一种气隙式充电复合管及其专用控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及管道物流技术领域，尤其涉及一种气隙式充电复合管及其专用控制系统。


背景技术：

2.随着科技的进步和物流技术的发展，人们越来越追求一种能触及终点物流的技术，就如同身体的毛细血管一样将血液准确地输送到各个细胞，同样的我们也希望能有一种技术能实现末端输送的物流技术来解决从快递站到家庭终端的“最后一百米”的输送问题。在这样的背景下气动管道物流传输系统产被提出。
3.气动管道物流传输系统是集合先进的现代通讯技术、光机电一体化技术，将楼宇内的各个单元通过多条条专用管道紧密地连接在一起，全面解决了楼宇内的物流自动配送问题。广泛应用于医疗、铸造业、冶炼、食品加工、商业楼宇、超市收费、高速公路收费等领域。
4.气动管道物流传输系统由空气压缩机、管道、管道换向器、风向切换器、电脑控制系统、系统控制软件、传送瓶等组成。以空气压缩机抽取及压缩空气为动力，在密闭的管道中自动传送物品。根据管径大小能分为多种类型，传送不同重量的物品，传送重量一般在 10kg以下的小型物品快捷、准确的传送，是后勤管理和服务的一项重要工作。
5.如公开号为：cn109516213a的授权实用新型专利就提供了一种气动终端传输控制系统，包括智能电子发送站、物品转换传输器、第一物料输送管、第二物料输送管、家庭接收站和智能电子缓存站，智能电子发送站连通设有物品进管a，智能电子发送站的物品出口密闭连通有物品出管b，物品出管b密闭插接于气动输入管插接通道中，第一气动输出支管插接通道中密闭插接有第一物料输送管，第二气动输出支管插接通道中密闭插接有第二物料输送管；第一物料输送管与家庭接收站相连通，第二物料输送管与智能电子缓存站相连通，第一物料输送管连通有罗茨风机b，第二物料输送管连通有罗茨风机c。
6.该实用新型可以按照用户指令将智能传送仓传输到家庭接收站中或暂放智能电子缓存站中，大大方便了终端用户使用。目前气动物流管道大部分只能实现一个气塞式传送瓶的输送，但是如：香烟、口香糖等的一些小物件传输使用相对较大的气塞式传送瓶进行输送会极大地降低气动物流管道的输送效率，小物件通过气塞式传送瓶进行传输会极大地增加耗能，此外，管道内的气塞式传送瓶无法实现会车、驻车等操作，只能单行；无法发挥气动物流管道的全部物流能力。
7.因此，有必要提出一种能实现会车、驻车、大小物件同步分发的气隙式充电复合管及其专用控制系统来解决上述问题。


技术实现要素：

8.为解决上述之一技术问题，本实用新型提供的一种气隙式充电复合管，运用于物流管道系统中，包括复合管道和在复合管道内运载小型物件的物流电小车。
9.具体的，所述物流电小车包括小车车体以及部署在小车车体上的微控制单元、微驱动单元和移动储能单元；所述微控制单元分别与微驱动单元和移动储能单元电性连接，所述移动储能单元设置在物流电小车的下方中部。
10.更具体的，所述复合管道内壁上设有若干能供所述物流电小车停留的小车驻点，所述小车驻点前后两端设有辅助所述物流电小车进驻的弧状坡，在小车驻点中部还设置有能对内部进驻物流电小车进行无线充电的无线充电单元；所述无线充电单元与所述移动储能单元进行无线电磁连接。
11.作为更进一步的解决方案，所述微控制单元为mcu处理器单元；所述微驱动单元包括若干微驱动电机并分别设置有驱动轮；所述移动储能单元包括充电电池和基于电磁感应无线充电的受电线圈，所述充电电池与所述受电线圈电性连接；所述无线充电单元为基于电磁感应无线充电的送电线圈，并镶嵌在所述小车驻点底部内。
12.作为更进一步的解决方案，所述复合管道包括磁吸附内层、耐磨内层和防腐蚀外层；所述磁吸附内层和耐磨内层和防腐分别设置在防腐蚀外层内并形成复合管状结构；所述小车车体和/或驱动轮上设置有吸附件；所述物流电小车通过吸附件吸附在复合管道内壁上。
13.作为更进一步的解决方案，所述磁吸附内层和耐磨内层均通过碳素钢层进行设置；所述防腐蚀外层为塑性材料层；所述吸附件是电磁铁和/或磁性材料。
