适用于磁悬浮物流投送的动态投送装置的制作方法

1.本发明涉及磁悬浮物流投送技术领域，尤其涉及一种适用于磁悬浮物流投送的动态投送装置。


背景技术：

2.真空管道运输系统具有快速、便捷、安全、环保、高效等优势，与现有的公路运输、铁路运输、水运及空运形成有力互补，具有广阔的应用前景和市场价值。将其应用于物流领域，能够大幅提升物流效率，提升社会资料流转速度，提高社会发展活力。然而，磁悬浮推进列车运行速度高，适合长远距离运输，若只使用于长距离两点运输，会大大限制磁悬浮物流投送的覆盖范围；若沿线设置多个停车投送点，列车将会多次启停，降低输送效率。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种适用于磁悬浮物流投送的动态投送装置，能够解决现有技术中的技术问题。
4.本发明提供了一种适用于磁悬浮物流投送的动态投送装置，其中，该装置包括转运箱、转运轨和机械臂，其中，
5.所述转运箱包括用于运输货物的箱体、设置在所述箱体上的悬浮磁体和导向磁体以及设置在所述箱体底部的辅助支撑轮；
6.所述转运轨设置在真空管道内，所述转运轨的底部设置有悬浮感应导体且所述悬浮感应导体与所述悬浮磁体相对运动时为所述转运箱提供悬浮力，所述转运轨的侧面设置有导向感应导体且所述导向感应导体与所述导向磁体相对运动时为所述转运箱提供导向力；
7.所述机械臂一端与所述真空管道内的磁悬浮列车连接，另一端与所述箱体连接，用于在所述磁悬浮列车运行的过程中将所述转运箱从所述磁悬浮列车转移至所述转运轨，并在所述转运箱稳定悬浮时与所述箱体断开连接以实现所述磁悬浮列车与所述转运箱分离，所述辅助支撑轮用于在悬浮力不足时为所述转运箱提供支撑力以维持所述转运箱运行。
8.优选地，所述转运轨包括分发段轨道和转移段轨道，所述分发段轨道与所述磁悬浮列车的运行轨道平行并用于所述机械臂对所述转运箱进行转移以及与所述箱体断开连接，所述转移段轨道用于使所述转运箱运行至目标位置。
9.优选地，该装置还包括力传感器，设置在所述机械臂上用于测量所述机械臂末端的载荷，所述机械臂在所测量的载荷为零时与所述箱体断开连接。
10.优选地，所述悬浮磁体和所述导向磁体采用直线型halbach结构永磁铁。
11.优选地，所述箱体采用不导磁材料。
12.通过上述技术方案，可以利用转运箱将货物/货品分成多个单元，在进行物流投送时，转运箱投放之前通过磁悬浮列车携带大量货物/货品，实现货物/货品的长距离运输；转
运箱在磁悬浮列车运行的过程中投放时，可以通过电动悬浮为转运箱提供悬浮力和导向力，避免箱体与轨道底面或侧面接触碰撞，使箱体转运过程运行平稳，借助转运箱的惯性实现转运过程，进而实现转运箱的沿线定点投放。并且，由于转运过程发生于低真空环境，故气动干扰对转运过程影响很小，能够保证转运过程的安全性。
附图说明
13.所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1示出了根据本发明实施例的一种适用于磁悬浮物流投送的动态投送装置的示意图；
15.图2示出了根据本发明实施例的一种轨道线路设置示意图。
16.附图标记说明
17.10转运箱；12转运轨；14机械臂；16真空管道；
18.18磁悬浮列车；20锁定单元；22航行段；102悬浮磁体；
19.103导向磁体；104辅助支撑轮；121悬浮感应导体；
20.122导向感应导体；123分发段轨道；124转移段轨道。
具体实施方式
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
23.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
24.图1示出了根据本发明实施例的一种适用于磁悬浮物流投送的动态投送装置的示
意图。
25.如图1所示，本发明实施例提供了一种适用于磁悬浮物流投送的动态投送装置，该装置包括转运箱10、转运轨12和机械臂14，其中，
26.所述转运箱10包括用于运输货物的箱体、设置在所述箱体上的悬浮磁体102和导向磁体103以及设置在所述箱体底部的辅助支撑轮104；
