МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРОДСКОЙ КОМПЛЕКС И АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ПОДЗЕМНАЯ СИСТЕМА АДРЕСНОЙ ДОСТАВКИ ГРУЗОВ
MULTIFUNCTIONAL MUNICIPAL COMPLEX AND AUTOMATED UNDERGROUND CARGO TRANSFER SYSTEM

Группа изобретений относится к многофункциональным городским комплексам с использованием подземного городского пространства для формирования качественно удобной транспортной инфраструктуры с возможностью автоматической доставки товаров и других грузов к квартирам и обратно.
Известен многофункциональный городской комплекс, включающий здания с примыкающими улицами и использованием пространства под домом для транспортной связи между улицами и размещения городских парковок (см. свидетельство на полезную модель BG №1116, кл. Е04Н 1/00, оп. в 2008 году). Известный комплекс предназначен для использования подземного пространства города в качестве автомобильных коммуникаций, гаражных комплексов и соединения разноуровневых улиц между собой.
Известен городской комплекс аналогичного назначения и похожей конструкции (см. опубликованную заявку KR №20070007886, кл. Е04В 1/18, оп. в 2007 году).
Известен искусственный остров с административными зданиями и аэропортом, имеющий разноуровневые подземные коммуникации и тоннели для транспортной связи с материком (см. патент US №3680320, кл. Е02В 3/00, оп. в 1972 году). Такой сложный дорогостоящий проект оправдан в условиях недостатка земли для строительства, но совершенно неоправдан на российской территории при возведении компактных универсальных городских комплексов.
Известен другой городской развлекательный комплекс, расположенный на искусственном острове, включающий жилые, административные и развлекательные сооружения с использованием надземного и подземного пространства для размещения коммуникационной инфраструктуры города (см. опубликованную международную заявку WO 2007/027170, кл. Е02В 3/00, оп. в 2007 году). Этот комплекс представляет собой оригинальное многофункциональное техническое решение, но имеет те же недостатки, что и предыдущий комплекс.
Известен гостинично-развлекательный комплекс на воде, имеющий лучевую структуру с дифференцированным размещением сооружений в соответствии с их назначением (см. патент РФ №2237595, кл. В63В 35/44, оп. в 2004 году). Такой комплекс плавучего типа имеет более простую универсальную структуру, но реализация такого технического решения в условиях суши представляет собой сложную конструкторскую задачу.
Известен транспортный комплекс города, включающий дороги и магистрали для автомобильного и других видов транспорта, в том числе завязанные в радиально-кольцевую систему, и инженерные сооружения, содержащий, по меньшей мере, одну дорогу для автомобильного транспорта или совмещенную для различных видов транспорта, выполненную с замкнутым контуром, внецентренно секущим территорию города, размещенную с касательным примыканием к одной из кольцевых дорог радиально-кольцевой системы и/или пересекающей одну из кольцевых дорог радиально-кольцевой системы (см. патент РФ №2393287, кл. Е01С 1/00, оп. в 2009 году). Такой транспортный комплекс предусматривает образование нескольких дополнительных замкнутых транспортных зон в городе, предназначенных для разгрузки основных магистралей. Однако такое техническое решение не предназначено для формирования независимой системы адресной доставки грузов.
Известен транспортный комплекс, включающий однорельсовую транспортную систему с ходовой балкой на опорах, перемещающимся по балке подвижным составом, стрелочными переводами и эстакадой, при этом стрелочные переводы монорельсовой транспортной системы установлены в концах трассы за конечными станциями (см. патент на изобретение РФ №2181328, кл. В61В 13/04, оп. в 2002 г.). В этом транспортном комплексе ходовая балка выполнена в виде полого короба прямоугольного сечения. Этот комплекс с тихоходным подвижным составом предназначен для условий эксплуатации в городе, поэтому направлен на решение проблем безопасности движения и стыковки с объектами инфраструктуры города.
Известна монорельсовая транспортная система, включающая ходовую балку, расположенную на опорах и выполненную Т-образного поперечного сечения, а также вагоны, содержащие опорные колеса для опоры на рельс, боковые колеса для ограничения поперечного смещения, и оппозитно размещенные опорным дополнительные колеса для ограничения вертикального смещения, при этом нижняя поверхность вагонов выполнена профилированной (см. патент на изобретение РФ №2327585, кл. В61В 13/04, оп. в 2008 году). В этом устройстве приводы движения выполнены в виде электродвигателей с редукторами, а в вагонах установлены маховики с преобразователями движения. Вагоны перемещаются с использованием энергии маховиков, установленных в вагонах, а маховики раскручивают, приводя в сцепление с приводами на станциях во время остановок. Такой достаточно технически сложный способ приведения поезда в движение может быть использован как запасной, дополнительный вариант привода, а в единственном виде он может допускать перебои в движении поездов. Кроме того, тяжелая металлоемкая конструкция Т-образного монорельса значительно снижает его эффективность.
Известно транспортное средство для движения в трубопроводе, содержащее шасси с продольной осью, первый колесный узел, установленный на первом конце шасси, второй колесный узел, установленный на втором конце шасси, при этом каждый колесный узел включает несколько колес, каждое из которых имеет ось вращения, расположенную под углом к продольной оси шасси, и средства вращения первого и второго колесных узлов в независимых друг от друга направлениях, а каждое колесо имеет форму осесимметричного тела с большим и малым концами и установлено с одной стороны своим большим концом на колесном плече (см. патент на изобретение РФ №2474750, кл. F16L 55/26, оп. в 2012 году). Это транспортное средство предназначено для транспортировки тяжелых протяженных грузов (например, кабелей) в трубопроводе в сложных условиях, например в коллекторах. Его нецелесообразно использовать для адресной доставки грузов в условиях города.
