CN112969649A - 用于自动化物料处理、装运、储存以及停放的设施的导轨*** - Google Patents

Abstract

一种用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中悬挂在托架上的至少一个输送单元沿着导轨***移动，并且其中该导轨***包括以X‑Y轴的方式组装的多个倒“T”形梁，使得第一和第二支撑梁以垂直的关系彼此交叉，并且其中每个倒“T”形梁都包括连接至中央竖直腹板的水平凸缘，并且其中倒“T”形梁的多个竖直腹板的至少一个端部在倒“T”形梁的多个交叉部处连接至竖直定向的基座，并且该基座具有输送板，托架在该输送板上通过并且穿过交叉部处的水平凸缘与输送板之间的开口间隙。

Description

用于自动化物料处理、装运、储存以及停放的设施的导轨***

技术领域

本发明总体上涉及一种自动化多方向物料处理***，其可用于在储存设施、自动化停放设施、仓库、海上船舶等等之内或之外选择性地提取和卸下集装箱、补给品、货箱、交通工具、武器装备、储存箱等等。该***包括低成本且精密的高架交叉倒“T”形梁式轨道，输送单元或输送车沿着该轨道在横向方向上运行，从而将材料和物品移动至储存空间或将该材料和物品从储存空间运送到与仓库、供应场、铁路仓库和/或港口以及其他装运设施关联的不同类型的输送***且在这些输送***之间运送。

背景技术

用于支撑机动式或非机动式车体或输送单元从而用于在仓库、储存结构、交通工具的停放或储存设施、船只储存设施、装运或港口处理及输送设施内移动或运送物理部件或成组的部件的高架轨道***是公知的。这些***可包括高架开口箱式梁，其例如通过举例的方式在Benedict等人的美国专利第7,753,637、7,850,412、7,909,558以及8,408,863中进行了描述，这些专利的全部内容通过引用并入本文。

这些高架输送***包括通常被称为输送单元或TU的负载输送器或集装箱承载器，它们被悬挂在支撑在开口箱式梁内的托架上。输送单元通过延伸穿过中空箱式梁的下表面中的开口通道或狭槽的轴或轭架进行悬挂。如先前的美国专利中所述，在陆路和水路上装运货物的最有效和经济的方式是使用标准化的货箱或装运集装箱。集装箱被生产为具有长度通常为二十至四十英尺的标准尺寸。集装箱尤其是被设计为使得它们能够被装载到海运船舶甲板下方的货仓中、露天地堆叠和储存或被储存在陆地仓库中和/或使用将集装箱直接放置到诸如铁路列车和卡车的陆运交通工具上的船上或陆上的起重机而从船舶或仓库中移出。传统的集装箱船、仓库、开放式储存区等等包括一个或多个货仓或储存空间，其在一些结构中可以通过竖直梁被分割成多个竖直的分层式隔室，该竖直梁用作要在每个隔室内被彼此堆叠的集装箱的拐角的引导件。传统的竖直隔室可以保持六至十个或更多的堆叠的集装箱。在其他结构中，储存空间可以更加开放，使得集装箱可以在没有竖直引导梁的情况下彼此堆叠。

具有和不具有竖直引导件的相同类型的竖直储存隔室结构可以在其他环境中使用，例如在城市中用作交通工具的高密度自动化停放设施、在停泊区用于船只的高密度储存以及在可能不适用标准化集装箱的仓库及其他储存设施中用于任何类型的货物和材料的一般储存。

发明内容

本发明涉及一种机动化材料存取处理***，其用于控制和储存标准化的及其他类型的集装箱，将柜体、托盘、车辆集装箱或支架等等支撑在船舶、仓库及用于车辆(包括汽车、卡车和公共汽车)、船只、装运船和其他物品的其他开放式或封闭式储存设施的竖直定向的隔室内。此外，该***包括高架网格导轨结构，它们被牢固地安装在储存隔室以及装卸区域的上方，并且限定了使集装箱输送单元在其上移动的交叉的、基本上垂直地定向的导轨或轨道。每个输送单元都通过被导轨支撑的多个托架或辊子组件进行安装，使得输送单元悬挂在高架导轨上并且可通过X-Y轴的方式移动，从而被定位为相对于隔室或其他储存空间放置或提取集装箱或其他商品或物品。

输送单元传统上由马达进行驱动，该马达驱动可与***的网格导轨接合的驱动齿轮或轮***。驱动马达具有防反向驱动的特征，使得马达在没有启动时作为防止输送单元运动的锁定件。

本发明的***被设计为在每个竖直储存隔室的上层的上方提供空间，该空间大到足以使输送单元在悬挂卷扬绳、吊梁(spreader beam)等等的同时运行，使得集装箱或其他物品可以经由导轨***进行操纵并且从一个隔室区域移动到位于高架导轨***下方但位于储存隔室上方的另一个隔室区域。

本发明的***还减少了操作集装箱、交通工具、补给品等等所需的工作量和人工劳动，并且允许多个集装箱在开放式区域内或在位于结构的甲板或顶棚下方但位于隔室结构上方的区域内移动，从而可以从一个空间到另一个空间或从一个隔室到另一个隔室交替地操纵集装箱或其他物品。

本发明的主要目的地是提供一种用于仓库、停放和船只储存建筑物、集装箱船等等的自动化物料处理、提取和储存***，其允许这些结构针对指定面积的“占地面积(footprint)”在最佳的容量下操作，使得最大数量的商品或集装箱可以在这种储存***中存放和/或提取。

本发明的另一个目的是提供用于标准化的和其他国际化及本地化的货运集装箱的物料处理、提取和储存***，其使特定的集装箱能够从多层式竖直隔室结构的任一层中被取出并且在X-Y轴的路径中经由该结构进行操纵，从而可以在指定的***内同时运行多个输送单元。

本发明的又一个目的是提供一种用于支撑机动式和非机动式负载输送单元的高架网格导轨***，这些负载输送单元设置有负载升降***，例如悬挂在起重机或缆绳装置上的吊梁式结构、卷扬机、绞车以及其他升降机，并且其中该***的基本上垂直交叉的导轨由倒“T”形钢梁形成，它们通过焊接进行连接并且有时通过螺栓连接或彼此附接，以形成使输送单元在其上移动的交叉导轨。

