专利名称：二种方式的货物运输装置和使用该装置的方法
本申请涉及用于运输货物的一种方法和装置。更具体地说，涉及包括一辆车的一种运输货物的装置，和使用这辆车运输货物的方法，该车能以有人操作和无人操作的方式进行工作。
人们使用许多形式的运输工具如飞机、轮船和卡车，将货物从一个地方运输至另一个地方。货物必需在起始地装在这些运输工具上，然后，在目的地从车辆上卸下来。由于所用车辆的尺寸关系，经常必需将运输工具停在离起始地或目的地储存货物的地点一定距离的地方，并在该运输工具和该储存地点之间搬运货物。
这个问题在机场特别尖锐。在机场，必需将行李从大飞机运至终点站内的行李索取或储存区。一般地，要用手将行李从飞机底层舱中卸下，放在卡车或拖车上，再运至终点站的入口。在入口处，将行李从卡车上卸至一条传送带或一辆自动导向车(AGV)上，再送至行李索取或储存区。要装在飞机上的行李，在终点站内，要从传送带或自动导向车(AGV)上取下，送至一辆卡车或拖车上，运至飞机旁边，再从卡车上取下，放入飞机中。
有时，可用自动导向车在终点站外面运输行李。然而，自动导向车一般必须沿着限定的路径。当这些路径由轨道限定时，轨道不能离飞机门通道太近，而又不会干扰飞机的自由运动。当路径由参考标记限定时，自动导向车容易偏离航线，与飞机碰撞并损坏飞机。另外，许多不同的飞机将使用一个给定的门，当每一架飞机到达大门口时，它会以不同的方式停在那里。不同飞机的货运门也位于各种各样不同的地方。对自动导向车进行编程，使它到达从每一架飞机的各种各样的货运门卸货的精确位置是不实际的，特别是当在大门处，飞机的精确位置和角度是不可预料时更是如此。因此，要用操作人员来引导卡车至飞机的货运底层舱，并将这些卡车从飞机旁边开至将行李卸在自动行李搬运系统上的位置。这需要将行李手动地从一个运输装置转移至另一个运输装置，将减慢装卸作业，增加与行李搬运有关的劳动成本，并增加行李袋导向错误，和不能到达恰当的目的地的危险。
本发明是针对这些问题和其他一些问题而提出的，它包括一个运送货物的装置，该装置可以是人工操作方式或无人操作方式，并可以很容易地在两种操作方式之间切换。在人工操作方式时，驾驶员利用通常的控制方式，如方向盘和脚刹车，将车辆引导至飞机旁，并将车辆恰当地停放在货运门的旁边。在无人操作方式时，驾驶员离开车辆，并按传统的自动导向车(AGV)的方式，用电子装置进行控制。本发明还包括一种搬运货物的方法，即使用二种方式的车辆，利用人工操作方式接近飞机，然后将车辆转换至无人操作方式，使车辆可以自动地被引导至目的地。
在优选实施例中，该车包括一组控制装置(例如一个节流阀和操纵连杆)和这些控制装置的手动和电子作动器。当该车处在手动方式时，可以利用如方向盘和加速踏板的手动作动器来操纵控制装置。当在无人操作方式时，与操纵连杆和节流阀连接的电子作动器控制这些功能。另外一种方案是，当车在自动方式下在轨道上行驶时，该车由轨道操纵，不需要控制驾驶。在自动方式下时，作动器由一个在车上的控制器和一个远距离中心控制器控制，该远距离中心控制器通过无线电，或任何一种与一台自动导向车联系的其他已知方法，与该在车上的控制器联系。该车还包括一个开关，用于在这些人工操作方式和自动方式之间来回切换。优选地，可以手动将该开关转换至任何一种方式。这使得操作人员可以在任何时候，甚至当该车被电子装置引导时，也能进行控制。此外，在操作人员决定停止控制是适合的之前，他可以防止中央控制器控制车辆。该中央控制器能够将车辆从自动控制转换为手动控制，使该车辆停在操作人员可将它重新恢复运动的位置。另外，还可以授权中央控制器，在任何时候指挥车辆，例如，为了避免碰撞。但为了安全，一般不希望这样做。
优选地，当在手动控制下，离开导向轨道时，该车由电池供电，而当在自动控制下运动时，则由与该导向轨道相联系的动力轨道供电。从动力轨道输出的电能也可以用于给在车辆上的电池充电。另一种方法是，该车辆可以总是由一个电池，或其他在车上的电源供电，当车上电池用完时，定期地用充电电池更换该电池。