Известна тележка монорельсового транспорта, включающая раму и смонтированные на своих осях приводные пары колес, установленные с возможностью взаимодействия с вертикальными стенками монорельса, и несущие пары колес, установленные с возможностью взаимодействия с дорожным полотном, причем оси соседних приводных и несущих колес связаны двуплечими Г-образными рычагами, шарнирно установленными на кронштейнах рамы (см. полезную модель РФ №99407, кл. В61В 13/04, оп. в 2010 г.). Это техническое решение имеет отношение к монорельсовому транспорту со сложным сечением монорельса, представляющим собой перевернутый тавр, полки которого в верхней зоне скошены под углом к центральной стойке. Такая конструкция монорельса позволяет использовать в тележке помимо основных несущих колес, взаимодействующих с вертикальной стойкой монорельса, еще и упорные ролики, взаимодействующие с наклонными полками тавра. Однако основным недостатком такой тележки является ее недостаточная устойчивость на высоких скоростях.
Известна рама тележки железнодорожного вагона, выполненная в виде сварной коробчатой конструкции из листового проката и состоящая из двух продольных и жестко соединенных с ними двух поперечных балок, причем продольные балки в центральной части имеют выгибы в вертикальном направлении с вваренными в них консольно-вынесенными в поперечном направлении поддонами для установки пружин центрального подвешивания, а по концам снабжены опорами для установки пружин буксового подвешивания в виде опор-втулок, имеющих сварное соединение с рамой, при этом концы продольных рам выполнены с цилиндрическими выемками для установки опор-втулок, каждая из опор-втулок для установки пружин буксового подвешивания выполнена удлиненной, так что ее высота превышает соответствующий размер рамы - расстояние между верхним и нижним листами коробчатого профиля рамы, имеет буртик снаружи и опорную поверхность внутри, снабжена донышком, установленным на опорной поверхности внутри втулки и жестко соединенным, например сваренным, с опорой-втулкой, сварное соединение каждой опоры-втулки с рамой выполнено на готовой раме с установленными кронштейнами снаружи по периметру поверхности примыкания втулки к цилиндрической выемке коробчатой конструкции продольной балки рамы (см. патент на полезную модель РФ №41689, кл. В61G 9/12, оп. в 2004 году). Это техническое решение направлено на повышение прочности и упрощение конструкции сборной рамы ходовой тележки, однако не предусматривает расширение ее функций.
Известно техническое решение по перевозке пассажиров или грузов в отдельных транспортных средствах, перемещаемых между станциями через отдельные коммуникационные коридоры, управляемых централизованно и автономно (см. опубликованную заявку US 2009299563, кл. В60F 1/00, оп. в 2009 году). Эти средства передвижения предусматривают автоматизированную перевозку пассажиров монорельсовым транспортом, но не решают вопросы адресной доставки грузов.
Известна интегрированная система для предоставления почтово-банковских услуг, преимущественно для выплаты пенсий и пособий (см. патент на изобретение РФ №2150741, кл. G06F 17/60, оп. в 2000 году). Эта автоматизированная система для предоставления почтово-банковских услуг предусматривает дифференциацию отправителей и получателей. Однако не может быть использована в доставке грузов населению.
Известна теплица преимущественно для жилых и производственных комплексов, содержащая устройство для выращивания растений, которое размещено вокруг здания в виде ярусно расположенных секций, имеющих светопрозрачное ограждение и соединенных со зданием, установленная между зданиями, причем секции выполнены горообразной формы, часть из них расположена внизу на высоту зданий и имеет переходы, противоположный конец которых закреплен на зданиях, расположенных вокруг теплицы, а другая часть выше зданий расположена с опорой на нижерасположенные секции (см. патент на изобретение РФ №2092023, кл. А01G 9/14, оп. в 1997 году). Это техническое решение направлено на удобство использования и доставки искусственно выращенных овощей, ягод и фруктов за счет установки оранжерей, примыкающими к жилым и офисным зданиям. Т.к. такое расположение оранжерей не всегда возможно реализовать технически, то доставка выращенного продукта населению значительно усложняется.
Известно устройство для осуществления способа распределения заказов, содержащее центр с сортировочным участком, оборудованным устройством считывания идентификации типа устройства считывания штрихового кода, соединенным с информационной системой для идентификации каждого заказа или товара, за счет считывания информации со средства идентификации типа штрихового кода, и шкафом, имеющим множество ячеек для размещения заказов или товаров в соответствии с командами, выработанными информационной системой, причем каждую из указанных ячеек отмечают при помощи средства сигнализации, управляемого информационной системой, а информационная система, осуществляющая этап обработки средствами вычислительной техники, позволяет осуществлять этапы перегруппировки, разгруппирования, конечного разделения и возможной идентификации заказов и товаров (см. патент на изобретение РФ №2302657, кл. G06Q 10/00, оп. в 2007 году). Такая система идентификации и распределения товаров может быть использована при адресной доставке грузов.
Известен торговый комплекс для продажи с помощью торговых автоматов индивидуально упакованных продуктов, содержащий покупательский терминал, снабженный устройством ввода заказа, выполненным с возможностью вырабатывать команду на выполнение заказа при вводе заказа от покупателя, и устройством выдачи продуктов, выполненным с возможностью предоставлять покупателю продукты в их упаковочном контейнере, складской терминал продуктов, пневматическую конвейерную систему, проходящую между указанным складским терминалом и указанным устройством выдачи продуктов, выполненную с возможностью перемещать при своем включении индивидуально упакованные продукты в их упаковочном контейнере от складского терминала к указанному устройству выдачи, главное управляющее устройство, выполненное с возможностью включать указанную систему по команде на выполнение заказа от устройства ввода заказа, логически подключенного к устройству осуществления платежа, которое получает плату за продукты или относит плату за них на счет покупателя, механизм загрузки продуктов, функционально связанный с зоной хранения продуктов и с пневматической конвейерной системой и выполненный с возможностью при своем включении загружать в пневматическую конвейерную систему продукты в их контейнере, при этом главное управляющее устройство дополнительно выполнено с возможностью включать механизм загрузки продуктов по команде от устройства ввода заказа (см. патент на изобретение РФ №2155990, кл. G07F 11/46, оп. в 2000 году). Такое оригинальное устройство дифференцированной доставки товаров может быть использовано только для небольшого перечня грузов, имеющих схожую форму и габариты.