本发明的另一个目的是提供一种结构性网格导轨或轨道结构，其通过X-Y轴网格***中的倒“T”形钢梁结构并且通过提供能够跨过形成在X轴和Y轴的倒“T”形梁彼此交叉的每个区域处的开***叉部移动的负载输送单元而被低成本地构建。

本发明的另一个目的是通过使用更经济的、更轻量化的倒“T”形钢梁形成可以使车体在其上移动的X-Y轴网格来减少高架网格导轨***的构建和维护方面的成本，并且其中与更传统的中空箱式梁结构相比，倒“T”形梁通过使用可更换的加强耐磨板或固定在网格导轨***的倒“T”形梁的现有水平凸缘上的加固轨道而提供了更大的强度、更小的挠度以及更少的疲劳问题。

本发明的另一个目的是方便地将网格导轨***结合到现有支撑结构中并作为现有支撑结构的一部分，从而取消现有技术的***的整个中空网格导轨，这显著地减小了总重量并因此减小了网格导轨***的成本。

本发明的又一个目的是通过允许直接访问托架及其部件(例如马达、轴承、辊子、球形支架)并允许网格导轨***和托架的构件的开放式检查而方便了将输送单元支撑在高架网格导轨***上的托架的维护，从而检测和防止网格导轨结构和托架随时间推移发生的损坏和可能的故障。

附图说明

参考附图将更好地理解本发明。

图1是现有技术的高架网格导轨***的俯视立体图，示出了安装在上方的多个竖直定向的储存隔室，它们朝向间隔开的成排的储存隔室之间的岛台(isle)水平地打开，并且其中一个或多个输送单元被安装为沿着岛台上方的交叉的开口箱型梁移动，并且其中输送单元提升或降低对要被放置在储存隔室中和/或从其中移出的货物进行支撑的承载器或升降机。

图2是与图1类似的另一个现有技术的高架开口箱型梁网格导轨***的俯视立体图，示出了安装在上方的多个竖直定向的储存隔室，它们竖直地打开，以接收集装箱、货架及其他用于储存货物和产品的容器，并且其中一个或多个输送单元被安装为沿着交叉的开口箱型梁移动，并且其中输送单元提升或降低对要被放置在储存隔室中和/或从其中移出的货物进行保持的集装箱上。

图3是图1所示的现有技术的输送单元的放大的立体图，其被悬挂在穿过中央狭槽从安装在高架网格导轨***的开口箱型梁内的四个托架伸出的销上。

图4是穿过图3所示的高架网格导轨***的两个交叉的开口箱型梁截取的剖视图，示出了安装在交叉的开口箱型梁的其中一个内的现有技术的支撑托架并且还示出了位于网格导轨***的交叉的开口箱型梁中的狭槽。

图5是示出图4的现有技术的托架被安装在现有技术的网格导轨***的开口箱型梁内的俯视剖视图。

图6A是本发明的其中一个倒“T”形梁的第一实施方式的局部立体图，该梁的两个端部都被改进为形成本发明的高架网格导轨***的交叉部。倒“T”形梁包括一对相对地定向的水平凸缘，它们在梁的中央竖直腹板的相对两侧上形成托架支撑导轨或表面。倒“T”形梁的竖直腹板被构造为终止于网格导轨***的交叉部处并且包括相对的突出端部部分，它们相对于梁的伸长轴线A-A从水平凸缘伸出。

图6B是图6A的倒“T”形梁的实施方式的变型的局部立体图，仅有该梁的其中一个端部被改进为形成本发明的高架网格导轨***的交叉部，使得中央腹板的改进的端部向外延伸超过在竖直腹板的相对两侧上形成托架支撑导轨的一对相对地定向的水平凸缘。

图6C是与图6A类似的视图，其中倒“T”形梁的竖直腹板的上表面基本上是平面。

图6D是与图6B类似的视图，其中倒“T”形梁的竖直腹板的上表面基本上是平面。

图7A是沿着图6A的线7A-7A观察的图6A的倒“T”形梁的端视图。

图7B是沿着线7B-7B观察的图6C的倒“T”形梁的端视图。

图8A是用于对在垂直的X轴和Y轴方向上延伸的两对相对地定向的倒“T”形梁的端部进行连接的基座支架的立体图，其用于使用根据本发明的教导的多个连接的X轴和Y轴的倒“T”形梁并且使用图6A-6D所示的改进的梁结构在高架网格导轨***中形成开***叉部。

图8B是与图8A类似的立体图，示出了图6A或6B的其中一个倒“T”形梁的腹板的突出的端部部分被安装和固定至支撑基座。

图8C是与图8A类似的立体图，示出了图6C或6D的其中一个倒“T”形梁的腹板的突出的端部部分被安装和固定至支撑基座。

图9A是剖视图，示出了图8B的基座支架被焊接在本发明的网格导轨结构的相对的倒“T”形梁的腹板之间，并且示出了用于在X轴和Y轴的梁的交叉部处将负载输送单元支撑在导轨结构上的具有球形辊子和双向辊子的托架。

图9B是剖视图，示出了图8C的基座支架被焊接在本发明的网格导轨结构的相对的倒“T”形梁的腹板之间，并且示出了用于在X轴和Y轴的梁的交叉部处将负载输送单元支撑在导轨结构上的具有球形辊子和双向辊子的托架。

图10是沿着图9A和9B的线10-10截取的剖视图，示出了用于将托架支撑在形成本发明的高架网格导轨结构的倒“T”形梁的水平凸缘的上表面上的球形辊子和双向辊子。

图11是图10的托架的俯视平面图，示出了托架的上部。

图12是图11的托架沿着图11的线12-12观察的侧视图。

图13是沿着图11的线13-13截取的剖视图。

图14A是与图7A和7B类似的局部剖视图，示出了固定在其中一个倒“T”形梁的两个相对地定向的凸缘的上表面上的另外的基本上平面的耐磨板。

图14B是与图7A和7B类似的局部剖视图，示出了安装在其中一个倒“T”形梁的两个相对地定向的凸缘的上表面上的加固的、竖直定向的轨道。

图15是与图10类似的剖视图，示出了球形的和双向的滑轮式辊子，其用于将图16的托架支撑在图14B所示的安装在形成本发明的高架网格导轨结构的倒“T”形梁的水平凸缘的上表面上的加固轨道上。