使用二种方式的货物搬运系统的优选方式是要提供一种可以手动也可以用电子装置控制的车辆，并且可以在靠近飞机，或其他位置可以改变的物体附近，用手动方式操纵该车辆。一旦该车装满，就将它开到自动导向车通道的入口，并转为电子控制器来控制系统。该电子控制器操纵该车围绕该通道运动，直至到达卸货位置为止。当车辆卸货以后，它自动回到通道的出口，在出口处，再由操作人员使该车恢复运动。另外，如果不需要车辆时，该车可以行驶至储存位置，或行驶至例如可以装载要运往即将离开的飞机上的货物的装载位置。
因此，本发明的一个主要目的是提供一种能在人工操作或无人操作方式下工作的车辆。
本发明的另一个目的是提供一种使用一辆能在人工操作或无人操作方式下工作的车辆，来运送货物的方法。
本发明还有一个目的是提供一种将货物从一个可动的货物运载工具上移至室内货物储存区的系统。
本发明再有一个目的是提供一种利用一辆单一的车辆，将货物从一台可动的储存装置移至一个固定的储存位置的方法。
本发明还有一个目的是提供一种自动导向车的手动控制系统，以增加可以使用自动导向车的位置的数目。
本发明还有一个目的是提供一种装备有轮子的货物运输车辆，该轮子可使该车辆能在铺砌的路面和支承轨道上行走。
本发明再有一个目的是提供一种货物运输车辆，它可以自动地沿着由导向轨道构成的通道运动，或由操作人员驱动。
本发明还有一个目的是提供一种具有上述特点的货物运输车辆，当存在一种动力轨道时，该车可从该动力轨道得到电流，当没有动力轨道时，该车可从车上的电池中得到电流。
本发明的这些和另外一些目的，从阅读和理解下面结合附图对优选实施例进行的详细说明中将会清楚，附图中
图1为装备了本发明系统的飞机场的一部分的平面图；图2为在本发明的系统中所使用的二种方式工作的车辆的侧视图；图3为图2所示的车辆和一对支承轨道的后视图；图4为图2所示车辆的一个轮子的侧面正视图；图5为图4所示轮子的侧视图；图6为与所讨论系统的自动部分的轨道啮合的图2所示车辆的前轮的侧视图；图7为接近该系统的自动部分的导向轨道和动力轨道的图2所示车辆的前轮的平面图。
现参见附图，图中所示只是为了说明本发明的一个优选实施例，而不是对本发明的限定。图1表示一个机场的一部分，它包括一个出入口区10和一个终点站12。该终点站还包括一个货物运输区14，一个行李索取区10和一个补给区18。该出入口区10和终点站内的各种不同的区与由二条相互隔开一定距离的轨道22组成的一个轨道系统20连接。一条动力轨道23放置在轨道22之间，用于当车轮在轨道系统20上运动时，为车辆提供动力。
轨道系统20包括在出入口区10中的一个末端部分24和在终点站12内的一个主要运输回路30。该末端部分24包括一个入口部分26和一个出口部分28。回路30还包括在行李索取区16中、靠近行李索取传送带17的一个第一侧线32，在补给区18中，靠近输入行李传送带19为一个第二侧线34和连接在回路30的两个部分之间的一个储存突出部分36。各种不同的道岔38用于将不同的轨道部分以公知的方式彼此连接起来，这些道岔由一个中心控制器控制，这将在后面说明。另外一些侧线，在其他行李索取和补给位置上，将回路30分叉开来，并且当运载工具不使用时，可用于贮存运载工具。
设置有许多运载工具40，它们可以在出入口区10的铺砌的表面上，或在轨道22上移动。如图3和图5最清楚的表示那样，每一个运载工具40装备有特殊的轮子42。这些轮子包括用于与轮胎46连接的第一部分44，和用于与轨道22啮合，并支承其上的运载工具40的第二部分48。运载工具40还包括一个货物支承区50，它的形状可以容纳单件的行李，或单元式的装载装置(ULD)。该单元式装载装置为一个大的集装箱，用于容纳和运输一组运往同一目的地的物品。图2表示的运载工具40装备有二个单元式装载装置52。运载工具40包括一个座舱54，它具有一个驾驶员座位56，一个方向盘58，一个与一个节流阀62连接的加速踏板60和一个与制动气缸66连接的制动踏板64。在座舱54中或在其下面，安装着一个电子作动器68，用于当运载工具在自动导向方式下工作时，使节流阀62和制动气缸66工作。
