一种基于电磁原理的立体城市物流运输装置的制作方法

本发明涉及物流领域，尤其涉及一种在城市范围内由管路、基于磁悬浮原理的电磁永磁系统为动力来源的新型运输装置构成的绿色、快捷、自动化的立体城市物流运输装置。

背景技术：

目前，随着经济的迅速发展，网购和电子商务日益兴盛，快递业也随之快速发展，然而，传统快递业已经不能满足人们对于快递时效性、安全性、服务高品质的要求，同时，道路运输行业资源消耗严重，造成城市交通拥堵严重，坏境污染严重。

所以，利用城市立体空间资源，寻求新的可发展的运输方式，构建绿色、快捷、高效、自动化的城市物流运输体系，是缓解道路运输行业带来的一系列城市问题，打造现代化智慧城市，提高城市人民生活质量的必要发展趋势。

据检索，目前已有的自动化城市轨道运输系统，如申请号为201520452155.9名称为“自动化新型城市轨道物流运输系统”的实用新型专利，该专利运输单元为置于悬挂式单轨铁路上的运输车辆，系统体积较大，能耗较高。

又如申请号为201310635000.4名称为“一种松散物料的磁流体运输方式”的中国专利，该专利采用物料与导电液体混合，在密封管道内运行的方式，运输货物种类单一，效率较低，对装置加工和安装要求较高。

鉴于上述状况，有必要研发一种结构简单、运送高效的新型自动化城市物流运输装置。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于电磁原理的立体城市物流运输装置。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种基于电磁原理的立体城市物流运输装置，包括：高架悬梁、高架悬梁下方的管路支架，穿入管路支架与管路支架固定连接的混凝土管路、封闭在混凝土管路内部的铜线圈，所述铜线圈沿管路周向螺旋缠绕，所述铜线圈与电刷连接且在与电刷的连接处裸露于混凝土管路外部，混凝土管路内部固定连接铁轨，所述铁轨上设有运输单元，所述运输单元包括车头、车头牵引的动力车厢、动力车厢牵引的货运车厢、为动力车厢提供电能的充电储能模块，动力车厢包括车体、车体下方的车轮，所述充电储能模块通过电刷与铜线圈接触构成闭合回路从而在铜线圈内部形成局部电磁场；在动力车厢前后端分别安置第一永磁体和第二永磁体，第一和第二永磁体靠近动力车厢的一面磁性相同；车头前后两端分别安置第三永磁体和第四永磁体，第三和第四永磁体靠近车头的一面磁性相同。

作为优选方式，所述充电储能模块为超级电容模组或蓄电池。

作为优选方式，在超级电容模组的表面覆盖连接有温差发电模块，超级电容模组发电时的表面热能通过温差发电模块为超级电容模组供电与散热。

作为优选方式，沿整个混凝土管路间歇设置充电电缆，充电电缆与电刷接触，车体内部设有和电刷连接的电路管道，充电储能模块与电路管道连接。

作为优选方式，动力车厢两端分别设有电刷。

作为优选方式，车体上设有油压缓冲装置。

作为优选方式，厢门上设有锁止器。

作为优选方式，车头靠近动力车厢的一侧设有后车钩，动力车厢靠近车头的一侧设有前车钩，动力车厢靠近货运车厢的一侧设有后车钩，货运车厢靠近动力车厢的一侧设有前车钩。

本发明的工作过程和原理是：

在物流站点处将运输货物放入车箱内，关闭箱门，装货完毕。待运输单元车体全部进入含有铜线圈的混凝土管路轨道后，动力车厢两端的电刷开始与铜线圈接触，充电储能模块通过车体内部电路管道与电刷及铜线圈构成回路。根据电流的磁效应原理，铜线圈会在其内部及外围产生电磁场，其内部的电磁场与同样在其内部的运输单元动力车厢两端的永磁体产生磁力，推动运输单元借助其底部的车轮在铁轨上运行。在运行过程中，由于电刷一直与铜线圈接触，因此电磁场总是存在，从而运输单元可以持续不断地前行。在充电储能模块放电过程中，其表面具有较高的温度，从而相对于低温侧拥有热能。热流从高温侧流入温差发电模块内，通过该模块将热能从低温侧排出时，流入温差发电模块的一部分热能不放热，并在器件内变成电能，输出直流电压和电流，该电流通过电路为超级电容模组充电。充电储能模块电量不足时，系统控制运输单元在有充电电缆处停车，电刷由与铜线圈接触改为与充点电缆接触，充电电缆通过电刷和车体内部电路管道为超级电容模组充电。充电完成后，运输单元驶出该充电处，继续执行运输任务。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一.本物流运输装置利用城市高架这一已有设施，充分利用城市立体空间资源，是同城急小件运输的有效载体，促进了城市的现代化建设及可持续发展；

二.使用电磁永磁系统，永磁体提供部分磁力，降低电磁能耗，节能环保，且运行平稳，无废弃物排放；

三.使用超级电容模组作为电能供给装置，绿色环保；使用温差发电模块，增大车辆能源利用率，减小超级电容模组的热负荷，增大行驶的安全性和经济性。

四.运输单元包括动力车头和动力车组组成，既保证推动力与运行速度，又可方便安装和拆卸，提高运输效率。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明混凝土管路及车辆结构前视图；

