Контейнер-трансформер Российский патент 2023 года по МПК B65D88/52 B65D90/48 

Изобретение относится к складным грузовым контейнерам, с расширенными функциональными возможности, в том числе при эксплуатации в морской среде, предназначенным для перевозки грузов, которые используются транспортными компаниями для оптимизации производственных издержек, является элементом интеллектуальной мобильности с использованием технологии беспроводной связи и «Интернета вещей».

Существует логистическая проблема, связанная с перевозкой пустых грузовых контейнеров, в качестве возвратной тары. Учитывая тот факт, что пустой грузовой контейнер занимает столько же места, как и полный, это означает, что огромный объем перевозок пустых контейнеров приводит к дополнительным расходам на топливо, трудовые ресурсы, амортизацию транспортных средств, загруженность дорог, морских контейнеровозов, занимает значительные площади на морских платформах, оказывает огромную нагрузку на экологическую среду.

В современном мире повсеместно используются технологии беспроводной связи для транспортно-логистических услуг в виде продукта «интернета вещей», как подсистема интеллектуальной мобильности, что способствует оптимизации издержек перевозчиков.

Создаваемый контейнер-трансформер SmartBoxAirdeck для перевозки грузов является складной конструкцией, оборудованной информационной системой удаленного администрирования, сценарного управления и мобильными приложениями, предназначенной для логистических компаний, оказывающих транспортно-логистические услуги юридическим и физическим лицам с минимизацией финансовых затрат, материальных средств, времени и трудовых ресурсов. На рынках используются складные контейнеры для морских перевозок различных фирм, а именно:

• Staxxon Vertical folding/nesting container / «Staxxon» (Montclair, New Jersey, USA) (https://staxxon.com/technology);

• Складной грузовой контейнер Cargoshell, производитель Голландия, CARGOSHELL B.V. c/o Sevillaweg 52 3047 AL Rotterdam (www.cargoshell.com);

• Складной грузовой контейнер 4FOLD, производитель Нидерланды, Holland Container Innovations Nederland B.V., Rotterdamseweg 183-C, 2629 HD Delft, The Netherlands (http://hcinnovations.nl).

Известен аналог, сборно-разборный контейнер-трансформер (Патент RU №2082657, кл. B65D 6/16, B65D 88/52), содержащий верхнее и нижнее основания, боковые и торцевые стенки. Торцевые стенки, верхнее и нижнее основания состоят из частей, которые присоединены к боковым стенкам шарнирно. Части оснований соединены между собой шарнирно, вдоль данной линии шарнирного соединения с внешней стороны они снабжены упорами, не позволяющими, при трансформации в объем частям верхнего основания, прогнуться. По углам частей оснований, присоединенных шарнирно к боковым стенкам, установлены элементы строповки, на которые опирается конструкция при ее трансформации в объем. При этом части торцевых стенок, как с внешней, так и с внутренней стороны, снабжены элементами крепления.

Недостатками аналогов описанных конструкций сборно-разборных контейнеров, являются:

• использование внешнего подъемного механизма при его складывании/раскладывании, что значительно снижает его эффективность использования;

• отсутствие информационной системы удаленного администрирования, сценарного управления с мобильными приложениями, позволяющими минимизировать финансовые затраты и материальные средства, время и трудовые ресурсы на основе технологии беспроводной связи и «Интернета вещей».

Известен «Складной грузовой контейнер» Патент РФ № 2672998, опубл. 21.11.2018, МПК B65D 88/52, B65D 88/524. Складной грузовой контейнер содержит две торцевые стенки, пол, крышу и две продольные боковые стенки, соединенные с полом и крышей нижними и верхними продольными шарнирными соединениями, каждая боковая стенка состоит из двух продольных частей, шарнирно соединенных между собой с возможностью складывания друг на друга вокруг шарнирного соединения продольных частей боковой стенки, каждая торцевая стенка соединена с полом шарнирным соединением с возможностью вращения, а одна из торцевых стенок выполнена с секционными воротами, при этом пол, крыша, боковые и торцевые стенки оборудованы механизмом блокировки/разблокировки, крыша, боковые стенки и торцевые стенки выполнены в виде стержневых плоских несущих рам с полыми пространствами, пол выполнен в виде стержневых плоских несущих рам с двумя или более полыми пространствами, в одном из полых пространств пола расположена одна или более боковая блокируемая газовая пружина, цилиндр которой шарнирно соединен с одним из стержней плоской несущей рамы пола, а ее шток шарнирно соединен через систему рычагов и кулис с одним из стержней плоской несущей рамы боковой стенки, а в другом из полых пространств пола расположена одна или более торцевая блокируемая газовая пружина, шток которой шарнирно соединен с одним из стержней плоской несущей рамы пола, а ее цилиндр шарнирно соединен через систему рычагов и кулис с одним из стержней несущей рамы торцевой стенки, при этом в стержневых плоских несущих рамах пола по периметру расположены отверстия для ручного рычага, входящего в зацепление с каждой из систем рычагов и кулис, при этом функции механизма блокировки/разблокировки совмещены в боковой и торцевой блокируемых газовых пружинах.

Недостатками описанной конструкции является:

• использование встроенного подъемного механизма в контейнере при его складывании/раскладывании не позволяет автоматизировать этот процесс;

• отсутствие информационной системой удаленного администрирования, сценарного управления с мобильными приложениями, не позволяет минимизировать финансовые затраты и материальные средства, время и трудовые ресурсы, расширить потребительские свойства за счет сокращения времени по обслуживанию клиентов, используя современные средства связи в режиме реального времени;

• отсутствует возможность в режиме реального режима времени через мобильное приложение осуществлять:

- контроль веса перемещаемого груза

- отслеживание маршрут движения в пространстве и времени;

- оптимизацию маршрута контейнера в условиях городской среды;

- заказы и расчеты с заказчиками транспортно-логистических услуг в онлайн режиме;

- замер температуры, влажности и освещенности внутри контейнера в онлайн режиме;

- контролировать сохранность груза фотофиксацией событий при выполнении погрузочно-разгрузочных работ и в процессе перевозки.

Известен «Контейнер-трансформер SmartBoxCity» Патент РФ №2725576, опубл. 02.07.2020, МПК B65D 88/52, взятый авторами за прототип.

Контейнер-трансформер, включающий аппаратную часть, содержащую две торцевые стенки, пол, крышу, две продольные боковые стенки, образующие внутренний объем и соединенные с полом и крышей нижними и верхними продольными шарнирными соединениями, а пол выполнен в виде несущей рама с двумя или более полыми пространствами, в одной из полых пространств пола расположена система рычагов и кулис для трансформирования и устройства блокировки/разблокировки, причём контейнер-трансформер дополнительно содержит программную часть, а в аппаратной части торцевые и продольные боковые стенки выполнены с виде рулонных роллет из ламелей с пружинной системой уравновешивания, одна из торцевых стенок выполнена приводной, направляющие для ламелей выполнены со складывающимися по типу «гармошки» и соединяют пол, крышу посредством нижних, средних и верхних продольных шарнирных соединений с возможностью автоматически и автономно трансформироваться как в рабочее, так и в сложенное состояние с помощью сдвоенных ножничных подъемных систем, расположенных в параллельных плоскостях продольным боковым стенкам в виде двух актуаторов, рычагов и кулис, расположенных в полых пространствах пола и устройствами блокировки/разблокировки в каждом из шарнирных соединений направляющих, при этом пол оснащен платформой, установленной на датчиках веса, с внутренней стороны крыши размещены датчики температуры, влажности и освещенности, положения механизма торцевой стенки и заряда аккумуляторов, камеры видеофиксации, программная часть, представляет собой информационную систему удаленного управления и сценарного администрирования через роутер, связанную информационно-коммуникационной связью с сервером сбора, обработки и ретрансляции данных, расположенным в облачном пространстве сети интернет, включающей пользовательский веб-сервис и базу данных показаний датчиков и файлов видеофиксации, позволяющей хранить и передавать показания датчиков по массово-объемным характеристикам, температуре, влажности, положению механизма торцевой стенки, заряда аккумуляторов и фотометрии внутреннего состояния объема контейнера, отслеживать его местонахождение в пространстве и времени с привязкой к геоданным на картографической карте самого контейнера-трансформера, а через мобильное приложение определять начальные и конечные координаты перемещения контейнера, осуществлять расчеты за оказанные услуги и оптимизировать маршрут доставки, при этом в крыше размещены аккумуляторы и солнечная батарея, обеспечивающие электроснабжение актуаторов, датчиков, информационно-коммуникационную связь, роутер и камеры видеофиксации.

Недостатками прототипа является:

• недостаточная надежность при использовании в аппаратной части контейнера встроенного сложного электромеханического механизма в виде двух сдвоенных ножничных подъемных систем из рычагов и кулис с приводом из двух актуаторов;

• не обеспечивается должная герметичность внутреннего объема контейнера при перевозках в морской среде, когда в торцевых и продольных боковых стенках используются рулонные роллеты из ламелей с электромеханическим приводом и пружинной системой уравновешивания;

• недостаточная устойчивость и жесткость направляющих для ламелей, складывающимися по типу «гармошки», при использовании их в нижних, средних и верхних шарнирных соединении пола и крыши при влиянии качки в процессе перевозки контейнеров на морских судах, складировании и их в штабеля;

• недостаточная подвижность шарнирных соединений и направляющих при отрицательных температурах, из-за неравномерных деформаций их элементов, связанных с применяемыми материалами и габаритными размерами;

• значительное утяжеление собственного веса (нетто) контейнера при использовании дополнительной жесткой платформы на полу, на которой установлены тензометрические датчики веса.

Изобретение направлено на создание конструкции контейнер-трансформер SmartBoxAirdeck, автоматически трансформирующегося через информационную систему удаленного администрирования, сценарного управления с мобильными приложениями, позволяющего минимизировать финансовые затраты, материальные средства, время и трудовые ресурсы, расширить потребительские свойства за счет сокращения времени по обслуживанию клиентов, используя современные средства связи в режиме реального времени, уменьшить логистические расходы на перевозке пустых контейнеров, снизить время на погрузочно-разгрузочные операции, расширить функциональные возможности при перевозке по морским путям контейнеровозами и хранении грузов на морских платформах.

Техническим результатом изобретения является создание надежной, прочной, жесткой, герметичной, с минимальным собственным весом конструкцию контейнера с автоматической системой трансформирования, оснащенного информационной системой удаленного администрирования, сценарного управления и мобильными приложениями, позволяющего:

• повысить надежность механизма складывания/раскладывания;

• обеспечить должную герметичность внутреннего объема контейнера при перевозках в морской среде;

• повысить прочность и жесткость конструкции при влиянии качки на морских судах, установки в штабель;

• расширить температурный диапазон эксплуатация, в том числе при отрицательных температурах;

• снизить собственный вес (нетто);

при сохранении технических возможностей по:

• автоматизации процесса трансформирования контейнера (складываться/раскладываться) через мобильное приложение;

• осуществлению онлайн мониторинга местоположения контейнера;

• контролю через мобильное приложение веса, температуры, влажности, проникновения света внутрь контейнера;

контролю погрузочно-разгрузочных работ и сохранности груза по фотофиксации событий, в том числе на мобильное приложение.

