用于传输散装材料的改进轨道运输系统的控制系统技术方案

提供用于传感列车的列车位置的系统和方法，其中不具有在自动列车系统中操作的内驱动器。根据一个实施例，列车系统包括：车轨，其沿行进方向延伸；多个车厢，其骑跨在所述车轨上并连接以形成列车；位置传感单元；和可编程逻辑控制器(PLC)，其与所述位置传感单元进行信号通讯，并且被构造为基于来自所述位置传感单元的输入而确定列车位置。

Improved rail transit system control system for transmitting bulk material

A system and method for sensing train position of a train, wherein an inner drive operating in an automatic train system is not provided. According to one embodiment, the system includes: the track, which extends along the direction of travel; multiple cars, riding in the car on the rail and connected to form a train; position sensing unit; and a programmable logic controller (PLC), and the position sensing unit for signal communication, and is constructed to determine the position of the train from the position sensing unit based on the input.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于传输散装材料的改进轨道运输系统的控制系统对相关申请的交叉引用本申请要求对美国临时申请No.62/021,905的优先权，该临时申请在此以其全文通过引用并入本文。
本专利技术通常涉及确定列车位置，更特别地涉及确定用于传输散装材料的无内驱动器的自动列车系统中的列车位置。
技术介绍
在传统的列车、卡车、传送带、架空索道中移动散装材料(bulkmaterials)或作为料浆在管线中移动散装材料的方法和构造是公知的，并由于现场特定需要或经历而典型地用于各种产业中。例如，在矿物或骨料产业中，将散装材料从采矿或提炼地点移动到处理设施以进行升级或尺寸分级。卡车多年来已成为移动散装材料的所选系统。卡车由于其对散装材料的高效运输和增大的容量而被放大用于越野(off-road)车辆。不过，这些车辆受限于场地特定应用并以高资金成本提供。主要的越野卡车已发展为需要很宽的车道以用于会车，运输每吨英里的材料在能量上并不高效，爬坡能力有限，且由于操作者失误的可能性以及对周围环境不友好而具有危险。列车已使用多年，以料斗车厢运输散装材料。由于低摩擦且由于在钢轨上使用自由轧制铁或钢轮，列车是很高效的能量使用者，不过在所需的驱动器或机车方面则能力有限。大吨位的长列车使用多个重型单元的驱动器，其规定轨道重量和压舱要求。所有铁道设计必须考虑含燃料的驱动器或机车的重量，而不是车厢加上负载的组合重量(这显然较小)。驱动器需具有足够重量而使得旋转式驱动轮胎与静止轨道接触而且必须具有足够摩擦以产生将包括重载车厢在内的部分的向前或逆向运动。传统铁道系统能够越过的倾斜水平受限于载重驱动轮与车轨之间的摩擦。轨道车厢是独立单元，每个单元均不得不以批量处理方式加载，一次一个车厢。散装材料可通过开启底倾倒口从料斗车厢中卸载，或者可独立旋转以从顶部倾倒。用于加载和卸载的现场车厢(spottingcar)耗时且费力。虽然从一个地点到另一地点的移动可能在成本上有效，不过在较短距离运输中的批量加载和卸载的增加成本减小了轨道运输成本效率。在正常单个双轨列车系统情况下，一次仅有一个列车可用于系统上。