图16是穿过图15的剖面15-15的视图，示出了图8B的基座支架被焊接在本发明的网格导轨结构的相对的倒“T”形梁的腹板之间，并且示出了具有图15的球形辊子和双向滑轮辊子的托架，其用于在本发明的X轴和Y轴的倒“T”形梁的交叉部处将负载输送单元支撑在导轨和轨道结构上。

图17A-17D示出了按照本发明的教导使用的倒“T”形梁的另外的实施方式的剖视图。

图18是使用本发明的倒“T”形梁和支撑基座的双层高架网格导轨***的俯视立体图，在上方示出了船舶停靠区和从其中伸出的卡车装卸区、具有竖直地堆叠的储存隔室的储存仓库以及铁路装卸区，其中该视图包括示出了本发明的网格导轨***特有的交叉部的剖切部分。

图19是使用本发明的倒“T”形梁和支撑基座的单层高架网格导轨***的俯视立体图，在上方示出了船舶停靠区和从其中伸出的卡车装卸区、具有竖直地堆叠的储存隔室的储存仓库以及铁路装卸区，其中该视图包括示出了本发明的网格导轨***特有的交叉部的剖切部分。在本发明的这个实施方式中没有使用升降输送平台，本发明的网格导轨***相反地位于集装箱船的停泊区上方，使得本发明的高架集装箱输送车或输送单元用于相对于集装箱船装卸集装箱并且将集装箱移入或移出诸如铁路列车和卡车的陆运承载器。

具体实施方式

具体参考附图中的图1，将参考或使用现有技术的储存仓库或建筑物20来描述本发明的***。应注意，该***可以在其他环境中使用，例如私人储存仓库、配销仓库、车库、船只储存设施、港口集装箱终端、在船上使用等等。建筑物20被分割成多个竖直分层隔室24的横排23。这些隔室由竖直地和水平地延伸的钢梁限定。在这个实施方式中，这些隔室例如在28处水平地打开，以用于接收被支撑在托盘“P”上的货物或集装箱“C”，这些托盘由诸如升降机29等等的升降装置承载，这些升降装置通过缆绳32连接至可沿着现有技术中教导的中空开口箱型梁所形成的高架网格导轨***22在X轴和Y轴方向上线性移动的负载输送车或输送单元30。网格包括开口箱型梁25，其在X轴方向上延伸并且与在Y轴方向上延伸的开口箱型梁26交叉。由于这种开口网格***，多个输送单元30可同时在***内运行，例如参见图2中40处所示的两个改进的输送车或输送单元，但是图1中仅示出了单一的输送单元30。

参考图2，本发明的储存和输送***还可使用一种略微不同的现有技术的高架网格导轨***22’，其在与图1的水平开口的隔室不同的多个竖直开口的储存隔室34的上方运行。多个集装箱“C1-C7”可在每个竖直隔室中彼此堆叠，其中这些隔室为并排紧靠的关系，以使建筑物、船舶、开放式储存区(例如港口集装箱终端)等等的储存容量最大化。与图1的***相同，集装箱通过负载输送车或输送单元40沿着与图1的实施方式所描述的那些类似的X轴和Y轴定向的、交叉的中空开口箱型梁25’和26’所形成的高架网格导轨***22’进行运送。在这个实施方式中，单元40的尺寸可以设置为允许传统的和标准化的货箱或国际装运集装箱“C1-C7”被运入和运出每个隔室。在某些情况下，这些隔室的尺寸可以设置为容纳要储存或临时放置的其他尺寸的物品，例如高密度自动化停车库和船只储存设施中的可以支撑车辆或船只的托盘等等。用于支撑可动输送单元40的网格导轨***22’被设置在隔室的上方并且在上方与隔室的顶部间隔开允许输送单元40和它们所支撑的任何物品在隔室上方移动通过的足够的距离。每个输送单元都包括卷扬机41，其用于升高和降低集装箱接合结构，例如随着集装箱“C1-C7”的其中之一相对于隔室34降低或升高而对其进行支撑的传统的吊梁42。

参考图3，与图1所示类似的输送单元或输送车30通过延伸穿过箱式梁25和26的下表面中的开口狭槽31的销或轴27被悬挂在一对平行且交叉的箱式梁25或26上。如图4和5所示，轴被安装在可在箱式梁内移动的托架35上。总体上，四个托架连接至每个输送单元30，使得输送单元被支撑在被定向为在开***叉部37处以基本上垂直的关系彼此交叉的两个相邻的X轴梁25或两个相邻的Y轴梁26上。如图3所示，每个输送单元30都包括卷扬机38，其用于对用于升高和降低被承载在升降机29上的托盘或物品的缆绳32进行控制，该升降机要与隔室24对齐，从而将商品或物品移入和移出输送单元和隔室。

图2的输送单元或输送车40通过延伸穿过箱式梁的下表面中的开口狭槽的销或轴(类似于图3所示的轴27和狭槽31)被悬挂在高架网格导轨***的一对平行且相邻的开口箱式梁25’和26’上。如图4和5所示，轴被安装在可在箱式梁内移动的托架35上。如图3所示，输送单元40包括由机载马达驱动的驱动齿轮或轮33，以使单元沿着箱式梁移动。

具体参考图4和5，示出了传统的中空箱式网格导轨***的一部分。该网格导轨***包括分别形成导轨25和26的开口箱式梁的X轴和Y轴的交叉部。至少一个可动的输送单元30或40被安装为沿着导轨***以X-Y轴运动的方式移动并且由托架35支撑，该托架通过双向辊子46和球形辊子47沿着箱式梁的下部水平凸缘45的上表面移动。