运载工具40还包括一个在车上的控制器70，用于接收从中心控制器72发出的信号，和将这些命令传至电子作动器68。必需使用开关73来切换作动器68，以便该在车上的控制器能控制运载工具40。当中心控制器发出指令时，在车上的控制器70可以使作动器68不工作，例如，当运载工具到达系统20的出口部分28的末端时，没有操作人员的控制，该作动器不能起动。这可以防止在操作人员决定停止控制是适宜的之前，该中心控制器对车辆进行控制。中心控制器72包括一台微处理器74和一个无线电收发机76，用于与在每一个运载工具上的车上控制器70联系。中心控制器72还可控制道岔38，将运载工具40引导至系统20的不同位置。该无线电收发机优选以无线电频率工作，但也可以使用红外线频率，或其他通讯装置。
每一个运载工具还可装备一个接触器75，用于与动力轨道23啮合，以便以公知的方式，从动力轨道获取电流。当车辆沿着导向轨道22运动时，它由动力轨道23送出的电流供电；而当离开导向轨道时，则由电池77给车辆提供电流。动力轨道发出的电流还可用来给电池77重新充电。
在入口部分26和出口部分28处的轨道22的每一个末端78都包括一个作成一定角度的倾斜部分80，用于将轮子42引导至轨道上。另外，每一个入口部分26设有一对作成一定角度的导向轨道82，用于引导车轮42与轨道22对准。如图7所示，在倾斜部分80附近，导向轨道82具有第一末端84，它们彼此之间的间隔比轨道22的间隔更靠近；并且还具有第二末端86，它们离开轨道22一段距离，并且它们彼此之间的间隔比轨道22的间隔还宽。导向轨道82只离开地面一个很小的距离，从而不干扰车轮的第二部分48；但升起的高度足够将轮胎46导入，并使车轮的第二部分48与轨道22对准，如图7所示。图6表示当车轮的第二部分48与倾斜部分80啮合，使运载工具40从在地面行走转为在轨道上行走时，如何使轮胎46从地面上抬起。
下面将说明该系统的操作。操作者登上等待在轨道末端24的出口部分28处的一个运载工具40，并将该运载工具开至靠近飞机92的货运门90的旁边。在这个过程中，方向盘58、加速踏板60和制动踏板64全部都用上。然后，将货物从飞机92上卸下，装在运载工具40上，当装货完成时，驾驶员操纵运载工具40离开飞机，向着轨道系统20的末端部分24行驶。驾驶员必须使运载工具的轮子42与轨道22对准，并将运载工具引导至轨道上。由于有通向入口26的导向轨道82存在，使对准工作容易进行。运载工具40的轮子42彼此间隔的距离大约与轨道22之间的间隔距离相同，而导向轨道82具有末端86，其彼此间隔的距离比轨道22的间隔距离大。当操作者接近轨道22时，导向轨道82平稳地使轮胎46进入适当的对准位置，使轮子42的第二部分48适当地与倾斜部分76接触，如图7所示。轮子的第二部分48与轨道22摩擦啮合，开始使运载工具40沿着轨道运动。运载工具40沿着入口轨道26开动一小段距离，然后停止。这时，驾驶员将开关73切换至自动导向位置，并从车上出来。在经过一个短暂的延时，使驾驶员离开该运载工具后，中心控制器72给车上控制器70发出指令，使运载工具40沿着轨道22运动至终点站12。
