專利名稱：包括起重機和可以安裝在集裝箱的頂部上用于支撐起重機并輸送集裝箱的多個底座元件 ...的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集裝箱裝卸系統(tǒng)，用于將集裝箱裝載到運輸船上/從運輸船上卸載集裝箱，以及將它們轉移到諸如卡車或火車的其它運輸裝置/從諸如卡車或火車其它運輸裝置轉移，或者到集裝箱場/從集裝箱場轉移。
背景技術：
在大多數(shù)現(xiàn)代港口中，集裝箱從集裝箱運輸船的裝載和卸載是通過位于碼頭的起重機進行的。起重機具有吊桿，吊桿足夠長以使其達到船的遠離碼頭朝向的一側。通常它們沿著碼頭邊緣在軌道上運行，因此使得它們能夠在船上的任何位置吊起和放下集裝箱。一些集裝箱可能被直接轉移至卡車或火車/從卡車或火車直接轉移，可能臨時放置在待料位置上，同時其它的集裝箱被帶到集裝箱場，它們構成包括數(shù)行、列和層的三位陣列。集裝箱到和從集裝箱場的輸送以及位于其中通常是由龍門起重機與卡車、跨車等共同進行的。已經(jīng)開發(fā)了復雜的軟件方案來最小化對輸送集裝箱的需求，并避免必須移動一個集裝箱以達達到另一個集裝箱。這種系統(tǒng)在全世界在多個港口中都運行得非常好，但在已經(jīng)在較長的距離上輸送的貨物的量日益增加的情況下，將裝卸的集裝箱的數(shù)量增加，并且尋找用于集裝箱場的必要的空間變得日益困難。此外，現(xiàn)代集裝箱運輸船的運行成本非常高，因此存在對最小化停泊時間的方案的需求。而且，集裝箱的裝載和運輸消耗大量的能量，考慮到目前的能源價格和對環(huán)境的關注，一些已經(jīng)變得愈加不可接受。

發(fā)明內(nèi)容
這些問題由根據(jù)本發(fā)明的集裝箱裝卸系統(tǒng)解決，該集裝箱裝卸系統(tǒng)包括起重機和多個底座元件，其中底座元件設計為擱置在集裝箱的頂部上，其中起重機設計為被支撐在一個或多個集裝箱或底座元件上，并且其中能夠在底座元件上輸送集裝箱。采用這種系統(tǒng)，起重機可以靠近將被抬升的集裝箱直接放置在一個或多個鄰近集裝箱上或一個或多個鄰近底座元件上。因此消除了對具有長吊桿的大型起重機的需求。此外，大的岸上起重機彼此之間需要能夠安全操作的距離，意味著它們將通常不能同時在兩個鄰近行的集裝箱上工作。采用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，已經(jīng)消除了這種限制，并且甚至對兩個或更多個起重機來說可行的是，同時在同一行集裝箱操作。所使用的起重機可以為設置在集裝箱或底座元件的頂部上的傳統(tǒng)或機器人式起重機，但也可以采用其它起重機類型。這種替換起重機類型的例子是能夠用在集裝箱陣列在行和/或列之間包括井狀空間的情況中的起重機。這種起重機可以設置為使得它騎在相鄰行或列中的最上面的集裝箱的邊緣上，因此橫跨所述井，并能夠達到下面的集裝箱。這種類型的起重機還可以擱置在在大多數(shù)現(xiàn)代集裝箱運輸船上發(fā)現(xiàn)的支架上，且還可以用作橫跨所述井的橋。穩(wěn)定集裝箱還可以用于支撐這種起重機。
—旦抬起，則集裝箱被放置在底座元件(或上述橫跨起重機)上，并被輸送至所述陣列的邊緣或船的一側。這意味著碼頭中的所述陣列的高度不再受到起重機高度的限制， 并且不再需要在集裝箱場通常保持敞開用于龍門起重機的通道。因此，可以以基本沒有中間空間的方式將集裝箱儲存在50米X50米或更大的區(qū)域范圍內(nèi)，并且所述陣列的高度僅受最下面的集裝箱的強度限制。而且，碼頭上使用的用于越過床的起重機特別地可以分配在較大的船上，根據(jù)本發(fā)明的裝卸系統(tǒng)的起重機和底座元件可以為船上設備的一部分。在兩種情況中，根據(jù)本發(fā)明的裝卸系統(tǒng)的使用意味著，不在空氣中將集裝箱抬升到如目前標準的那樣高，并且這種降低的抬升高度帶來了能耗的降低。當用在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的起重機不必達到很遠時，它們可以相對小，因此也相對便宜。這意味著單獨起重機的數(shù)量可以明顯增加，這又允許更靈活地裝卸集裝箱。此外，節(jié)省了目前用于前后運行起重機提錨滑車的時間和能量，并且小尺寸的起重機意味著， 起重機可以沒有碰撞地彼此相對靠近操作?？偠灾?，這帶來了裝載和卸載時間以及與之相關的能量的相當大的降低。在使用中起重機和底座元件的數(shù)量當然可以適合特定的工作，因此進一步增加了系統(tǒng)的靈活性。