改进的集装箱吊具及其用途的制作方法

本发明涉及船运集装箱的运输工具及其它联合运输装置，特别是通过起重机和集装箱吊具操纵所述集装箱及装置。具体而言，本发明涉及用于运输颗粒物质的特制的散装货集装箱和装置，穿过所述集装箱的顶部表面设置颗粒物质的入口。

背景技术：

对于例如谷物、矿石、特别是铁矿石等的颗粒物质的运输，使用具有顶部表面(其作为填充集装箱的工具)的特定类型的集装箱。对于运输工具，该顶部表面由盖子密封从而容纳其中的材料并为其中的材料提供保护。

装载和从所述集装箱卸载材料的预备步骤是将集装箱与集装箱吊具接合以将其提升至所需的位置，将其放下并与集装箱吊具分开，然后手动地将盖子移除用于随后的装载和卸载。

对于联合运输装置的运输的经济效率重要的是限制所述集装箱的操作中步骤的数量，因此用于盖子的放置和移除的单独步骤会增加运输的成本。

技术实现要素：

在第一个方面中，本发明提供一种集装箱吊具组件，所述集装箱吊具组件包括：集装箱吊具，所述集装箱吊具具有用于与集装箱接合及分离的集装箱接合装置；以及盖接合装置，所述盖接合装置安装于所述集装箱吊具，且包括至少一个致动器用于邻近集装箱的盖放置盖接合框架，其中，所述盖接合框架包括附着装置，所述附着装置布置成在施用外力的时候附着至所述盖以使允许致动器相对于所述集装箱移动所述盖。

根据本发明设置的安装于集装箱吊具或从集装箱吊具悬置的盖接合装置有利地使得移除和放置盖作为集装箱的操作的部分。由于集装箱吊具的操作者可以控制盖接合装置作为集装箱吊具的正常操作的部分，因此在装载之前或使材料从集装箱卸载之后不需要单独的步骤。为此目的，本发明的实施方案在运输的过程中使颗粒物质的装载、卸载的步骤简化并加快。由此可见，运输的成本可以因此降低。

在一个实施方案中，附着装置可以为电附着装置。电附着装置可以包括：一个或更多个电永磁装置，所述一个或更多个电永磁装置构造成施用磁力用于与集装箱的盖磁性接合；用于每个磁装置的供电电源；以及用户输入装置，所述用户输入装置布置成响应用户输入而使电流施加至每个磁装置，以使所述磁装置退磁。

可以理解的是电附着装置的每一者产生并保持磁性效果用于与集装箱盖接合而无需连续的电能供应。就此而言，电永磁装置提供自动防故障机构用于即使在没有供电电源的时候与集装箱盖安全的接合。由此可见能量方面的任何减少或节约提高了联合运输装置的运输的经济效率，因此提供显著的商业优势。

在进一步地实施方案中，附着装置可以包括真空密封件。为相对于集装箱移除和放置集装箱盖，可以提供一个或更多个真空密封件作为盖与盖接合装置之间的接合面。在一个实施方案中，每个真空密封件可以布置成选择性地允许与真空源流体连通以施用流体压力用于与集装箱的盖接合；用户输入装置布置成响应用户输入而允许真空源与每个真空密封件之间流体连通。

本发明的实施方案中，盖接合框架可以包括一个或更多个悬架用于从盖接合装置悬置每个附着装置以及电永磁装置和真空密封件二者之一。特别地，悬架容许接触，由此提供盖接合装置与集装箱盖之间的安全的接合。

在第二个方面中，本发明提供一种盖接合装置，其包括至少一个致动器用于邻近集装箱的盖放置盖接合框架，其中，所述盖接合框架包括附着装置，所述附着装置布置成在施用外力的时候附着至所述盖以允许致动器相对于集装箱移动所述盖。

在本发明的实施方案中，盖接合装置可以永久地固定于集装箱吊具，从而使集装箱吊具和盖接合装置在制造集装箱吊具的时候作为原始设备制造结构。可选择地，盖接合装置可以选择性地可安装于任何适合提升集装箱的集装箱吊具从而适配于现有的集装箱吊具用于提高标准集装箱吊具的性能。