Наиболее близким техническим решением к заявленной группе изобретений является многофункциональный комплекс, содержащий жилые корпуса, жилищно-гаражные модули, соединенные автомагистралью, парковочными стоянками и коммерческими предприятиями, причем квартиры жилых корпусов разделены межуровневыми перекрытиями и включают в себя капитальные стены, межкомнатные перегородки и потребительское оборудование, а также оснащены системами инженерных коммуникаций с магистральными каналами (см. патент на полезную модель РФ №95011, кл. Е04Н 6/00, оп. в 2010 г.). Известное техническое решение направлено на повышение эксплуатационной привлекательности и комфортабельности городов для проживания. Но оно не решает задачу автоматизированной адресной доставки грузов населению без усложнения транспортной инфраструктуры города.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи развития системы доставки товаров населению городских комплексов при повышении надежности и эксплуатационных характеристик этой системы, расширении технических возможностей монорельсового грузового транспорта, увеличения его быстроходности при высоких рабочих характеристиках самоходных ходовых тележек и грузовых минилифтов.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что многофункциональный городской комплекс, включающий жилые здания, административные и коммерческие сооружения, связанные подземными коммуникациями и наземными автомагистралями, снабжен автоматизированной подземной системой адресной доставки грузов. Автоматизированная подземная система адресной доставки грузов выполнена в виде замкнутых контуров, связывающих коммерческие сооружения и жилые здания. Автоматизированная подземная система адресной доставки грузов выполнена двухуровневой. Автоматизированная подземная система адресной доставки грузов снабжена минилифтами, расположенными в жилых зданиях.
А также тем, что в автоматизированной подземной системе адресной доставки грузов, включающей подающие устройства и зону формирования заказов в контейнерах, связанную посредством доставочного устройства, включающего магистральные трубопроводы, с пунктами назначения, зона формирования заказов связана посредством нескольких магистральных трубопроводов, имеющих входные и выходные патрубки и замкнутых в отдельные контуры, с пунктами назначения, при этом зона формирования заказов снабжена исходящим конвейером, входным концом связанным с подающими устройствами, а на протяжении своей рабочей длины - с входными патрубками магистральных трубопроводов посредством перегрузочных устройств, причем зона формирования заказов дополнительно снабжена приемным конвейером, на протяжении своей рабочей длины связанным с выходными патрубками магистральных трубопроводов посредством разгрузочных устройств, а выходным концом - с участком приема пустых контейнеров. Система снабжена дополнительными отводящими трубопроводами, связанными с магистральными трубопроводами посредством перегрузочных колодцев. Зона формирования заказов снабжена ремонтным участком и ремонтным манипулятором. Зона формирования заказов снабжена пешеходными эстакадами, расположенными над магистральными трубопроводами. Зона формирования заказов снабжена участком сепарации контейнеров по размеру. Зона формирования заказов снабжена участком приема грузов от населения. Ремонтный манипулятор снабжен крановыми путями, продольно расположенными относительно входных или выходных зон магистральных трубопроводов зоны формирования заказов, и выполнен в виде подвижной относительно крановых путей рамы с не менее чем одной электромагнитной траверсой, связанной с рамой посредством механизма вертикального перемещения. Механизм вертикального перемещения электромагнитной траверсы ремонтного манипулятора выполнен в виде суппорта с кабелеукладчиком. Магистральные трубопроводы снабжены монорельсами, расположенными в верхней зоне трубопровода, при этом транспортирующее устройство магистральных трубопроводов выполнено в виде самоходных тележек с нижним захватом для контейнера. Монорельсы магистральных трубопроводов выполнены полыми с нижней центральной продольной прорезью, при этом внутренняя нижняя зона монорельса по обе стороны от продольной прорези представляет собой транспортную дорожку для самоходных тележек, а самоходные тележки снабжены подвесами с парными колесами для взаимодействия с транспортной дорожкой монорельса, причем нижняя часть подвеса расположена в прорези монорельса с зазором, при этом рама тележки связана с нижними зонами подвесов. Самоходная тележка снабжена электродвигателем с редуктором, приводным и упорным роликами, расположенными с наружных боковых сторон монорельса. Самоходная тележка снабжена поддерживающими роликами для взаимодействия с внутренними стенками магистральных трубопроводов. Контейнеры снабжены боковыми карманами для входа захватов самоходных тележек. Перегрузочные колодцы снабжены приемно-подающими устройствами и конвейерами-отстойниками, а отводящие трубопроводы снабжены транспортерами. Пункты назначения снабжены минилифтами и механизмами перегрузки и доставки контейнеров от отводящих трубопроводов к минилифтам и обратно. Минилифты выполнены в виде парных вертикальных направляющих и подъемного механизма, включающего закрепленные на раме траверсу с канатом и подвижное днище, при этом рама подъемного механизма снабжена упорными роликами для взаимодействия с направляющими минилифта.