在集裝箱裝卸系統(tǒng)的優(yōu)選使用中，設置一系列底座元件以形成軌道，起重機、集裝箱、其它底座元件等能夠在軌道上行進。已經(jīng)從它在船上或碼頭中的陣列中的位置抬升的集裝箱在軌道的一端放置在底座元件上，隨后被沿著軌道帶至陣列的邊緣，其中它可以被直接轉移至船/碼頭，轉移至其它目的地或轉移至其它輸送裝置。在船上或集裝箱場中的陣列的最上面的水平面具有間隙的情況中，可以使用能夠跨越所述間隙的底座元件。然而，還可行的是，用穩(wěn)定集裝箱全部或部分地填充所述間隙， 穩(wěn)定集裝箱為空的集裝箱，可能由內(nèi)框架或類似物加強和/或加固。采用尺寸對應于諸如 20英寸ISO集裝箱之類的標準集裝箱的尺寸的穩(wěn)集裝箱會是有利的，但也可以設想其它尺寸和形狀。底座元件的軌道還可以用于臨時儲存集裝箱，直到它們被帶到它們的目的地。在集裝箱場中，這意味著可以將將裝載到預定接下來到來的船上的集裝箱從陣列中取出，并將它們設置在軌道上，準備裝載。類似地，在船上，將可行的是，當接近港口時開始抬起將卸載的集裝箱。此外，這種緩沖軌道可以用于使得更容易以用于裝載或卸載的優(yōu)化順序配置集裝箱。所有的措施都有助于增加裝載和卸載船的速度。為了輸送集裝箱的目的，底座元件可以設置有輥、帶或類似物，其可以為被動的， 簡單地允許沿著軌道拉或推集裝箱，或者可以為主動的，以便可以在底座元件上輸送集裝箱。輥或輪子是優(yōu)選的，因為它們可靠且耐磨，但也可以使用諸如鏈條或帶的其它輸送裝置。主動輸送裝置例如可以由電動機驅動。底座元件還可以包括用于阻止在其上行進的集裝箱的制動器。這種制動器可以裝配為積聚能量，其隨后例如可以用于使其它集裝箱運動。如果使用被動底座元件，則起重機可以用于推或拉集裝箱，但也可以采用單獨的驅動單元?？商鎿Q地，起重機可以在載送集裝箱的同時沿著軌道行進。減震器可以設置在底座元件中，以抑制振動并補償在其上行進的集裝箱或類似物的任何不平坦。這些減震器可以設置在輥或輸送機中，在底座元件的下表面中，或者在用于支撐底座元件的支腳或類似物中。
根據(jù)底座元件的結構和推進手段，會有利的是，該裝卸系統(tǒng)還包括設計在底座元件上載送或支撐集裝箱和/或起重機的一個或多個底盤、底托或類似物。雖然輥僅提供局部、線性支撐，但底盤等的使用將給出較大的支撐面積。同樣地，如果集裝箱設置有底托、端帽或類似物，則它可以僅在其角部被支撐，在角部它是最強的，因此最小化損壞集裝箱的風險。底托和端帽可以設置有槽或滑行裝置。底盤可以為傳統(tǒng)的輪式電車或屬于更復雜的構造，并且可以由從單獨馬達上的鏈牽引到氣墊懸浮或電磁推進的范圍內(nèi)選擇的任何措施驅動。然而，對于它們還可行的是，當在傾斜軌道上行進時在重力的影響下移動。為集裝箱提供較大的支撐面積的另一種方式是設置具有代替輥的帶式輸送機的底座元件。對于某些種底盤，可以有利的是或甚至必要的是，底座元件包括導軌或軌道，但這種措施也可以用在不具有底盤的系統(tǒng)中。它們隨后與集裝箱、起重機等上的凸起或凹陷配合，以避免它們在底座元件上滑行。導軌或軌道甚至可以用作電導體，或者在其它方式中有助于推進。不管輸送如何實現(xiàn)，將有利的是，使底座元件的兩段或三段單獨操作。以這種方式，例如能夠在底座元件的一半上沿一個方向和在另一半上沿另一個方向輸送集裝箱。段的數(shù)量當然將取決于底座元件的整體尺寸。 以不同的速度運行或提供不同的摩擦力的獨立的段也可以用于改變在其上行進的集裝箱的方向。通過設置這種獨立的段，一些或所有的底座元件因此可以制成為包括用于使集裝箱和/或起重機圍繞垂直軸線轉動的轉動單元，但通過底座元件中的轉盤或類似于也可以實現(xiàn)類似的效果。以上已經(jīng)將底座元件描述為用于輸送集裝箱，但將會理解，它們也可以用于輸送其它物件，如其它底座元件。以這種方式，已經(jīng)鋪設的底座元件可以輸送形成軌道所需要的下一個底座元件，且因此可以在基本不使用其它設備的情況形成所述軌道。底座元件甚至可以在它們的底表面上裝配有從動輪、帶或類似物，以便它們可以在集裝箱的頂部運行，且通過它們自己的作用力到達合適的位置。然而，為了最小化所需要的和/或用于允許靈活地設計集裝箱行進的軌道的底座元件的數(shù)量，也能夠在前進的集裝箱的前方連續(xù)地鋪設新的底座元件。這可以通過單獨的底座元件操作單元進行，或者起重機可以包括用于操作底座元件的提升滑輪。甚至可以在集裝箱的頂部上輸送底座元件。起重機和底座元件的位置和操作當然可以手動控制，但優(yōu)選由合適編程的計算機進行。目前優(yōu)化軟件的修正版本可以用于此目的，但也可以設想其中諸如起重機等之類的獨立單元像群體智能一樣自動運轉的系統(tǒng)。用于輸送集裝箱和/或用于操作起重機所需要的電力可以經(jīng)由底座元件供給。為此目的，它們可以裝配有包括用于在它們和用于起重機和其它設備的電輸出之間建立電連接的電導管和連接器。這種電導線也可以用于將停止一個集裝箱時積聚的動能轉移至另一個底座元件，在那里它用于將另一個集裝箱調整為運動。然而，底座元件也可以包括用于存儲這種能量用于隨后使用的電池。諸如太陽能收集器或風車之類的電源可以設置在一個或多個底座元件上或與一