传送带已使用多年以移动散装材料。存在广泛多种传送带系统，可实际上移动每种可想到的散装材料。很长距离的单带行程的资金成本很高，而且当带破损或撕裂时会经历灾难性的故障，典型地关断整个系统并倾倒所承载的负载，需要清理。传送带在能量上比较高效，但可能需要高维护性，这是因为多个惰轮轴承的固有问题而需要持续检查和更换。短距离传送带常用于几乎所有类型材料的干式或夹式运输。由于传送带柔性很高而且希望在相当平坦的地域上操作，因而其在运输中高度固态料浆时并不高效，其中，水和细颗粒可能积聚在低位中和溢出侧边，形成溢出湿料浆处理问题。一些散装材料可当与水混合以形成料浆时在管线中运输，料浆通过马达驱动泵推进器在无空气或淹没环境中被推动或拉动。散装材料中存在的单独颗粒的尺寸指示出保持运动所必需的运输速度。例如，如果大颗粒存在，则速率必须足够高以使非常最大颗粒通过沿管道底部跳动和滑动而保持运动。由于管线在动态环境中操作，因而运动流体和固态物质与静止管壁形成摩擦。运动物质的速度越高，则在壁表面处的摩擦损失越高，这需要增大能量加以补偿。根据应用，散装材料不得不初始以水稀释以利于运输，并在排放端处脱水。用于从矿山和类似地点运输散装材料的轻轨窄距铁道是已知的，在示例中如参照Hubert等人的美国专利No.3,332,535所述，其中由多个车厢构成的轻轨列车通过驱动轮和电动马达的组合推进，在外环上倾倒。在进一步的示例中，Robinson,Jr.等人的美国专利No.3,752,334公开一种类似的窄距铁道，其中车厢通过电动马达和驱动轮驱动。Richardson的美国专利No.3,039,402描述一种使用静止摩擦驱动轮胎移动铁道车厢的方法。虽然上述运输系统和方法相对于传统系统具有特定优点，不过每种方案高度依赖于具体应用。变得显见的是，劳力、能量和材料成本以及替代性的运输方法的环境因素的增加需要实现能量和劳力高效、安静、无污染、且在美学上不刺眼。Dibble等人的美国专利公开物US2003/0226470“用于散装材料的轨道运输系统”、Dibble的US2006/0162608“用于散装材料的轻轨运输系统”、和Dibble的美国专利No.8,140,202描述一种轻轨列车，采用具有驱动站的开放式半圆槽列车，该公开内容在此以全文通过引用并入本文。这样的轻轨系统提供针对前述材料运输系统的新式可替代方案，并使用多个相连车厢实现散装材料运输，其中多个车厢在除了始末车厢之外的每个车厢开放，且始末车厢具有端板。列车形成长开放槽并具有柔性翼片，柔性翼片附接到每个车厢且在前方叠盖车厢以防止在运动过程中溢出。前导车厢具有四个轮和在车厢前面的锥形侧驱动板，以利于进入驱动站。随后的车厢具有两个轮，其中U形卡联件紧接向前将车厢前部连接到后部。列车的运动通过一系列适合就位的驱动站实现，驱动站在车轨任一侧上具有驱动马达，驱动马达是交流(AC)电动马达，其中以驱动机构(例如轮胎)提供与侧驱动板的摩擦接触。在每个驱动站处，每个驱动马达连接到AC变换器和用于驱动控制的控制器，二者的电压和频率根据需要修改。每个电动马达在水平面中转动轮胎以物理接触每个车厢轮之外的两个平行的侧驱动板。通过这些驱动轮胎作用在侧驱动板上的压力将轮胎的旋转运动转变为水平冲力。车厢上的轮分开以允许使用双组轨道在逆转位置操作，从而允许车厢颠倒悬挂以进行卸载。通过旋转这种双车轨系统，单元列车可返回到其正常操作状态。这样的系统是公知的，且在市场上被称为Rail-VeyorTM材料处理系统。法兰轮可相对于侧驱动板对称以允许在倒转位置操作，当使用四个轨道封装车轮时，可以进行散装材料的外环排放。通过使用升高的轨道，列车可尽可能容易地以便利方式在倒转位置操作。更进一步地，用于这种轻轨系统的驱动器已被开发出，如Kiuchi等人的美国专利No.5,067,413中所述，其中描述了一种用于在固定路径上传送可行进物体的装置，其不设置驱动源。多个壳行进物体行进在固定路径上，而同时大致对准且相互紧密接触。行进动力传送到多个可行进物体中位于对准列中至少一端上的一个。行进动力在施压于可行进物体的一侧表面时以摩擦力驱动可行进物体，并在支持可行进物体另一侧表面时传送到可行进物体。用于传送行进动力的装置仅布置在固定路径的一部分上。已知的是，通过使用接近传感器的布置而传感列车位置，其中接近传感器定位以随着列车接近和经过驱动站而传感列车的侧板和列车的每个轮，如美国专利No.8,140,202“用于传输散装材料的轨道运输系统的控制方法”中所公开，该专利的公开内容在此通过引用全文并入本文。虽然在此采用的列车位置确定系统和方法已被发现有效，不过仍然需要进一步优化或改进的系统。
