轨道运输系统
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN201780027127.4 | 申请日 | 2017-05-05 |
| 公开(公告)号 | CN109843694A | 公开(公告)日 | 2019-06-04 |
| 申请人 | 散装矿石运输系统私人有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 斯蒂芬·怀亚特; 大卫·德哈斯; | 第一发明人 | 斯蒂芬·怀亚特 |
| 权利人 | 散装矿石运输系统私人有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 散装矿石运输系统私人有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份： | 城市 | 当前专利权人所在城市： |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：澳大利亚西澳州南珀斯磨点路235号 | 邮编 | 当前专利权人邮编： |
| 主IPC国际分类 | B61D11/00 | 所有IPC国际分类 | B61D11/00 ; B61D17/18 ; B61D3/00 ; B61D7/00 ; B61D9/14 ; B61F13/00 ; B61C13/00 ; B61D9/00 ; B65G67/42 ; B65G67/02 |
| 专利引用数量 | 7 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 36 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 深圳市韦恩肯知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 黄昌平; |
| 摘要 | 一种轨道运输系统10，其具有端对端布置的至少两个承载本体12。相邻的本体12通过相应的连接系统14连接在一起。轨道运输系统10还包括多个车轴16，每个车轴16在相对的两端设置有 支撑 本体12的相应轨道轮18。柔性衬里20由本体支撑。衬里20构造成跨越相应的连接系统14。这样，本体12和柔性衬里20形成连续承载结构22。连续承载结构22布置成能够围绕垂直于车轴16的轴线枢转，以利于从本体12卸载货物。 | ||
| 权利要求 | 1.一种轨道运输系统，包括： |
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| 说明书全文 | 轨道运输系统技术领域[0001] 本发明具体公开了一种轨道运输系统，该轨道运输系统不限于运输大宗商品。本发明还公开了可以结合于轨道运输系统以便于自动的或远程可控的轨道运输的装置、方法和系统。 背景技术[0002] 环境、安全和经济方面的关注促进了轨道运输的许多发展。这包括开发自动或远程控制的轨道车辆。这种轨道车辆已经应用于例如：诸如矿石的大宗商品的重载运输；以及在专用的单一路线上的人员运送(例如在机场的航站楼之间)。这种系统的特征在于提供一个或多个机车头，这些机车头连接以拉动和/或推动多个滑行车或轨道车。通常机车由以下动力驱动：车载柴油发动机；车载柴油发动机和电动机的组合；或通过连接到外部电源(例如架空电缆或轨道安装母线)供电的电动机。 [0003] 在弯道周围的不稳定性以及相关的脱轨风险是轨道行业的一个安全问题。部分原因是货车连接而自然产生的编组所导致的相邻连接的货车之间的转轨。常见的连接件包括接合机械部件和可相互接合的缓冲器，而在相邻连接的货车之间提供一定程度的松弛或行程。 [0004] 目前，轨道工业采用轮轨行驶以适应车轮速度变化，该速度变化与通过弯道的轨道车辆的传统固定轴车轮布置相关联。通过将轨道轮加工成具有截头圆锥形圆周表面，从而轨道轮沿其旋转轴线半径变化以利于轮轨行驶。轮缘位于车轮的大半径端。轮缘与轨道的测量侧接合，以在通过弯道时帮助将轨道轮保持在轨道上。 [0005] 使用当前的轨道技术，编组的长度通常受到轨道的动力和牵引能力以及轨道车辆和相关连接器的牵引和转轨能力的限制。因此，现有的轨道技术通常将轨道的最大坡度或斜度限制在不超过1.5％。例如，已知通过重型运输来额外地连接一个或多个控制机车头(banker locos)以帮助推动编组上斜坡。 [0006] 以上对背景技术的提及并不构成承认现有技术形成本领域公共技术人员的公知常识的一部分。此外，以上参考也不旨在限制本文所公开的装置方法和系统的应用。 发明内容[0007] 在一个方面，本发明公开了一种轨道运输系统，包括： [0008] 至少两个端对端设置的本体，其中相邻的本体能够通过相应的连接系统连接在一起； [0009] 多个车轴，每个车轴在每个端部设置有轨道轮，所述至少两个本体支撑在所述轨道轮上；以及 [0010] 柔性衬里，由所述至少两个本体支撑，并且构造成跨越相应的连接系统，该连接系统连接相邻的本体以形成连续承载结构。 [0011] 在一个实施例中，每个本体包括衬里支撑结构，所述柔性衬里容纳在所述衬里支撑结构中，所述衬里支撑结构在各自的相对端处是开放的，以使所述柔性衬里能够延伸超过所述衬里支撑结构的至少相邻的端部。 [0012] 在一个实施例中，所述衬里支撑结构包括多个大致U形的肋，所述肋位于横向于相应本体的纵向轴线的各个平面中。 [0013] 在一个实施例中，所述衬里支撑结构布置成使得所述衬里支撑结构能够围绕垂直于所述车轴的轴线枢转，以利于所述本体的卸载。 [0014] 在一个实施例中，位于公共轴的每个端部处的车轮能够以彼此不同的速度旋转。 [0015] 在一个实施例中，所述轨道运输系统包括第一动力轨道车辆，所述第一动力轨道车辆构造成通过相应的连接系统连接到所述本体中的第一本体并且具有至少一个马达和至少两个车轮，其中所述至少一个马达连接到所述至少两个车轮以将扭矩传递给所述至少两个车轮，从而使得所述车轮能够以彼此不同的速度旋转。 [0016] 在一个实施例中，所述轨道运输系统包括第二动力轨道车辆，所述第二动力轨道车辆构造成通过相应的连接系统连接到所述本体的最后一个本体，所述本体中的最后一个本体是所述至少两个本体中与第一本体相距最远的本体；所述第二动力轨道车辆具有至少一个马达和至少两个车轮，其中至少一个马达连接到所述至少两个车轮以将扭矩传递给所述至少两个车轮，从而使得车轮能够以彼此不同的速度旋转。 [0017] 在一个实施例中，所述连接系统是铰接连接系统，所述铰接连接系统构造成在相互连接的本体之间或者相互连接的本体和轨道车辆之间提供三个旋转自由度而不提供平移自由度。 [0018] 在一个实施例中，所述连接系统还包括控制机构，所述控制机构可操作成抑制或锁定所述旋转自由度中的至少一个。 [0019] 在一个实施例中，每个连接系统包括连接到所述本体的销和用于容纳相应销的衬套布置。 [0020] 在一个实施例中，所述多个车轴布置在相应的转向架中，每个转向架具有至少一个车轴，并且其中相邻的本体的相邻端部连接到公共转向架。 [0021] 在一个实施例中，所述多个车轴布置在相应的转向架中，每个转向架具有至少两个车轴，并且其中相邻的本体的相邻端部以一种构造连接到公共转向架，在该构造中，至少一个车轴位于相邻的本体中的一个本体的下方，而另一轴位于相邻的本体中的另一本体的下方。 [0022] 在一个实施例中，每个转向架包括两个衬套布置 [0023] 在一个实施例中，衬套布置位于至少两个车轴中的两个车轴之间。 [0024] 在一个实施例中，所述第一轨道车辆包括第一车轴和第二车轴，每个车轴在每个相对端处具有轨道轮；并且所述第一轨道车辆包括位于所述第一车轴与所述第二车轴之间的单个衬套布置，其中所述第一本体的一部分负载被传递到所述第一动力轨道车辆。 [0025] 在一个实施例中，所述第二轨道车辆包括第一车轴和第二车轴，每个车轴在每个相对端处具有轨道轮；并且所述第二轨道车辆包括位于所述第一车轴和所述第二车轴之间的单个衬套布置，其中所述最后一个本体的一部分负载被传递到所述第二轨道车辆。 [0026] 在一个实施例中，马达包括电动机。 [0027] 在一个实施例中，每个轨道车辆包括电动机和用于向所述电动机提供动力的电池组。 [0029] 在一个实施例中，所述第一轨道车辆和第二轨道车辆中的一个或两个设置有控制系统，所述控制系统布置成能够实现相应轨道车辆的自动驾驶。 [0030] 在第二个方面，本发明公开了一种轨道运输系统，该轨道运输系统包括：单个承载本体；第一动力轨道车辆和第二动力轨道车辆；第一连接系统和第二连接系统，其中所述第一动力轨道车辆通过所述第一连接系统连接到所述单个承载本体的一端，所述第二动力轨道车辆通过所述第二连接系统连接到所述单个承载本体的第二相对端；所述第一轨道车辆和所述第二轨道车辆布置成使得所述轨道运输系统能够在不转动所述单个承载本体的情况下沿相反方向被驱动，并且其中所述单个承载本体的全负荷和其中保持的任何有效负荷被转移到所述第一动力轨道车辆和所述第二动力轨道车辆。 [0031] 在一个实施例中，所述连接系统是铰接连接系统，所述铰接连接系统构造成在相互连接的本体之间或者相互连接的本体和轨道车辆之间提供三个旋转自由度。 [0032] 在第三个方面，本发明公开了一种轨道运输穿梭车，包括： [0033] 承载结构，具有至少一个承载本体和由所述至少一个承载本体支撑的柔性衬里； [0034] 第一动力轨道车辆和第二动力轨道车辆； [0035] 第一连接系统和第二连接系统，其中所述第一动力轨道车辆通过所述第一连接系统连接到所述承载结构的一端，所述第二动力轨道车辆通过所述第二连接系统连接到所述承载结构的第二相对端； [0036] 所述第一轨道车辆和所述第二轨道车辆布置成使得所述轨道运输系统能够在不转动所述单个承载本体的情况下沿相反方向被驱动；并且 [0037] 其中每个连接系统是铰接连接系统，所述铰接连接系统构造成在所述承载结构的相对端与第一动力轨道车辆和所述第二动力轨道车辆之间提供三个旋转自由度。 [0038] 在第二和第三个方面的一个实施例中，连接系统可以包括锁定销，所述锁定销布置成锁定所述承载结构的相对端部，使其不会相对于所述轨道车辆在竖直方向上运动。 [0039] 每个连接系统还可以包括控制机构，所述控制机构能操作成抑制或锁定所述旋转自由度中的至少一个。 [0040] 每个连接系统包括连接到所述本体的销和用于容纳相应销的衬套布置。 [0041] 在一个实施例中，所述承载结构包括端对端布置的两个或更多个承载本体以及一个或多个转向架；每个转向架有两个车轴和两个连接器。承载本体可以具有与上面关于第一方面描述的相同的功能和结构。 [0042] 在第四个方面，本发明公开了一种用于卸载由根据第一至第三方面中任一方面的轨道运输系统承载的有效负荷的卸载设施，包括至少一个顶置弯曲梁，每个顶置弯曲梁利用枢转连接钩支撑驱动滑接轮，其中所述驱动滑接轮能够通过弯曲梁以使所述钩能够接合所述承载本体或承载结构的一部分，以利于所述承载本体或承载结构的枢转，从而实现所述有效负荷能够从所述承载本体或承载结构上倾卸。附图说明 [0043] 现将参考附图仅通过示例的方式描述具体实施例，尽管有任何其他形式可落入发明内容阐述的轨道运输系统的范围；附图中： [0044] 图1a是所公开的轨道运输系统的第一实施例的侧视图； [0045] 图1b是图1a中所示的轨道运输系统的分解图； [0046] 图2是轨道运输系统的端视图，示出了处于卸载位置的相关连续承载结构； [0047] 图3是轨道运输系统的端视图，示出了相关的连续承载结构和运输位置； [0048] 图4是结合于轨道运输系统的承载本体的透视图； [0049] 图5是图4所示承载本体的侧视图； [0050] 图6是图4所示承载本体的平面图； [0051] 图7是图4所示承载本体的端视图； [0052] 图8是结合于轨道运输系统中的转向架的透视图； [0053] 图9是图8所示转向架的平面图； [0054] 图10是图8所示转向架的仰视图； [0055] 图11是图8所示转向架的侧视图； [0056] 图12是图8所示转向架的端视图； [0057] 图13a是结合于轨道系统中的动力轨道车辆的仰视图； [0058] 图13b是图13a中所示的动力轨道车辆的侧视图； [0059] 图14是图13a所示的动力轨道车辆的平面图； [0060] 图15是结合于图13a所示的动力轨道车辆中的连接系统的局部剖视图； [0061] 图16是所公开的轨道运输系统通过轨道中的弯道的侧视图。 [0062] 图17是图16中所示的轨道运输系统的平面图； [0063] 图18是图16和17中所示的轨道运输系统的仰视图； [0064] 图19是图18中所示的细节A的视图； [0065] 图20是图18中所示的细节B的视图； [0066] 图21a是结合于所公开的轨道运输系统中的连接系统的局部剖视图； [0067] 图21b是图21a中的连接系统沿X-Z平面的截面图； [0068] 图22是结合于轨道运输系统的一个实施例中的控制系统的示意图。 [0069] 图23是由多个公开的轨道运输系统构成的编组的示意图。 [0070] 图24是所公开的轨道运输系统呈穿梭车形式的另一方面的侧视图； [0071] 图25是图24所示穿梭车的平面图； [0072] 图26是所公开的处于卸载设施处的穿梭车的示意图； [0073] 图27是图26所示处于卸载设施处的穿梭车的卸载过程的示意图；以及[0074] 图28是结合于轨道运输系统的转向架的的一部分的实施例的示意图，该轨道运输系统具有用于车轮的替代驱动装置。 具体实施方式[0075] 图1a和图1b示出了所公开的轨道运输系统10的第一实施例。从广义上讲，轨道运输系统10包括端对端布置的一个或多个(在该实施例中为三个)承载本体12a、12b、12c(下文中通常称为复数形式的“多个本体12”或单数形式的“本体12”)。相邻的本体12能够通过相应的连接系统14(在图21中最详细地示出)连接在一起。轨道运输系统10还包括多个轴16，每个轴16在相对的两端设置有相应的轨道轮18，轨道轮18支撑本体12。柔性衬里20由本体12支撑，并且本体和柔性衬里一起形成连续承载结构22。当系统10具有两个或更多个本体时，衬里20构造成跨越相应的连接系统14。连续承载结构22在相互邻近的本体12上和之间连续地延伸，如图17中最佳所示。位于连续承载结构的端部处的衬里的部分可以方便地设置有端壁23(图1a、图2)，端壁23横跨衬里的侧面延伸，从而封闭端部以防止在本体12上承载的材料溢出。 [0076] 连续承载结构22布置成能够绕垂直于车轴16的轴线枢转，以利于从本体12卸载货物。图2示出了轨道运输系统10，其中承载结构22枢转到卸载地点。在装载和运输货物期间，承载结构22处于如图1和图3所示的运输位置。 [0077] 具体参考图4至图7，每个本体12包括衬里支撑结构24，柔性衬里20容纳在衬里支撑结构24中。衬里支撑结构24包括多个U形肋26，该位于横向于相应本体12的纵向轴线28的相应平面中。相应的上轨道30a和30b连接到每个U形肋的向上延伸的臂32。支架34连接到每个U形肋26的一侧并连接到第一公共下轨道36。连接到每个U形肋26的相对侧的支架38连接到第二公共下轨道40。 [0078] 支架38还将承载结构22可枢转地连接到相应本体12的底盘42。特别地，支架38终止于圆形轴承44，圆形轴承44沿着底盘42的一侧围绕圆柱形侧梁46延伸。圆形轴承44使得承载结构22能够围绕梁46(其平行于纵向轴线28)枢转到卸载位置。支架34形成有弧形座48，当承载结构22处于运输位置时，弧形座48搁置在位于底盘42的相对侧上的圆柱形侧梁 50上。底盘42还在相对的端部设置有横杆52和54，横杆52和54将梁46和50连接在一起。从每个横杆52和54向下延伸的是销56。每个销56形成对应连接机构14的一部分。 [0079] 参见图1和图8-12，车轴16布置在相应的转向架58中。在该实施例中，每个转向架58具有两个车轴16。轨道运输系统10布置成使得公共转向架58支撑相邻的本体12的相邻端部。更具体地，公共转向架58的车轴16布置在相邻的本体12中的每一个下方。例如，具体参考图1，本体12a和12b各自具有支撑在公共转向架58上的端部。转向架58的一个车轴16位于本体12a下方，而同一转向架58的另一车轴16位于本体12b下方。 [0080] 每个转向架58具有矩形框架60，车轴16支撑在矩形框架60上。两个摆臂62中的每一个的一端在间隔开的位置处连接到相应的轴16。每个摆臂62的相对端通过枢轴连接器64连接到框架60。这允许轴围绕连接件64在有限程度内枢转或摆动。悬挂系统66包括悬臂67、弹簧68和减震器70，并且将车轴16连接到框架60。具体地，两个悬臂67在间隔开的位置处连接到公共的车轴16。悬臂67的相对端部连接到横向构件69。减震器70中的弹簧68连接在横向构件69和框架60之间。 [0082] 每个转向架58还支撑两个铰接组件75。铰接组件可采用不同的形式，包括：球形衬套；铰接的转盘；或者，一些其他类型的铰接组件。在该实施例中，铰接组件75是球形衬套组件76。每个衬套组件76与相应的销56一起构成连接系统14的一部分。衬套组件76位于转向架58上的车轴16之间。 [0083] 图21a和图21b提供了连接系统14的示意图。如前所述，连接系统14包括固定到本体12的销56和由转向架58支撑的衬套组件76。销56具有固定到本体12的相应的横杆52或54的头部78、同轴且直径减小的圆柱形部分80以及邻接的锁定尾部82。尾部82具有一个或多个平面84。最方便的是尾部82可以形成方形横截面形状。 [0084] 衬套组件76包括具有轴向通道88的衬套壳体86，轴向通道88具有上部较大直径部分90和下部直径减小部分92。外部衬套94安置在部分90中，而内部衬套96安置在外部衬套94中。内部衬套96的外表面和外部衬套94的内表面呈球形和互补形状。当销56插入衬套组件76中时，圆柱形部分80以最小间隙设置在内部衬套96中，而尾部82设置在下直径减小部分92中。在尾部82的外表面和轴向通道88的下部直径减小部分92的内表面之间存在环形空间或间隙94。 [0085] 连接系统14在本体12和连接的转向架58之间提供三个旋转运动自由度。三个运动自由度包括分别在图21a中示出的关于X、Y和Z轴的俯仰、偏转和滚动运动。Y轴对应于销56的中心轴，X轴垂直于纵向轴线28延伸，而Z轴平行于轴16延伸。俯仰和滚动运动受到环形空间或间隙94的限制。由于圆柱形部分80和内部衬套96之间的间隙有限，因此本质上连接系统14提供不提供平移自由度。 [0086] 连接系统14还包括控制机构98，其可操作成抑制或锁定至少一个自由度。更具体地，在该实施例中，控制机构98可选择性地(a)部分地抑制围绕x、y和z轴的旋转；(b)刚性连接所有运动，即锁定所有三个旋转运动自由度；或(c)仅允许绕z轴进行俯仰运动。如图21b所示，控制机构98包括轴100，轴100设置有叉形装置101，叉形装置101可以线性移动以与尾部82的平面84接触。叉形装置101具有前部，该前部具有锥形的相对的表面103。该锥形前部布置成使得表面之间的空间在朝向轴100的方向上减小。控制机构可以使轴100前进或缩回，以控制由叉形装置101施加在销56的尾部82上的约束度，从而控制如上所述的旋转自由度。 [0087] 再参考回图1和图13a-图15，该实施例中的轨道运输系统10还包括两个驱动或动力轨道车辆102a和102b(下文中一般称为“动力轨道车辆102”)。可以认为轨道系统10与动力轨道车辆102中的一个或两个组合形成动力自给铰接穿梭车S。每个动力轨道车辆102包括类似于转向架58的转向架58a，此外转向架58a包括电动机104，以通过相应的差速器72向每个车轴16提供扭矩，并且在轴16之间仅提供单个铰接组件75。每个车轴16还具有机械制动器74，其操作以制动差速器72。 [0088] 为了将本体12连接到轨道车辆102，本体52的销56插入到轨道车辆102的铰接组件75中。为了确保重量/负荷从本体12(或者承载结构22的端部)传递到车辆102，设置锁定销 105(图15)，该锁定销105能够穿过销56和固定在转向架58a上的支架107。销105的接合防止销56沿y轴的任何实质上的竖直运动。销56的锁定改善了轨道车辆102的牵引并且不需要设置压载物。传递到轨道车辆102的负荷作用在承载结构22(其为一个或多个本体12和衬套20的组合)的两端。当承载结构是单个本体12和20时(如下文讨论的图24和25中那样)，则本体 12的整个负载及其有效负载被传递到车辆102。 [0089] 连接系统14包括销56、铰接组件75/衬套组件76和控制机构98的组合，该连接系统14提供以下益处： [0090] ·当轨道系统10/穿梭车S沿直线行进时，可以锁定连接系统14产生的铰接以防止车轮18晃动。 [0091] ·球形衬套组件76在承载本体12的行进方向上没有平移间隙，因此减轻了在起动和停止期间的转轨，从而允许更快的加速和减速，并且使在直线行驶或弯道行驶制动时的脱轨风险最小化。 [0092] ·内部球形衬套94和外部球形衬套96可以在直线行驶上坡和下坡期间以及在启动和减速期间由控制机构98锁定。这使得铰接式穿梭车S能够形成刚性单元，因此完全消除了转轨。 [0093] ·每个转向架58中的两个连接系统14可以被释放(即，控制机构98不对销56施加影响)，以允许小半径转弯并减少车轮的磨损。这是相比于传统单枢轴车轮组件支撑件的优点，并且减小了柔性衬里20的弯曲。 [0094] ·通过控制机构98的操作，衬套组件78可被略微接合或抑制，以加强铰接阻力，从而进行更大的半径操作。 [0095] 图16-图20示出了当轨道运输系统10和相关的穿梭车S绕弯道行进时本体12中的转向架58之间的关系。由连接系统14提供的旋转运动自由度允许转向架58和连接到转向架58的本体12相对于彼此成角度地偏移。这在图19中最清楚地示出，图19示出了转向架58的纵向轴线A58、本体12a的纵向轴线A12a和本体12b的纵向轴线A12b之间的角度关系。另外，将认识到，销66的绕Y轴的枢轴点位于相关本体12的端部的内侧。连接系统14的这些属性在穿梭车S横穿弯道时提供本体12的一定程度的自导向性。 [0096] 参考图14，轨道车辆102的电机104由电能存储系统提供动力，该电能存储系统可以采用可充电电池组106的形式。车辆102还包括电池增程器系统108，其在车辆102运动时操作成对电池组106再充电。在该特定实施例中，电池增程器系统108包括驱动发电机或交流发电机112的燃料燃烧发动机110。燃料箱114也由转向架58a支撑，用于保持发动机110的燃料供应。用于发动机的燃油的示例包括但不限于：柴油、液化天然气和乙醇。 [0097] 由发电机/交流发电机112产生的电力被馈送到电池管理系统116。在由发电机/交流发电机58产生的电流的波形馈送到可再充电电池组106之前，系统116可以对其进行调节。调节可以包括：例如但不限于滤波、剪波、整流和幅度和/或频率调制或修改。 [0098] 除了机械制动器74之外，车辆102还可以设置有再生制动系统。这可以包括但不限于反转电机104的旋转方向以作为发电机运行的系统，所述发电机通过电池管理系统116将电力馈送回可充电电池组106。机械制动器74可以通过反锁定制动系统来控制，使得车辆102的制动系统实际上是ABS制动系统。 [0099] 车辆102还包括电机控制单元(MCU)118和车载车辆控制单元(VCU)120。MCU 118专用于控制向车辆102提供驱动的电机104。VLU 120用于对车辆102以及实际上包括MCU 118的轨道系统10的总体控制和管理。因此，VCU 120可以被认为是轨道车辆102、轨道系统10和穿梭车S的总体控制器。 [0100] 车辆102还包括遥测系统122。遥测系统122可操作地与VCU 120连接，以利于与外部或远程设备、系统或有人控制中心的双向通信。GPS系统124设置在车辆102中以使得能够确定车辆102的位置。 [0102] 每个车辆102还在底盘16的相对端附近设置有接近传感器126。接近传感器例如可以是雷达的形式。这些提供了车辆102与另一物体的接近度的指示。另一物体可以是另一穿梭车S的另一车辆102。雷达可以是远程雷达和短程/近程雷达中的一个或组合。远程雷达用于在穿梭车S之间提供自动动态固定距离控制。短距离/近距离雷达提供近距离扩展的视野，使得可以检测进入或接近轨道的物体，例如动物。 [0103] 整流罩128覆盖电池增程器108、发电机/交流发电机112、电池管理系统116、MCU 118、VCU 120和遥测系统122。整流罩128具有空气动力学形状以减小风阻并具有与本体12的高度和宽度相同的高度和宽度。 [0104] 图22是VCU 120的示意图，示出了其功能及其与外部系统的交互关系。VCU 120包含以下系统或与以下系统交互： [0105] (a)可充电电池管理系统116。VCU 120可以构造成控制可充电电池管理系统116或与可充电电池管理系统116交互以执行各种管理和监控功能。这些包括但不限于：监控电池组106的充电状态；监控流向电池组106的电荷；根据电机104上的负载监控预期电流和实际电流之间的差异。 [0106] (b)电池增程器管理系统130。系统130可以作为VCU 120中的软件程序嵌入；或在系统130上设置可以与VCU 120通信的单独系统。电池增程器管理系统130在车辆VCU 120的控制或监督下操作电池扩展器系统108，当存在某些运行状态时向电池组106提供电荷。这可以包括例如车辆102被检测为沿着长距离斜坡行进并且因此电池组106的充电下降到低于阈值水平的状态。在这种情况下，VCU 120可以指示电池增程器管理系统130打开引擎110以对电池组52再充电。 [0107] (c)驱动电机控制系统132。系统132也可以设置为VCU 120内的软件程序。或者，可以在系统132上设置与VCU 120通信的单独系统。在任一种情况下，系统132在VCU 120的指令下运行，以控制驱动电机104以使车辆102以期望的方式行进。这可以包括例如：控制电机104的电压电平以控制电机104的旋转速度；或者电机104的旋转方向。根据所使用的电机 104的类型，可以通过结合由驱动电机控制系统132控制的开关来改变旋转方向，以改变驱动电压的极性。 [0108] (d)车辆诊断系统134。系统134可以设置为VCU 120内的软件程序，或者作为与VCU 120连接的独立模块提供。货车诊断系统134可以监控特性，诸如振动、重力、车轮旋转(例如与电机104的转速相比)，以提供车轮滑动或车轮跳动的可能指示；热交换器和其他装置如电机104和发动机110的温度，罐112中的燃料液位；以及刹车片磨损。系统134可以向VCU 120发送信号，VCU 120进而可以决定接合轨道车辆的制动系统以使车辆102达到安全速度或停止以确保列车稳定性或者保护车辆102/穿梭车S及其有效负荷免受损害或任何潜在风险。 [0109] (e)机械制动控制器136。机械制动控制器136可以是机械、液压、气动或电动装置，其在VCU 120的指令下操作以激活机械制动器74的卡钳。VCU 120可以激活控制器136，以在各种情况下使车辆102/穿梭车S减速，包括但不限于下坡行驶时控制速度，以及控制车辆102与另一穿梭车S之间的距离。 [0110] (f)再生制动控制器138。控制器138可以作为VCU 120内的软件程序，或者作为单独的单元，该单元安装在结构16上并与VCU 120通信。再生制动控制器138是由VCU 120控制从而在存在各种运行状况时配置或激活再生制动器。在稍后将展开描述的一个示例中，VCU 120可以指示再生制动控制器138运行，并且优先于指示机械制动控制器136操作机械制动器74而向车辆102提供减速力。 [0111] (g)货车位置指示和控制系统140。系统140可以设置为VCU 120内的软件程序。系统140还与GPS 124和GPS卫星142通信。此外，系统140可以通过无线电或互联网通信系统与远程控制中心144通信。系统140还可以与其他信息或监控系统和设备通信，例如轨道接口单元146和其他路旁设备和/或轨道电路(如图22和图23所示)。一般而言，货车位置指示和控制系统140使得能够动态确定车辆102相对于参考位置的位置。这可以利用GPS信息和从轨道接口单元146及车载设备(如轮毂(wheel tacos))容纳的信息。该位置由遥测系统122通信传输到控制中心144。远程控制系统144中的控制器还可以将位置信息下载或传输到系统140，以指示车辆102的路线。 [0112] (h)防撞控制系统148。当多个穿梭车S作为机械解耦编组运行时，防撞系统148具有特殊的应用。因此，编组可以由多个穿梭车S构成，这些穿梭车彼此机械地脱开但是一起行进。可以通过轨道车辆102中的GPS124和防撞控制系统148将相邻穿梭车S之间的间隔控制在设定范围内。系统148可以作为VCU 120内的软件程序或者单独的模块或单元，该模块或单元由转向架58a支撑并与VCU 148通信。防撞控制系统148从距离传感器126获得信息。由此，系统148能够确定车辆102之间的间距。相邻穿梭车S之间的间距的信息然后可以被传递到VCU 120，VCU 120可以改变相应车辆102的速度以保持与相邻穿梭车S的预定间距或间隔。这可以例如通过对车辆102加速或减速来实现。在这方面，VCU 120可以指示其他控制器或系统，例如，通过系统132对驱动电机20加速；或者通过再生制动控制器138应用再生制动器使车辆减速；或者通过使用制动控制器136应用机械制动器74。 [0113] (i)ABS制动系统150。ABS 150可以作为VCU 120内的软件程序，或者作为独立单元或系统，该单元或系统由转向架58a支撑并且与VCU 120和机械制动控制器136以及因此机械制动器74通信。ABS 150可以依照目前在公路车辆上使用的已知系统。 [0114] (j)牵引控制系统152。牵引控制系统152可以作为嵌入VCU 120内的软件程序，或者作为由转向架58a支持并与VCU 120通信的独立单元。牵引控制系统152监控车轮打滑。在检测到车轮打滑的情况下，VCU 120可以可选地控制机械制动控制器136或再生制动控制器138以制动打滑的车轮，从而减少打滑；或者实际上运行驱动电机控制系统132以减小提供给打滑车轮的扭矩。 [0115] 从上面可以理解，车辆102和穿梭车S是动力自给的，并且在该特定实施例中，布置成承载大宗商品。不需要提供传统的连接机车来为穿梭车S提供动力。由于车轮18能够以不同的速度旋转，所以不需要依靠轮轨行驶来使得转向架58、轨道运输系统10、车辆102或穿梭车S能够通过弯道。这本身在车轮18的制造中具有显著的优点，且在车轮18和它们运行的轨道之间的牵引力方面也具有显著的优点，从而减少车轮和轨道的磨损。 [0116] 遥测系统122使每个车辆102/穿梭车S能够与远程控制中心144通信。这使得能够远程控制车辆102/穿梭车S。另外，VCU 120能够根据通过控制中心144提供的任何预加载的引导信息或动态信息实现车辆102/穿梭车S的自动驾驶。通过提供增程器系统118和使用再生制动系统提高了燃料效率。特别地，再生制动系统使得能够在制动事件期间对电池组106充电。 [0117] 而且，VCU 120可以布置成将车辆102中的一个或实际上两个置于空转状态，其中在某些情况下(例如当沿着下坡行驶时或者在检测到特定故障的情况下)可再充电电池106不向电机104提供电力。还可以将电机104布置成用作发电机，以在沿着下坡行驶时为电池组106提供充电。 [0118] 遥测系统122使得车辆102/穿梭车S不仅能够与远程控制中心144通信，而且还能够与相邻或公共编组的其他类似的轨道车辆102和穿梭车S通信。这使得能够组装编组，其中多个穿梭车S可以沿着公共的路线行进并且保持一定距离但是彼此不物理连接。这例如在图23中示出，其示出了包括多个非连接穿梭车S1、S2、S3和S4的编组200。 [0119] 在编组200中，轨道车辆102以及对应的编组S1-S4被同步以在编组200移动时保持它们在编组200内的相对位置或间隔。这可以例如通过使用相邻编组200的相邻车辆102的货车位置指示和控制系统140来实现，货车位置指示和控制系统140用于监控编组200和车辆102相对于公共参照物的位置，使得每个相邻的车辆102在移动编组200中保持预定的间隔。这依赖于使用车辆102的相应GPS 130。 [0120] 例如，当组装编组200时，可以预先确定每个穿梭车S之间的最佳间隔距离或间距是一米。编组200的路线是预定的或已知的。因此，在任何一个时刻，一个穿梭车S的任何一个车辆102相对于另一穿梭车中的另一车辆102的位置是预定的。动态监控这些位置，并与编组200的行进路线上的任何点处的预定或预期位置进行比较。如果在动态确定的位置和预期位置之间发现差异，则特定车辆102的VCU 120可以运行以使相应的穿梭车S加速或减速，从而恢复预定的间隔距离。 [0121] 因此，可以预期相邻穿梭车S之间的实际间距可在编组200以预定间隔距离运输的期间调节。在VCU 120确定其相应的穿梭车S应该减速的情况下，VCU 120可以被编程为优先应用再生制动系统而不是机械制动系统。这提高了燃料效率，因为再生的部署对电池组108再充电。然而，如果诊断系统指示再生制动系统中的故障，则VCU 120可以操作成控制或操作机械制动器74。 [0122] 除了控制车辆102/穿梭车S在移动编组200中的相对位置之外，还可以从距离传感器126获得信息，以使相应相邻穿梭车S的相邻车辆102的VCU 120能够以维持预定间隔距离的方式运行。这依赖于直接测量或感测相应相邻穿梭车S的相邻车辆102之间的间隔，而不是另外依赖于通过GPS确定的穿梭车S相对于公共参照物的位置。 [0123] 在移动编组200中的相邻穿梭车S之间提供空间间隔也有助于在通过弯道时消除转轨。这有利于减少脱轨的可能性。 [0124] 图24和图25示出了轨道运输穿梭车Sa的另一种形式。穿梭车Sa结合了上述穿梭车S(即本体12、两个驱动/动力轨道车辆102和连接系统14)的实质方面。主要区别在于穿梭车Sa的连续承载结构仅由单个本体12构成，该本体在相对的端部处连接到相应的动力轨道车辆102。本体12设置有柔性衬里18。本体12的整个负载和其中的任何有效负载完全传递到两个轨道车辆102。穿梭车S具有无线性间隙或松弛的铰接式连接系统14的优点。同样显而易见的是，穿梭车Sa能够在轨道上以相反的方向行进而无需转动本体12的方向，因此不需要侧线。多个穿梭车Sa也可以以与上面关于穿梭车S描述的相同方式构造成机械解耦组件并且作为机械分离组件运行。 [0125] 图26和图27示出了卸载设施300的一种形式，用于卸载穿梭车S(包括穿梭车Sa，但为了简单起见，此处仅参考穿梭车S)的有效负荷。设施300包括升高的轨道302，以在料斗304的上方和侧面支撑穿梭车S。料斗304的长度等于或大于连续承载结构22。设施300包括多个顶置弯曲梁或机架306，所述多个顶部顶置弯曲梁或机架306中的每一个以枢轴连接的钩310支撑驱动滑接轮308。在该实施例中，每个本体12有两个间隔开的弯曲梁306。弯曲梁 306具有I形截面，其具有中央腹板312以及上轮缘314a和下轮缘314b。齿条316设置在腹板 312两侧的下轮缘314b上。每个齿条从远离料斗304的第一端315延伸通过约160°的弧到达与料斗304相邻的第二端317。 [0126] 滑接轮308设置有四个小齿轮318，每侧两个小齿轮318与每个齿条316啮合。小齿轮318由液压马达320驱动。惰轮322a和322b设置在滑接轮308上，并且分别在上轮缘314a和下轮缘314b的外表面上运行。小齿轮318和惰轮322连接到滑接轮(trolley)308的相对板324。钩310能够绕惰轮322b的轴摆动。 [0127] 滑接轮具有缩回位置和卸载位置，在缩回位置中，它们位于相应弯曲梁306的第一端315，在卸载位置中，它们沿着齿条316行进到第二端317。