在一个实施方案中，集装箱吊具可以包括第一框架和第二框架，并且盖接合装置安装于所述第一框架或从所述第一框架悬置，集装箱能够通过第二框架接合，所述第一框架和第二框架旋转地接合。在该实施方案中，集装箱吊具可以为倾卸集装箱吊具，通过第一框架保持静止同时第二框架使集装箱旋转，从而从集装箱翻倒具体的物料。就此而言，由于还可以在集装箱吊具操作者的控制和操作下卸载材料，因此还可以去除进一步的处理步骤。

在第三方面中，本发明提供一种集装箱盖，其能够选择性地安装于具有顶部开口的集装箱以密封所述集装箱，所述集装箱盖包括用于与根据本发明的任一方面的盖接合装置接合的顶部表面，所述顶部表面包括一个或更多个平面的区域用于与所述盖接合装置接合。

附图说明

参照附图便于进一步描述本发明，这些附图示出了本发明的可能布置。本发明的其它布置也是可能的，因此，附图的特殊性不应理解为代替本发明前面描述的一般性。

图1a至图1d为根据本发明各个实施方案的集装箱及其相应的集装箱盖的立体图；

图2a和图2b为根据本发明一个实施方案的集装箱吊具组件及盖接合装置的连续立体图；

图3a至图3c为图2a和图2b的集装箱吊具组件及盖接合装置的连续侧视图；

图4为图2a、图2b、图3a至图3c的盖接合装置的细节图；

图5a和图5b为根据本发明实施方案的集装箱吊具组件及盖接合装置的连续立体图；

图6为根据本发明一个实施方案的集装箱吊具组件及盖接合装置的立体图；

图7a至图7c为根据本发明实施方案的集装箱吊具及盖接合装置的连续侧视图；

图8a至图8c为根据本发明进一步的实施方案的集装箱吊具及盖接合装置的连续侧视图。

具体实施方式

如同在本文中所使用的，术语“附着(动词)”应解释为没有机械接合的情况下物体之间的连接。该连接可以通过包括但不限于由磁场施加的力及由流体压力施加的力的手段来实现。术语“附着的”和“附着(名词)”应该被相应地解释。

如同在本文中所使用的，术语“盖”和“集装箱盖”能够可交换地使用。

图1a至图1d显示根据本发明各个实施方案的集装箱。图1a显示集装箱20包括从其顶部开口26移除的集装箱盖27。图1b显示图1a的集装箱盖27与集装箱20的顶部开口配合或适配至集装箱20的顶部开口。可以理解的是集装箱20的盖27可以用具有磁性的钢板建造，因此可以受到由磁场施加的磁力。

在本发明的实施方案中，集装箱盖可以进一步包括在其顶部表面上的一个或更多个叉槽或叉车凹槽。叉车凹槽使得来自叉车的叉状物插入，从而固定集装箱盖或者固定集装箱和盖两者，叉车用于随后的提升和/或运输。叉车凹槽可以由钢材建造，因此可以受到由磁场施加的磁力。在图1a和图1b的实施方案中，集装箱盖27可以包括两个叉车凹槽28和29。特别地，叉车凹槽28、29可以包括平坦或平面的区域6、7用于与本发明的盖接合装置接合。可以理解的是当优选用平坦或平面的区域与本发明的盖接合装置接合时，盖接合装置可以通过与集装箱盖罩的任何其它部分接触而以相似的方式接合集装箱盖。在一个实施方案中，本发明的盖接合装置可以与集装箱盖罩的不平坦轮廓接合，随后相对于集装箱移动或放置盖。

可以理解的是叉车凹槽可以永久地固定于集装箱盖以使集装箱盖和叉车凹槽在制造集装箱盖的时候作为原始设备制造(oem)结构。可选择地，叉车凹槽可以选择性地安装或焊接于集装箱盖的顶部区域，从而适配于现有的集装箱盖，由此改进它们与集装箱吊具和/或盖接合装置的各种设计的兼容性。

图1c显示根据本发明进一步的实施方案的集装箱盖32。集装箱盖32包括两组叉车凹槽33和34。具体而言，每组33、34可以包括一连串的钢支架，所述钢支架安装于集装箱盖32的顶部区域，并且对齐以用于接收来自叉车的叉状物。每个钢支架可以包括充分平坦或平面的区域39以用于与本发明的盖接合装置接合。