6個或多個底座元件連接，并直接連接至電氣系統(tǒng)。為了容易操作和鋪設底座元件，有利的是，它們的長度和寬度對應于諸如20或40 英寸ISO集裝箱之類的標準尺寸集裝箱的長度和寬度。20或40英寸集裝箱是今天最常用的集裝箱，但如果在隨后的時間其它標準變得廣泛使用，則底座元件的尺寸當然應當相應地調整。通過使用這種標準尺寸底座元件，則可以采用用于操作集裝箱的設備操作它們，并且底座元件可以鎖在其上放置該底座元件的集裝箱的角件上。然而，只要可以組合不同尺寸的元件，也可以使用較小或較大的元件。集裝箱從一個陣列到另一個陣列的轉移，如從船的一側到集裝箱場的轉移，或在陣列和諸如卡車或火車之類的輸送裝置之間的轉移，可以采用傳統(tǒng)的起重機實現(xiàn)，這將最小化對新的投資的需求。然而，優(yōu)選的是采用具有裝配為用于輸送集裝箱的至少一個臂的分配單元，所述臂能夠設置為將集裝箱將從中移動的位置與目的位置互連。這種分配單元也可以用于將集裝箱從集裝箱場的一部分移動到另一部分，或從陣列的一個水平面移動到另一個水平面。底座元件、起重機等當然也可以經(jīng)由分配單元移動。所述臂的一端隨后將設置在基本對應于集裝箱應當從那里移動的位置的高度處，而另一端或其它臂的一端應當處于與目的位置平齊。在優(yōu)選的實施方式中，分配單元具有兩個臂，這兩個臂設置成彼此延續(xù)并在它們交會的端部處樞轉地連接至框架。每個臂裝配有類似自動扶梯的輸送機。當用于將集裝箱從集裝箱運輸船的一側直接轉移至岸上的集裝箱場時，一個臂的自由端在與將卸載的集裝箱平齊的水平面處靠近船的一側設置，而另一個臂的自由端在與陣列中的最上面的集裝箱平齊的水平面處靠近集裝箱場的邊緣設置。當以這種方式設置時，所述臂的連接點優(yōu)選應當在兩個臂的自由端的水平面之間的水平面處。將卸載的集裝箱現(xiàn)在可能在船上起重器的幫助下被轉移至船側臂，自動扶梯將它們帶至所述另一臂，所述另一臂將它們帶至集裝箱場。當從船上卸載的水平面高于集裝箱場的水平面時，則可以完全或部分地由重力驅動自動扶梯，這帶來了能耗的降低。然而，對能耗的降低甚至更明顯的貢獻在于這樣的事實，即集裝箱僅在它們需要時被抬升或降低，而它們原來通常僅被帶到地平面，在到達那里時再被抬升到場陣列的最上面的水平面。當然，一些集裝箱必須降低到地平面，用于轉移至卡車或火車，反之亦然，因此分配單元還可以包括升降機。用于將集裝箱轉移至升降機的裝置優(yōu)選設置在兩個臂交會的位置處，但也可以設置用于與所述升降機相同目的的其它升降機。


在下文中，將參照在附圖中示出的優(yōu)選實施方式更詳細地描述本發(fā)明。在附圖中圖1為從集裝箱陣列上方觀看的視圖，其中各個集裝箱由根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)裝卸，圖2以透視圖示出了基座元件的三種不同實施方式，并且是從上方看到的，圖3以透視圖示出了集裝箱托架，圖4以透視圖示出了用于支撐集裝箱的一組底托，圖5示出了從側面看到的具有升高的底座元件的軌道，圖6以透視圖示出了隧道元件，具有處于兩個不同方位的集裝箱，
圖7為從根據(jù)本發(fā)明管理的集裝箱陣列的側面觀看的第一視圖，圖8為從根據(jù)本發(fā)明管理的集裝箱陣列的側面觀看的第二視圖，圖9為從設置在穩(wěn)定支架內(nèi)并根據(jù)本發(fā)明管理的集裝箱陣列的側面觀看的視圖，圖10為導軌起重機的透視圖，圖11為從根據(jù)本發(fā)明卸載的集裝箱運輸船的側面觀看的視圖，圖12為在通過根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)卸載期間停泊在碼頭的集裝箱船的透視圖，圖13示出了從側面看到的分配單元，圖14示出了用于將集裝箱從集裝箱場轉移到地平面的輸送機，圖15示出了用于將集裝箱從升高的地平面轉移至集裝箱場的輸送機，以及圖16對應于從上面看到的圖14和15中的任一幅。