如上所述，根据本发明的教导，多个输送单元可在本发明的网格导轨***内运行，从而使得集装箱能够同时在建筑物或其他结构内部或者该建筑物或其他结构外部的竖直隔室的上层高度上方限定的开口区域内进行移动。

本发明的***可以是完全自动化的并且与库存控制***连接，从而通过库存控制***经由电力管道电网接线对控制信号进行多路传输或通过远程控制而将每个输送单元引导至指定的隔室以及储存区内指定的存放位置。利用这种***，指定的集装箱可以自动地定位，并且该指定的集装箱上方的集装箱可以适当地移动，并在之后在已经使用输送单元和它们的卷扬机构将该指定的集装箱取出后进行重新定位。

如上所述，图1-5所示的用于相对于储存隔室和装卸区支撑输送车(例如30和40)的开口箱式梁高架网格导轨***中存在一些问题。首先，开口箱式梁制造昂贵，并且难以进行检查来确保开口箱式梁没有疲劳或裂痕，这会使储存***损坏。通常在箱式结构内部产生裂缝或缺陷，因此不易被技师、机修工或检查员观察到。此外，为了将支撑托架35保持在箱式梁内，托架必须被移除，这显著增加了维护花费。

特别参考图6A-13，将详细描述本发明的高架网格导轨***的多个实施方式的细节。与图1-5所示的使用开口中空箱式梁来形成网格导轨***的现有技术的高架网格导轨结构不同，根据本发明，网格导轨***由倒“T”形钢梁形成，它们以交叉的X-Y轴图样的方式彼此连接。在这方面，特别参考图6A、6B、6C、6D和7A、7B，示出了本发明的倒“T”形梁的两个不同的和优选的实施方式。倒“T”形梁50和50’各自包括水平凸缘53和53’，它们在图6A、6B、6C和6D中从中央竖直腹板54和54’的相对两侧上成直角地向外伸出。可与本发明一起使用的用于支撑输送单元(例如30或40)的托架被设计为被支撑在图6A、6B、6C和6D中的竖直腹板54和54’的相对两侧上的倒“T”形梁50或50’的凸缘53和53’的上表面上。将参考图9A、9B和10更详细地描述该托架。

如图10所示，使用具有水平凸缘的倒“T”形梁来形成高架网格导轨结构“G”增强了与每个输送单元(例如30或40)关联的托架80的机修工可访问性，因此与可能使用封闭式中空箱式梁结构的现有技术相比使得托架的维护和修理更加简单、更加有效且成本更低。此外，使用具有水平凸缘的倒“T”形梁通过使用更经济且更轻量化的钢梁来形成使输送单元或输送车在其上移动的X-Y轴网格而减少了高架网格导轨***的构建和维护方面的成本。与上述在现有技术中使用的更传统的中空箱式梁相比，具有水平凸缘的倒“T”形梁在表现出更少的疲劳问题的同时提供了更大的强度和更小的挠度。通过使梁结构开放以方便视觉检查，可以快速地确定倒“T”形梁的任何裂纹或者失效迹象或疲劳的情况，从而可以在梁完全失效之前进行正确的处理或维修，因此形成了一种将与本发明的网格导轨***一起使用的用于支撑输送单元或输送车的更安全且更可靠的导轨***。

为了允许对沿着本发明的倒“T”形梁移动的输送单元或输送车进行支撑的托架80通过，必须调整倒“T”形梁50和50’的结构。在每个实施方式中，如图6A-6D所示，在每个倒“T”形梁的至少一个端部处设置有下部切除部分60和60’，使得水平凸缘53和53’各自包括在没有达到竖直腹板54和54’的至少一个上端部的突出端部62和62’处终止的前缘53A和53A’。

图6A的倒“T”形梁50包括一对相对地定向的水平凸缘53，它们在梁的竖直腹板54的相对两侧上形成了托架支撑导轨或表面。梁的竖直腹板被构造为在网格导轨***的交叉部处终止并且包括相对于梁的延长轴线A-A从水平凸缘的前边缘和后边缘53A伸出的、相对的突出端部部分62。突出的部分被构造为协作地放置在并且固定到支撑基座70上(如图8B和8C所示)，这些支撑基座悬挂在建立有本发明的网格导轨***的建筑物、船舶或其他结构的高架桁架或结构性构件“S”(如图9A和9B所示)上。

图6A的倒“T”形梁50的相对的突出端部部分62相对于水平凸缘53的前边缘和后边缘53A在60处具有缺口。竖直腹板54的缺口或开口区域60被设置为形成用于使托架80相对于支撑基座70通过的间隙。此外，当梁被连接为X-Y轴图样的组装的关系时，缺口或开口区域60将被设置在X轴和Y轴的方向上，使得托架可以沿着倒“T”形梁50在其所有的交叉部59处直线移动。

为了以所需的X-Y轴网格图样将交叉的倒“T”形梁50彼此牢固地连接，每个梁的腹板54都必须至少被固定至交叉的其他梁的腹板54。在图6A所示的实施方式中，每个中央竖直腹板的相对的端部62还包括凹形的、或缺口的下部自由端部部分63，以用于方便地使倒“T”形梁放置在支撑基座70的支撑用凸弓形的支撑肩部74上，如图8A和8B所示。每个X和Y轴定向的倒“T”形梁50的竖直腹板54都将要被焊接到支撑基座上。基座被构造为(例如通过焊接或螺栓等等)固定到安装有本发明的***的开放式或封闭式储存区、建筑物、船舶等等的高架结构性部件“S”上，如图9A和9B所示。在这个实施方式中，竖直腹板54的上表面的一个或两个端部具有形成在其中的缺口66，以用于接收将在下文描述的支撑基座70的安装板76的臂部77。

在图6B所示的本发明的实施方式中，仅有梁的一个突出端部部分62在63和66处具有缺口。缺口的突出端部部分在X-Y轴网格***的每个交叉部59处由支撑基座70支撑。倒“T”形梁50的相对的端部64被构造为与梁的不具有缺口或开口的腹板区域60的其余部分具有相同的横截面。因此，梁的端部64可以通过传统的焊接或螺栓连接被连接至另一个梁的类似的端部。这种结构允许不应被连接至支撑基座70的一排梁被直接连接。虽然没有在图中示出，但是某些倒“T”形梁的两个端部都可形成为图6B中64处所示那样。