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен один из вариантов многофункционального городского комплекса, в изометрии. На фиг.2 - то же с нанесенной схемой автоматизированной адресной доставки грузов, в изометрии. На фиг.3 - то же, схема распределения адресной доставки грузов, в изометрии. На фиг.4 - то же, участок развязки около жилого дома автоматизированной системы доставки грузов, в изометрии. На фиг.5 - зона формирования заказов, вид в плане. На фиг.6 - то же, участок распределения заказов по трубопроводам, в изометрии. На фиг.7 - то же, ремонтный участок, в изометрии. На фиг.8 - то же, участок складирования пустой тары, в изометрии. На фиг.9 - то же, входной участок, в изометрии. На фиг.10 - участок транспортного трубопровода с транспортной тележкой и тарой, в изометрии. На фиг.11 - то же, продольное сечение. На фиг.12 - то же, поперечное сечение. На фиг.13 - фрагмент монорельса с транспортной тележкой, в изометрии, вид сверху. На фиг.14 - то же, в изометрии, вид снизу. На фиг.15 - то же, в сечении. На фиг.16 - тара (контейнер) в закрытом состоянии, в изометрии. На фиг.17 - то же, с приподнятыми крышками, в изометрии. На фиг.18 - то же, с открытыми крышками. На фиг.19 - виды тары. На фиг.20 - штабель тары, в изометрии. На фиг.21 - участок распределения заполненной тары (контейнеров), в изометрии. На фиг.22 - сортировочный участок, в изометрии. На фиг.23 - то же, с тарой, перераспределенной к одному из трубопроводов, в изометрии. На фиг.24 - то же, с тарой, подаваемой к трубопроводу, в изометрии. На фиг.25 - то же, с тарой на подъемнике около трубопровода, в изометрии. На фиг.26 - участок входа в трубопровод, в изометрии. На фиг.27 - то же, перед поднятием тары. На фиг.28 - то же, после поднятия тары. На фиг.29 - то же, перед захватом тары, в изометрии. На фиг.30 - то же, после захвата тары. На фиг.31 - то же, после опускания подъемника под тарой. На фиг.32 - то же, с тарой внутри трубопровода. На фиг.33 - то же, вид сбоку перед подачей в трубопровод. На фиг.34 - возврат пустой тары (контейнеров) через трубопровод. На фиг.35 - то же, тара над подъемником. На фиг.36 - то же, подъемник в верхнем положении. На фиг.37 - то же, в момент опускания пустой тары. На фиг.38 - то же, подача пустой тары на перегрузку. На фиг.39 - то же, тара на перегрузочном транспортере. На фиг.40 - участок сортировки пустой и заполненной тары (контейнеров). На фиг.41 - участок сортировки пустой тары (контейнеров) по размерам. На фиг.42 - то же, подача пустой тары к столу заказов. На фиг.43 - то же, поперечное сечение. На фиг.44 - транспортер пустой тары. На фиг.45 - эстакада для обсуживающего персонала. На фиг.46 - ремонтный манипулятор, в изометрии. На фиг.47 - то же, привод ремонтного манипулятора. На фиг.48 - рама ремонтного манипулятора. На фиг.49 - то же, вид снизу. На фиг.50 - то же, вид сбоку. На фиг.51 - замена участка монорельса. На фиг.52 - то же, участок монорельса состыкован. На фиг.53 - стыковочный колодец транспортного трубопровода. На фиг.54 - то же, вид сбоку со стороны трубопровода. На фиг.55 - то же, колодец в сечении. На фиг.56 - то же, контейнер над подъемным механизмом. На фиг.57 - то же, подъемный механизм в верхнем положении. На фиг.58 - то же, в момент подачи одного контейнера в другой трубопровод. На фиг.59 - то же, подъем второго контейнера к транспортной тележке монорельса. На фиг.60 - то же, в момент соединения контейнера с транспортной тележкой. На фиг.61 - то же, движение второго контейнера по следующему трубопроводу. На фиг.62 - то же, подъемный механизм транспортной тележки. На фиг.63 - то же, вид сбоку в изометрии. На фиг.64 - система вертикальной транспортировки тары (контейнеров). На фиг.65 - то же, механизм перераспределения контейнеров. На фиг.66 - то же, контейнер на перенаправляющем конвейере. На фиг.67 - то же, контейнер на подъемном механизме минилифта. На фиг.68 - то же, контейнер в момент вертикальной транспортировки на минилифте. На фиг.69 - то же, минилифт с контейнером. На фиг.70 - то же, система горизонтальной транспортировки контейнеров в доме. На фиг.71 - то же, в момент горизонтального перемещения контейнера. На фиг.72 - то же, перед вертикальным перемещением контейнера. На фиг.73 - то же, в момент вертикального перемещения контейнера. На фиг.74 - то же, перенаправляющий конвейер. На фиг.75 - то же, вид снизу. На фиг.76 - система транспортировки контейнеров в доме, общий вид в изометрии. На фиг.77 - то же, вид сбоку. На фиг.78 - то же, привод подъемного механизма. На фиг.79 - вариант многофункционального городского комплекса, вид сверху. На фиг.80 - то же, с нанесенной схемой автоматизированной адресной доставки грузов. На фиг.81 - то же, со схемой доставки грузов к жилому дому. На фиг.82 - то же, вид сбоку в сечении. На фиг.83 - вариант многофункционального городского комплекса с системой адресной доставки грузов, расположенной в фундаментной зоне зданий, вид сверху. На фиг.84 - то же, схема адресной доставки грузов. На фиг.85 - то же, поперечное сечение магистрального трубопровода. На фиг.86 - вариант многофункционального городского комплекса с усложненной системой адресной доставки грузов, вид сверху. На фиг.87 - то же, схема адресной доставки грузов. На фиг.88 - вариант многофункционального городского комплекса с двухуровневой системой адресной доставки грузов, вид сверху. На фиг.89 - то же, схема адресной доставки грузов. На фиг.90 - то же, продольное сечение магистральных трубопроводов. На фиг.91 - вариант многофункционального городского комплекса с двухуровневой системой адресной доставки грузов, вид сверху. На фиг.92 - то же, схема адресной доставки грузов. На фиг.93 - вариант многофункционального городского комплекса с усложненной системой адресной доставки грузов, вид сверху. На фиг.94 - то же, схема адресной доставки грузов. На фиг.95 - вариант многофункционального городского комплекса с усложненной системой адресной доставки грузов, вид сверху. На фиг.96 - то же, схема адресной доставки грузов. На фиг.97 - вариант многофункционального городского комплекса с усложненной системой адресной доставки грузов, вид сверху. На фиг.98 - то же, схема адресной доставки грузов. На фиг.99 - вариант многофункционального городского комплекса с усложненной системой адресной доставки грузов, вид сверху. На фиг.100 - то же, схема адресной доставки грузов. На фиг.101 - вариант многофункционального городского комплекса с усложненной системой адресной доставки грузов, вид сверху. На фиг.102 - то же, схема адресной доставки грузов. На фиг.103 - вариант многофункционального городского комплекса с усложненной системой адресной доставки грузов, вид сверху. На фиг.104 - то же, схема адресной доставки грузов. На фиг.105 - вариант многофункционального городского комплекса с усложненной системой адресной доставки грузов, вид сверху. На фиг.106 - то же, схема адресной доставки грузов.