Достигается технический результат с помощью предложенной конструкции контейнера-трансформера, включающей аппаратную и программную части, аппаратная часть содержит две торцевые стенки, одна из которых выполнена в виде распашной двери, две продольные боковые стенки, образующие систему трансформации внутреннего объема, пол и крышу в виде несущих рам со встроенными датчиками температуры, влажности, освещенности, контроля заряда аккумуляторов, камеры видеофиксации, аккумуляторы, солнечная батарея с системой подзарядки и элементы строповки на них, а программная часть, представляет собой информационную систему удаленного управления и сценарного администрирования через роутер и контроллер, связанных информационно-коммуникационной связью с сервером сбора, обработки и ретрансляции данных, расположенным в облачном пространстве сети интернет, включающей пользовательский веб-сервис и базу данных показаний датчиков и файлов видеофиксации, позволяющей хранить и передавать показания датчиков по массово-объемным характеристикам, отслеживать местонахождение в пространстве и времени с привязкой к геоданным на картографической карте самого контейнера-трансформера, а через мобильное приложение получать показание датчиков, определять начальные и конечные координаты перемещения контейнера, осуществлять расчеты за оказанные услуги и оптимизировать маршруты доставки, при этом элементы системы трансформации аппаратной части, а именно, две торцевые стенки, одна из которых выполнена в виде распашной двери и две продольные боковые стенки, каждые из которых конструктивно изготовлена из двух параллельных полотен ткани ударно-поглощающего волокна типа «кевлар», соединенных герметично с несущими рамами пола и крыши, с образованием внутреннего пространства, и размещенными в нем матами из эластичной газодержащей двустенной ткани, изготовленных по технологии эйрдек (airdeck), при этом система трансформации снабжена малогабаритным электрическим компрессором, а маты оснащены штуцерами, датчиками давления воздуха, воздухопроводами с возможностью создания и автоматического контроля избыточного давления через сервер, а несущие рамы пола и крыши дополнительно армированы разъемными вертикальными элементами, обеспечивающими прочностные и жесткостные характеристики контейнера-трансформера в целом при его трансформации в рабочее состояние, как опция, во внутренний объем на несущую раму пола размещают дополнительный мат, изготовленный из эластичной газодержащей двустенной ткани по технологии эйрдек (airdeck), со встроенным тарированным датчиком давления, обладающего возможностью контроля веса перемещаемого груза.

Технический результат достигается за счет использования новых конструктивных решений, применения инновационных материалов, технологий и методов, направленных на повышение технических характеристик контейнера-трансформера, а именно:

1. Надежность подъемной системы трансформирования повышается за счет использования малогабаритного электрического компрессора, нагнетающего избыточное давление через воздухопроводы, датчики давления воздуха и штуцера с возможностью создания и автоматического контроля избыточного давления через сервер в маты, изготовленные из эластичной газодержащей двустенной ткани по технологии эйрдек (airdeck), размещенные во внутренних пространствах, образованных из двух параллельных полотен ткани ударно-поглощающего волокна типа «кевлар», соединенных герметично с несущими рамами пола и крыши. Технический результат повышения надежности достигается за счет создания надежных систем, уменьших интенсивность отказов системы в целом, путем:

1.1 резервирования – использование дополнительных армирующих разъемных вертикальных элементов между несущими рамами пола и крыши контейнера-трансформера при его трансформации в рабочее состояние, а также применением ткани ударно-поглощающего волокна типа «кевлар» для предотвращения повреждения матов, изготовленных из эластичной газодержащей двустенной ткани по технологии эйрдек (airdeck);

1.2 упрощения конструкции и уменьшение комплектующих системы трансформирования путем использования пневматического домкрата в виде плоских матов, изготовленных из эластичной газодержащей двустенной ткани по технологии эйрдек (airdeck);

1.3 применения инновационных конструктивных решений для трансформации контейнера-трансформера, используя, в качестве пневматического домкрата, маты, изготовленные из инновационных материалов эластичной газодержащей двустенной ткани по технологии эйрдек (airdeck), размещенные во внутренних пространствах, образованных из двух параллельных полотен ткани ударно-поглощающего волокна типа «кевлар», соединенных герметично с несущими рамами пола и крыши;

1.4 применения новых более надежных комплектующих элементов для трансформации контейнера-трансформера, используя инновационные эластичные газодержащие двустенные ткани по технологии эйрдек (airdeck) и ткани ударно-поглощающего волокна типа «кевлар;

1.5 создания кинематических схем с прогнозируемыми последствиями при отказах элементов трансформирования в случае разгерметизации матов, дублирующие друг друга по избыточному давлению, в том числе использование резервирующих дополнительных армирующих разъемных вертикальных элементов, установленных между несущими рамами пола и крыши контейнера-трансформера, при его трансформации в рабочее состояние;

1.6 наличия средств контроля и диагностики избыточного давления в каждом отдельном из матов через сервер и мобильное приложение.

2. Герметичность внутреннего объема контейнера в морской среде при трансформации его в рабочее состояние обеспечивается использованием уплотнителей в армирующих разъемных вертикальных соединениях и распашных дверях (например, резиновых уплотнителей: https://spta.su/zapchasti-dlya-konteynerov), а также использованием тканей из ударно-поглощающего волокна типа «кевлар», обладающих водонепроницаемыми свойствами, которые соединяются, с использованием герметиков и клеев, прижимными планками к несущим конструкциям рам пола и крыши.

3. Прочность и жесткость конструкции в целом (каркаса) обеспечивается использованием дополнительных армирующих разъемных вертикальных элементов, установленных между несущими рамами пола и крыши контейнера-трансформера, при его трансформации в рабочее состояние. Использование дополнительных армирующих разъемных вертикальных элементов обеспечивает прочность и жесткость каркаса при складировании контейнеров в штабель друг на друга и влияния качки при перевозках на морских судах. Поперечная жесткость двух торцевых стенок, створок распашной двери, двух продольных боковых стенок, каждые из которых конструктивно изготовлена из двух параллельных полотен ткани ударно-поглощающего волокна типа «кевлар», соединенных герметично с несущими рамами пола и крыши, образовывая внутреннее пространство, обеспечивается матами из эластичной газодержащей двустенной ткани, изготовленных по технологии эйрдек (airdeck).

4. Использование в системе трансформации эластичных водонепроницаемых тканей ударно-поглощающего волокна типа «кевлар» и эластичных газодержащих двустенных тканей, изготовленных по технологии эйрдек (airdeck) с соответствующими температурными характеристиками самих тканей и клеев, позволяет расширить функциональные возможности по герметичности и температурным параметрам от +50 до -40°С, что обеспечит трансформацию контейнера-трансформера в условиях низких температур и морской среде, являющейся агрессивной.

5. Использование инновационных материалов и технологий в качестве системы трансформации в виде эластичных водонепроницаемых тканей из ударно-поглощающего волокна типа «кевлар» и эластичных газодержащих двустенних тканей, изготовленных по технологии эйрдек (airdeck) взамен металлических конструкций систем подъема с линейными электроприводами (актуаторами) позволяет снизить вес контейнера-трансформера на 20-25% (значения получены в результате изготовления опытного образца).

Применение мата, изготовленного из эластичной газодержащей двустенной ткани по технологии эйрдек (airdeck), со встроенным тарированным датчиком давления, обладающего возможностью контроля веса перемещаемого груза, позволяет уменьшить систему взвешивания более чем на 70%.

В целом, собственный вес (нетто) контейнера, уменьшается на 25 – 30%, что является существенным технической характеристикой контейнеров, учитываемой потребителями.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:

Фиг. 1 - Общий вид контейнера-трансформера SmartBoxAirdeck.

Фиг. 2 - Функциональная схема взаимодействия аппаратной и программной частей контейнера-трансформера SmartBoxAirdeck.

Фиг. 3 - Структурная схема использования контейнера-трансформера SmartBoxAirdeck при транспортных перевозках.

Контейнер-трансформер (SmartBoxAirdeck), включающий аппаратную и программную части, аппаратная часть содержит две торцевые стенки 1, одна из которых выполнена в виде распашной двери 2, две продольные боковые стенки 3, образующие систему трансформации внутреннего объема, пол 4 и крышу 5 в виде несущих рам со встроенными датчиками температуры, влажности, освещенности, контроля заряда аккумуляторов 6, камеры видеофиксации 7, аккумуляторы 8, солнечную батарею 9 с системой подзарядки и элементы строповки 10 на них, а программная часть, представляет собой информационную систему удаленного управления и сценарного администрирования через роутер 11 и контроллер 12, связанных информационно-коммуникационной связью 13 с сервером 14 сбора, обработки и ретрансляции данных, расположенным в облачном пространстве 15 сети интернет, включающей пользовательский веб-сервис 16 и базу данных 17 показаний датчиков и файлов видеофиксации, позволяющей хранить и передавать показания датчиков по массово-объемным характеристикам, отслеживать местонахождение в пространстве и времени с привязкой к геоданным на картографической карте самого контейнера-трансформера, а через мобильное приложение 18 получать показание датчиков, определять начальные и конечные координаты перемещения контейнера, осуществлять расчеты за оказанные услуги и оптимизировать маршруты доставки, при этом элементы системы трансформации аппаратной части, а именно, две торцевые стенки 1, одна из которых выполнена в виде распашной двери 2 и две продольные боковые стенки 3, каждые из которых конструктивно изготовлены из двух параллельных полотен ткани ударно-поглощающего волокна 19 типа «кевлар», соединенные герметично с несущими рамами пола 4 и крыши 5, с образованием внутреннего пространства, и размещенными в нем матами из эластичной газодержащей двустенной ткани 20, изготовленных по технологии эйрдек (airdeck), при этом система трансформации снабжена малогабаритным электрическим компрессором 21, а маты оснащены штуцерами 22, датчиками давления воздуха 23, воздухопроводами 24 с возможностью создания и автоматического контроля избыточного давления в них через сервер 14, а несущие рамы пола 4 и крыши 5 дополнительно армированы разъемными вертикальными элементами 25, обеспечивающими прочностные и жесткостные характеристики контейнера-трансформера в целом при его трансформации в рабочее состояние, как опция, во внутренний объем на несущую раму пола размещают дополнительный мат 26, изготовленный из эластичной газодержащей двустенной ткани по технологии эйрдек (airdeck), со встроенным тарированным датчиком давления 27, обладающего возможностью контроля веса перемещаемого груза через сервер 14.

Работу SmartBoxAirdeck покажем на примере его использования для перевозки штучных грузов с расширенными функциональными возможности, в том числе при перевозке по морским путям контейнеровозами и хранении грузов на морских платформах

Первоначально контейнеры в сложенном состоянии размещены на морских причалах в штабелях, опираясь друг на друга.

С помощью контейнерного погрузчика производят погрузочно-разгрузочные работы SmartBoxAirdeck по их перемещению и транспортировки заказчику. В транспортное средство SmartBoxAirdeck укладываются друг на друга и отправляются по маршруту, к месту, указанному в заказе, полученному через веб-сервис 16 из мобильного приложение 18. Транспорт пребывает в первый пункт маршрута, и с помощью манипулятора, происходит разгрузка сложенного SmartBoxAirdeck на имеющееся на земле свободное место.

После разгрузки SmartBoxAirdeck экспедитор через свое мобильное приложение 18 дает команду SmartBoxAirdeck на автоматическое трансформирование. Посредством малогабаритного электрического компрессора 21, в автоматическом режиме, воздух нагнетается через воздухопроводы 24, датчики давления воздуха 23 и штуцеры 22 в маты из эластичной газодержащей двустенной ткани 20, изготовленные по технологии эйрдек (airdeck), каждый из которых размещен во внутреннем пространства, конструктивно образованном из двух параллельных полотен ткани ударно-поглощающего волокна 19 типа «кевлар», соединенных герметично с несущими рамами пола 4 и крыши 5. В результате повышения давления в матах из эластичной газодержащей двустенной ткани 20, изготовленных по технологии эйрдек (airdeck), они приобретают плоскую форму, и крыша 5 поднимается. Маты из эластичной газодержащей двустенной ткани 20 на данной операции, при нагнетании избыточного давления малогабаритным компрессором 21, выполняют функцию пневматического домкрата. При достижении заданного давления, малогабаритный компрессор 21 отключается по сигналу датчиков давления воздуха 23.

Маты из эластичной газодержащей двустенной ткани 20, изготовленные по технологии эйрдек (airdeck), выполняют одновременно две функции: пневматического домкрата для трансформации конструкции в рабочее состояние; обеспечивая поперечную жесткость элементов трансформации: торцевой стенки 1, продольных боковых стенок 3, распашных дверей 2.

Для повышения прочности и жесткости контейнера-трансформера несущие рамы пола 4 и крыши 5 дополнительно соединяются разъемными вертикальными элементами 25 (на Фиг. 1 позицией не обозначено), которые фиксируются, например болтовыми соединениями, обеспечивая одновременно дублирование и резервирование конструкции аппаратной части к сжатию и изгибу, при влиянии качки на морских контейнеровозах и складирования их в штабель.

Операция по повышению прочности и жесткости конструкции производится экспедитором вручную, путем соединения разъемными вертикальными элементами 25 несущих рам пола 4 и крыши 5, например болтовыми соединениями. Разъемные вертикальные элементы 25 одновременно выполняет функцию устройства блокировки/разблокировки.

На завершающем этапе экспедитор через свое мобильное приложение 18 дает команду SmartBoxAirdeck на закрытие распашной двери 2, которые автоматически блокируются. Датчики температуры, влажности, освещенности, контроля заряда аккумуляторов 6, камеры видеофиксации 7 и тарированный датчик давления 27 фиксируют исходное (первоначальное) положение внутреннего пространства, передают информации на мобильное приложение 18. После полного раскладывания SmartBoxAirdeck на мобильное устройство заказчика поступает информация, что контейнер на месте и «код – ключ» для автоматического открытия распашной двери 2. На время загрузки заказчиком SmartBoxAirdeck транспортное средство уезжает для выполнения другого поступившего заказа.

Заказчик, находясь у контейнера через свое мобильное приложение 18, дистанционно по «код – ключу» открывает распашную дверь и производит загрузку SmartBoxAirdeck грузами. После загрузки контейнера заказчик через свое мобильное приложение 18 в обратном порядке закрывает распашную дверь 2, передает через свое мобильное приложение 18 информацию о необходимости его перемещения в конечный пункт.

После загрузки SmartBoxAirdeck грузом происходит автоматическое взвешивание груза тарированным датчиком давления 27, установленным в дополнительном мате 26, фиксация характеристик датчиками температуры, влажности и освещенности, контроля заряда аккумуляторов 6, фотофиксация камерой 7. Вся информация передается через роутер 11 и информационно-коммутационную связь 13 на сервер 14, расположенный в облачной сети интернет 15, где долгосрочно хранится в базе данных 17, с привязкой к конкретному контейнеру, дате, времени, координатам погрузки, маршруту перемещения и месту выгрузки.

При резких изменениях каких-либо параметров (веса, температуры, влажности, освещенности, положения груза и пр.) происходит фотофиксация камерой 7 с записью в базу данных 17.

Заказчик и оператор в онлайн режиме через свои мобильные приложения 18 могут проверить сохранность груза по отображаемым параметрам, в том числе просмотреть фотофиксацию, выполненной камерой 7.

Экспедиторы получают информацию через свои мобильные приложения 18 о необходимости забрать загруженный контейнер. Транспортное средство с манипулятором приезжает, грузит загруженный SmartBoxAirdeck и перемещает его на морской причал, где происходит его разгрузка контейнерным погрузчиком с последующим складированием в штабель.

Далее SmartBoxAirdeck грузится на морские контейнеровозы (суда) и перемещается в другой порт или на морскую платформу по месту назначения.

В порту назначения или на морской платформе SmartBoxAirdeck разгружается. Заказчик с помощью мобильного приложения 18, после оплаты, осуществляемой через то же мобильное приложения 18, например «Яндекс. Касса», получает «код – ключ» и автоматически открывает распашную дверь 2. Далее осуществляется выгрузку груза из SmartBoxAirdeck.

Выгрузив груз, заказчик закрывает SmartBoxAirdeck и сообщает через свое мобильное приложения 18 экспедитору о необходимости трансформации пустого SmartBoxAirdeck и последующего его складирования в штабель. Экспедитор производит в обратном порядке трансформацию контейнера: разъединяет разъемные вертикальные элементы 25 и размещает их во внутренний объем; отсоединяет воздухопроводы 24 от штуцеров 22; при уменьшении избыточного давления в мат из эластичной газодержащей двустенной ткани 20 укладывает полотно ткани из ударно-поглощающего волокна 19 в пространство между несущих рам пола 4 и крыши 5; вручную фиксирует несущие рамы пола 4 и крыши 5. Сложенные контейнеры складируются в штабель с использованием погрузочных средств

По приходу морского контейнеровоза (судна) пустые контейнера погружаются для транспортировки в порт назначения, при этом они занимают в сложенном состоянии 1/3 от их объема.

Программная часть продукта существенному изменению от прототипа не претерпела и состоит из серверной и клиентской частей. Серверная часть решения представляет собой веб-сайт 16 сервера 14 сбора, обработки, ретрансляции данных и передачи их в базу данных 17, которые реализует следующий функционал:

а) сбор, обработка, хранение и ретрансляция, получаемых от контейнеров данных в базе данных 17;

б) интеграции серверной части со сторонними корпоративными платформами сервисами, такими как «Яндекс Карта», «Яндекс Касса» и др.;

в) бесперебойной работы системы в целом для уменьшения до минимума возможных потерь информации, содержащейся в базе данных 17, за счет применения на сервере 14 внутренних механизмов защиты данных, например, таких как: системы трассировки транзакций, откат после сбоя, средства обеспечения целостности данных;

г) перенесение наиболее трудоемких операций по обработке информации на сервер 14.

Дополнительными объектами управления через сервер 14 стали малогабаритный электрический компрессор 21, датчики давления воздуха 23 и тарированный датчик давления 27. Принципиальных изменений в программной части продукта при этом не произошло, были внесены только программные изменения в контроллер 12.

Клиентская часть платформы представлена следующими функциональными элементами:

а) вэб-сервис 16, представляет собой среду взаимодействия заказчика, экспедитора и аппаратной части, вход в который осуществляется с помощью браузера и мобильного приложения 18, в котором пользователи, в зависимости от своих прав, получают доступ к соответствующему функционалу настройки и управления системой SmartBoxAirdeck.

б) мобильное приложение 18 представляет собой программное обеспечение, установленное на мобильный телефон, или планшет заказчика и экспедитора, которое в режиме онлайн позволяет вести обмен данными c сервером 14, имеет ограниченный (пользовательский) функционал настройки и управления системой.

Если на маршруте имеются несколько транспортных средств, в том числе и морские контейнеровозы, с пустыми контейнерами, движущимися рядом друг с другом, то в определенном месте на стоянках (якорных стоянках), может производиться их перегрузка. При этом осуществляется логистическая оптимизация по высвобождению одного из транспортных средств от пустых контейнеров. Совместная работа транспортных средств при перегрузке сложенных контейнеров на платформу одного из транспортных средств является элементом так называемого «караванного движения» при оптимизации грузовых перевозок.

Для проверки работоспособности отличительных признаков предлагаемого складного контейнера-транформера SmartBoxAirdeck изготовлена компьютерная модель.

Испытание компьютерной модели конструкции контейнера-транформера SmartBoxAirdeck с учетом основных отличительных признаков в предложенном изобретении, проводилось путем имитации его движения и тестирования на различные сочетания нагрузок. Испытания модели показали работоспособность контейнера-транформера SmartBoxAirdeck на всех операциях, начиная от трансформирования, погрузки, перевозки, разгрузки и возврата в исходное состояние.

Перечень испытаний и проверок компьютерной модели конструкции контейнера-транформера SmartBoxAirdeck, приведены в таблице.

Перечень испытаний и проверок

№
п/п Наименование испытаний и проверок Примечание 1 2 3 1. Функциональное испытание SmartBoxAirdeck Различное сочетание нагрузок 1.1. Имитация процесса трансформирования SmartBoxAirdeck Осуществляется с целью выявления ошибок кинематической схемы трансформирования 1.1.1. Контроль (проверка) функционирования SmartBoxAirdeck в целом и отдельных элементов его конструкции Осуществляется контроль (проверка) функционирования SmartBoxAirdeck, в том числе: пола, стенок, дверей и др. 1.1.2. Контроль (проверка) герметичного крепления полотен ткани ударно-поглощающего волокна Визуальный контроль при различных сочетаниях нагрузки 1.2. Контроль (проверка) установленных размеров SmartBoxAirdeck: ГОСТ Р 53350-2009, ISO 668-1995 для 10-футового контейнера В соответствии с требованиями ГОСТ 8.010-72, с погрешностью не более 1 мм 1.2.1. Контроль (проверка) габаритных размеров SmartBoxAirdeck: длина, ширина, высота
Д×Ш×В: 2,65×2,1×2,591 м Контроль с погрешностью не более 1 мм 1.2.2. Контроль (проверка) внутренних размеров SmartBoxAirdeck Контроль с погрешностью не более 1 мм 1.2.3. Контроль (проверка) внутреннего объема SmartBoxAirdeck Контроль с погрешностью не более 7 см³ 1.3. Контроль (проверка) работоспособности раскрытия/складирования SmartBoxAirdeck и его запорных устройств. Имитация раскрытием/складированием контейнера и запиранием его запорных устройств.

Результат компьютерного моделирования работы SmartBoxCity описаны ниже.

С помощью моделирования операции автомобильного манипулятора производились погрузочно-разгрузочные работы SmartBoxAirdeck по их перемещению в кузов автомобиля и обратно. В кузове автомобиля SmartBoxAirdeck укладывались друг на друга и отправлялись по маршруту, к месту, указанному в заказе, полученному через Веб-интерфейс на мобильное приложение 18.

После разгрузки SmartBoxAirdeck экспедитор, через свое мобильное приложение, 18 дает команду SmartBoxAirdeck на автоматическое трансформирование. Посредством малогабаритного электрического компрессора 21, в автоматическом режиме, воздух нагнетается через воздухопроводы 24, датчики давления воздуха 23 и штуцеры 22 в маты из эластичной газодержащей двустенной ткани 20, изготовленных по технологии эйрдек (airdeck), каждый из которых размещен во внутреннем пространства, конструктивно образованном из двух параллельных полотен ткани ударно-поглощающего волокна 19 типа «кевлар», соединенных с несущими рамами пола 4 и крыши 5. В результате повышения давления в матах из эластичной газодержащей двустенной ткани 20, изготовленных по технологии эйрдек (airdeck), крыша 5 поднимается. При достижении заданного давления малогабаритный электрический компрессор 21 отключается по сигналу датчика давления воздуха 23.

Маты из эластичной газодержащей двустенной ткани 20, изготовленные по технологии эйрдек (airdeck), выполняют одновременно две функции: пневматического домкрата для трансформации конструкции в рабочее состояние; обеспечивая поперечную жесткость элементов трансформации: торцевой стенки 1, продольных боковых стенок 3, распашных дверей 2.

Для повышения прочности и жесткости контейнера-трансформера несущие рамы пола 4 и крыши 5 дополнительно соединяются разъемными вертикальными элементами 25, и фиксируются болтовыми соединениями. Операция по повышению прочности и жесткости конструкции производится экспедитором вручную, и одновременно выполняет функцию устройства блокировки/разблокировки.

На завершающем этапе экспедитор, через свое мобильное приложение 18 дает, команду SmartBoxAirdeck на закрытие распашной двери 2, которые автоматически блокируются или опломбируются вручную (на Фиг. 1 позицией не обозначено). Датчики температуры, влажности, освещенности, контроля заряда аккумуляторов 6, камеры видеофиксации 7 и тарированный датчик давления 27 фиксируют исходное (первоначальное) положение внутреннего пространства, передают информации на мобильное приложение 18. После полного раскладывания SmartBoxAirdeck на мобильное устройство заказчика поступает информация, что контейнер на месте и «код – ключ» для автоматического открытия распашной двери 2 или разрешения на снятие пломбы вручную. На время загрузки заказчиком SmartBoxAirdeck транспортное средство уезжает для выполнения другого поступившего заказа.

Заказчик, находясь у контейнера через свое мобильное приложение 18, дистанционно по «код – ключу» открывает распашную дверь 2 и производит загрузку SmartBoxAirdeck грузами. После загрузки контейнера заказчик через свое мобильное приложение 18 в обратном порядке закрывает распашную дверь 2, передает через свое мобильное приложение 18 информацию о необходимости его перемещения в конечный пункт.

После загрузки SmartBoxAirdeck грузом происходит автоматическое взвешивание груза тарированным датчиком давления 27, установленного в дополнительном мате 26, фиксация характеристик датчиками температуры, влажности и освещенности, контроля заряда аккумуляторов 6, фотофиксация камерой 7. Вся информация передается через роутер 11 и информационно-коммутационную связь 13 на сервер 14, расположенный в облачной сети интернет 15, где долгосрочно хранится в базе данных 17, с привязкой к конкретному контейнеру, дате, времени, координатам погрузки, маршруту перемещения и месту выгрузки.

При резких изменениях каких-либо параметров (веса, температуры, влажности или освещенности) происходит фотофиксация камерой 7 с записью в базу данных 17.

Заказчик и оператор в онлайн режиме, через свои мобильные приложения 18, могут проверить сохранность груза по отображаемым параметрам, в том числе просмотреть фотофиксацию, выполненной камерой 7.

Экспедиторы получают информацию через свое мобильное приложение 18 о необходимости забрать загруженный контейнер. Пустой автомобиль с манипулятором приезжает, грузит загруженный SmartBoxAirdeck в кузов автомобиля и перемещает его в конечный пункт назначения, указанный в мобильном приложении 18, либо на морской причал, где происходит его разгрузка и размещение в штабели, опираясь друг на друга.

Прибыв в указанный пункт по указанному в приложении оптимальному маршруту, определенному через сервис, например «Яндекс. Пробки» экспедитор с помощью манипулятора снимает SmartBoxAirdeck с кузова автомобиля на площадку.

Заказчик с помощью мобильного приложения 18, после оплаты, осуществляемой через то же мобильное приложения 18, например «Яндекс. Касса», получает «код – ключ» и автоматически открывает распашную дверь 2. Далее заказчик осуществляет выгрузку груза из SmartBoxAirdeck.

Выгрузив груз, заказчик закрывает SmartBoxAirdeck и сообщает через свое мобильное приложения 18 экспедитору о необходимости приезда для транспортировки пустого SmartBoxAirdeck.

Получив информацию через свое мобильное приложение 18 экспедитор в обратном порядке выполняет трансформацию контейнера: разъединяет разъемные вертикальные элементы 25 и размещает их во внутренний объем; отсоединяет (открывает) воздухопроводы 24 от штуцеров 22; избыточное давление в мате из эластичной газодержащей двустенной ткани 20 уменьшается, скорость трансформации контролируется; полотно ткани из ударно-поглощающего волокна 19 укладывает в пространство между несущими рамами пола 4 и крыши 5; несущие рамы пола 4 и крыши 5 вручную фиксирует приспособлениями (на Фиг. 1 позицией не обозначено) в местах строповки.

Затем производится погрузка SmartBoxAirdeck в кузов автомобиля. В кузове автомобиля может находиться не один, а несколько сложенных SmartBoxAirdeck. Загруженный пустыми сложенными контейнерами автомобиль перемещается по маршрут к новому заказчику или на склад (базу), где производит выгрузку их и складирование в штабеля.

Сервер 14 осуществлял сбор, обработку, ретрансляцию данных и передачу их в базу данных 17. Сервер 14 проводил постоянный анализ, сбор и хранение в базе данных 17 показаний со всех датчиков, встроенных в контейнеры.

Сервер 14 обеспечивал интеграцию со сторонними корпоративными платформами сервисами, такими как «Яндекс Карты», «Яндекс Кассы» и др.;

Вэб-сервис 16 осуществлял взаимодействие заказчика, экспедитора и аппаратной части SmartBoxAirdeck. Вход в веб-сервис осуществлялся с помощью браузера и мобильного приложения 18. Мобильное приложение 18, установленное на планшет заказчика и экспедитора в режиме онлайн позволяло вести обмен данными c сервером 14.

Функционирование предложенной конструкции контейнера-транформера SmartBoxAirdeck на компьютерной модели с учетом основных отличительных признаков в предложенном изобретении, показало ее работоспособность, а именно способность конструкции контейнера с автоматической системой трансформирования, оснащенного информационной системой удаленного администрирования, сценарного управления и мобильными приложениями, значительно повысить надежность механизма трансформирования, обеспечить должную герметичность внутреннего объема контейнера, повысить прочность и жесткость конструкции, складировать их в штабель, снизить собственный вес (нетто), что в конечном итоге позволит расширить его функциональные возможности для использования в морских перевозках.

На основании вышеизложенного, и с учетом проведенного патентно-информационного поиска считаем, что предлагаемая нами конструкция контейнера-трансформера (SmartBoxAirdeck) может быть признана изобретением и защищена патентом.

Изобретение относится к складным грузовым контейнерам, с расширенными функциональными возможности, в том числе при эксплуатации в морской среде, предназначенным для перевозки грузов, которые используются транспортными компаниями для оптимизации производственных издержек, является элементом интеллектуальной мобильности с использованием технологии беспроводной связи и «Интернета вещей». Контейнер-трансформер включает аппаратную и программную части, аппаратная часть содержит две торцевые стенки, одна из которых выполнена в виде распашной двери, две продольные боковые стенки, образующие систему трансформации внутреннего объема, пол и крышу в виде несущих рам со встроенными датчиками температуры, влажности, освещенности, контроля заряда аккумуляторов, камеры видеофиксации, аккумуляторы, солнечная батарея с системой подзарядки и элементы строповки на них. Программная часть представляет собой информационную систему удаленного управления и сценарного администрирования через роутер и контроллер, связанных информационно-коммуникационной связью с сервером сбора, обработки и ретрансляции данных, расположенным в облачном пространстве сети интернет, включающей пользовательский веб-сервис и базу данных показаний датчиков и файлов видеофиксации, позволяющей хранить и передавать показания датчиков по массово-объемным характеристикам, отслеживать местонахождение в пространстве и времени с привязкой к геоданным на картографической карте самого контейнера-трансформера. Через мобильное приложение получать показание датчиков, определять начальные и конечные координаты перемещения контейнера, осуществлять расчеты за оказанные услуги и оптимизировать маршруты доставки. Элементы системы трансформации аппаратной части, а именно, две торцевые стенки, одна из которых выполнена в виде распашной двери и две продольные боковые стенки, каждые из которых конструктивно изготовлены из двух параллельных полотен ткани ударно-поглощающего волокна «кевлар», соединенных герметично с несущими рамами пола и крыши, с образованием внутреннего пространства, и размещенными в нем матами из эластичной газодержащей двустенной ткани, изготовленных по технологии эйрдек. Система трансформации снабжена малогабаритным электрическим компрессором, а маты оснащены штуцерами, датчиками давления воздуха, воздухопроводами с возможностью создания и автоматического контроля избыточного давления через сервер. Несущие рамы пола и крыши дополнительно армированы разъемными вертикальными элементами, обеспечивающими прочностные и жесткостные характеристики контейнера-трансформера в целом при его трансформации в рабочее состояние. Во внутренний объем на несущую раму пола размещают дополнительный мат, изготовленный из эластичной газодержащей двустенной ткани по технологии эйрдек, со встроенным тарированным датчиком давления, обладающего возможностью контроля веса перемещаемого груза. Технический результат заключается в повышении надежности механизма трансформирования, обеспечить должную герметичность внутреннего объема контейнера, повысить прочность и жесткость конструкции, складировать их в штабель, снизить собственный вес (нетто), что в конечном итоге позволит расширить его функциональные возможности для использования в морских перевозках. 3 ил.

Контейнер-трансформер, включающий аппаратную и программную части, аппаратная часть содержит две торцевые стенки, одна из которых выполнена в виде распашной двери, две продольные боковые стенки, образующие систему трансформации внутреннего объема, пол и крышу в виде несущих рам со встроенными датчиками температуры, влажности, освещенности, заряда аккумуляторов, камеры видеофиксации, аккумуляторы, солнечная батарея с системой подзарядки и элементы строповки на них, а программная часть, представляет собой информационную систему удаленного управления и сценарного администрирования через роутер и контроллер, связанных информационно-коммуникационной связью с сервером сбора, обработки и ретрансляции данных, расположенным в облачном пространстве сети интернет, включающей пользовательский веб-сервис и базу данных показаний датчиков и файлов видеофиксации, позволяющей хранить и передавать показания датчиков по массово-объемным характеристикам, отслеживать местонахождение в пространстве и времени с привязкой к геоданным на картографической карте самого контейнера-трансформера, а через мобильное приложение получать показание датчиков, определять начальные и конечные координаты перемещения контейнера, осуществлять расчеты за оказанные услуги и оптимизировать маршруты доставки, отличающийся тем, что элементы системы трансформации аппаратной части, а именно, две торцевые стенки, одна из которых выполнена в виде распашной двери и две продольные боковые стенки, каждые из которых конструктивно изготовлены из двух параллельных полотен ткани ударно-поглощающего волокна «кевлар», соединенных герметично с несущими рамами пола и крыши, образовывают внутреннее пространство с размещенными в нем матами из эластичной газодержащей двустенной ткани, изготовленных по технологии эйрдек, при этом система трансформации снабжена малогабаритным электрическим компрессором, а маты оснащены штуцерами, датчиками давления воздуха, воздухопроводами с возможностью создания и автоматического контроля избыточного давления через сервер, а несущие рамы пола и крыши дополнительно армированы разъемными вертикальными элементами, обеспечивающими прочностные и жесткостные характеристики контейнера-трансформера в целом при его трансформации в рабочее состояние, как опция, во внутренний объем на несущую раму пола размещают дополнительный мат, изготовленный из эластичной газодержащей двустенной ткани по технологии эйрдек, со встроенным тарированным датчиком давления, обладающего возможностью контроля веса перемещаемого груза через сервер.