14.作为更进一步的解决方案，所述复合管道为气动管道，并在气动管道内还设置有运载中大型物件的气塞式传送瓶，所述气塞式传送瓶内嵌在气动管道中，并在气动管道两端设置有吹风电机，所述吹风电机通过改变气动管道内正负气压差实现对气塞式传送瓶的双向物流运载。
15.作为更进一步的解决方案，一种专用控制系统，运用于上述的一种气隙式充电复合管中，包括物流管道系统和物流通信系统。
16.具体的，所述物流管道系统包括若干物流节点，各物流节点之间的物流路径通过气隙式充电复合管进行联通，物流路径之间设置有若干物流电小车和气塞式传送瓶，在物流路径上还设置有若干吹风电机。
17.更具体的，所述物流通信系统包括客户端、云服务器、中控室、若干通信节点和若干通信模块；所述客户端通过智能设备进行部署，并能与云服务器通过公有通信网络建立远程通信连接；所述云服务器与中控室建立电性连接；所述中控室分别与各通信节点连接通信连接，所述通信节点分别部署在物流路径沿途；所述通信模块部署在各物流电小车和气塞式传送瓶上，并与通信节点建立通信连接；所述吹风电机与中控室电性连接。
18.作为更进一步的解决方案，所述物流通信系统为双工通信系统，包括有线链路、无线链路、射频链路、双工链路和无线射频链路；所述客户端与云服务器之间通过无线链路进行通信；所述中控室与各通信节点之间通过双工链路进行通信；所述通信节点与通信模块之间通过无线射频链路进行通信；各通信模块之间通过射频链路进行通信。
19.其中，所述通信模块为多模通信模块，包括射频通信模块与4g/5g通信模块；所述有线链路通过二线制/多线制/总线制进行部署，所述无线链路通过4g/5g链路进行部署，所述射频通信模通过rfid模块进行部署并相互组成射频链路；所述双工链路即同时通过有线链路与无线链路建立双工通信，所述无线射频链路即同时通过无线链路和射频链路建立无
线射频通信。
20.与相关技术相比较，本实用新型提供的一种气隙式充电复合管及其专用控制系统具有如下有益效果：
21.1、本实用新型结合mems微电技术并对管道进行改进，使物流电小车能吸附在管壁上进行自由行驶，具备微控制能力的物流电小车能实现对小物件的物流传输，且物流电小车能在管道内进行充电，从而使物流电小车的运载里程大大增加；大小物件同传同送还可以增加物流管道系统的运载量和运载效率，节省运载能耗等；
22.2、本实用新型在管道内设置有若干小车驻点，物流电小车能通过小车驻点实现物流会车避让操作，使整个物流管道运载能力增强，此外，在小车驻点中部还设置有能对内部进驻物流电小车进行无线充电的无线充电单元在小车进驻时，可以进行快速充放电，从而实现物流电小车的高效运行；
23.3、本实用新型结合有线链路与无线链路建立双工通信链路，并根据需求仅需灵活切换；此外，采用双工通信链路还能增加系统的鲁棒性，在单链路故障时并不会导致整个系统无法运行。
附图说明
24.图1为本实用新型实施例提供的气隙式充电复合管结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例提供的物流电小车的较佳结构示意图一；
26.图3为本实用新型实施例提供的物流电小车的较佳结构示意图二；
27.图4为本实用新型实施例提供的气隙式充电复合管运行状态图一；
28.图5为本实用新型实施例提供的气隙式充电复合管运行状态图二；
29.图6为本实用新型实施例提供的物流管道系统示意图；
30.图7为本实用新型实施例提供的物流通信系统示意图。
31.其中，附图标记号：1、复合管道；2、小车驻点；3、无线充电单元；4、物流电小车； 41、包胶滚轮；5、充电电池；6、受电线圈；7、气塞式传送瓶；71、滑动摩擦片；
具体实施方式
32.下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
33.如图1至图7所示，本实施例提供的一种气隙式充电复合管，运用于物流管道系统中，包括复合管道1和在复合管道1内运载小型物件的物流电小车4。