图6C所示的倒“T”形梁50’的实施方式与图6A所示的梁50的实施方式类似，其中梁的相对两个端部都包括突出部分62’并且相对于凸缘53’的前缘53A’在60’处具有缺口或开口。竖直腹板的相对的突出端部部分62’还包括凹形的或缺口的下部自由端部部分63’，以用于方便地使倒“T”形梁50’放置在支撑基座70的支撑用凸弓形支撑肩部74上，如图8B和8C所示。每个X和Y轴定向的倒“T”形梁50’的竖直腹板54’都将要被焊接到支撑基座上。基座被构造为(例如通过焊接或螺栓等等)固定到安装有本发明的***的开放式或封闭式储存区、建筑物或船舶的高架结构性部件“S”上，如图9A和9B所示。在图9B的实施方式中，竖直腹板的突出端部部分62的上表面是平面的，因此像图6A和6B所示的实施方式中的66处示出和描述的那样没有缺口。

图6D所示的本发明的实施方式与图6B的倒“T”形梁50类似，其中梁的一个端部64’不被支撑在X-Y轴网格的交叉部处，使得仅有每个倒“T”形梁50’的一个端部被构造为形成突出端部部分62’，其具有凹形缺口或构造有下部自由端部部分63’，以用于方便地使倒“T”形梁放置在其中一个支撑基座70的凸弓形支撑肩部74上。梁的相对的端部64’与梁的不具有缺口区域63’或开口的腹板区域60’的其余部分具有相同的横截面。因此，梁的端部64’可以通过传统的焊接或螺栓连接被连接至另一个梁的类似的端部。再次，虽然没有在图中示出，但是某些倒“T”形梁50’的两个端部都可形成为图6D中64’处所示那样。

参考图7A和7B，本发明的倒“T”形梁50、50’可具有将根据操作***的预期承载能力进行变化的腹板尺寸T₁和凸缘尺寸T₂。此外，如图6A和6B所示，竖直腹板54、54’的竖直高度尺寸和凸缘53、53’的水平宽度尺寸也可变化。

参考图9A，在X-Y轴的倒“T”形梁的每个交叉部59处，必须设置两对开口区域“A1”来使对上文讨论的且在现有技术中描述的更传统的输送单元进行支撑的托架80通过。通过在每个支撑基座70的相对两侧上对齐每个梁50/50’的切除部分60/60’来形成托架开口。

如图8A-8C所示，每个支撑基座70都包括中央的竖直定向的主体71，其基本上是扩大的并且在其下端部72处是方形的并且与上端部73一体地形成为更小的横截面尺寸，并且如上所述其中向外弓起或凸出的肩部74沿着基座的四个侧部75中的每一个被形成为过渡区域。肩部的曲度被设置为形成互补形状的放置表面，以对连接在网格导轨***的每个交叉部59处的四个倒“T”形梁50、50’中的每一个的中央竖直腹板54、54’的突出部分62、62’的弓形自由端部或缺口63、63’进行支撑，如图9A所示。

每个支撑基座70还包括高架钢制安装板76，如图8A-8C所示其形成有四个向外伸出的臂部77，并且其中该臂部以基本上垂直的关系定向，与每个基座的主体71的下部72的底部一体地形成或焊接的下部钢制输送板78的取向一致。每个下部输送板78都基本上是具有四个侧部的方形，并且尺寸设置为适配在每个倒“T”形梁50/50’的下部凸缘53、53’的相对的突出端部部分之间限定的开口区域“A1”内，由此在X和Y轴定向的梁的下部凸缘的端部与输送板的四个侧部之间形成四个间隔开的开口通道95，以用于如下文所述那样使托架80的支撑框架通过。每个基座的上部钢板76可与每个基座70的主体71的上部73焊接或一体地形成。在图9A和9B中，上部板76和下部输送板78都被表示为与基座的主体形成为一体。应注意，基座的元件的相对尺寸、宽度和形状可以基于旨在使用中放置在基座上的承载能力而变化。此外，竖直主体71的横截面可以是圆形或其他构造，从而改变力和应力在根据本发明的教导的***的操作期间在倒“T”形梁与支撑基座之间的分布方式。此外，上部板76可形成为其他形状，例如正方形、长方形或圆形，而不是具有臂部77。

继续参考图8C，高架钢制安装板76可基于***在使用期间的操作需求而具有变化的宽度尺寸“W₁”和厚度尺寸“T₃”。因此，梁的腹板和凸缘的尺寸与高架安装板的尺寸之间的相对尺寸是可变的并且在本发明的教导之内。

参考图6A、6B和8B，在腹板54的至少一个突出端部部分62如66处所示那样具有缺口从而形成高架安装板76的臂部77的协作放置表面的本发明的实施方式中，安装板的臂部77被放置在腹板54的缺口66内并且腹板54的突出端部部分处的缺口63被放置在基座70的肩部74上，如图9A所示。腹板54的缺口63被焊接在基座70的肩部74上，突出端部部分62被焊接在基座的上端部73上，并且高架安装板76的臂部77也在线65处被焊接在倒“T”形梁50的腹板54的突出端部部分62的缺口66内。

参考图6C和6D的实施方式并且如图8C和9B所示，腹板54’的突出端部部分62’的上表面没有缺口并且高架安装板76的臂部77如图所示被安装在腹板54’的突出端部部分的上表面上。当梁50’的突出端部部分62’例如像65处的阴影焊接线所示那样被固定至基座70时，腹板54’的缺口63’被放置和焊接在基座70的肩部74上。高架安装板76的臂部77也在线65处被焊接到倒“T”形梁50’的腹板54’的突出端部部分62’的上边缘上。

参考图9A-13，更详细地示出了用于支撑输送单元30和40中的一个或类似的输送单元的其中一个托架80。图11是托架80的俯视平面图，示出了以实线表示的四个间隔开的上部拐角板82，它们如图12所示被安装和固定在四个支柱83上，该支柱将上部拐角板连接至在其中具有用于使T形销87通过的中央开口90的基本上实心的基部84(如图9A和9B所示)，该基部将托架80连接至输送单元。由板、支柱和基部形成的每个托架的框架都优选由钢形成，以提供最大的支撑强度。如图11所示，开口通道91和92被形成在如图10和11所示的允许托架相对于支撑基座70通过的四个上部拐角板82之间。如上所述，通常四个托架用于将每个输送单元(例如30和40)支撑或悬挂在两对间隔开且相对的倒“T”形梁50上。

如图9A和9B所示，多个插座85被安装在每个拐角板82的底部，该插座中承载有用于将托架80支撑在每个倒“T”形梁50的凸缘53的上表面上以及基座70的输送板78上的球形辊子86。在图10和11中，九个球形辊子86被安装在每个板82上，然而该数量可以变化。例如参考图15和16的实施方式，其中由于向倒“T”形梁的每个凸缘部分53添加了轨道结构而仅使用了四个球形辊子86，这将在下文中详细描述。球形辊子是能够支撑较大重量的重型工业用辊子，因为托架在储存***中的使用期间可能支撑成吨的重量。一组间隔开的细长双向辊子88、88’也安装在板82的下表面上。参考图11，双向辊子88的伸长轴线被定向为使得辊子用于在X轴上支撑托架，而双向辊子88’的伸长轴线被定向为随着托架沿着网格导轨***的倒“T”形梁的凸缘53的上表面移动而在Y轴方向的移动时支撑托架。再次，定向辊子的数量可以变化并且在本发明的教导之内。

如图9A和9B以及10-13所示，成组的辊子88、88’用于将托架支撑在倒“T”形梁50上，其随着托架沿着网格导轨***移动而穿过形成在支撑基座的输送板78与间隔开的“T”形梁的边缘53A之间的开口空间95。球形辊子86和双向辊子88在图11中以虚线表示。

应注意，可以通过与图9A-11所示的倒“T”形梁50类似的方式使用倒“T”形梁50’。

参考图14A和14B，公开了本发明的两个另外的实施方式，它们涉及对倒“T”形梁50的凸缘53进行加强的变型。由于托架的重量和托架在本发明的***的使用期间所承载的负载，对“T”形梁的凸缘53进行加强从而补偿磨损和撕裂是有利的。在图14A中，可更换的耐磨板100沿着高架网格***的一部分或整个长度被固定至相对的凸缘53。板100可由钢或其他可移除地固定至凸缘的坚固的材料形成。随着耐磨板受到磨损或损坏，它们可以被容易且快速地更换，诸如使用螺栓等等。以这种方式，可以延长倒“T”形梁的使用寿命。耐磨板还为导轨***添加了额外的强度并且还延长了倒“T”形梁50的寿命。相同类型的耐磨板也可以用于倒“T”形梁50’。

参考图14B，可以通过将轨道结构102固定到倒“T”形梁50的相对的凸缘53中的每一个上来实现加强和减少磨损的进一步的改进。轨道可通过与可具有与100类似的板构件的耐磨板100或结构相同的材料形成，该板构件安装有可在上端部处略微弯曲或呈圆形的竖直延伸的轨道构件105。如前述实施方式那样，额外的轨道结构不仅加强了倒“T”形梁的凸缘53的强度，而且还通过能够在磨损时更换从而补偿磨损和撕裂而延长了凸缘的使用寿命。当使用图14B的实施方式时，托架80必须如上所述那样进行改进，以移除图15和16所示的某些支撑用球形辊子86。相同类型的轨道结构也可用于倒“T”形梁50’。

当使用改进的轨道结构102和105时，中间排的球形辊子86必须从托架上移除，从而不妨碍在轨道105的上表面上滚动的中央辊子115的相对两侧上具有环形凸缘112的滑轮辊子110通过。如图15所示，两对滑轮辊子110被设置在托架的相对两侧上以支撑托架在X轴方向上的运动，并且额外的两对滑轮辊子被设置在托架的相对两侧上以支撑托架相对于高架网格***的支撑基座的输送板78在Y轴方向上的运动。其余的球形辊子在图15中表示在86处。

本发明还考虑了根据本发明的教导使用的倒“T”形梁的另外的实施方式。在图17A中示出了倒“T”形梁150的第一变型实施方式，其中相对定向的凸缘153被表示为沿着与梁的上边缘155和下边缘156竖直间隔开的竖直腹板154的部分例如通过焊接、螺栓连接被固定在该腹板上或与其形成为一体。优选地，凸缘153在腹板的相对两侧上水平地彼此对齐。

图17B中示出了倒“T”形梁250的另一个实施方式，其包括两个以上的竖直腹板254A和254B，它们被固定或形成在从腹板的下部水平地伸出的相对定向的凸缘253上。图17C中示出了图17B的倒“T”形梁的变型250A，其中相对定向的凸缘253A和253B在两个竖直腹板254A和254B的相对两侧上、在竖直腹板的上边缘255与下边缘256的中间向外伸出。再次，凸缘优选彼此水平对齐。在这个实施方式中，可在间隔开的竖直腹板之间焊接或固定连接凸缘253C。

图17D中示出了倒“T”形梁350的另一个实施方式，其中梁包括一对下部竖直腹板354A和354B，相对定向的凸缘353在一对腹板的相对两侧上从其中伸出。另一个竖直腹板354C被焊接或固定为从相对定向的凸缘向上延伸。

图18是与Benedict等人的美国专利第7,753,637所公开的内容相同的港口终端储存和分配***的俯视立体图，其已被改进为在高架网格导轨***的分离层结构中与本发明的倒“T”形梁协作。该港口***包括一个或多个船舶停靠泊位120，其中可以停靠用于装卸诸如货运集装箱121的货物的用于运送货物或集装箱的船舶。码头结构122沿着泊位延伸并且支撑竖直升降的运货平台123。该港口储存和分配***还包括铁路货运装卸区124、车辆或卡车货运装卸区125以及开放式或封闭式仓库储存区126。仓库储存区包括多个竖直对齐的储存隔室127，它们可以竖直地或水平地访问，以用于输送和/或储存商品或其他货物。