Многофункциональный городской комплекс дает возможность значительно улучшить качество жизни населения, представляет собой адаптированную компактную инфраструктуру малого города (см. фиг.1-3, 79-106) и включает жилые дома 1, административные и коммерческие сооружения, совмещенные, например, в административно-торговый центр 2. Все сооружения связаны наземными автомагистралями 3. Комплекс имеет развитую подземную и надземную инфраструктуру, в том числе гаражи, школы 4, детские сады 5, зеленые насаждения 6, пешеходные тротуары 7, промышленные оранжереи 8. Городской комплекс имеет магистральную автостраду 9, связанную с другими населенными пунктами посредством въездов-выездов 10. Городской комплекс снабжен автоматизированной подземной системой 11 адресной доставки грузов, которая выполнена в виде замкнутых контуров, связывающих коммерческие сооружения и жилые дома 1. Автоматизированная подземная система адресной доставки грузов неглубокого залегания может быть выполнена одноуровневой (см. фиг.54, 82) и двухуровневой (см. фиг.90). При строительстве городского комплекса систему адресной доставки грузов можно заложить в фундаменты домов (см. фиг.85). Пунктами назначения адресной доставки, как правило, являются жилые дома 1, которые снабжены устройствами вертикального перемещения грузов - минилифтами 12.
Автоматизированная подземная система адресной доставки грузов дает возможность жителям городского комплекса заказывать на дом товары, отправлять и принимать вещи из химчистки, находясь непосредственно в квартире или на работе, а также отправлять из квартиры, например, подарки или другие грузы. Система включает подающие устройства, выполненные, например, в виде конвейеров 13, связанных с магазинами, обслуживающими фирмами (химчисткой, прачечной и т.д.), а также может включать участок 14 приема грузов от населения. Зона формирования заказов (см. фиг.5-9, 21-25, 40-42) может быть расположена в подземном пространстве административно-торгового центра 2. Доставочное устройство адресной доставки грузов включает магистральные трубопроводы 15 для связи с пунктами назначения, например, жилыми домами 1. Зона формирования заказов связана с несколькими магистральными трубопроводами 15, замкнутыми в отдельные контуры. Для этого зона формирования заказов снабжена исходящим конвейером 16, который входным концом связан с конвейерами 13, а на протяжении своей рабочей длины - с входными патрубками 17 магистральных трубопроводов 15 посредством перегрузочных устройств. Эта часть зоны формирования заказов предназначена для отправки грузов населению. Зона формирования заказов дополнительно снабжена приемным конвейером 18, на протяжении своей рабочей длины связанным с выходными патрубками 19 магистральных трубопроводов 15 посредством разгрузочных устройств, а выходным концом - с участком 20 приема пустых контейнеров 21 и участком 22 сепарации контейнеров 21 по размеру. Система адресной доставки грузов снабжена дополнительными отводящими трубопроводами 23, связанными с магистральными трубопроводами 15 посредством перегрузочных колодцев 24. Отводящие трубопроводы 23 предназначены для подачи грузов к минилифтам 12 жилых домов 1.
Зона формирования заказов снабжена ремонтным участком, представляющим собой стеллажи 25 для запасных деталей, ремонтный верстак 26 и отстойник 27 поступивших в ремонт узлов. Ремонтный участок связан с ремонтным манипулятором 28. Над магистральными трубопроводами 15 в зоне формирования заказов расположены пешеходные эстакады 29 для прохода обслуживающего персонала. Ремонтный манипулятор 28 расположен на крановых путях 30 и 31, продольно расположенных относительно входных патрубков 17 магистральных трубопроводов 15 или выходных патрубков 19 магистральных трубопроводов 15. Ремонтный манипулятор 28 выполнен в виде подвижной относительно крановых путей 30 и 31 рамы 32 с электромагнитными траверсами 33 и 34, связанными с рамой 32 посредством механизмов вертикального перемещения, которые выполнены в виде суппортов 35 и 36 с кабелеукладчиками 37. Привод 38 ремонтного манипулятора 28 расположен в торцевой зоне рамы 32. Рама 32 со стороны привода 38 оснащена линейными подшипниками 39 для перемещения по линейной направляющей 40 кранового пути 30. На одной оси с приводом 38 расположено зубчатое колесо 41 для перемещения рамы 32 относительно зубчатой рейки 42 кранового пути 30. С противоположной стороны от привода 38 рама 32 снабжена токосъемником 43 и опорными колесами 44 для перемещения рамы 32 относительно дорожки 45 кранового пути 31. Суппорты 35 и 36 снабжены приводами 48, направляющими 49 с зубчатыми рейками 50, взаимодействующими с зубчатыми колесами 51, и опорными роликами 52 для направляющих 49, расположенными в верхней и нижней зонах суппортов 35 и 36. Крановые пути 30 и 31 расположены на крановых балках 53 и 54 с опорными колоннами 55. Над крановым путем 31 расположены электротроллеи 56, предназначенные для взаимодействия с токосъемником 43.