当处于缩回位置时，钩310位于相邻穿梭车S的本体12的上轨道30a的下方和侧面。 [0128] 每个弯曲梁306在远离料斗304的一侧上支撑压紧臂326。每个压紧臂326在压紧位置与缩回位置之间与液压活塞枢轴连接；在压紧位置，压紧臂326在卸载期间压靠穿梭车S，在缩回位置，臂326从梁50缩回。 [0129] 为了卸载负载的穿梭车S，将滑接轮308和臂326放置在它们各自的缩回位置。这使得穿梭车S能够沿着轨道302被驱动到与料斗304相邻的卸载位置。接下来，臂326被放置于它们的压紧位置以支撑在梁50上。液压马达320被致动以使得滑接轮308沿着轨道316朝向第二端317行进。在行进约15°之后，钩310钩取本体12的上轨道30a。这在图27中显示为位置P1。当滑接轮308继续沿着齿条316行进时，齿条316使本体12绕梁46枢转，以使相应的承载结构22朝向料斗304摆动，如图27中的位置P2所示。最后，当滑接轮到达第二端317时，承载结构22被放置于卸载位置P3。当承载结构22由于支承在梁50上的臂326而逐渐摆动和卸载导致的重量分布的变化，防止了穿梭车S的倾翻。 [0130] 带式输送机330位于料斗304下方，以将从穿梭车S卸载的有效负荷运送到另一位置。在卸载之后，液压马达320反转，使得滑接轮308沿着齿条316返回到第一端315，使承载结构22逐渐摆动回到图1a和图3所示的运输位置。臂326缩回并且穿梭车S能够被驱动远离。 [0131] 虽然已经描述了轨道运输系统10的特定实施例，但是应该理解，该系统可以以许多其他形式实施。例如，系统10被描述为与两个驱动或动力轨道车辆102结合使用以形成穿梭车S。穿梭车S中的轨道车辆102是动力自给的并且具有控制系统以实现自动或远程控制。然而，在可替换实施例中，轨道运输系统10可以连接到传统的机车或者传统的头部和尾部机车，以形成具有相同的连续承载结构22的穿梭车。 [0132] 连接系统14也可以采用提供三轴旋转铰接(例如铰接转盘)的其他形式。因此，连接系统结合有上述球形衬套布置76并不重要。 [0133] 另外，所述实施例中的转向架58各自具有两个车轴16。然而，在可替换实施例中，转向架可以仅设置有单个位于中央的轴16。在这样的实施例中，转向架将布置成连接到两个本体12并且因此在车轴16的每侧上承载两个连接系统的一部分，以利于两个本体的连接。此外，在所有方面和实施例中，可以为一个或多个转向架58提供一个或多个电机，以向转向架58的各个车轮提供驱动(以及牵引)。电机可以是提供有动力的电动机，该动力来自于车载电池组或通过可连接到轨道车辆102的电池组106的电缆/总线提供。 [0134] 当转向架58设置有一个或多个电机104时，以下驱动组合可以用于将扭矩从电机传递到围绕公共轴线旋转的车轮18： [0135] ·一个或多个低压直流电机，带有或不带有连接到差速器72的减速齿轮箱； [0136] ·一个或多个低压交流电机，带有或不带有连接到差速器72的减速齿轮箱； [0137] ·一个或多个高压直流电机，带有或不带有连接到差速器72的减速齿轮箱； [0138] ·一个或多个高压交流电机，带有或不带有连接到差速器72的减速齿轮箱； [0139] ·相应的电机(交流或直流，高压或低压)，带有或不带有减速齿轮箱，安装成直接驱动各个车轮18，其中可以单独控制电机转速，使得公共旋转轴上的车轮能够在不需要差速器的情况下以不同的速度旋转。实际上，这种直接驱动非差动系统也可以使用其他类型的马达(例如液压马达)来实现。此外，直接驱动非差动系统也可以结合在动力车辆102和相关联的转向架58a中以代替差动驱动系统。 [0140] 图28是转向架58a或动力轨道车辆102的一部分的示意图，其中每个车轮16由单独且独立的电机104a驱动。车轮18经由各自的轴承组件59安装在公共的固定车轴16a上。这允许通过独立控制车轮的电机104a而使得同一车轴16a上的两个相对的车轮18以不同的(例如用于弯道)或同步的(用于直道)每分钟转速旋转。这实现了与差速器类似的结果，且被称为前轮导向。在该实施例中，电机104a安装在两个车轮18的外侧上。这使得车轮18能够比在其他实施例中更靠近在一起，从而将轨距减小大约50％。例如，图1-图20、图24和图25中所示的轨道运输系统10的实施例可以在窄轨距轨道(1067mm)上运行，而图28所示的包含转向架58a的部分的轨道运输系统10的实施例可以在超窄轨距轨道(590mm)上运行。这具有轨道建设成本较低和转弯半径较小的优势；并且还可能避免各种法定规定。例如，在澳大利亚，超窄轨距轨道运输系统不受国家轨道安全监管机构认证办公室的管辖，并由矿产和石油部管理，该部设定了与带式输送机类似的操作规程。 [0141] 在另一实施例中，柔性衬里20不需要制成连续跨越所有连接系统14的单个单件制品。相反，柔性衬里可以制成多个单独的片，它们在连接在一起时连续跨越连接系统14。例如，每个衬里件的长度可以比本体12的长度长，以使得衬里件能够在连接件14上重叠，从而组合地为穿梭车S提供连续的端对端衬里。 |
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