在本发明的实施方案中，集装箱盖可以进一步包括一个或更多个平坦或平面的区域或表面。这些平坦的区域可以由钢材建造，因此可以受到由磁场施加的磁力。根据图1c的实施方案的集装箱盖包括两个平坦的区域36、37。图1d显示根据本发明另一个实施方案的集装箱盖38。集装箱38设置有两组支架41、42。特别地，支架的每组可以包括两个或更多个钢支架，所述两个或更多个钢支架安装于集装箱盖38的顶部区域，并且对齐以用于接收来自叉车的叉状物。每个钢支架可以包括平坦的区域43、44。可以理解的是钢支架的数量可以根据特定的负载需求和/或目标应用而变化。

图2a、图2b及图3a至图3c显示根据本发明的一个实施方案的集装箱吊具组件5和盖接合装置10。集装箱吊具组件5包括集装箱吊具23及其悬置的盖接合装置10，所述盖接合装置10用于接合如图1a和图1b中所示出的集装箱20。

在一个实施方案中，附着装置可以为电附着装置。电附着装置可以包括一个或更多个电永磁装置、供电电源以及用户输入装置，该电永磁装置构造成施加磁力用于与集装箱的盖磁性接合；该供电电源用于每个磁装置；该用户输入装置布置成响应用户输入将电流施加至每个磁装置，用于使所述磁装置退磁。

在该实施方案中，每个电永磁装置可以包括电磁体及一个或更多个永磁体。电永磁装置可以构造成提供自动防故障机构用于提供与集装箱盖的安全的接合。在一个实施方案中，每个永磁体可以包括硬磁性材料和软磁性材料，其中软材料具有比硬材料低得多的内矫顽磁力(铁磁体材料抵抗外部磁场而不被退磁的能力的程度)。具体而言，永磁体的硬材料和永磁体的软材料构造成产生磁场，从而施加磁力用于与集装箱盖接合而无需连续供应电能。

该实施方案中的电磁体可以包括围绕软磁性材料的线圈，并可以连接至供电电源以及用户输入装置用于接收用户输入。此外，电磁体和永磁体可以布置成响应用户的输入而注入电流的脉冲。具体而言，电流的脉冲产生具有比永磁体的软磁性材料的内矫顽磁力更高的内矫顽磁力的磁场。因此，电流的脉冲产生改变软材料的磁性而不改变硬材料的磁性的磁场。由于相反的磁性，软磁性材料磁场和硬磁性材料的磁场在电永磁装置之内受到限制。换言之，在电流的脉冲应用之前初始存在的外部磁场变得几乎不存在。为此目的，因为只有在盖接合装置与集装箱盖分开期间才需要供电电源，所以该实施方案的盖接合装置有利地减少操作支出。

图4显示根据本发明实施方案的盖接合装置10的细节图。这里，盖接合装置10包括盖接合框架65和电附着装置，电附着装置包括四个电永磁装置55。电永磁装置55可以包括与前述的那些相似的部件和设置，因此为了简洁不再重复。盖接合装置10可以包括两个竖直致动器60以相对于图2a和图2b中示出的集装箱20提升或降低电磁装置55。可以理解的是用于提升和/或放置集装箱盖的电磁装置、悬架以及致动器的数量可以根据目标应用的需求而发生变化。

在一个实施方案中，附着装置可以包括用户输入装置以及一个或更多个真空密封件，每个真空密封件布置成使得选择性地与真空源流体连通从而施加流体压力用于与集装箱的盖接合；该用户输入装置布置成响应用户输入允许真空源与每个真空密封件之间的流体连通。

可以理解的是当一个或更多个真空密封件作为盖与盖接合装置之间的接合面设置的时候，本发明的盖提升装置相对于集装箱移除和放置集装箱盖。图8a至图8c显示根据本发明进一步的实施方案的集装箱吊具160，该集装箱吊具160包括安装至其上的盖接合装置165。盖接合装置165可以包含盖接合框架170、一个或更多个竖直致动器175、180、一个或更多个悬架、供电电源、用户输入装置以及与前述图4的构造相似的构造，因此为了简洁不再重复。重要地，盖接合装置165设置有一个或更多个真空密封件185用于与集装箱的集装箱盖190接合。