因为运载工具40装满了行李，控制器72将通过第一侧线32将运载工具引导至行李索取区，例如区域16。中心控制器72将信号送至车上控制器70，控制器70使节流阀62打开，并使运载工具40沿着入口部分26运动至主要回路30上。当运载工具接近在侧线入口32处的道岔38时，控制器72发出一个信号给道岔，将它转换至可让运载工具进入侧线的位置。一旦运载工具通过后，假如在第一个运载工具40后面没有其他也需要进入这个侧线的运载工具，则将道岔切换回其原来位置，使运载工具沿着主要回路30移动。该运载工具停在行李索取区的卸下位置前面，因此可以用手工或自动地从运载工具上将行李卸在行李索取传送带17上。这时，由控制器将开关73切换回手动控制位置，使得运载工具在卸货时不会运动。
当卸货完成时，将开关73切换回至自动位置，并且，中心控制器将运载工具引导至三个位置中的一个位置。后面将说明向这些位置中的每一个位置的运动。应当理解，中心控制器可以将运载工具引导至这些位置中的任何一个位置，或者在条件允许时，引导至另一个行李索取区。假设当卸货结束时，不再需要运载工具，则可将运载工具引导至储存位置，例如储存突出部分36，在储存位置处，运载工具将保持在自动控制方式，并等待从中心控制器发出的进一步指令。接着，运载工具可能接收到一个指令，前进到补给区，例如补给区18。中心控制器将围绕回路30，将运载工具引导至补给区，然后当运载工具装满要送往离港航班的行李时，将运载工具转换至手动方式。在运载工具40装满后，将它切换至自动方式，并由中心控制器72围绕回路30引向轨道22的多个末端中的一个末端，并引导至出口部分28上。这时，运载工具停止，并切换至手动方式，等待操作人员进行控制，并将该运载工具开至飞机的货运门处。出口部分28长度足够使在等待操作人员时，几台运载工具排队等候。在卸货以后，空的运载工具或者被开至另一架飞机处装行李，或者由系统使它返回轨道20储存起来，直到再次需要时为止。另一种方案是，操作者可以将车辆停在出入口区，以备将来使用。
图1所示的系统只包括一个行李索取区、一个补给区和在机场出入口区的两个轨道末端部分。一般地，飞机场都比这个图示更复杂，并可以容易地将该系统改造成包括许多侧线，储存突起部分和轨道末端，以适应这个更严重的复杂情况。有时，可能希望将系统作为两个或更多个独立的子系统来操作，例如，当系统位于机场遥远的区域，或系统具有其他的运货设施时。应当看到，尽管优选实施例是利用机场和飞机进行说明的，但该系统可以同样好地应用在卡车、火车、轮船或其他货运车辆的装卸作业中。本领域的技术人员在结合附图阅读和了解说明书之后，作出这些和另外一些改变是显而易见的。这意味着，本发明的所有这些改变都包括在所附权利要求所述的范围内。
权利要求
1．一种用一个运载工具将货物从储存舱运输至货物送出区的货物搬运系统，它包括至少一辆用于装载货物的车辆；用于控制所述至少一辆车辆的控制装置；一个限定的通道，它具有一个与所述运载工具隔开一定距离的末端部分，所述通道伸入所述送出区；一个电子控制器，用于驱动所述控制装置去控制所述至少一辆车沿着所述限定的通道运动；一个手动作动器，用于手动驱动所述控制装置去控制所述至少一辆车离开所述限定的通道，并沿着所述末端部分运动；和一个开关，用于将所述至少一辆车的控制装置，在所述电子作动器和所述手动作动器之间切换。
2．如权利要求1所述的货物搬运系统，其特征为，所述至少一辆车由许多轮子装置支承，并且所述轮子装置包括第一支承部分，用于支承所述至少一辆车离开所述通道；还包括第二支承部分，用于在所述通道上支承所述至少一辆车。
3．如权利要求2所述的货物搬运系统，其特征为，每一个所述轮子装置包括一个轮子和一个支承在所述轮子的一部分上的轮胎。
4．如权利要求3所述的货物搬运系统，其特征为，所述轮胎与地面接触，用以支承所述车辆离开所述通道，并且当所述车辆在所述通道上时，所述轮子使所述轮胎保持离开地面。
5．如权利要求3所述的货物搬运系统，其特征为，所述通道包括一对彼此隔开一定距离的支承在地面上的轨道，并且所述轮子与所述轨道啮合，以支承所述至少一辆车沿着所述通道运动。