Магистральные трубопроводы 15 для прочности могут быть выполнены многослойными. Например, на фиг.10, 11 изображен магистральный трубопровод 15, состоящий из внутреннего гладкого слоя 58 и наружного гофрированного слоя 59. На внутренней поверхности слоя 58 в его верхней зоне установлен монорельс 60, предназначенный для движения транспортирующих устройств системы адресной доставки, выполненных, например, в виде самоходных тележек 61 с нижним захватом 62 для контейнера 21. Монорельсы 60 магистральных трубопроводов 15 выполнены полыми с нижней центральной продольной прорезью 63. Внутренняя нижняя зона монорельса 60 по обе стороны от продольной прорези 63 представляет собой транспортную дорожку 64 для самоходных тележек 61. Самоходные тележки 61 снабжены подвесами 65 с парными колесами 66 для взаимодействия с транспортной дорожкой 64 монорельса 60. Средняя часть 67 подвеса 65 расположена в прорези 63 монорельса 60 с небольшим зазором. Рама 68 тележки 61 связана с нижними зонами подвесов 65. Самоходная тележка 61 снабжена электродвигателем 69 с редуктором 70, приводной ролик 71 которого взаимодействует с одной из наружных боковых сторон монорельса 60. А упорный ролик 72 взаимодействует с другой наружной боковой стороной монорельса 60. Самоходная тележка 61 снабжена поддерживающими роликами 73 для взаимодействия с внутренними стенками слоя 58 магистральных трубопроводов 15, передним буфером 74, задним упором 75, электромагнитным датчиком 76 и аккумуляторами 77. Захваты 62 тележки 61 имеют привод 78 с ременными передачами 79 и валами 80. Контейнеры 21 снабжены боковыми металлическими карманами 81 для входа захватов 62 самоходных тележек 61, торцевыми держателями 82, установленными на петлях 83 распашными крышками 84 с отверстиями 85 для рук и фиксаторами 86 для взаимодействия с пазами 87.
Зона формирования заказов снабжена продольной балкой 91 с опорами 92, предназначенной для поддержки монорельсов 60 магистральных трубопроводов 15. Продольная балка 91 связана поперечными балками 93 с крановой балкой 53, при этом свободные концы монорельсов 60 закреплены на поперечных балках 93. В конструкции монорельсов 60 со стороны крановой балки 54 предусмотрено использование съемных фрагментов 94. При этом монорельс 60 в зоне разрыва оснащен торцевыми крепежными раструбами 95, а фрагмент 94 монорельса 60 имеет крепежные трапеции 96 для взаимодействия с раструбами 95. Ремонтный манипулятор 28 предназначен для замены фрагментов 94 монорельса 60 (см. фиг.51 и 52). Электромагнитные траверсы 33 и 34 манипулятора 28 снабжены расположенными в их нижней зоне электромагнитами 97 и ловителями 98 для захвата фрагментов 94 монорельса 60.
Зона формирования заказов, включающая конвейеры 13, предназначенные для связи с магазинами, химчисткой, прачечной, службами быта и т.д., участок 14 приема грузов от населения, также может содержать стол 100 формирования заказов с транспортером 101 для штабелей контейнеров 21, расфасованных по размеру (см. фиг.8, 9, 19, 20) на участке 22 сепарации контейнеров 21. Конвейеры 13 связаны с исходящим конвейером 16 посредством поворотных рольгангов 102. В свою очередь исходящий конвейер 16 связан с входными патрубками 17 магистральных трубопроводов 15 посредством последовательно расположенных сортировочных станций 103, поворотных рольгангов 104, промежуточного транспортера 105 и подъемного механизма 106, расположенного перед входным патрубком 17 под монорельсом 60 в зоне действия захватов 62 самоходной тележки 61 (см. фиг.22-33). Все транспортирующие устройства снабжены бортами 107, а подъемный механизм 106 с рольгангом 108 имеет боковые обечайки 109, позиционирующий упор 110 для контейнеров 21, установленный на раме 111 подъемного механизма 106 рычаг 112, связанный с гидроцилиндром 113. В зоне расположения контейнера 21 при взаимодействии с позиционирующим упором 110 на монорельсе 60 расположен датчик 114 положения тележки 61.
Участок выхода пустых контейнеров 21 из выходного патрубка 19 магистрального трубопровода 15 выполнен аналогичным образом (см. фиг.34-39). Около выходного патрубка 19 под монорельсом 60 расположен подъемный механизм 116 для контейнеров 21 с установленным на раме 117 рычагом 118, связанным с гидроцилиндром 119. На монорельсе 60 над механизмом 116 установлен датчик 120 положения тележки 61. Рольганг 121 механизма 116 предназначен для подачи пустого контейнера 21 на ленточный конвейер 122, связанный с участком приемного конвейера 18 лентами 123. Между лентами 123 на приемном конвейере 18 расположены поднимающиеся ролики 124, предназначенные для перегрузки контейнеров 21 на приемный конвейер 18. В конце приемного конвейера 18 расположено сортировочное устройство 125 с лентами 126 и поднимающимися роликами 127. Ленты 126 предназначены для отправки загруженных контейнеров 21 на рольганг 128 участка 14 приема грузов от населения. Поднимающиеся ролики 127 предназначены для перегрузки пустых контейнеров 21 на ленточный транспортер 129 участка 20 приема пустой тары. Конвейер 130 предназначен для отправки пустых отсортированных по размеру контейнеров 21 к транспортеру 101, расположенному под столом 100.
Дополнительные отводящие трубопроводы 23 связаны с магистральными трубопроводами 15 посредством перегрузочных колодцев 24. Перегрузочные колодцы 24 снабжены приемно-подающими устройствами 132 и конвейерами-отстойниками 133, а отводящие трубопроводы 23 снабжены транспортерами 134. Приемно-подающее устройство 132 выполнено в виде установленных на раме 135 роликов 136 с приводом 137, а также установленной на направляющей 138 с зубчатой рейкой 139 поддерживающей площадки 140. Для перемещения направляющей 138 использован привод 141 с шестерней 142 и упорными роликами 143. Для вращения роликов 136 установлена система шкивов 144, связанных с приводом 137 посредством ремней 145. Перегрузочные колодцы 24 имеют на своей крышке 146 ремонтные люки 147.