27.所述转运轨12设置在真空管道16内，所述转运轨12的底部设置有悬浮感应导体121且所述悬浮感应导体121与所述悬浮磁体102相对运动时为所述转运箱10提供悬浮力，所述转运轨12的侧面设置有导向感应导体122且所述导向感应导体122与所述导向磁体103相对运动时为所述转运箱10提供导向力；
28.所述机械臂14一端与所述真空管道16内的磁悬浮列车18连接，另一端与所述箱体连接，用于在所述磁悬浮列车18运行的过程中将所述转运箱10从所述磁悬浮列车18转移至所述转运轨12，并在所述转运箱10稳定悬浮时与所述箱体断开连接以实现所述磁悬浮列车18与所述转运箱10分离，所述辅助支撑轮104用于在悬浮力不足时为所述转运箱10提供支撑力以维持所述转运箱10运行(也就是，辅助支撑轮可以提供低速下的支撑和转运功能)。
29.举例来讲，在转运箱10转运至转运轨12上时，由于机械臂14与箱体连接，所以转运箱10依然与磁悬浮列车18保持同速运动，箱体上的悬浮磁体102和导向磁体103与转运轨12上的悬浮感应导体121和导向感应导体122分别相互作用，产生悬浮力以及导向力；当转运箱10实现稳定悬浮时，机械臂14与箱体断开连接(解锁)，借助惯性，转运箱10依然可以保持高速运动状态，最终在磁阻力、气动阻力的作用下减速至零。
30.通过上述技术方案，可以利用转运箱将货物/货品分成多个单元，在进行物流投送时，转运箱投放之前通过磁悬浮列车携带大量货物/货品，实现货物/货品的长距离运输；转运箱在磁悬浮列车运行的过程中投放时，可以通过电动悬浮为转运箱提供悬浮力和导向力，避免箱体与轨道底面或侧面接触碰撞，使箱体转运过程运行平稳，借助转运箱的惯性实现转运过程，进而实现转运箱的沿线定点投放。并且，由于转运过程发生于低真空环境，故气动干扰对转运过程影响很小，能够保证转运过程的安全性。
31.也就是，本发明上述的动态投送装置能够在磁悬浮列车运行过程中，将货品进行分发、投送，借助惯性完成货品转运，既不影响列车运行速度又能在航行线路沿线多点分发，大大提升磁悬浮物流投送的效率且扩大了投送的覆盖范围，可进一步应用于交通、航天、军事等多个领域。
32.其中，悬浮磁体102设置在所述箱体上的底部，导向磁体103设置在所述箱体上的侧面。
33.根据本发明一种实施例，机械臂14与箱体的连接位置可以是预先确定的。
34.根据本发明一种实施例，所述机械臂14可以通过锁定单元20与所述箱体连接(即，锁定)。
35.根据本发明一种实施例，如图2所示，所述转运轨12包括分发段轨道123和转移段轨道124，所述分发段轨道123与所述磁悬浮列车18的运行轨道平行并用于所述机械臂14对所述转运箱10进行转移以及与所述箱体断开连接，所述转移段轨道124用于使所述转运箱10运行至目标位置。
36.具体地，参考图2，转运箱投放之前(即，到达投放点之前)，磁悬浮列车携带货物/
货品在航行段22运行(即，列车携带箱体一同在主线路航行)；转运箱投放时(即，到达投放点时)，通过机械臂将转运箱转移至与磁悬浮列车运行轨道平行的分发段轨道，在实现稳定悬浮后，机械臂与箱体断开连接，转运箱借助惯性继续在分发段轨道运动；随后在轨道导向感应导体的作用下，转移段轨道与列车运行轨道(主线路)逐渐偏移，所述转运箱通过转移段轨道向投送目标地点(目标位置)运动。
37.其中，可以在磁悬浮列车运行主线路上设置多个投放点，对不同目标地点的货品进行定点投放，扩大磁悬浮物流投送的覆盖范围以及提高货品分发的效率。
38.根据本发明一种实施例，该装置还可以包括力传感器，设置在所述机械臂14上用于测量所述机械臂14末端的载荷，所述机械臂14在所测量的载荷为零时与所述箱体断开连接。
39.也就是，机械臂末端载荷减小为零时，悬浮力与箱体重力平衡，转运箱10可以实现稳定悬浮，机械臂14可以与箱体断开连接。
40.根据本发明一种实施例，所述悬浮磁体102和所述导向磁体103可以采用直线型halbach结构永磁铁。
41.采用所述直线型halbach结构永磁体，能够产生单边磁场，并呈现正弦规律分布，即能够将磁场产生于磁体一侧，使磁体利用最大化。
42.根据本发明一种实施例，所述箱体采用不导磁材料。
43.其中，箱体可以提供货物存放空间，可以采用统一的箱体尺寸，也可以根据实际情况确定箱体尺寸。