6．如权利要求5所述的货物搬运系统，其特征为，所述轨道包括一个与地面隔开一定距离的支承表面，并且所述末端包括向着地面成一定角度的所述支承表面的一部分。
7．如权利要求1所述的货物搬运系统，其特征为，所述至少一辆车包括许多辆车，并且所述通道包括靠近所述末端的一个排队区域，用于存放多辆所述的许多辆车。
8．如权利要求1所述的货物搬运系统，其特征为，所述通道包括一个存放区域，用于存放多辆所述的许多辆车。
9．如权利要求1所述的货物搬运系统，其特征为，所述末端部分包括一个入口部分和一个出口部分。
10．一种将物体从一个位置可变的储存装置运输至一个固定位置的方法，它包括下列步骤提供至少一辆车，它具有手动控制装置和能响应从一个控制器发出的指令的一个自动导向系统；提供一条通道，它具有一个末端和接近所述固定位置的卸货位置；手动将所述至少一辆车停放在靠近所述位置可变的储存装置的地方；给所述至少一辆车装货；手动将所述至少一辆车引导至所述末端；将所述至少一辆车的控制转换至所述控制器；自动地将所述至少一辆车引导至所述卸货位置；和从所述至少一辆车上卸货。
11．如权利要求10所述的方法，其特征为，它还包括另外一些步骤自动地将所述至少一辆车，从所述卸货位置引导至所述末端；将所述至少一辆车的控制从所述控制器切换开来；和手动将所述至少一辆车引导离开所述末端。
12．如权利要求10所述的方法，其特征为，所述末端包括一个入口部分和一个出口部分，并且所述至少一辆车包括许多辆车。
13．如权利要求12所述的方法，其特征为，它还包括另外一些步骤决定在所述末端是否需要所述至少一辆车；和自动地将所述至少一辆车引导至所述末端。
14．一种用于将行李从靠近飞机的位置运输至在终点站内的行李送出区的行李搬运系统，它包括一个限定的通道，它包括一对彼此隔开一定距离的，支承在地面上和由所述终点站内的地板支承的导向轨道，所述通道具有与所述飞机隔开一定距离的一个末端部分，并伸入所述行李送出区；一条动力轨道，它由所述彼此隔开一定距离的导向轨道之间的所述地板支承；至少一辆装有发动机的车辆，用于装载行李，所述车辆由许多轮子装置支承，该轮子装置包括用于在所述导向轨道上支承所述至少一辆车的轮子部分和在地面上支承所述车辆的轮胎部分，所述车辆还包括一个给所述车辆提供电力的电池，还包括一个从所述动力轨道得到电流的接触器；用于控制所述至少一辆车的控制装置；一个电子作动器，用于驱动所述控制装置，以控制所述至少一辆车沿着所述限定的通道运动；一个手动作动器，用于手动驱动所述控制装置去控制所述至少一辆车离开所述限定通道，并沿着所述末端部分运动；和一个开关，用于将所述至少一辆车的控制装置在所述电子作动器和所述手动作动器之间切换。
15．一种用一台运载工具将货物从储存舱运输至一个货物送出区的货物搬运系统，它包括至少一辆用于装载货物的卡车；一条限定的通道，它具有一个与所述运载工具隔开一定距离的末端部分，所述通道伸入所述送出区中；一个电子控制的作动器，用于使所述至少一辆卡车沿着所述限定通道自动运动和导向；一个手动控制的作动器，用于使所述至少一辆卡车运动和导向，离开所述限定通道，并沿着所述末端部分运动；和一个开关，用于使所述至少一辆卡车的控制装置在所述电子作动器和所述手动作动器之间切换。
全文摘要
本发明公布了一种用于搬运货物的方法和装置,它包括许多能够由操作人员手动操纵,或由一个中心控制器远距离操纵的货物运载工具。在手动方式下,可以操纵该运载工具在靠近飞机,或其他在到达前其停止位置不能精确地知道的运动物体附近的通道上来回移动。一旦运载工具装满,并手动地引导它离开运动物体后,运载工具即在轨道上被驱动运动。从这时起,接入一个自动控制器,引导该运载工具到达其目的地。
文档编号B64F1/00GK1228384SQ9810185
公开日1999年9月15日 申请日期1998年5月12日 优先权日1997年5月16日
发明者唐纳德·L·勒克罗伊 申请人:杰维斯·B·韦布国际公司