具體實施例方式在圖1中圖示了從上方看到的集裝箱1的陣列。底座元件21，22已經(jīng)鋪設在一些集裝箱的頂部上，以便形成軌道211，212和213，軌道213垂直于其它軌道。起重機31位于軌道211上，越過將被升起的鄰近集裝箱11。其它起重機32，33已經(jīng)升起集裝箱12，13，而起重機34保持用于延伸軌道213的底座元件23。所有的起重機都裝配有能夠夾緊和保持集裝箱以及底座元件的提升滑輪35。這種滑輪在該技術領域內(nèi)是熟知的。今天使用的滑輪僅用于從上面接合集裝箱，但可以相當容易地修改它們，使得它們也可以用于從側面接合集裝箱。滑輪可以以伸縮方式調節(jié)，以允許一個且相同的滑輪用于提升不同尺寸的集裝箱。由起重機32和33升起的集裝箱現(xiàn)在可以分別放在軌道211和212上。如可以看到的那樣，底座元件21，22具有一定的長度，該長度允許起重機將集裝箱放在它本身被支撐在其上的同一底座元件上。這允許集裝箱越過正在該軌道上工作的起重機，集裝箱12例如當在附圖中向左行進時越過起重機31，或者甚至在該軌道的另一側的其它集裝箱(未示出)。然而，還可行的是，當在軌道213中時以端對端的方式鋪設底座元件，以形成更窄的軌道。一旦起重機31，32，33正在裝卸從它們當前位置可以達到的集裝箱，則它們可以移動至任意軌道211，212，213上另一位置，或可以鋪設新的軌道，使得它們能夠達到該陣列中的其它部分中的集裝箱。為此目的，起重機優(yōu)選應當能夠通過它們自身的作用力或由底座元件驅動沿著軌道移動。在這里，示出了非常簡單的系統(tǒng)，但將會理解，起重機的數(shù)量和軌道的復雜性將取決于將由該系統(tǒng)進行的特定工作。起重機31，32，33，34可以被手動驅動，但優(yōu)選的是使用或多或少地自動運行的機器人型起重機。同樣地，控制哪一個起重機到哪和將鋪設哪些軌道有利地由計算機執(zhí)行，可能的話采用具有一定程度的獨立性的起重機、底座元件等。圖1示出了不同類型的底座元件21，22，在圖加和2b以及圖2d中分別更詳細地示出了它們。這兩種類型都設置有從動輥M，通過從動輥M可以如小箭頭圖示的那樣垂直于底座元件的長度軸線輸送集裝箱和其它設備，如其它底座元件。圖2d中示出的底座元件還具有內(nèi)建輸送帶25，其可以抬升到所述輥的最上面的水平面之上且用于沿著底座元件的長度軸線輸送集裝箱等。除了裝配有代替輥并用于垂直于底座元件的長度軸線輸送集裝箱等的皮帶輸送機27之外，圖2c中的底座元件沈與圖加中的底座元件對應。取決于底座元件的期望用途，當然還可行的是，沿不同的方位設置輥和輸送帶，或者使用其它驅動裝置，如帶齒皮帶、鏈輪齒或輪組。每個底座元件可以設置有用于在運轉中調整輥等的馬達，或者底座元件可以由齒輪等互連，以允許將運動從共用馬達轉移至各個底座元件。具有共用馬達的系統(tǒng)將使對維護的需求最小化，并且低技術方案通常是優(yōu)選的， 因為它們將通常能夠與大多數(shù)集裝箱一起使用，并且提供操作可靠性。如在圖1和圖2中都可以看到的那樣，每個底座元件都包括三段輥。這意味著每個軌道211，212都可以有效地用作三條單獨的軌道。作為例子，底座元件在軌道211中的最上面的輥段可以將集裝箱輸送至附圖中的左側，而最下面的輥段保持靜止，支撐起重機31， 32。還會有利的是，提供具有制動器的底座元件，所述制動器可以用于在輥段用作支架時阻止輥段。然而，優(yōu)選的是，起重機具有它們自身的用于連接至底座元件的裝置。具有上述多段的底座元件還可以用于使集裝箱轉向。如果集裝箱擱置為其長度軸線與底座元件的長度軸線平行，則一個末端段21a中的輥可以簡單地沿一個方向運行，而相反末端段21c中的輥沿相反方向運行。鄰近的底座元件可能會對轉向起作用。另一方面，如果集裝箱擱置為其長度軸線垂直于底座元件的長度軸線，則可以采用圖2d中示出類型的底座元件實現(xiàn)轉向。在這里，輸送帶25將以幾乎與用于上述輥相同的方式運轉，但所述運轉當然將包括數(shù)個底座元件。然而，也可以如將說明的那樣使用諸如轉盤之類的其它轉向單元，并且將會理解， 這種系統(tǒng)以及上述輥和輸送帶可以設計為在任何選定角度范圍內(nèi)使集裝箱轉向。轉盤優(yōu)選將占據(jù)底座元件的中段。在上文中，已經(jīng)描述了底座元件與主動驅動裝置的一起使用，但將會理解，還可行的是，采用單獨的驅動單元，如牽引車，用于沿著該軌道拉或推集裝箱，或者起重機可以為這種目的而工作，或者用作牽引車或者在載送集裝箱的同時沿著所述軌道運行。集裝箱還可以設置在設計為沿著所述軌道行進的底盤上，或者可以設置有底托、端帽或類似物，以避免集裝箱直接擱置在輥上。在圖3中示出了具有輪171的這種底盤17的例子，且在圖4中示出了一組底托18的例子。底盤17和底托18都用于與集裝箱1的角件19接合。不管底座元件是否具有主動驅動裝置，可以通過將集裝箱放置在傾斜軌道上使得它們在向下滑動時獲得動能而使集裝箱運動。這優(yōu)選通過如上所述簡單地使所述軌道的第一少量底座元件傾斜而實現(xiàn)，或者通過為所述軌道的第一少量底座元件提供如圖5中所示的高度可調的支腿觀，或者通過將它們設置在楔形元件的頂部?？商鎿Q地，可以設想的是， 設置它們本身是楔形的特殊底座元件。此外，也可以設想其它種類的專用底座元件，如用于提供通過集裝箱陣列的捷徑的隧道形元件。在圖6中示出中示出了這種隧道元件四的可行實施方式，其中集裝箱1沿著圖6a中的隧道元件四的長度軸線并橫過在圖6b中它的長度軸線行進。在圖6b中，第二集裝箱16已經(jīng)設置在隧道元件四的頂部上。在這里，隧道元件示出為具有對應于圖2c中的示出的底座元件的皮帶輸送機27，但是，當然也可以使用輥等。隧道元件在角部設置有鎖定裝置四1，所述角部對應于用在集裝箱上并與這些角部接合的角件。所有種類的底座元件可以設置有用于將能量供給至輥和輸送帶以及還可能用于起重機等的電線。每個底座元件隨后應當設置有用于將它們彼此互連在一起的連接器，所述連接器的設計對本領域技術人員來說是熟知的。在底座元件中也可以提供諸如通信手段、液體供給等之類的其它功能性。然而，這種特征將增加元件的成本及其鋪設的復雜性。而且，底座元件可以裝配有懸掛系統(tǒng)(未示出)，該懸掛系統(tǒng)能夠抑制由集裝箱的放置和/或由在它們頂部移動的集裝箱、起重機等引起的振動引起的撞擊運動。這用來保護下面的集裝箱。圖1示出了兩種不同類型的起重機，其中起重機31，32和34屬于第一類型，起重機33屬于第二類型。圖7示出了從側面看到的同時在集裝箱1陣列的頂部操作的兩種類型的起重機。第一類型的起重機31設計用于升起與起重機處于相同水平面或位于稍微高于或低于它的水平面的集裝箱。它延伸2-3個集裝箱寬度，到達一側。另一種類型的起重機33和36設計用于使集裝箱轉向，或將它們從一個軌道轉移到另一個軌道，但僅能夠抬升它們，使它們足以從底座元件上脫離的程度。這種類型的起重機還可以用于將集裝箱抬升到上述底盤或底托上，或將集裝箱抬離底盤或底托。如可以看到的那樣，第二種類型的起重機33和36設置有提升滑輪355，提升滑輪355從側面接合集裝箱并具有沿著集裝箱的頂端邊緣中的每一個延伸的臂356，用于穩(wěn)定性。這允許簡單的裝卸，但也可以使用從上面接合的滑輪。此外，標準類型的提升滑輪35也可以轉動，使得它從側面接合集裝箱。兩種類型的起重機都設置有配重311，331，以防止它們在抬升重的集裝箱時翻倒。在圖8中示出了第三種類型的起重機37和38。當集裝箱必須從所述陣列內(nèi)的深的水平提升時，這些起重機設計用于深的抬升。為此目的，這些起重機設置有從纜繩351懸掛的滑輪35，以便通過展開纜繩將滑輪從在起重機37上示出的位置帶到在起重機38上示出的位置。這種操作需要的機構根據(jù)常規(guī)類型起重機是公知的。這些起重機還設置有避免它們翻倒的配重371，381。在圖9和10中示出了第四種類型的起重機39。該起重機主要用在在較大的集裝箱船上的甲板水平面處發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定支架42上。如從其中以四種不同的操作狀態(tài)示出同一起重機39的圖9中可以看到的那樣，該起重機大致為板形，且設計為將它的兩個末端擱在橫跨它們之間的空間的兩個鄰近支架元件上。為此目的，起重機優(yōu)選是伸縮式的，使得末端元件391，392可以相對于中間部分393縮回和伸展。在初始位置，起重機簡單地擱在支架元件的頂部上，如示出為到達圖9中的左側遠處。如果集裝箱1將從穩(wěn)定支架42內(nèi)的深的水平面抬升，則經(jīng)由纜繩352以常規(guī)方式降低和升高提升滑輪35，如在圖9中的支架的第二端中圖示的那樣。一旦已經(jīng)將集裝箱抬升到起重機39緊下面的位置，則整個起重機通過末端元件391、392在柱394、395上的位移而升高自己，如圖9的第三段中所示。在這里，柱 394，395圖示為有助于升高的伸縮式的，但它們當然也可以屬于恒定高度。集裝箱隨后最終轉向，如到圖9中右側遠處的第四段中所示。這優(yōu)選通過轉動載送提升滑輪35的中間部 393的段396進行。這種轉動將引起集裝箱的端面突出越過集裝箱陣列中的相鄰行，其中可以設置用于接納它的底座元件2。當然還可行的是，采用另一個起重機(未示出)接納來自支架起重機39的集裝箱，在這種情況中將不必由導軌起重機轉動集裝箱。圖10以透視圖示出了支架起重機。如可以看到的那樣，該起重機的上側以與上述底座元件21，22類似的方式設置有輥354，并且因此可以形成用于輸送集裝箱的軌道的一部分。以這種方式，起重機39可以用于抬升集裝箱和作為跨越支架之間的空間的橋。在這里，正中段396為轉盤形式，并且因此可以轉動起重機的提升滑輪和在該起重機頂部行進的集裝箱。圖9和10中示出的起重機還可以擱置在相鄰集裝箱的邊緣上，而不是在支架上。 而且，它們可以設置有輪子或類似物(未示出)，以使得它們能夠沿著支架或集裝箱邊緣行進。圖10中示出的提升滑輪35是優(yōu)選的實施方式，其也可以有利地用在其它類型的起重機上。如可以看到的那樣，滑輪35包括中間元件357和兩個端部元件358，359。端部元件設置有用于保持集裝箱的指狀物353，并且優(yōu)選可以相對于中間元件移位，以打開和關閉提升滑輪。指狀物設計為接合標準型集裝箱的角件。圖11和12中示出了根據(jù)本發(fā)明的用于卸載集裝箱運輸船4的系統(tǒng)。在這里，底座元件2的軌道214，215已經(jīng)鋪設在集裝箱1的陣列5內(nèi)的不同水平面51，52上。采用起重機312將源自水平面51，52的集裝箱放置在軌道215上，同時起重機313從水平面51，52， 53和M上抬起集裝箱，并將它們放在軌道214上。在軌道214的端部，起重機312將集裝箱從軌道214轉移至軌道215，軌道215將集裝箱帶至船側41。從這里開始，可能通過船載起重機(未示出)將它們轉移到岸上裝卸系統(tǒng)6。在圖11中，軌道214和215已經(jīng)圖示為以與圖1中的軌道211和212相同的方式鋪設在陣列5的不同行上，但是它們當然也可以已經(jīng)鋪設在同一行上。岸上裝卸系統(tǒng)原則上可以為標準型懸臂式起重機或類似物，但在圖11中，集裝箱的岸上裝卸由分配單元6，7執(zhí)行。分配單元6，7位于碼頭8上并且能夠沿著船4的一側運行，以便它們可以在沿著船長度軸線的任何位置都可以操作，并且甚至行進到沿著碼頭進一步向下停泊的其它船舶(未示出)。分配單元可以具有用于直接在碼頭上行進的輪子， 或者可以裝配為在軌道上運行。然而，還可行的是，采用沿著碼頭的長度延伸的靜止分配單元。在這種情況中，輸送機和其它設備可以相對于框架在沿碼頭的方向上移位。分配單元6，7都包括框架61，71和用于輸送集裝箱的一個或多個自動扶梯形輸送機62，72。該輸送機的每一臺階或擱板63，73的尺寸基本上對應于標準40英尺ISO集裝箱，但根據(jù)需求，也可以采用其它尺寸。在較大的分配單元6中，大多數(shù)輸送機621，622，623的末端固定在框架61中，以便可以根據(jù)從船4上卸載集裝箱1的水平面升高或降低它們。第四個輸送機6M為懸臂型臂，在一端固定至框架，另一端自由。支撐臂625用于支撐懸臂。在主要用于將集裝箱從較大的分配單元轉移至碼頭9的較小的分配單元7中，輸送機72也是懸臂型的。最靠近船操作的較大的分配單元也具有擱板狀橋接結構64，其用于橫跨船一側和輸送機之間的間隙。這種結構由臂641支撐，臂641優(yōu)選設置有用于補償可能的船運動的緩沖機構。在示出的實施方式中，分配單元6，7中每一個都跨越軌道81和道路82，以便火車和卡車可以在它下面通過?？梢杂善鹬貦C36，37將集裝箱裝載到卡車上，或從卡車上卸下。 起重機36轉移來自最下面的集裝箱/將集裝箱轉移至最下面的輸送機621，而起重機37將集裝箱轉移至平臺73/轉移來自平臺73的集裝箱，或將集裝箱轉移至輸送機624，為此目的，輸送機624可以降低。然而，分配單元還可以包括用于降低和抬升集裝箱的升降機(未示出)，或者起重機36，37可以位于較高的水平面上，在這種情況中它們可以裝配為向下延伸更遠。適合進行這種操作的起重機對本領域技術人員來說是熟知的，并且因此在此將不對其進行討論。為了將集裝箱降低到地平面，較小的分配單元7的懸臂72也可以降低，如圖13所根據(jù)局部需求，輸送機可以不同地設置在的各個分配單元上。作為例子，在較小的單元7上具有對應于位于較小的單元6上的輸送機624的兩個懸臂將會是有利的，在這種情況中較大的單元可以制造的較為簡單?？商鎿Q地，所述單元可以設計為靠近工作，在這種情況中，可以完全消除中間臂624。而且，從較大的分配單元6向船突出的橋接結構64可以由懸梁式臂代替，這增加了系統(tǒng)的靈活性。優(yōu)選地，應當可行的是，將輸送機放在中間，以便向下行進的集裝箱等僅通過作用在它們上的重力輸送。而且，來自重力在向下行進的集裝箱上的拉動的能量可以積聚并用于抬升其它集裝箱，或用在底座元件中?？商鎿Q地，向下走的自動扶梯可以由允許集裝箱簡單地向下滑動的斜道代替，或者自動扶梯的擱板可以伸縮或轉動，使得自動扶梯可以用作斜道。這種斜道的最大傾斜角度約為30度，以避免對集裝箱中的貨物造成損壞。具有將船4直接連接至集裝箱場9的相鄰分配單元的系統(tǒng)允許在它們之間輸送集裝箱，而不降低到地平面。這不僅節(jié)省能量，而且使地平面上的交通最小化。如有其中設有集裝箱場9的地形允許，則可以從位于集裝箱場的最高水平面之上的水平面上的卡車或火車83上卸載集裝箱，如圖14所示。與上文描述相同的輸送機91隨后可以用于采用重力驅動自動扶梯而將集裝箱轉移至碼頭。然而，如果地形不包括必要的高度84，則輸送機92可以設置成圖15中圖示的那樣。這些輸送機91，92因此都用作更復雜分配單元6，7的替換。當從上面看時，如上文參照圖9和10描述的配置可以看成圖16中圖示的那樣。集裝箱場優(yōu)選也通過參照裝卸船上的集裝箱的描述和圖示的集裝箱裝卸系統(tǒng)管理。當起重機在集裝箱陣列頂部運行時，在碼頭內(nèi)不再需要街道，并且可以在相當大的連續(xù)區(qū)域范圍內(nèi)并排設置集裝箱。這節(jié)省了相當大的空間量，且因此使得更加有效地使用碼頭，并使得容量能夠增加很多。有利地，該陣列的最上面的水平面可以設置有太陽能電池板，所述太陽能電池板有利地可以以與底座元件相同的尺寸制成，或者設置可以集成在底座元件中。然而，它們應當容易移動，以允許接近下面的集裝箱?？商鎿Q地，小規(guī)模的風車可以以一定的間隔放置在集裝箱場的頂部上。以這種方式，將能夠為起重機提供能量，或者系統(tǒng)可以連接至公共配電網(wǎng)。太陽能電池板和類似物也可以用在船上的集裝箱陣列上，但是在這種情況中，應當考慮海上的惡劣天氣條件、船運動等。在上文中，已經(jīng)以相對均勻的形式描述和示出了在船上和碼頭中的集裝箱陣列的最上面的水平面。然而，在實際中，存在下述情況，即其中在這方面不能優(yōu)化集裝箱的存儲， 或者其中難以為起重機發(fā)現(xiàn)合適的位置。這可以通過移動其它集裝箱以實現(xiàn)更適合的陣列來解決，但優(yōu)選的是，改為用所謂的穩(wěn)定集裝箱填充間隙。穩(wěn)定集裝箱是實際上是空的且已經(jīng)用鋼條柵格或類似物加固的集裝箱。電源單元、電接線箱、控制設備等也可以保持在專用集裝箱中，這將使得容易根據(jù)需求在陣列中移動它們，甚至在船到達港口時快速地將它們裝載到船上。這種集裝箱甚至可以保持由集裝箱上的太陽能電池板產(chǎn)生的能量充電的電池。在上文中，已經(jīng)將起重機描述為被支撐在底座元件上。然而，將理解的是，它們也可以沿著由底座元件形成的軌道的側面直接在集裝箱陣列的頂部上行進。這例如在構建軌道時會是有利的，但也將在軌道上釋放空間，這可以用于輸送集裝箱。類似地，將會理解的是，多種類型的起重機將能夠用在底座元件和集裝箱的頂部上，并且起重機可以在兩個位置同時操作。在本文中描述并在附圖中圖示的起重機設計為一次僅抬升單個集裝箱，但將會理解，可以修改它們，以一次抬升兩個或更多個集裝箱。
權利要求
1.一種集裝箱裝卸系統(tǒng)，包括起重機和多個底座元件，其中底座元件設計為擱置在集裝箱的頂部上，其中起重機設計為被支撐在一個或多個集裝箱或底座元件上，并且其中能夠在底座元件上輸送集裝箱。
2.根據(jù)權利要求1所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，其中能夠設置一系列底座元件以形成起重機、集裝箱、其它底座元件等能夠在其上行進的軌道。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，其中一個或多個底座元件設置有允許在底座元件上方拉動、推動或輸送集裝箱的輥或類似物。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，還包括設計在底座元件上承載或支撐集裝箱和/或起重機的一個或多個底盤、底托或類似物。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，其中底座元件包括軌道或導軌。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，其中底座元件包括用于圍繞垂直軸線轉動集裝箱、起重機和/或其它底座元件的轉動單元。