将集装箱转移到传统的公路或轨道货物运输、或者储存设施。

管道300是先前参考图3A至图3E描述的部分管道。该示例中的运输系统2000具有带有两个管道300的管道装置。所述管道中的第一管道用于在第一方向上输送集装箱，而所述管道中的第二管道用于在与第一方向相反的第二方向上输送集装箱。可替代地，所述管道中的第一管道可以用于在第一方向上输送集装箱，而所述管道中的第二管道可以是服务管道，用于使运输单元返回(集装箱已经从该运输单元上拆下)以重新使用。第一管道和第二管道可以跨越从船运码头到龙门架200a的长度。

第二龙门架201从一个管道300收集两个运输单元100(从它移除集装箱或将集装箱提供给它)，并且将运输单元100定位到另一管道300中。第二龙门架201包括龙门架部件220。龙门架部件220是与龙门架系统200a耦接的抓斗机。龙门架部件220可以通过龙门架系统进行横向和垂直调节。如前所述，龙门架部件220具有一对钩部分222，用于与运输单元100的钩形部分147接合。钩部分被布置在龙门架部件的相对侧。钩部分222可在夹持构型(图14中所示)与释放构型(未示出)之间进行调节，在夹持构型中钩部分222向内朝向彼此调节以接合运输单元的钩形部分147，在释放构型中钩部分向外远离彼此调节以脱离钩形部分147，从而释放运输单元100。龙门架部件220设置有液压或气动部件，用于在夹持构型与释放构型之间调节每个臂的位置。钩部分222是接合部件或接合机构的一个示例，用于接合运输单元以将运输单元牢固地载运到管道或从管道载运。如上所述，可以采用其他合适的接合部件来接合运输单元。

当集装箱从运输单元100移除时，第二龙门架201首先将运输单元100提升出管道300，集装箱原地不动。龙门架系统200a的第一龙门架210可以从地表面(ground surface)2020收集集装箱(未示出)或将集装箱放置到地表面2020。上面的(第一)龙门架210使用可以根据需要升高和降低的吊具(spreader)212，来从已被第二龙门架201提升出管道的运输单元100收集集装箱。

第一龙门架210可以使用平台定位电机215以及通过移动滑动臂211来沿着滑动臂211被定位，以便将龙门架与第一管道或第二管道对齐拉来收集或放置集装箱。此外，滑动臂211可以将第一龙门架210外移出龙门架系统200a的任一侧上的地表面2020，并且吊具212可以降低以将集装箱移动至地表面2020或等待的运输装置(未示出)上，诸如传统的公路或轨道货物运输上。

当集装箱被第一龙门架210降低到表面2020时，第二龙门架可以将运输单元返回到原始管道或将它们转移到另一个管道。一旦运输单元100被定位在管道中，第二龙门架的龙门架部件220就与运输单元100脱离，这促使运输单元的脚部分呈现如前所述的展开构型，在该展开构型中它们接触细长供电轨，使得电机装置接收来自细长供电轨的电力以驱动运输单元的轮。

虽然上面已经描述了本发明的各种实施例，但是应当理解的是，它们仅以示例的方式呈现，而不是以限制的方式呈现。对于相关领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其中的形式和细节进行各种改变。因此，本发明不应受限于上述示例性实施例中的任一个。

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