CN116198894B - 交互式补偿系统及智能立体轨道运载装备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种交互式补偿系统及智能立体轨道运载装备。其通过磁体阵列将车身主体维持在磁悬浮轨道中驱动其运行。本申请在车身主体四周布置有四向的磁体阵列，并相应地在横纵双向的磁悬浮轨道中均分别布置相信的磁轨阵列。由此，本申请的车身主体可仅利用一组磁体阵列沿轨道实现运行，而在任意一侧磁体单元出线故障时，通过轨道交叉位置所形成的磁轨圈实现转向，从而切换至利用另一侧正常工作的磁体阵列驱动车身返回维修点进行故障检修。本申请可有效降低立体轨道运载装备运行噪音，减少对运载装备行走系统的定期更换，方便维护人员对故障设备进行维护检修，有效降低维护人员的作业风险。

Description

交互式补偿系统及智能立体轨道运载装备

技术领域

本申请涉及智能装备领域，具体而言涉及一种交互式补偿系统及智能立体轨道运载装备。

背景技术

现有智能立体仓储系统中通常通过纵横交错的轨道引导运载装备实现四向行走，以便对货物进行搬运或存储。现有智能立体仓储系统中的运载设备通常设置为具有运转方向相互正交的两组行走轮，由此，其可通过不同运转方向上的行走轮分别沿纵横两个方向的轨道运行，带动设备及其所承载的货物进行横纵两个方向的移动。

但是，现有智能立体仓储系统中的运载系统存在以下缺陷：

现有设备的行走轮通常采用密胺脂等高分子材料，其在与轨道接触运行的过程中难免会产生磨损，因此需要定期进行维护更换，否则会影响设备运行；

由于现有设备运行时需要保证行走轮与轨道稳定接触，且轨道需保持裸露，因此还需要定期对轨道上异物进行检修清理，否则容易出现设备运行颠簸甚至卡死或货物倾覆，并且运行噪音较大；

现有设备一旦在运行途中出现故障将难以返回基站，需要维护人员进入架体中原地进行维修，导致维护人员作业风险增加，容易在智能立体仓储货架中发生意外。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，提供一种交互式补偿系统及智能立体轨道运载装备，本申请通过磁悬浮的方式实现对轨道运载装备的双向驱动，能够通过对运载装备运行姿态的检测利用电磁阵列实现灵活换向，在故障状态下保障运载装备能够平稳回站实现检修。本申请具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种智能立体轨道运载装备，其包括：车身主体，其运行在磁悬浮轨道中，至少在其底面四周设置有底部磁体阵列，所述底部磁体阵列悬浮运行于磁悬浮轨道的底部磁轨阵列上方；载货架，其可升降地设置在车身主体的顶部，用于向上顶升货物使货物脱离磁悬浮轨道实现货物运输，或向下撤销顶升使货物落于磁悬浮轨道上臂的存储仓位中；感应器，其设置于载货架的升降顶升机构上，用于检测车身主体相对磁悬浮轨道的运行姿态以触发升降顶升机构调节载货架的升降高度。

可选的，如上任一所述的智能立体轨道运载装备，其所运行的磁悬浮轨道中布置有横纵双向的可控磁体阵列；车身主体沿磁悬浮轨道运行方向的四边等长。

可选的，如上任一所述的智能立体轨道运载装备，其中，所述车身主体的四角还设置有外凸出于车身主体的导向轮；所述磁悬浮轨道中，还在横纵双向交叉处的轨道侧壁转折位置设置有弧形引导面，车身主体运行过程中，所述弧形引导面的一侧向外旋转至外凸于非运行方向的角度位置，另一侧向内旋转至贴近于运行方向轨道侧壁的角度位置。

可选的，如上任一所述的智能立体轨道运载装备，其中，所述车身主体还在顶面四周设置有顶部磁体阵列，所述顶部磁体阵列悬浮运行于磁悬浮轨道的顶部磁轨阵列下方；所述磁悬浮轨道为具有开口向内的C字形直线轨道，顶部磁轨阵列与底部磁轨阵列分别固定于所述C字形直线轨道的上、下两臂，且安装于C字形直线轨道的开口内部。

可选的，如上任一所述的智能立体轨道运载装备，其中，所述顶部磁体阵列以及顶部磁轨阵列均分别设置有上下两层磁组阵列，顶部磁体阵列以及顶部磁轨阵列的上下两层磁组阵列均分别将轨道内外两侧边缘的磁体布置为具有竖直磁化方向，上下两层磁组阵列中位于轨道中间位置的磁体布置为具有水平磁化方向；顶部磁体阵列的上下两层磁组阵列中，相同驱动位置的磁体具有相同的水平磁化方向；顶部磁轨阵列的上下两层磁组阵列中，相同驱动位置的磁体具有相同的水平磁化方向；顶部磁体阵列与顶部磁轨阵列之间，相同驱动位置上磁体的竖直磁化方向相同，相同坐标位置上磁体的水平磁化方向相反。

可选的，如上任一所述的智能立体轨道运载装备，其中，磁悬浮轨道的底部磁轨阵列中，每一个磁体单元均分别设置为具有两组电磁线圈，其中一组电磁线圈具有水平磁化方向，其中另一组电磁线圈具有竖直磁化方向。

可选的，如上任一所述的智能立体轨道运载装备，其中，所述底部磁轨阵列被设置为：配合于车身主体的偏转方向，按照预设的运行速度调整对底部磁轨阵列中各磁体单元的驱动信号。

可选的，如上任一所述的智能立体轨道运载装备，其中，所述顶部磁轨阵列被设置为配合于车身主体的偏转方向调节竖直磁化方向磁体的磁场强度。

同时，为实现上述目的，本申请还提供一种交互式补偿系统，其中，用于如上任一所述的智能立体轨道运载装备，所述感应器包括分别设置于载货架升降顶升机构上下两端的两组磁传感器；传感器感应于顶部磁体阵列以及顶部磁轨阵列之间的磁场强度，检测车身主体相对磁悬浮轨道的高度位置以触发升降顶升机构调节载货架的升降高度；两组磁传感器感应于顶部磁体阵列以及顶部磁轨阵列之间的磁场变化，检测车身主体相对磁悬浮轨道的行走位置以反馈至磁悬浮轨道控制系统，触发底部磁轨阵列配合于车身主体的偏转方向按照预设的运行速度调整对底部磁轨阵列中各磁体单元的驱动信号，并相应触发顶部磁轨阵列配合于车身主体的偏转方向调节竖直磁化方向磁体的磁场强度。

可选的，如上任一所述的交互式补偿系统，其中，所述磁悬浮轨道控制系统还响应于磁传感器对车身主体行走位置的检测而触发磁悬浮轨道中交叉位置的相应弧形引导面向外旋转至外凸于非运行方向的角度位置，或向内旋转至贴近于运行方向轨道侧壁的角度位置。

有益效果

本申请提供一种交互式补偿系统及智能立体轨道运载装备。其通过磁体阵列将车身主体维持在磁悬浮轨道中驱动其运行。本申请在车身主体四周布置有四向的磁体阵列，并相应地在横纵双向的磁悬浮轨道中均分别布置相信的磁轨阵列。由此，本申请的车身主体可仅利用一组磁体阵列沿轨道实现运行，而在任意一侧磁体单元出线故障时，通过轨道交叉位置所形成的磁轨圈实现转向，从而切换至利用另一侧正常工作的磁体阵列驱动车身返回维修点进行故障检修。本申请可通过无线方式，或通过沿轨道布置的信号接口实现对车身位置、姿态的实时相应，并相应调整对磁轨中各磁体单元的驱动，实现对车身运行装状况的灵活调整。本申请可有效降低立体轨道运载装备运行噪音，减少对运载装备行走系统的定期更换，方便维护人员对故障设备进行维护检修，有效降低维护人员的作业风险。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本申请的实施例一起，用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1是本申请的智能立体仓储系统其中一层结构的平面示意图；

图2是本申请的智能立体轨道运载装备与磁悬浮轨道之间配合方式的示意图；

图3是本申请的磁悬浮轨道在轨道交叉位置转向过程中磁体阵列之间配合关系的示意图；

图4是本申请的智能立体轨道运载装备在磁悬浮轨道中交叉位置转向过程的示意图。

图中，1表示磁悬浮轨道；2表示磁轨阵列；3表示车身主体；4表示载货架；5表示提升机；6表示提升平台；41表示液压杆；40表示感应器；31表示顶部磁体阵列；21表示顶部磁轨阵列；32表示底部磁体阵列；22表示底部磁轨阵列；33表示导向轮；23表示弧形引导面。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“内、外”的含义指的是相对于磁悬浮轨道本身而言，由其C字形轨道的侧壁表面指向中间所运行的车身主体的方向为内，反之为外；而非对本申请的装置机构的特定限定。

本申请中所述的“左、右”的含义指的是使用者正对车身主体的前进方向时，使用者的左边即为左，使用者的右边即为右，而非对本申请的装置机构的特定限定。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本申请中所述的“上、下”的含义指的是使用者正对车身主体的前进方向时，由底部磁轨阵列指向载货架顶部的方向即为上，反之即为下，而非对本申请的装置机构的特定限定。

图1为根据本申请的一种运行在智能立体仓储系统，其设置有纵横交错的磁悬浮轨道，以及运行在磁悬浮轨道中的运载装备。该仓储系统中，磁悬浮轨道的框架结构复用做为货物的承托货架提供仓储空间，运载装备可将货物顶升以在货架中移动货物，也可在对应的仓储位置将货物放下使得货物承托板搭接在磁悬浮轨道框架结构的顶部实现货物存放。为实现跨层的货物流转与装备移动，本申请可在立体仓储系统的适当位置设置提升机5。提升机5内可通过丝杆、铰链、吊环等方式控制提升平台6沿提升机5框架上下移动，使得提升平台6顶部所安装的延伸轨道能够直线对接至提升机入口位置货架的磁悬浮轨道，由此，提升平台6轨道对接准确后，运载装备能够沿其当前运行的层内轨道直接过渡至提升平台6中的延伸轨道，以通过提升平台6的升降将运载装备转移至相应的货架层以实现对货物的跨层搬运、管理。

为方便磁悬浮设备行走，本申请可将智能立体轨道仓储系统中的运载装备设置为包括：

车身主体3，其运行在磁悬浮轨道中，并且至少在该车身主体的底面四周设置有底部磁体阵列32，配合于该底部磁体阵列32，磁悬浮轨道可设置为由运行方向两侧向车身主体上下两侧合围的C字形轨道，C字形轨道的底面设置有底部磁轨阵列22，车身主体运行过程中底部磁轨阵列22提供对抗车身重量以及承载货物重量的斥力使得车身主体3能够通过其底部磁体阵列32悬浮运行于磁悬浮轨道的底部磁轨阵列22上方；

载货架4，其可升降地设置在车身主体3的顶部，由液压或升降臂或偏转齿轮结构驱动，用于向上顶升货物使货物由C字形轨道顶部向上脱离磁悬浮轨道，使得货物能够随车身主体3沿轨道运行而实现对货物的运输搬运；或者所述载货架4还可在车身运行至适当位置后向下撤销对货物的顶升，以使货物落于C字形轨道磁悬浮轨道上臂顶部，通过磁悬浮轨道承载货物，将货物放置在智能立体轨道仓储系统的存储仓位中；

感应器40，其设置于载货架4的升降顶升机构上，用于检测车身主体3相对磁悬浮轨道的运行姿态以触发升降顶升机构在车身悬浮高度下降时调节载货架4顶升以确保货物稳定不会在移动过程中磕碰轨道，所述感应器还用于在通过对车身姿态位置的检测判断车身到达仓储位置后撤销顶升使货物降落至轨道顶部降高度。

上述系统中，为使得车身能够沿横纵双向的磁悬浮轨道直接运行，其优选将车身所运行的磁悬浮轨道设置为具有横纵双向的可控磁体阵列。横纵双向轨道的交叉位置，磁悬浮轨道同样交叉，横纵双向的磁悬浮轨道可在交叉路口合围形成九宫格结构，方便车身在轨道内交叉位置直接转向。配合于该结构，本申请优选将横纵双向轨道设置为具有相同宽度以避免车身旋转后另一侧磁体阵列与转向后的轨道无法完全对应而产生承托不稳甚至磕碰的情况。

同时，为确保车身转向过程中车身四周均能够稳定获得来自于底部轨道的承托磁力以及偏转扭矩，本身优选将车身主体3沿磁悬浮轨道运行方向的四边设置为等长。

参考图4所示，由于横纵双向轨道的交叉位置中，前后左右四个方向均能供车身主体通过，因此，考虑到磁悬浮技术在驱动车身转向时需在交叉位置克服车身主体3及其货物负载的运动惯性才能准确驱使车身进入既定的轨道中，而磁悬浮导向技术虽然能够通过磁体阵列轨道提供一定导向，但是，其转向引导效果受限于车身磁体与轨道中阵列磁体之间的相对位置关系，因而容易在转向过程中出线因磁体之间因偏转角度误差而造成的错位，影响转向驱动效果。基于此，本申请优选在横纵双向轨道的交叉位置设置弧形引导面23，并相应在车身的四角对应设置四组外凸出于车身主体3平面结构的导向轮33，以通过弧形引导面23对导向轮33的引导而确保车身能够顺利转入既定方向的轨道中继续行驶。

所述弧形引导面23设置在磁悬浮轨道中横纵双向交叉处的轨道侧壁转折位置。弧形引导面23可分别在其两侧的轨道端部埋设有可伸缩的驱动部件，或者在其转轴的位置设置伺服电机等可控的转向驱动部件以驱动弧形引导面23向一侧轨道侧壁内部收回而由另一侧轨道侧壁向外伸出，在相应的运行方向上形成阻挡而保持另一侧运行方向的轨道宽度预留充足供车身通过。

由此，车身主体3运行过程中，可通过感应器检测车身相对轨道的运行位置，在车身运行至接近需转向的交叉口时，驱动交叉口四角的弧形引导面23的一侧向外旋转至外凸于非车身运行方向的角度位置阻挡车身及导向轮33由该方向通过，弧形引导面23的另一侧相应向内旋转至贴近于运行方向轨道侧壁的角度位置为陈胜及导向轮33提供充足宽度供其通过。以图4为例，当车身需要由横向向右的运行方向转向纵向向下的轨道时，感应器40根据对轨道上识别点的检测，在车身即将到达转向交叉口时通过车身的无线交互模块，或通过沿轨道布置的信号接口将车身运行位置反馈至磁悬浮轨道控制系统，触发该交叉口上部的两弧形引导面23向下翻转阻挡车身偏移进入图中向上轨道，该交叉口下部接近转向中心的弧形引导面23先保持向上偏转供车身及其左下的导向轮33进入交叉口，然后再向下偏转至贴近下方轨道侧壁的位置供车身向下通过。该交叉口下部远离转向中心的另一弧形引导面23保持向下偏转阻挡车身进入右侧轨道。更为优选的，本申请还可将交叉口中远离旋转中心的右上弧形引导面23设置为先向上偏转阻挡车身进入右侧轨道然后在车身到达转向交叉点中心位置后向下偏转阻挡车身向上侧轨道偏转。也就是说，各弧形引导面23可根据车身的实时运行方向将该沿运行方向一侧的弧形引导面23保持收缩供车身进入，而根据车身的转向要求待车身到达转向位置后切换至将非转向路径上的弧形引导面23设置为外凸于轨道侧壁阻挡导向轮33，使车身无法进入错误轨道。当车身直线运行时，各弧形引导面23保持偏转至外凸于非运行轨道的角度阻挡车身进入错误轨道。

由于轨道中直线运行方向两侧在导向轮33与轨道侧壁之间预留有间隙，因此，本申请优选实现方式下还可在轨道底部磁轨阵列22的基础上增加顶部磁轨阵列21以在直线运行过程中动态响应于车身的偏转对车身姿态进行调节，以稳定保持车身悬浮于轨道中稳定运行。

两组磁轨阵列可参照图2所示结构分别布置在具有向内开口的C字形直线轨道的上下两臂上。C字形直线轨道的外侧壁竖直设置，连接在上下两臂的外端。顶部磁轨阵列21与底部磁轨阵列22分别固定于所述C字形直线轨道的上、下两臂，且安装于C字形直线轨道的开口内部。所述车身主体3相应的在顶面四周和底面四周分别设置顶部磁体阵列31和底部磁体阵列32。所述顶部磁体阵列31悬浮运行于磁悬浮轨道的顶部磁轨阵列21下方；底部磁体阵列32悬浮运行于磁悬浮轨道的底部磁轨阵列22上方；导向轮33接近于C字形直线轨道的外侧壁，在车身向侧部偏转错位时抵触轨道侧壁内表面提供辅助导向。

具体参照图3所示，本申请中可将每一侧轨道的底部磁轨阵列22设置为由5组磁体逐排沿轨道方向排布的长条阵列。磁悬浮轨道的底部磁轨阵列22中，每一个磁体单元均分别设置为具有两组相互正交的电磁线圈，并设置每个磁体单元中一组电磁线圈能够由正向或逆向电流激励具有两个不同的水平磁化方向，设置其中另一组电磁线圈能够由正向或逆向电流激励而在竖直方向相应形成两个磁化方向。底部磁体阵列中各磁体单元可仅设置单一的磁化方向，也可灵活采用类似于前述底部磁轨阵列22中磁体单元的结构，通过正交设置的两组线圈灵活调整每个磁体单元的磁化方向。

由此，当需要驱动车身沿底部磁轨阵列22直线运行时，可将轨道中相同行走位置左右两侧的磁体组设置为：按照行走驱动矩阵切换各磁体单元的磁化方向，并按照车身行进速度对处于车身下部相应位置的各磁体单元的磁化方向切换频率进行调节。

比如，以图2为例。该行走位置所对应的车身截面中，车身底部磁体阵列32可由内至外(对应图2由右至左，车身另一侧未显示的磁体阵列的排布方式与之对称)将各磁体单元的磁化方向设置为：竖直向上、水平向外、竖直向下、水平向内、竖直向上。相应的，可通过对底部磁轨阵列22中各电磁单元驱动电流的调节将该行走位置下底部磁轨阵列22中各磁体的磁化方向由内至外设置为：竖直向下、水平向外、竖直向上、水平向内、竖直向下。由此，该行走位置中相对设置的两组底部磁轨阵列22和底部磁体阵列32磁性互斥，能够向车身提供向上的推力保持其悬浮。沿车身行走方向向前与图2所示磁体相邻的下一组磁体可相应设置为：底部磁轨阵列22具有内至外排列的如下磁化方向：竖直向上、水平向内、竖直向下、水平向外、竖直向上；该位置中车身对应的底部磁体阵列32具有内至外排列的如下磁化方向：竖直向下、水平向内、竖直向上、水平向外、竖直向下。由此，该下一行走位置中相对设置的两组底部磁轨阵列22和底部磁体阵列32同样能够保持磁性互斥，能够向车身提供向上的推力保持其悬浮；并且同时，该下一行走位置中相对设置的两组底部磁轨阵列22还能够对图2所示位置中车身对应的底部磁体阵列32提供向前的吸引力，驱使车身向前移动。车身移动过程中可保持车身底部磁体阵列32磁化方向不变，而相应将前述图2位置及前进方向下一组磁体的磁化方向设置方式按照车身移动速度推进至后续行走位置的相应磁体。

一般，考虑到车身所负载的货物重量可在较大范围内变化，因此，本申请可在车身载重较轻时，仅保持对车身底部接近顶角位置的几组底部磁体的驱动，或仅以较小电流驱动车身下方的若干磁体；而在货物重量较大需提供更大电磁斥力维持车身稳定时，本申请可相应增加底部磁轨阵列22和底部磁体阵列32中提供电磁斥力的磁体组，或相应增加向各磁体组输出的驱动电流。

具体而言，本申请中对车身下方底部磁轨阵列22和底部磁体阵列32的驱动方式可设置为：

先按照预设的抬升阵列AB驱动车身下方底部磁体阵列32中对应于车身目标运行方向前端的相邻两组磁体，以及对应于车身目标运行方向后端的相邻两组磁体，同时，按照预设的轨道阵列A’B’驱动轨道下方底部磁轨阵列22中位于车身正下方处于目标运行方向前端的相邻两组磁体，以及对应于车身正下方处于目标运行方向后端的相邻两组磁体；