在该实施方案中，每个真空密封件可以通过一连串的气动导管而连接至一个或更多个真空泵。真空密封件和真空泵可以依次连接至用户输入装置和供电电源，并构造成响应用户的输入使得而允许每个真空密封件与真空泵之间的流体连通。在一个构造中，一个或更多个真空密封件在接合之前首先接近集装箱盖放置。在这之后响应用户的输入而致动真空泵，从而去除集装箱盖与一个或更多个真空密封件之间的空气。这反过来产生由真空密封件与集装箱盖之间的空间所限定的一个或更多个局部真空或低压区域。为此目的，每个真空密封件之内的低压区域与大气之间的压力差使一个或更多个真空密封件保持附着至集装箱盖。具体而言，大气施加大气(流体)压力使集装箱盖连接或附着至真空密封件。

在另一个构造中，真空泵可以响应用户的输入而停止工作，并配置为使空气返回真空密封件。这减小了每个真空密封件与大气之间的压力差，并导致盖与盖接合装置的一个或更多个真空密封件之间的分离。

每个真空密封件可以为适合形成盖接合装置与集装箱盖之间的密封的任何形状的杯状或衬垫状。例如，适合的形状包括但不限于如下形状：圆形、椭圆形以及矩形。此外，真空密封件可以由任何适合的材料制成。适合的材料可以包括但不限于硅胶和腈类。

在一个实施方案中，每个电磁装置的提升能力或承载能力可以比集装箱盖的重量更大，或者优选地是集装箱盖的重量的至少两倍。在另一个实施方案中，每个真空密封件的提升能力或承载能力可以比集装箱盖的重量更大，或者优选地是集装箱盖的重量的至少两倍。可以理解的是由标准材料(例如钢材)制成的典型的20英尺和40英尺集装箱盖的重量可以分别在300kg-500kg和600kg-1000kg的范围之内。

在本发明的实施方案中，每个电磁装置用于放置和移除典型的集装箱盖所需的功率可以在3kw至4kw的范围之内。

在本发明的实施方案中，用户输入装置可以位于控制室中，远离集装箱吊具组件，从而其对于操作者是易接近的。用户输入装置可以操作为相对于集装箱盖选择性地放置盖接合框架(连同电永磁装置或真空密封件一起)。

在一个实施方案中，用户输入装置可以允许用户注入电流的脉冲用于集装箱盖与盖接合装置之间的分离。在可选择的实施方案中，用户输入装置可以响应用户的输入使得每个真空密封件与相应的真空源之间选择性的流体连通，用于允许盖接合装置与集装箱的盖之间的接合或分离。

在本发明的实施方案中，电永磁装置或真空密封件所需的电能可以由集中电源提供，其也供应其他集装箱吊具功能(例如集装箱接合和旋转)所需的电能。在可选择的实施方案中，可以提供和布置单独的电源从而将电能供应至一个或更多个电永磁装置或真空密封件。

在本发明的实施方案中，盖接合框架可以包括一个或更多个悬架用于使每个电永磁装置或真空密封件从盖接合装置悬置。对于图4的盖接合框架，悬架70可以包括一个或更多个如下部件：弹簧、链条、减震器或阻尼器以及连杆机构。悬架70有助于电永磁装置55或真空密封件与所述集装箱的盖27之间的接触和接合。

在实施方案中，盖接合装置10可以包括与处理器通讯的至少一个平台传感器(未示出)，该处理器布置成识别通过传感器检测的预定目标。处理器可以布置成在识别预定目标的时候发送信号至操作者，在一个示例中其可以对应于集装箱的盖上的叉车凹槽、平坦的区域或平面的表面。在一个实施方案中，平台传感器可以毗邻每个电永磁装置或真空密封件设置。

在本发明的实施方案中，盖接合装置可以包括两个电永磁装置或真空密封件。为了方便，下面的实施方案将涉及设置有电永磁装置的发明。应该认识到当本发明设置有其它附着装置(例如前述的真空密封件)的时候，下面的实施方案将以相似的方式运行。因此，提及电永磁装置不应理解为限制本发明的应用。

图5a显示根据本发明实施方案的集装箱吊具组件75，该集装箱吊具组件75包括具有两个电永磁装置90的盖接合装置80。可以理解的是盖接合装置80还可以包含盖接合框架、一个或更多个致动器、一个或更多个悬架、供电电源、用户输入装置以及与前述图2a、图2b、图3a至图3c及图4的构造相似的构造，因此为了简洁不再重复。这里，盖接合装置80接近集装箱盖89放置。图5b显示图5a盖接合装置80布置成在施加磁力的时候附着至所述盖，从而从集装箱开口88移走盖89。