技术实现思路
在至少一些实施例中，本专利技术提供用于传感列车的列车位置的系统和方法，其中不具有在自动列车系统中操作的内驱动器。根据一个实施例，列车系统包括：车轨，其沿行进方向延伸；多个车厢，其骑跨在所述车轨上并连接以形成列车；位置传感单元；和可编程逻辑控制器(PLC)，其与所述位置传感单元进行信号通讯，并且被构造为基于来自所述位置传感单元的输入而确定列车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道运输系统，用于传输散装材料，包括：适于形成列车的多个车厢，每个车厢具有成对的侧驱动板并且适于承载散装材料；驱动站，用于摩擦接触至少一些所述车厢的侧驱动板，以将从动运动施加于每个所接触的车厢；和传感器构造，其关联到所述驱动站，以传感与至少一个所述车厢关联的车厢探测元件；其中，所述传感器构造适于确定与所述车厢相关联的属性，其中所述属性是所述车厢的速度、与所述车厢相关联的所述列车的速度、所述车厢的加速度、与所述车厢相关联的所述列车的加速度、所述车厢的运动方向、所述车厢的脱轨、或与所述车厢相关联的所述列车的脱轨。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.08 US 62/021,9051.一种轨道运输系统，用于传输散装材料，包括：适于形成列车的多个车厢，每个车厢具有成对的侧驱动板并且适于承载散装材料；驱动站，用于摩擦接触至少一些所述车厢的侧驱动板，以将从动运动施加于每个所接触的车厢；和传感器构造，其关联到所述驱动站，以传感与至少一个所述车厢关联的车厢探测元件；其中，所述传感器构造适于确定与所述车厢相关联的属性，其中所述属性是所述车厢的速度、与所述车厢相关联的所述列车的速度、所述车厢的加速度、与所述车厢相关联的所述列车的加速度、所述车厢的运动方向、所述车厢的脱轨、或与所述车厢相关联的所述列车的脱轨。2.如权利要求1所述的轨道运输系统，其中，所述传感器构造进一步适于确定：从包括所述车厢的位置和所述列车的位置的组中选出的与所述车厢相关联的属性。3.如权利要求1或2所述的轨道运输系统，其中，所述驱动站包括：驱动轮胎构造，用于摩擦接触至少一个所述车厢的所述侧驱动板，其中所述驱动轮胎构造基于所述车厢之一的所确定的属性进行控制。4.如权利要求3所述的轨道运输系统，其中，所述驱动单元适于响应所确定的属性而控制所述驱动轮胎构造增大从所述驱动轮胎构造向与该驱动轮胎构造接合的车厢的从动运动。5.如权利要求3所述的轨道运输系统，其中，所述驱动单元适于响应所确定的属性而控制所述驱动轮胎构造减小从所述驱动轮胎构造向与该驱动轮胎构造接合的车厢的从动运动。6.如权利要求1所述的轨道运输系统，其中，所述传感器构造是接近传感器、磁接近传感器、或超声传感器。7.如权利要求1所述的轨道运输系统，其中，所述传感器构造是多个传感器构造。8.如权利要求6所述的轨道运输系统，其中，所述车厢探测元件具有有效区域，使得在一个时刻仅有一个所述传感器探测所述车厢探测元件。9.如权利要求6所述的轨道运输系统，其中，随着每个车厢经过所述驱动站附近，每个传感器依序探测该车厢的所述车厢探测元件。10.如权利要求6所述的轨道运输系统，其中，所述传感器构造是三个传感器构造，各个传感器之间具有已知的预定间隙。11.如权利要求10所述的轨道运输系统，其中，随着每个车厢经过所述驱动站附近，每个传感器依序探测该车厢的所述车厢探测元件。12.如权利要求1所述的轨道运输系统，其中，由所述传感器构造传感的所述车厢的所述车厢探测元件位于该车厢的前部与随后的车厢之间。