34.具体的，所述物流电小车4包括小车车体以及部署在小车车体上的微控制单元、微驱动单元和移动储能单元；所述微控制单元分别与微驱动单元和移动储能单元电性连接，所述移动储能单元设置在物流电小车4的下方中部。
35.需要说明的是：传统的气隙式物流管道通常只能通过气塞式传送瓶7实现单物流通行，而很多小物件不需要使用这么大的运载能力，且气塞式传送瓶7无法实现灵活会车等操作，为此，本实施例结合mems微电技术，通过加入具备微控制能力的物流电小车4来实现对小物件的物流传输，且物流电小车4能在管道内进行充电，从而使物流电小车4的运载里程大大增加。大小物件同传同送还可以增加物流管道系统的运载量和运载效率，节省运载能耗等。
36.更具体的，所述复合管道1内壁上设有若干能供所述物流电小车4停留的小车驻点2，所述小车驻点2前后两端设有辅助所述物流电小车4进驻的弧状坡，在小车驻点2中部还设置有能对内部进驻物流电小车4进行无线充电的无线充电单元3；所述无线充电单元3 与所述移动储能单元进行无线电磁连接。
37.需要说明的是：如图3与图4所示，小车驻点2的疏密程度根据实际管道内小车密度进行决定，通常50-100米设置一个小车驻点2，小车车体可以采用半弧面设置，其顶部为平面，底部为弧面，这样就能使小车能顺滑地进驻到小车驻点2当中，当小车进驻时，刚好将小车驻点2填充完毕，其顶部与两侧管壁形成一个平面，从而实现入驻时其余管内小车能顺畅运行的效果。同时在进行气动物流时，对空气阻力减小。
38.本实施例在小车驻点2中部还设置有能对内部进驻物流电小车4进行无线充电的无线充电单元3，在小车进驻时，可以进行快速充放电，从而实现物流电小车4的高效运行。
39.作为更进一步的解决方案，所述微控制单元为mcu处理器单元；所述微驱动单元包括若干微驱动电机并分别设置有驱动轮；所述移动储能单元包括充电电池5和基于电磁感应无线充的受电线圈6，所述充电电池5与所述受电线圈6电性连接；所述无线充电单元3 为基于电磁感应无线充的送电线圈，并镶嵌在所述小车驻点2底部内。
40.作为更进一步的解决方案，所述复合管道1包括磁吸附内层、耐磨内层和防腐蚀外层；所述磁吸附内层和耐磨内层和防腐分别设置在防腐蚀外层内并形成复合管状结构；所述小车车体和/或驱动轮上设置有吸附件；所述物流电小车4通过吸附件吸附在复合管道1内壁上。
41.作为更进一步的解决方案，所述磁吸附内层和耐磨内层均通过碳素钢层进行设置；所述防腐蚀外层为塑性材料层；所述吸附件是电磁铁和/或磁性材料。
42.需要说明的是：如图3所示，物流电小车4所用车轮为添加有磁性材料粉的包胶滚轮 41，以便增加与磁吸附内层的吸附力，使物流电小车4能吸附在管壁上，此外，防腐蚀外层所用材质包括但不限于pvc材料等塑性材料。
43.作为更进一步的解决方案，所述复合管道1为气动管道，并在气动管道内还设置有运载中大型物件的气塞式传送瓶7，所述气塞式传送瓶7内嵌在气动管道中，并在气动管道两端设置有吹风电机，所述吹风电机通过改变气动管道内正负气压差实现对气塞式传送瓶 7的双向物流运载。
44.需要说明的是：气塞式传送瓶7与复合管道1之间通过滑动摩擦片71或者滚轮进行滑动连接。
45.作为更进一步的解决方案，一种专用控制系统，运用于上述的一种气隙式充电复合管中，包括物流控制系统、物流管道系统和物流通信系统。
46.具体的，所述物流管道系统包括若干物流节点，各物流节点之间的物流路径通过气隙式充电复合管进行联通，物流路径之间设置有若干物流电小车4和气塞式传送瓶7，在物流路径上还设置有若干吹风电机。物流路径中部署有一个或多个气塞式服务较大件的传送瓶。
47.更具体的，所述物流通信系统包括客户端、云服务器、中控室、若干通信节点和若干通信模块；所述客户端通过智能设备进行部署，并能与云服务器通过公有通信网络建立远程通信连接；所述云服务器与中控室建立电性连接；所述中控室分别与各通信节点连接
通信连接，所述通信节点分别部署在物流路径沿途；所述通信模块部署在各物流电小车4和气塞式传送瓶7上，并与通信节点建立通信连接；所述吹风电机与中控室电性连接。