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，還包括至少一個底座元件操作單元。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，其中起重機包括用于操作底座元件的提升滑輪。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，還包括計算機，該計算機被編程為用于控制起重機、底座元件、集裝箱以及如果存在的底盤或底托的位置和操作。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，其中底座元件中的至少一些包括用于在它們和用于起重機和其它設備的電輸出之間建立電連接的電導管和連接器。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，其中諸如太陽能收集器或風車之類的電源設置在一個或多個底座元件上或與一個或多個底座元件連接。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，其中底座元件的長度和寬度對應于諸如20或40英尺ISO集裝箱的標準尺寸的集裝箱的長度和寬度。
13.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，還包括具有裝配為用于輸送集裝箱的至少一個臂的分配單元，其中所述臂能夠設置為將集裝箱將從中移動的位置與目的位置互連。
14.根據(jù)權利要求13所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，其中所述臂包括用于輸送集裝箱、起重機、底座元件等的輸送機。
15.根據(jù)前述權利要求13或14所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，其中分配單元還包括升降機， 該升降機用于從所述臂或斜道上降低或抬升集裝箱/將集裝箱降低或抬升到所述臂或斜道。
16.根據(jù)權利要求1-15中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)，其中以基本沒有中間空間的方式將集裝箱儲存在50米X 50米或更大的區(qū)域范圍內(nèi)。
17.一種運輸船，其中它的船上設備包括根據(jù)權利要求1-12中任一項所述的集裝箱裝卸系統(tǒng)。
18.一種操縱以包括數(shù)行、列和層的三維陣列儲存的集裝箱的方法，該方法包括下述步驟將底座元件設置在集裝箱的頂部上，采用被支撐在一個或多個底座元件或集裝箱上的起重機將集裝箱抬升到底座元件上， 越過或沿著底座元件將集裝箱移動至所述陣列中的不同位置。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，用于將集裝箱裝載到運輸船上/從運輸船上卸載集裝箱，其中起重機、底座元件和如果存在的底盤是船上設備的一部分，并且其中將集裝箱移動至船的一側和/或從船的一側移動集裝箱。
20.根據(jù)權利要求18或19所述的方法，其中岸上分配單元用于在船的一側、集裝箱場的邊緣和諸如卡車和火車之類的其它輸送裝置之間轉移集裝箱。
21.根據(jù)權利要求18-20中任一項所述的方法，其中集裝箱在集裝箱場內(nèi)移動，特別地，移動至集裝箱場的外邊緣和/或從集裝箱場的外邊緣移動。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括起重機(312，313)和多個底座元件(21，22)的集裝箱裝卸系統(tǒng)。底座元件設計為擱置在集裝箱(1)的頂部上，且起重機設計為被支撐在一個或多個集裝箱或底座元件上。能夠在底座元件上輸送集裝箱，底座元件優(yōu)選設置為形成軌道(214，215)。此外，起重機、其它底座元件等可以在軌道上行進。底座元件可以設置有輥或類似物，并且可以包括用于圍繞垂直軸線轉動集裝箱等的轉動單元。本發(fā)明還涉及采用這種集裝箱裝卸系統(tǒng)組織的集裝箱碼頭(9)，并涉及運輸船(4)，其中所述裝卸系統(tǒng)為它的船上設備的一部分。
文檔編號B66C23/20GK102171132SQ200880131403
公開日2011年8月31日 申請日期2008年10月3日 優(yōu)先權日2008年10月3日
發(fā)明者簡斯-克里斯蒂安·赫羅德 申請人:簡斯-克里斯蒂安·赫羅德