13.一种控制系统，用于一传输散装材料的轨道运输系统，其中，所述轨道运输系统包括：适于形成至少两个分立的列车的多个车厢，其中，每个列车的至少一个车厢具有成对的侧驱动板并且适于承载散装材料；所述轨道运输系统进一步包括：至少一个驱动站，用于摩擦接触所述侧驱动板以将从动运动施加于每个列车；所述控制系统包括：传感器构造，用于传感每个所述列车的至少一个车厢的车厢探测元件；其中，所述传感器构造适于确定与所述至少一个车厢关联的状态信息，其中所述状态信息是所述车厢的速度、与所述车厢相关联的所述列车的速度、所述车厢的加速度、与所述车厢相关联的所述列车的加速度、所述车厢的运动方向、所述车厢的脱轨、或与所述车厢相关联的所述列车的脱轨。14.如权利要求13所述的控制系统，其中，所述传感器构造被操作性地联接到所述驱动站。15.如权利要求13所述的控制系统，其中，随着车厢经过所述驱动站附近，所述传感器构造探测所述车厢的对应的车厢探测元件。16.如权利要求13至15中任一项所述的控制系统，其中，所述传感器构造相对于所述驱动站分立地且分开地定位。17.如权利要求13至16中任一项所述的控制系统，其中，所述传感器构造进一步适于确定：与所述车厢的位置或者所述列车的位置相关联的属性。18.如权利要求13所述的控制系统，其中，所述驱动站包括驱动单元和驱动轮胎构造，所述驱动轮胎构造用于摩擦接触至少一些所述车厢的所述侧驱动板，其中所述驱动单元适于响应所述车厢之一的所确定的属性而控制所述驱动轮胎构造。19.如权利要求13至18中任一项所述的控制系统，其中，所述驱动单元适于响应所确定的属性而控制所述驱动轮胎构造增大从所述驱动轮胎构造向与该驱动轮胎构造接合的车厢的从动运动。20.如权利要求13至18中任一项所述的控制系统，其中，所述驱动单元适于响应所确定的属性而控制所述驱动轮胎构造减小从所述驱动轮胎构造向与该驱动轮胎构造接合的车厢的从动运动。21.如权利要求13至20中任一项所述的控制系统，其中，所述传感器构造是多个传感器构造。22.如权利要求13至18中任一项所述的控制系统，其中，所述传感器构造是接近传感器、磁接近传感器、或超声传感器。23.一种用于控制轨道运输系统的方法，所述的轨道运输系统用于传输散装材料，其中所述轨道运输系统包括具有成对侧驱动板的列车并且适于承载散装材料；其中所述轨道运输系统进一步包括至少两个驱动站，用于摩擦接触所述侧驱动板以将从动运动施加于所述列车；所述方法包括：在所述第一驱动站处以选定的速度和加速度将从动运动施加于所述列车；确定所述列车相对于所述第二驱动站的位置；和当确定所述列车处于相对于所述第二驱动站的选定的位置时，启动所述第二驱动站以在所述第二驱动站处将所述从动运动施加于所述列车，使得所述列车保持与该列车处于所述第一驱动站时大致相等的速度。24.如权利要求23所述的用于控制轨道运输系统的方法，进一步包括以下步骤：如果所述第二驱动站未处于将从动运动施加于所述列车使得所述列车保持与该列车处于所述第一驱动站时大致相等的速度的状态，则停止所述第二驱动站的操作。25.如权利要求23所述的方法，其中，所述至少两个驱动站定位且它们的分开距离大于所述列车的长度。26.一种用于控制轨道运输系统的方法，所述的轨道运输系统用于传输散装材料，其中所述轨道运输系统包括具有成对侧驱动板的列车并且适于承载散装材料；其中所述轨道运输系统进一步包括驱动站，用于摩擦接触所述侧驱动板以将从动运动施加于所述列车；所述方法包括：确定所述列车相对于所述驱动站的位置；和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰姆斯·埃弗里特·菲斯克，帕特里克·沃尔特·约瑟夫·方坦，威廉·约翰·麦考尔，大卫·威廉姆·尼迈耶，柯蒂斯·罗恩·雷伊，艾瑞克·本杰明·亚力山大·萨内蒂，艾司科·约翰内斯·维尔博格，约瑟夫·杰拉尔德·卡波斯，
申请(专利权)人：轨道型技术全球有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA