طرح توجیهی سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر (سامانه شیبران)
مالک القدوس
طرح توجیهی سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر (سامانه شیبران)
این مقاله ، توصیفی کوتاه و مختصردر مورد ایده ای ساده ، کاربردی و ابتکاری در صنعت حمل و نقل به نام سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر (شیبران) می باشد که به طور خلاصه به مقایسه آن با دیگر سامانه های مشابه ، مزایای بکارگیری و نحوه کلی کارکرد این سامانه جدید و ابتکاری در صنعت حمل و نقل می پردازد.
سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر یا به عبارتی سامانه شیبران ، سامانه ای مبتنی بر حمل و نقل ارزان قیمت و بدون بکارگیری از موتورهای محرک معمول در امر حمل و نقل می باشد که این سامانه از جهتی همانند سامانه های حمل و نقل ریلی نیازمند مسیری از پیش ساخته و خاص بوده ولی مانند آن نیازی به لوکوموتیو جهت تولید نیروی رانش ندارد بلکه نیروی محرک و رانش در آن توسط خود مسیر اختصاصی در این سامانه و با ایجاد مجموعه ای شیب های متوالی در طول مسیر تامین می شود. بدین ترتیب که مسیر موجود در این سامانه از تعداد مناسبی تیرچه های افقی تمام فلزی و لولا دار تشکیل شده که می توان به ترتیب و طور لحظه ای با اعمال فشار رو به بالا در سر آزاد و غیر لولایی هریک از این تیرچه ها ، اولین تیرچه مسطح و افقی را به تیرچه ای با سطحی شیب دار تبدیل نمود که در نتیجه واگن ها و یا هر وسیله چرخ دار دیگری که بر روی تیرچه شیب دار شده قرار دارند ، شروع به حرکت به سمت لولای این تیرچه که پایین ترین سطح موجود در این تیرچه شیب دار است می کنند و بدین ترتیب نیروی رانش واگن ها و هر وسیله چرخ دار دیگری که بر روی این تیرچه شیب دار قرار دارد تامین می شود که البته به دلیل قرارگیری پی در پی و پشت سر هم تعداد زیادی از این واحد های تیرچه ای در طول مسیر این سامانه ، همواره بعد از رسیدن واگن به انتهای تیرچه اول و قرار گیری واگن بر روی سر آزاد تیرچه دوم که در آن لحظه به صورت افقی و مسطح می باشد سامانه به طور خودکار از وجود واگن بر روی تیرچه دوم مطلع شده و شروع به اعمال فشار رو به بالا در سر آزاد تیرچه دوم کرده و تیرچه دوم هم مانند تیرچه اول دارای سطحی شیب دار شده و در نتیجه ادامه نیروی رانش واگن را تامین می کند که با تکرار این مراحل برای تیرچه های سوم و چهارم و ... موجود در طول مسیر همواره نیروی رانش واگن ها جهت حرکت تامین می گردد و البته نیروی بالا برنده سر آزاد هریک از این تیرچه ها می تواند به روش های مختلفی نظیر نیروی بخار آب فشار پایین ، نیروی بخار آب فشار بالا ، فشار هوا ، نیروی ثقل آب ، موتورهای چرخ دنده دار الکتریکی و ... تامین شود.
البته سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر (شیبران) پدیده ای نوظهور در عرصه حمل و نقل می باشد که می توان جهت بهبود برخی از ضعف ها و نیز بالا بردن کارآیی و بهینه سازی آن ، طراحی ها و اختراعات جدیدتری را به آن ضمیمه نمود ، بنابراین امید است که در آینده بتوان اختراعات و ابتکارات جدیدتری را در راستای ارتقاء آن ایجاد نمود.
مقایسه سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر با دیگر سامانه های مشابه:
در برخی از شهربازی ها و مراکز تفریحی از سامانه هایی متشکل از یک ترن به همراه مجموعه ای از ریل های دارای پیچ و تاب های فضایی بالا رونده و پایین رونده به عنوان وسیله ای تفریحی برای حمل مسافران استفاده می شود که در اغلب آنها برای شروع حرکت ترن در ابتدا ترن از سطح شیب دار مربوط به یک برآمدگی مرتفع به بالا صعود کرده و سپس با رها سازی ترن ، موجب لغزیدن و پایین آمدن ترن به سمت دیگر سطح برآمدگی می شوند که با انجام این کار ، ترن نیروی حرکتی لازم را برای ادامه مسیر ریلی بدست آورده و می تواند تا انتهای مسیر را بدون نیاز به هرگونه موتور محرک جانبی ادامه دهد ولی به هر حال این حرکت دائمی نیست و یکی از راه حل های مناسب و به کار گرفته شده در سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر (سامانه شیبران) برای حل مشکل فنی موجود این است که در سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر هم تقریبا از همان اصل لغزیدن و حرکت ترن یا واگن بر روی سطح شیب دار و بدست آوردن نیروی حرکتی لازم برای ادامه دادن مسیر استفاده می شود با این تفاوت که در این سامانه سطح برآمدگی به طور دائم وجود ندارد و در یک لحظه و متناسب با دستورات ارسالی از مرکز کنترلی رایانه ای توسط یک سری از بازوهای مکانیکی ایجاد می گردد که در نتیجه علاوه بر بالا رفتن و برآمده شدن قسمتی از ریل های موجود دراین سامانه ، خود واگن هم همراه با آن بالا می رود و دیگر نیازی به یک موتور محرک خارجی برای بالا بردن ترن به بالای برآمدگی نمی باشد و نکته دیگر این است که برخلاف آن سامانه های تفریحی که حرکت ترن در آنها دائمی نمی باشد ، در سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر ، به دلیل ایجاد برآمدگی و شیب های متوالی در طول مسیر ، نیروی حرکتی لازم به طور پیوسته تامین شده و حرکت واگن ها می تواند به هر اندازه ای که مناسب باشد ادامه یابد و واگن ها مسیرهای بسیار طولانی تری را بپیمایند.
مزایای سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر (شیبران):
سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر می تواند از هر نوع سوختی جهت تولید بخار و استفاده از نیروی فشار بخار تولید شده جهت بالا بردن بازوهای مکانیکی استفاده کند و علاوه برآن فناوری بکار رفته در ساخت این سامانه حمل و نقل به جز سامانه کنترلی رایانه ای که قیمت آن هم کم است ، چندان پیچیده نیست و ابزارهای لازم برای ساخت و توسعه آن تا حد بسیار زیادی در دسترس می باشد در حالی که بسیاری از وسایل حمل و نقل موتوری علاوه بر نیاز در استفاده از نوع سوختی خاص نظیر بنزین و گازوئیل و ... دارای فناوری ساخت پیچیده ای هم می باشند و بنابراین طراحی و ساخت آنها به راحتی میسر نبوده و کار تعمیر و نگهداری از آنها هم تخصصی می باشد و نکته مهم دیگر این است که واگن و یا هر وسیله چرخ دار دیگری که توسط سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر ، حرکت داده می شود برخلاف بسیاری از وسایل حمل و نقل موتوری نیازی به حمل سوخت ندارد چون نیروی محرک لازم برای انتقال و جابجایی واگن ها توسط خود سامانه تامین می گردد.
همچنین می توان به دلیل سادگی و قابل دسترس بودن فناوری بکار رفته در این سامانه ، از آن جهت توسعه و پیشرفت امور حمل و نقل در مناطق روستایی و مزارع و باغات و یا حتی در کارخانجات و معادن استفاده نمود.
شرح اجزای نقشه عمومی سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر (شیبران):
شماره 1 : واگن و یا هر وسیله چرخ دار جهت حمل بار
شماره 2 : تیرچه با قابلیت ایجاد شیب متغیر و توانایی نگهداری واگن بر روی سطح خود
شماره 3 : لولای متصل به انتهای تیرچه جهت قابلیت دادن ایجاد شیب متغیر به تیرچه
شماره 4 : بازوی بالا برنده مکانیکی که نیروی خود را توسط فشار بخار آب یا روش های دیگری تامین می کند.
شماره 5 : حسگر (سنسور) تشخیص دهنده وجود واگن بر روی تیرچه
شماره 6 : سامانه رایانه ای (کامپیوتری) کنترل کننده کار بازوهای بالا برنده مکانیکی
شماره 7 : سیم رابط ارسال پیام های الکتریکی از حسگر به سامانه رایانه ای
شماره 8 : سیم رابط ارسال دستورات عملیاتی از سامانه رایانه ای به بازوی بالابرنده مکانیکی
شرح کارکرد سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر (شیبران) از روی نقشه:
با توجه به نقشه بالا ، سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر با توجه به طول مسیر دارای تعداد مناسبی از تیرچه با قابلیت ایجاد سطح شیبدار متغیر ( جزء شماره 2 در نقشه ) می باشد که میزان شیب موجود در سطح هر یک از آنها توسط یک بازوی بالا برنده مکانیکی ( جزء شماره 4 در نقشه ) و یک حسگر (سنسور) ( جزء شماره 5 در نقشه ) متصل به سامانه رایانه ای (کامپیوتری) ( جزء شماره 6 در نقشه ) تعیین می گردد.
در این سامانه هر یک از تیرچه ها و حسگر تعبیه شده بر روی آن به همراه بازوی مکانیکی بالابرنده ای که در زیر سطح یک سر تیرچه قرار داشته و وظیفه شیب دار کردن تیرچه را به عهده دارد ، در مجموع یک واحد به نام واحد شیب ران را تشکیل می دهند و با قرار گیری چندین واحد شیب ران به طور مناسب و پشت سر هم و در یک راستا و اتصال تمامی حسگرهای موجود در آنها به یک سامانه رایانه ای ، در مجموع یک سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر ایجاد می گردد که البته تعداد واحدهای شیب ران مورد استفاده در این سامانه بستگی به طول مسیر مورد نظر داشته و با افزایش طول مسیر تعداد واحدهای شیب ران استفاده شده هم افزایش می یابد.
نحوه کار سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر بدین ترتیب است که با قرارگیری واگن ( جزء شماره 1 در نقشه ) بر روی ابتدای مسیر سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر ، سامانه توسط حسگر (سنسور) تعبیه شده اول ، وجود واگن بر روی سطح تیرچه اول را تشخیص داده و پیامی را به سامانه رایانه ای ارسال می کند که به طور متقابل سامانه رایانه ای هم دستوراتی متناسب را به اولین بازوی بالابرنده ، جهت بالا بردن یک سر تیرچه و شیبدار نمودن آن صادر می کند و در نتیجه واگن به دلیل شیب دار شدن سطحی که بر روی آن قرار داشت لغزیده و شروع به حرکت کرده و به روی سطح تیرچه بعدی که در انتهای تیرچه اول قرار داشت می رود که با قرارگیری واگن بر روی سطح تیرچه دوم ، این بار حسگر تعبیه شده دوم وجود واگن بر روی سطح تیرچه دوم را تشخیص داده و به سامانه رایانه ای پیامی را ارسال کرده و مجددا روال کار مانند مرحله اول دنبال می شود تا واگن به همین ترتیب به روی سطوح تیرچه های بعدی رفته تا به انتهای مسیر برسد.
نیروی مورد استفاده در بازوهای مکانیکی می تواند توسط نیروی بخار آب تامین گردد و کنترل آن توسط سامانه رایانه ای انجام می شود.
شرح فنی نمونه ای دیگر از سامانه حمل و نقل با استفاده از ایجاد شیب در مسیر (سامانه شیبران) که توسط نیروی موتورهای گیربکس (چرخ دنده دار) الکتریکی کار می کند:
این طرح در سامانه ثبت آثار وزارت فرهنگ و ارشاد به ثبت رسیده ولی اینجانب حسین اختر محققی مولف این مقاله و ایده پرداز این طرح ، از طرف خودم نسبت به کلیه حقوقی که استفاده صنعتی این طرح برایم ایجاد می کند آن را به طور رایگان در اختیار عموم قرار داده و بنابراین استفاده صنعتی از آن و تولید صنعتی آن در صورتی که مدعی دیگری در مورد حقوق این طرح و ایده وجود نداشته باشد برای عموم آزاد می باشد.
حسین اختر محققی - بهار 1397