该港口集装箱终端储存和分配***包括通过本文所述的以及现有技术中的输送单元或输送车来使用的两个高架网格导轨***，但是其中该高架网格导轨使用本发明的倒“T”形梁来形成。第一网格导轨***128被升高到储存区126、卡车输送区125以及铁路输送区124上方，并且还向外延伸到一个或多个货物输送平台123上方。第二网格导轨***129延伸到第一***128的高度上方并且延伸到船舶停靠泊位120上方，从而被架在船舶130的储存甲板和/或货仓上方，并且还架在一个或多个输送平台123上方。

图18的放大图示出了第一和第二网格导轨***128和129的常规交叉部，其中示出了使用倒“T”形梁和支撑基座的本发明的网格导轨***。每个基座70都具有上部安装板76，其可以如上所述那样具有多种构造。每个安装板都被设计为通过焊接、螺栓连接等等被固定到建筑物或其他高架结构135的高架支撑结构132上，其可以是诸如在平顶结构中使用的钢梁，或者是以X-Y轴基本垂直的关系彼此固定的顶棚桁架等等。在一些结构中，没有示出的顶棚可以设置在高架支撑结构132上方。根据本发明，基座70被固定为悬挂在支撑结构132上。之后，倒“T”形梁在其突出端部62、62’中的每一个处被焊接或固定在两个间隔开的基座70之间。倒“T”形梁的竖直腹板54、54’或突出端部62、62’的缺口端部63、63’在基座的输送基部或输送板78上方被放置在基座的肩部74上，因此被牢固地连接至建筑物支撑结构132。在网格导轨***的每个交叉部处，基座确保了倒“T”形梁的所有托架支撑凸缘都水平对齐。另外，与每个基座关联的输送板78将会与倒“T”形梁的凸缘对齐，使得与输送单元或输送车关联的托架在网格导轨***的每个交叉部处跨过输送板从一个倒“T”形梁平滑地移动到另一个。

图19是与Benedict等人的美国专利第7,753,637所公开的内容类似的另一个港口终端储存和分配***的俯视立体图，其已被改进为在用于将集装箱直接从船舶输送到储存队列、卡车输送区以及铁路输送区的单层高架网格导轨***的结构中与本发明的倒“T”形梁协作。

图19中的港口终端储存和分配***包括通过本文所述的以及现有技术中的输送单元或输送车来使用的连续的高架网格导轨***160，但是其中该高架网格导轨使用本发明的倒“T”形梁来形成。网格导轨***160被架在储存区126、铁路输送区124、卡车输送区125上方并且向外延伸到船舶停靠泊位120上方，从而被架在船舶130的储存甲板和/或货仓上方。

图19的放大图示出了网格导轨***150的典型交叉部，其中示出了使用倒“T”形梁和支撑基座的本发明的网格导轨***。每个基座70都具有上部安装板76，其可以如上所述那样具有多种构造。每个安装板都被设计为通过焊接、螺栓连接等等被固定到建筑物或其他高架结构135的高架支撑结构132上，其可以是诸如在平顶结构中使用的钢梁，或者是以X-Y轴基本垂直的关系彼此固定的顶棚桁架等等。在一些结构中，没有示出的顶棚可以设置在高架支撑结构132上方。根据本发明，基座70被固定为悬挂在支撑结构132上。之后，倒“T”形梁50、50’在其突出端部62、62’中的每一个处被焊接或固定在两个间隔开的基座70之间。倒“T”形梁的竖直腹板54、54’或突出端部62、62’的缺口端部63、63’在基座的输送基部或输送板78上方被放置在基座的肩部74上，因此被牢固地连接至建筑物支撑结构132。在网格导轨***的每个交叉部处，基座确保了倒“T”形梁的所有托架支撑凸缘都水平对齐。另外，与每个基座关联的输送板78将会与倒“T”形梁的凸缘对齐，使得与输送单元或输送车关联的托架在网格导轨***的每个交叉部处跨过输送板从一个倒“T”形梁平滑地移动到另一个。

在图19的港口集装箱终端储存和分配***中，输送单元或输送车直接从船舶130移动至储存区126、车辆或卡车货运去125以及铁路货运区124，因此省略了对输送平台123的需求。

如上所述，本发明的网格导轨***使用倒“T”形钢梁在不会损失强度的情况下形成高架导轨结构，并且与现有技术的高架箱型梁***相比显著提高了导轨***以及沿着导轨***移动的输送单元或输送车的检查和维护。根据本发明，倒“T”形梁被组装为形成X-Y轴定向轨道或导轨的基本垂直的交叉部，从而通过将相对定向的水平腹板焊接或附接至基座以及基座的高架安装板(如图9A和9B所示)而经由中央基座70对交叉部进行了加强。图9A和9B还举例示出了用于将输送单元支撑在本发明的网格导轨***上的托架是如何经过中央的加强支撑基座的。使用本发明的网格导轨***能够显著减少初始安装的成本并且通过减少维护和保养成本延长了***的使用性。

前面提出的本发明的优选实施方式的描述是用于说明本发明的原理，而不是将本发明限制于所说明的特定实施方式。本发明的范围应由所附权利要求和它们的等同物内包含的所有实施方式来限定。

Claims (27)

1.一种用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中悬挂在托架上的至少一个输送单元沿着导轨***移动，使得所述至少一个输送单元将物品移入和移出竖直定向的储存区，所述导轨***包括以X-Y轴的方式组装的多个第一倒“T”形梁和第二倒“T”形梁，使得所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁在多个交叉部处以基本上垂直的关系彼此交叉，并且其中所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁中的每一个都包括至少一个竖直腹板，水平凸缘在至少一个所述竖直腹板的相对两侧上从其中向外伸出，所述托架被支撑在多个所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁中的每一个的所述水平凸缘的上表面上，所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁中的每一个都具有相对的端部，竖直定向的支撑基座被设置在所述多个交叉部的每一个处，多个所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的所述相对的端部中的至少一个在多个交叉部处被连接至所述支撑基座，从而在所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的所述相对的端部与所述支撑基座之间提供间隙空间，所述间隙空间的尺寸允许托架的部分随着所述至少一个输送单元沿着所述导轨***移动而从其中通过。

2.根据权利要求1所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，所述水平凸缘与至少一个所述竖直腹板的支撑表面共面且间隔开。

3.根据权利要求1所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的每个所述水平凸缘都包括沿着凸缘的长度竖直向上延伸的轨道，以用于支撑与所述至少一个输送单元的托架关联的辊子。

4.根据权利要求1所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的每个所述水平凸缘都包括沿着所述水平凸缘的所述上表面安装的耐磨板。

5.根据权利要求1所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，多个所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的所述相对的端部中的至少一个的至少一个所述竖直腹板包括在沿着所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的纵向轴线的方向上向外延伸超过所述水平凸缘的延长部。

6.根据权利要求5所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，所述竖直腹板的所述延长部包括轮廓表面，其用于协作地放置在基座的互补表面上。

7.根据权利要求6所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，每个所述基座都包括：在其上形成有所述互补表面的竖直主体部；以及上部板，其用于安装在要连接至共用的基座的每对相对的所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的所述竖直腹板的所述延长部之间。

8.根据权利要求7所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，所述上部板被形成为具有在X-Y轴方向上朝向所述基座的外部延伸的、用于与中央的所述竖直腹板接合的部分。

9.根据权利要求8所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，每个所述基座的所述上部板被放置在每个中央的所述竖直腹板的所述延长部中形成的上部缺口内。

10.根据权利要求7所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，中央的所述竖直腹板的所述延长部的所述轮廓表面被成形为凹形的，从而与所述基座的凸形的所述互补表面接合。

11.根据权利要求1所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，下部输送板连接至每个所述基座的竖直主体部的下部，并且所述下部输送板朝向所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的相邻的所述水平凸缘的边缘延伸并且尺寸被设置为与其分隔开，从而形成用于使所述托架的所述部分从其中通过的所述间隙空间。

12.根据权利要求1所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，多个所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的两个相对的端部处的至少一个所述竖直腹板包括在沿着所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的纵向轴线的方向上向外延伸超过所述水平凸缘的延长部。

13.根据权利要求12所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，所述竖直腹板的所述延长部包括轮廓表面，其用于协作地放置在基座的互补表面上。

14.根据权利要求13所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，每个所述基座都包括：在其上形成有所述互补表面的竖直主体部；以及上部板，其用于安装在要连接至共用的基座的每对相对的所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的所述竖直腹板的所述延长部之间。

15.根据权利要求11所述的用于自动化物料处理及储存设施的高架导轨***，其中，下部输送板连接至每个所述基座的竖直主体部的下部，并且所述下部输送板朝向所述第一倒“T”形梁和所述第二倒“T”形梁的相邻的所述水平凸缘的边缘延伸并且尺寸被设置为与其分隔开，从而形成用于使所述托架的所述部分从其中通过的所述间隙空间。

16.一种支撑托架，其用于在用于自动化物料处理的高架导轨***中支撑输送单元，所述支撑托架包括：四个间隔开的上部拐角板以及四个支柱，其中四个间隔开的所述上部拐角板中的每一个都被安装在单独的所述支柱上；用于对四个所述支柱中的每一个以及所安装的所述上部拐角板进行支撑的基部，四个所述支柱中的每一个都被安装在所述基部的单独的拐角中，所述基部还在其中具有中央开口，以用于使可连接至所述输送单元的T形销从其中通过，四个间隔开的所述上部拐角板限定了第一开口通道和第二开口通道，其中所述第一开口通道被所述第二开口通道二等分，从而允许所述支撑托架相对于基座以X-Y轴的方式从其中通过；以及一组圆球形辊子和一组双向辊子，它们安装在四个间隔开的所述上部拐角板中的每一个的底表面上。

17.根据权利要求16所述的支撑托架，其中，每组所述双向辊子还包括至少一个双向辊子的第一组以及至少一个双向辊子的第二组，其中所述至少一个双向辊子的第一组相对于所述至少一个双向辊子的第二组垂直地定向。

18.根据权利要求16所述的支撑托架，其中，每组所述圆球形辊子还包括九个圆球形辊子。

19.根据权利要求16所述的支撑托架，其中，每组所述圆球形辊子还包括四个圆球形辊子。

20.根据权利要求16所述的支撑托架，其中，每组所述双向辊子包括滑轮辊子。

21.根据权利要求16所述的支撑托架，其中，每组所述圆球形辊子和每组所述双向辊子与以X-Y轴的方式定向的多个第一“T”形梁和第二“T”形梁接合，从而允许所述支撑托架沿着以X-Y轴的方式定向的多个所述第一“T”形梁和所述第二“T”形梁中的每一个的凸缘的上表面移动。

22.根据权利要求21所述的支撑托架，其中，每组所述双向辊子还包括至少一个双向辊子的第一组以及至少一个双向辊子的第二组，其中所述至少一个双向辊子的第一组相对于所述至少一个双向辊子的第二组垂直地定向。

23.根据权利要求22所述的支撑托架，其中，所述至少一个双向辊子的第一组中的每一个在所述支撑托架在X轴方向上移动的同时与以X轴的方式定向的多个所述第一“T”形梁的所述凸缘的所述上表面接合，并且其中所述至少一个双向辊子的第二组中的每一个在所述支撑托架在Y轴方向上移动的同时与以Y轴的方式定向的多个所述第二“T”形梁的所述凸缘的所述上表面接合。

24.根据权利要求21所述的支撑托架，其中，每组所述圆球形辊子还包括九个圆球形辊子。

25.根据权利要求21所述的支撑托架，其中，每组所述圆球形辊子还包括四个圆球形辊子。

26.根据权利要求21所述的支撑托架，其中，每组所述双向辊子包括滑轮辊子。

27.根据权利要求21所述的支撑托架，其中，当所述支撑托架在X轴方向上移动时并且当所述支撑托架在Y轴方向上移动时，每组九个所述圆球形辊子与以X-Y轴的方式定向的多个所述第一“T”形梁和所述第二“T”形梁中的每一个的所述凸缘的所述上表面接合。

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