48.详尽的，所述物流控制系统包括客户控制端、中央控制端和物流电小车4控制端；所述客户控制端通过网页/app/小程序形式部署在智能设备上，并将客户控制指令上传至云服务器；所述中央控制端通过工控程序部署在中控室内，并向各通信节点、通信模块和吹风电机下放中央控制指令；所述物流电小车4控制端通过嵌入式控制程序部署在各物流电小车4上，并按照嵌入式控制程序自动执行预设控制命令。
49.需要说明的是：本实施例提供一种专用控制系统主要是解决通信控制、会车和物流三个问题，故分别提供了物流控制系统、物流管道系统和物流通信系统来分别进行解决。
50.作为更进一步的解决方案，所述物流通信系统为双工通信系统，包括有线链路、无线链路、射频链路、双工链路和无线射频链路；所述客户端与云服务器之间通过无线链路进行通信；所述中控室与各通信节点之间通过双工链路进行通信；所述通信节点与通信模块之间通过无线射频链路进行通信；各通信模块之间通过射频链路进行通信。
51.其中，所述通信模块为多模通信模块，包括射频通信模块与4g/5g通信模块；所述有线链路通过二线制/多线制/总线制进行部署，所述无线链路通过4g/5g链路进行部署，所述射频通信模通过rfid模块进行部署并相互组成射频链路；所述双工链路即同时通过有线链路与无线链路建立双工通信，所述无线射频链路即同时通过无线链路和射频链路建立无线射频通信。
52.需要说明的是：对于通信问题来讲，传统的物流通信系统往往是采用总线制/二线制的有线通信链路，采用这种通信方式能实现较为稳定的通信效果，但是其通信中性化严重，所有通信数据均通过一条通信链路，当系统为局域系统时这样的缺陷并不明显，但是当系统拥有大量节点且各节点状态还能被远程终端查询时，这种通信方式便不能满足需求。
53.现阶段，4g/5g链路慢慢普及并被广泛运用到各工业物流场景中，其灵活的数据接入口和数据负载量是有线通信链路无法比拟的，但是4g/5g链路容易出现信号干扰等情况，其稳定性不如有线链路。
54.由于中控室与各通信节点之间需要建立稳定且运载量大的通信链路，故本实施例结合有线链路与无线链路建立双工通信链路，并根据需求仅需灵活切换；此外，采用双工通信链路还能增加系统的鲁棒性，在单链路故障时并不会导致整个系统无法运行。
55.需要说明的是：本实施例所提出的一种气隙式充电复合管及其专用控制系统均属首创，其旨在面向未来社区的家庭楼宇的短距离物流场景；现有物流系统忽略了楼宇社区“最后一百米”的物流市场，人们往往需要花费琐碎时间进行存取快递包裹等。现有的物流管道系统仅在医疗物流分配场景有着大量使用；本实施例提出的气隙式充电复合管可以安置在物流站点与家庭楼宇之间，并且还能实现物流大小件的同步分发，当物流大件时，采用气塞式传送瓶7进行；当物流小件时，则通过物流电小车4进行；这样的设置能提升管道物流效率，减少能耗；此外专用控制系统能使气塞式传送瓶7和物流电小车4有序地在管中进行高效运作，就如在高速路上既可以跑大货车也可以跑小货车一样；这样便能实现多节点的同步分发。此外，在管道内加入小车驻点2能起到类似于高速公路服务站的作用，在物流电小车4没有电时，可以进入小车驻点2进行充电，使其物流旅程大大增加；在有气塞式传送瓶7经过时还能进行避障，从而使整个管道物流保持顺畅，故在未来社区场景具备及其广阔的
市场环境。此外，本实施例还具备一定系统强壮性，在发生停电时也能通过电池维系一段时间的正常运行，由于可以在气隙式充电复合管进行便捷地电力补充，故车载电池可以采用轻量级电池，以便进一步提高物流电小车4的有效载荷。
56.由于采用双工链路，在通信发生故障时，可以对通信链路进行灵活切换，达到保证通信畅通的效果。
57.由于在每个通信模块上设置有射频通信模块如rfid射频模块；故可以实现管内小车的车间近距离通信，其控制程序可以搭载在物流电小车4上，进而减小中控室的控制数据处理量；并结合专用控制系统，达到自动会车、自动避障等功能，其在未来家庭楼宇的短距离物流场景有着高价值前景。
58.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。