44.从上述实施例可以看出，相比于现有技术，本发明上述实施例所述的动态投送装置至少具有以下优点：
45.1)投送过程发生在列车运行过程中，不需要先减速停车再对物流货品进行转运，不影响列车运行状态，保证了列车的运行效率。
46.2)箱体投放在转运轨后，箱体的运动充分利用了其和列车一同运动获得的动能，且由于气动阻力较小，可使箱体能够在惯性作用下运动较长距离，实现投放点至目标地点的转运，由此可以实现系统能量(电能转化为列车与箱体的动能)的最大化利用。
47.3)线路设置灵活，可在主线路沿线设置多个投放点即能够实现在列车不降速的前提下对车载货品实现多点投送，扩大物流覆盖范围。
48.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
49.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
50.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
51.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种适用于磁悬浮物流投送的动态投送装置，其特征在于，该装置包括转运箱、转运轨和机械臂，其中，所述转运箱包括用于运输货物的箱体、设置在所述箱体上的悬浮磁体和导向磁体以及设置在所述箱体底部的辅助支撑轮；所述转运轨设置在真空管道内，所述转运轨的底部设置有悬浮感应导体且所述悬浮感应导体与所述悬浮磁体相对运动时为所述转运箱提供悬浮力，所述转运轨的侧面设置有导向感应导体且所述导向感应导体与所述导向磁体相对运动时为所述转运箱提供导向力；所述机械臂一端与所述真空管道内的磁悬浮列车连接，另一端与所述箱体连接，用于在所述磁悬浮列车运行的过程中将所述转运箱从所述磁悬浮列车转移至所述转运轨，并在所述转运箱稳定悬浮时与所述箱体断开连接以实现所述磁悬浮列车与所述转运箱分离，所述辅助支撑轮用于在悬浮力不足时为所述转运箱提供支撑力以维持所述转运箱运行。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转运轨包括分发段轨道和转移段轨道，所述分发段轨道与所述磁悬浮列车的运行轨道平行并用于所述机械臂对所述转运箱进行转移以及与所述箱体断开连接，所述转移段轨道用于使所述转运箱运行至目标位置。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该装置还包括力传感器，设置在所述机械臂上用于测量所述机械臂末端的载荷，所述机械臂在所测量的载荷为零时与所述箱体断开连接。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述悬浮磁体和所述导向磁体采用直线型halbach结构永磁铁。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述箱体采用不导磁材料。

技术总结
本发明涉及磁悬浮物流投送技术领域，公开了一种适用于磁悬浮物流投送的动态投送装置。其中，该装置包括转运箱、转运轨和机械臂，转运箱包括箱体、设置在箱体上的悬浮磁体和导向磁体以及设置在箱体底部的辅助支撑轮；转运轨设置在真空管道内，转运轨底部设置有悬浮感应导体且与悬浮磁体相对运动时为转运箱提供悬浮力，转运轨侧面设置有导向感应导体且与导向磁体相对运动时为转运箱提供导向力；机械臂一端与真空管道内的磁悬浮列车连接，另一端与箱体连接，用于在列车运行的过程中将转运箱从列车转移至转运轨，并在转运箱稳定悬浮时与箱体断开连接以实现列车与转运箱分离，辅助支撑轮用于在悬浮力不足时为转运箱提供支撑力以维持转运箱运行。转运箱运行。转运箱运行。


技术研发人员：翟茂春 张艳清 韩树春 周长斌 谭浩 邹玲 符晓亚 龚珺 高文轶 潘念侨 董浩
受保护的技术使用者：中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院）
技术研发日：2021.12.23
技术公布日：2023/6/28