图3是本发明混凝土管路及运行单元侧视图；

图4是本发明动力车厢局部剖视正视图；

图5是本发明动力车厢内部结构剖视图；

图6是本发明车厢仰视图；

图7是本发明运输单元充电结构示意图；

图8是本发明运输单元充电完成运行状态示意图。

图9是本发明的运行原理图。

其中，1为高架悬梁，2为管路支架，3为铁轨，4为铜线圈，5为车头，61为第一永磁体，62为第二永磁体，63为第三永磁体，64为第四永磁体，7为超级电容模组，8为电路管道，9为电刷，10为温差发电模块，11为充点电缆，12为混凝土管路，13为前车钩，14为后车钩，15为车轮，16为车体，17为锁止器，18为厢门，19为油压缓冲装置。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如图所示，一种基于电磁原理的立体城市物流运输装置，包括：高架悬梁1、高架悬梁1下方的管路支架2，穿入管路支架2与管路支架2固定连接的混凝土管路12、封闭在混凝土管路12内部的铜线圈4，所述铜线圈4沿管路周向螺旋缠绕，所述铜线圈4与电刷9连接且在与电刷9的连接处裸露于混凝土管路12外部，混凝土管路12内部固定连接铁轨3，所述铁轨3上设有运输单元，所述运输单元包括车头5、车头牵引的动力车厢、动力车厢牵引的货运车厢、为动力车厢提供电能的充电储能模块，车头靠近动力车厢的一侧设有后车钩14，动力车厢靠近车头的一侧设有前车钩13，动力车厢靠近货运车厢的一侧设有后车钩14，货运车厢靠近动力车厢的一侧设有前车钩13。动力车厢包括车体16、车体16下方的车轮15，动力车厢两端分别设有电刷。所述充电储能模块通过电刷9与铜线圈4接触构成闭合回路从而在铜线圈内部形成局部电磁场；在动力车厢前后端分别安置第一永磁体61和第二永磁体62，第一和第二永磁体靠近动力车厢的一面磁性相同；车头前后两端分别安置第三永磁体63和第四永磁体64，第三和第四永磁体靠近车头的一面磁性相同。

一节动力车厢和一节货运车厢构成一个动力车组。数组动力车组连接形成类似于高速动车组的运输单元。动力车厢提供运行动力，带动货运车厢行进，形成一个动力车组，以保证所需牵引力，缩短启动时间，提高运行效率。车头通过车钩牵引动力车厢，动力车厢通过车钩牵引货运车厢。

混凝土管路12的制作方法是将制作好的粗细适宜的铜线圈用混凝土浇注，形成稳定契合的圆柱形管路，浇筑于高架桥下。同时，在管路表面裸露部分铜线圈使其与电刷接触通电。在已形成稳定的铜线圈混凝土混合管道底部铺设平面轨道，平面轨道由混凝土和工字型铁轨浇筑而成。

所述充电储能模块为超级电容模组7或蓄电池，可安装在车体16底部。通过隔板与上方储物空间隔离。

在超级电容模组7的表面覆盖连接有温差发电模块10，超级电容模组7发电时的表面热能通过温差发电模块10为超级电容模组7供电与散热。

沿整个混凝土管路间歇设置充电电缆11，充电电缆11与电刷9接触，车体内部设有和电刷连接的电路管道8，充电储能模块与电路管道8连接。超级电容模组7通过车厢内部电路管道8与车体前后两个电刷9相连，电刷9与裸露铜线圈4接触，从而形成闭合回路，产生局部强电磁场。

如图7和图8所示，车体上设有油压缓冲装置19。当超级电容模组7的电量不足以带动运输单元平稳快速运行时，系统控制运输单元受油压缓冲装置19作用，在就近的充点电缆11处停车。

厢门18上设有锁止器17。达到站点时，打开锁止器17，开启厢门18，取出货物。需要再次开展运输任务时，将运输货物放入车厢内，关上厢门18，关闭锁止器17，装货完毕。

本发明的工作过程和原理是：

在物流站点处将运输货物放入车箱内，关闭箱门，装货完毕。待运输单元车体全部进入铜线圈轨道后，动力车厢两端的电刷开始与铜线圈接触，超级电容模组通过车体内部电路管道与电刷及铜线圈构成回路。如图9所示，根据电流的磁效应原理，铜线圈会在其内部及外围产生电磁场。其内部的电磁场与同样在其内部的运输单元动力车厢两端的永磁体产生磁力，推动运输单元借助其底部的车轮在铁轨上运行。在运行过程中，由于电刷一直与铜线圈接触，因此电磁场总是存在，从而运输单元可以持续不断地前行。在超级电容模组放电过程中，其表面具有较高的温度，从而相对于低温侧拥有热能。热流从高温侧流入温差发电模块内，通过该模块将热能从低温侧排出时，流入温差发电模块的一部分热能不放热，并在器件内变成电能，输出直流电压和电流，该电流通过电路为超级电容模组充电。超级电容模组电量不足时，系统控制运输单元在有充电电缆处停车，电刷由与铜线圈接触改为与充点电缆接触，充电电缆通过电刷和车体内部电路管道为超级电容模组充电。充电完成后，运输单元驶出该充电处，继续执行运输任务。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。