在本发明的实施方案中，盖接合装置可以位于集装箱吊具的中心，从而处于一个或更多个平坦的区域和/或一个或更多个叉车凹槽的布置之内。图3a至图3c的盖接合装置10可以位于集装箱吊具23的中心从而处于叉车凹槽35的布置之内。可以理解的是盖接合装置10可以设置有水平致动器(未示出)以允许盖接合装置10相对于集装箱盖27进行水平调整。

如图3a和3b中所示，致动器50降低盖接合装置10使得其接近集装箱盖27的叉车凹槽35。由此叉车凹槽35被带入电永磁装置55的磁场之内，因此受到朝向电永磁装置55的牵引力。换言之，电永磁装置55施加磁力用于与集装箱盖27的叉车凹槽35接合。

因此集装箱盖27通过由起重机提升集装箱吊具23而被提升。因此，包括盖接合装置10的集装箱吊具组件5能够与集装箱20接合或分离，同时能够与盖27接合和分离用于从集装箱20移除。

在另一个实施方案中，操作者可以通过使电永磁装置与设置在集装箱盖上的任何其它平坦的区域接触而接合集装箱盖。图6显示附着至集装箱盖105的叉车垫100的盖接合装置。该实施方案的盖接合装置95可以包含引导接合框架、一个或更多个竖直和/或水平致动器、一个或更多个悬架、供电电源、一个或更多个电永磁装置或真空密封件、用户输入装置以及与前述图2a、图2b、图3a至图3c及图4的构造相似的构造，因此为了简洁不再重复。

图7a显示根据本发明实施方案的集装箱吊具115，该集装箱吊具115包括安装于其上的盖接合装置120。盖接合装置120可以包含引导接合框架、至少一个竖直和/或水平致动器、一个或更多个悬架、一个或更多个电永磁装置或真空密封件、供电电源、用户输入装置以及与前述图2a、图2b、图3a至图3c及图4的构造相似的构造，因此为了简洁不再重复。在该实施方案中，操作者可以通过接近叉车凹槽135、140的平坦的区域放置附着装置130而接合集装箱盖125。

可选择地，操作者可以通过接近集装箱盖125的顶部表面上的钢支架145、150的平坦的区域放置附着装置130而接合集装箱盖125。图7c显示图7a和图7b的集装箱吊具115与集装箱155接合同时能够与集装箱盖125接合或分离用于从集装箱155移除。

在本发明的实施方案中，盖接合装置可以永久地固定于集装箱吊具从而使集装箱吊具和盖接合装置在制造集装箱吊具的时候作为原始设备制造(oem)结构。可选择地，盖接合装置可以选择性地适配或安装于任何适合提升集装箱的集装箱吊具，从而配合已有的集装箱吊具，由此提高标准集装箱吊具的性能。例如，适合于将集装箱提升的集装箱吊具可以包括但不限于如下部件：单动式集装箱吊具、双动式集装箱吊具、伸缩式集装箱吊具以及旋转或倾卸集装箱吊具。

图2a显示根据本发明实施方案的集装箱吊具组件5。集装箱吊具组件5可以包括第一框架30和第二框架40。第一框架30和第二框架40通过旋转致动器45而旋转地接合。在该实施方案中，第一框架30相对于第二框架40保持固定在适当的位置，同时第二框架40能够在旋转致动器45工作的时候相对于第一框架30旋转。

如图2a和图3b中所看到的，集装箱吊具组件5接合集装箱20。在该实施方案中，通过第二框架40而进行接合，该第二框架40具有接合部分47用于通过正常的扭锁装置而接合集装箱20。具有致动器50的盖接合装置10降低其悬浮的磁体55从而与位于集装箱20的盖27中的铸件35接合。然后图2b和图3c显示缩回的致动器50以便从集装箱20完全地提升盖27，从而使集装箱之内的容纳区域曝露。

旋转致动器45致动以使集装箱20旋转从而从空处或容纳区域中清空内容物，由此使集装箱20卸载同时仍然与集装箱吊具组件5接合。可以理解的是集装箱20的旋转的角度可以根据目标应用的需求而发生变化，例如所持有的和运输的颗粒物质的类型。

可以理解的是集装箱吊具可以反过来适合于任何用于提升集装箱吊具(连同一个或更多个集装箱)的合适的机械装置。例如，合适的机械装置可以包括但不限于如下装置：起重机、叉车、跨载机以及正面吊运机。