Отводящие трубопроводы 23 связаны с минилифтами 12 жилых домов 1 посредством механизмов перегрузки и доставки контейнеров 21 (см. фиг.64-73, 76). Минилифты 12 расположены во всех стояках жилого дома 1 таким образом, чтобы обеспечивать доставку контейнеров 21 в каждую квартиру, либо в холл лестничной клетки. Механизмы перегрузки и доставки контейнеров 21 в жилых домах расположены вдоль всех подъездов и связаны с каждым минилифтом 12, они включают в себя поперечные относительно отводящего трубопровода 23 конвейеры 151 и продольные конвейеры 152, связанные между собой и с отводящими трубопроводами 23 посредством перенаправляющих конвейеров 153. Минилифты 12 связаны с перенаправляющими конвейерами 153 с помощью поперечных конвейеров 151 и снабжены собственными транспортерами 154, являющимися грузовыми площадками минилифтов 12. Перенаправляющие конвейеры 153 включают основную раму 155, установленную на опорах 156. На основной раме 155 установлена дополнительная подвижная рама 157 для поднимающихся роликов 158. Привод 159 поднятия дополнительной рамы 157 связан цепной передачей 160 и звездочками 161 с винтами 162 подъема рамы 157. Поднимающиеся ролики 158 снабжены приводом 163 вращения, связанным со всеми роликами ременной передачей 164. Между роликами 158 расположены ленты 165 с возможностью вращения на валах 166 и 167, установленных в подшипниковых опорах 168, закрепленных с помощью промежуточной рамы 169 на основной раме 155. Поднимающиеся ролики 158 предназначены для передачи контейнеров 21 на поперечные конвейеры 151, а ленты 165 предназначены для направления контейнеров 21 на продольные конвейеры 152.
Минилифт 12 включает расположенные в каналах 171 шахт подъемные устройства с возможностью перемещения относительно вертикальных направляющих 172 таврового типа (Т-образного сечения). Рама минилифта 12 содержит связанные вертикальными планками 173 нижнюю опору 174 транспортера 154 минилифта и верхнюю траверсу 175. Для взаимодействия с направляющими 172 рама минилифта 12 оснащена боковыми упорными роликами 176 и фронтальными упорными роликами 177. Верхние зоны каналов 171 шахт оснащены приводами 178 подъема, связанными ременно-зубчатой передачей с барабаном 179 троса 180, нижним концом связанного с траверсой 175. Все выходные зоны минилифтов 12 оснащены приемными транспортирующими устройствами 181.
Многофункциональный городской комплекс с системой адресной доставки грузов комфортен и удобен в проживании и эксплуатации, его используют следующим образом. Компактная структура комплекса и каждого двора позволяет минимизировать необходимые ежедневные перемещения по городу: взрослым - на свои рабочие места, а детям - в детские специализированные учреждения, при этом большую часть покупок горожанам можно осуществлять дистанционно с учетом современных электронных средств связи. Автоматизированная подземная система 11 адресной доставки грузов позволяет отправить груз определенного типоразмера по любому адресу городского комплекса. На приведенных чертежах показан пример доставки грузов в жилые дома 1 из административно-торгового центра 2. К этой системе можно подключить школы 4 и детские сады 5, организовать доставку выращенной продукции из промышленных оранжерей 8 и т.д. В зону формирования заказов контейнеры 21 с товарами или другими грузами попадают либо из магазинов, либо из обслуживающих фирм, либо из жилых домов 1. В заполненные контейнеры 21 вкладывают (наклеивают и т.д.) адрес доставки в цифровом виде для считывания электронными устройствами типа сканера 46. Магистральные трубопроводы 15, замкнутые в доставочные контуры, позволяют минимизировать время контейнера 21 в пути. Как правило, время доставки контейнера 21 в квартиру не превышает 3 минут. Процесс загрузки входного патрубка 17 магистрального трубопровода 15 изображен на фиг.22-25. Все транспортирующие устройства системы 11 адресной доставки грузов, оснащенные высокоскоростными электро- и гидроприводами, обеспечивают быстрое и синхронное продвижение контейнеров 21 по заданному маршруту. Заказанные по электронной связи товары доставляют по нужному адресу не более чем в течение 10 минут. Попавшие в заданный перегрузочный колодец 24 контейнеры 21 направляют в отводящие трубопроводы 23, а затем системой транспортирующих устройств, изображенных на фиг.64 -75, подают к минилифту 12, обеспечивающему доставку товара не только на заданный этаж, но и к нужной квартире. Двухуровневое расположение магистральных трубопроводов 15 (см. фиг.90) позволит значительно увеличить обслуживаемую площадь, следовательно, может использоваться в достаточно больших городских районах и комплексах.
Зона формирования заказов максимально автоматизирована. Обслуживающий персонал выполняет контрольную, ремонтную функции и при необходимости корректирует процесс доставки. Контейнеры 21 подают от конвейеров 13 на исходящий конвейер 16 посредством поворотных рольгангов 102. А с конвейера 16 к входным патрубкам 17 магистральных трубопроводов 15 контейнер 21 направляют посредством последовательно расположенных сортировочных станций 103, поворотных рольгангов 104, промежуточного транспортера 105 и подъемного механизма 106, расположенного перед входным патрубком 17 под монорельсом 60 в зоне действия захватов 62 самоходной тележки 61 (см. фиг.22-33). Захваты 62 тележки 61 надежно фиксируют контейнер 21 при движении вдоль монорельса 60 до перегрузочного колодца 24. В перегрузочном колодце 24 поддерживающую площадку 140 приемно-подающего устройства 132 поднимают до соприкосновения с контейнером 21, при этом освобождаются захваты 62 тележки 61. Контейнер 21 вместе с площадкой 140 опускают вниз до соприкосновения с роликами 136, которые направляют контейнер 21 на транспортер 134.
Контейнеры 21 доставляют к минилифтам 12 жилых домов 1 посредством механизмов перегрузки и доставки (см. фиг.64-73, 76), при этом перенаправляющим конвейером 153 контейнер 21 отправляют на поперечный конвейер 151. А последний перегружает контейнер 21 на собственный транспортер 154 минилифта 12, являющийся его грузовой площадкой. Минилифт 12 поднимает контейнер 21 на заданный этаж к квартире заказчика товара. Пустой контейнер 21 заказчик отправляет обратно в зону формирования заказов. Пустые контейнеры 21 (а также контейнеры 21, заполненные грузом, который хочет отправить житель дома 1) поступают в перегрузочные колодцы 24, где тележки 61, удерживая их захватами 62, по монорельсу 60 магистрального трубопровода 15 доставляют их к выходному патрубку 19. Магистральные трубопроводы 15, отводящие трубопроводы 23, минилифты 12 имеют небольшие габариты, немного превышающие размеры наибольшего контейнера 21, при этом минилифты 12 занимают небольшое пространство внутри жилого дома 1, практически не отнимая его полезной площади.
После поступления к выходному патрубку 19 магистрального трубопровода 15 контейнер 21 подают к подъемному механизму 116. Рольгангом 121 механизма 116 контейнер 21 подают на ленточный конвейер 122, связанный с участком приемного конвейера 18 лентами 123. Поднимающимися роликами 124 контейнеры 21 перегружают на приемный конвейер 18. После приемного конвейера 18 расположено сортировочное устройство 125 с лентами 126 и поднимающимися роликами 127. С помощью лент 126 контейнеры 21 с грузом от жильцов домов 1 отправляют на рольганг 128 участка 14 приема грузов от населения. Поднимающимися роликами 127 пустые контейнеры 21 отправляют на ленточный транспортер 129 участка 20 приема пустой тары. Конвейером 130 отправляют пустые отсортированные по размеру и сложенные в стопки контейнеры 21 к транспортеру 101, расположенному под столом 100. Тележки 61, освободившись около выходных патрубков 19 от контейнеров 21, поступают к входным патрубкам 17 по замкнутому циклу монорельсов 60, закрепленных в свободной от магистрального трубопровода 15 части (в зоне формирования заказа) на поперечных балках 93, где весь процесс доставки товаров повторяется.
Ремонтный манипулятор 28 обеспечивает замену изношенных тележек 61 путем съема фрагментов 94 монорельса 60 вместе с неисправной тележкой 61 (см. фиг.50, причем для простоты восприятия на фиг.51 и 52 показана замена фрагментов 94 без тележек 61). Поскольку у манипулятора 28 имеются две электромагнитные траверсы 33 и 34, то перед движением манипулятора в сторону фрагмента 94 с неисправной тележкой 61 одну из них (например, траверсу 34) загружают исправной тележкой 61. Манипулятор 28 подъезжает к заданному участку, захватывает электромагнитами 97 и ловителями 98 траверсы 33 фрагмент 94 с неисправной тележкой 61 и тут же на место этого фрагмента 94 ставит другой с исправной тележкой 61 с помощью траверсы 34. Такой принцип почти мгновенной замены тележек 61 обеспечивает непрерывность работы всей системы адресной доставки грузов. Ремонтный манипулятор 28 отправляет фрагмент 94 с неисправной тележкой в ремонтную зону к верстаку 26. Исправные тележки 61 всегда имеются в наличии на стеллажах 25 и могут быть использованы при необходимости в любой момент.
Универсальная конструкция монорельса 60, обладающая высокой прочностью и жесткостью, легко изготавливается в условиях как единичного, так и серийного производства с использованием современной элементной базы, новейших конструкторских материалов. Магистральный трубопровод 15 легко и быстро монтируется при строительстве городского комплекса во время закладки фундаментов зданий. Оптимальным диаметром магистрального трубопровода 15 является примерно 800 мм, а отводящего трубопровода 23-1100 мм. При таких размерах издержки строительных материалов на возведение трубопровода 15 минимальны, а максимальные размеры контейнеров 21 (например, длиной 800-860 мм, шириной 450-500 мм, высотой 480-550 мм) дают возможность, используя почти всю полезную зону трубопровода 15, доставлять грузы, удобные в подъеме, опускании любым человеком. Увеличение габаритов контейнеров 21 и трубопроводов 15 и 23 может привести к нерациональному расходованию средств на строительство и эксплуатацию системы 11. Такую систему 11 адресной доставки грузов несложно поддерживать в работоспособном состоянии в любых климатических условиях, т.к. она не подвержена колебаниям температуры и действию осадков. Это техническое решение, касающееся формирования удобной городской среды, направлено на повышение эксплуатационной привлекательности и комфортабельности городского комплекса для проживания, уменьшения временных затрат на совершение покупок и их доставки домой, взаимодействия с химчисткой, прачечной, кафе, ресторанами и другими бытовыми фирмами. Особенно важной является такая возможность для людей, вынужденных много времени проводить дома: инвалидов, женщин с маленькими детьми и маломобильных граждан, т.к. они могут, не выходя из дома, совершать покупки, отправлять свои вещи в любые службы быта и получать их обратно, отправлять и получать документы, используя подземную транспортировку как курьерскую службу.
Таким образом, технический результат, достигаемый с использованием заявленного изобретения, заключается в улучшении системы доставки товаров населению городских комплексов при повышении надежности и эксплуатационных характеристик этой системы, расширении технических возможностей монорельсового грузового транспорта, увеличения его быстроходности при высоких рабочих характеристиках самоходных ходовых тележек и грузовых минилифтов.