然后根据感应器40的检测数据判断车身是否抬升至轨道中心位置，若未抬升至轨道中心位置，继续按照预设的抬升阵列AB及轨道阵列A’B’逐层向接近车身中心的各组磁体输出驱动，直至车身由底部磁轨阵列22和底部磁体阵列32之间斥力驱动抬升至轨道中心位置；

当车身下方底部磁体阵列32中全部磁体均被驱动，但感应器40的检测数据反应车身依旧未被抬升至轨道中心位置时，逐级递增对各底部磁轨阵列22和底部磁体阵列32的驱动电流至车身被抬升至轨道中心位置；

上述逐渐增加对车身下方底部磁体阵列32、底部磁轨阵列22中磁体单元总体的驱动的过程中，还配合于感应器40所检测到的车身相对于轨道的移动位置，相应调整跟更新轨道中驱动电流的输出位置，从而仅对底部磁轨阵列22中位于车身当前运行位置正下方的磁体单元输出驱动电流，并且将底部磁轨阵列22中相邻的各组磁体之间设置为按照A’B’A’B’的交替顺序排列，并且将按照抬升阵列A驱动的车身底部磁体正下方所对应的底部磁轨磁体组设置为按照轨道阵列A’驱动其各磁体之间磁化方向，同时将按照抬升阵列B驱动的车身底部磁体正下方所对应的底部磁轨磁体组设置为按照轨道阵列B’驱动其各磁体之间磁化方向。其中，抬升阵列A可设置车身底部磁体阵列32中垂直于轨道轴线方向由内至外布置的一组5个磁体单元按照竖直向上、水平向外、竖直向下、水平向内、竖直向上的顺序驱动其电磁器件产生相应磁化方向；与抬升阵列A相匹配可将该组5个磁体单元正下方的轨道阵列A’设置为垂直于轨道轴线方向由内至外布置的一组5个磁体单元按照竖直向下、水平向外、竖直向上、水平向内、竖直向下的顺序驱动其电磁器件产生相应磁化方向。按照抬升阵列B驱动的车身底部磁体可按照垂直于轨道轴线方向由内至外布置为竖直向下、水平向内、竖直向上、水平向外、竖直向下；该组车身底部磁体正下方所对应的底部磁轨上的磁体组可设置为按照轨道阵列B’具有由内至外排列的如下磁化方向：竖直向上、水平向内、竖直向下、水平向外、竖直向上。由此可一方面确保轨道阵列A’与抬升阵列A之间、轨道阵列B’与抬升阵列B之间互斥提供支撑车身悬浮的力矩，同时使得轨道阵列B’能够对抬升阵列A提供吸引力引导车身向行走方向下一组磁体移动。当根据感应器40的检测数据判断车身移动至下一组磁体上方时可相应切换更新对底部磁轨上的磁体组的电磁驱动状态，切换过程轨道阵列B’与抬升阵列B的相位落后于其相邻轨道阵列A’与抬升阵列A，且两者相位差稳定保持为120°。由此，能够始终保持轨道阵列A’与抬升阵列A之间竖向正对、轨道阵列B’与抬升阵列B之间竖向正对以触发两者磁场分别提供斥力支撑车身悬浮，并通过相位调节相邻阵列引导车身向前移动。

此外，本申请的所述底部磁轨阵列22还可进一步在车身运行至横纵轨道的交叉位置时被设置为：在前述动态调节磁体单元驱动电流的驱动方式的基础上，进一步配合于车身主体3的偏转方向，按照预设的运行速度调整对底部磁轨阵列22中各磁体单元的驱动信号。其具体调整策略为：配合于车身主体3的偏转方向在上述抬升阵列A、B交替排列所构成的车身底部阵列[A…B]上以矩阵相乘的方式叠加上偏转矩阵T，获得转向过程中车身底部各电磁单元相对于底部磁轨阵列22中各磁体单元的相对排布阵列[A…B]·T，根据底部磁体阵列32中各磁体单元垂直投影与底部磁轨阵列22中各磁体单元的重叠面积，将重叠面积超过底部磁轨阵列22中磁体单元顶面面积1/2的磁体单元设置为按照磁轨相对排布阵列[A’…B’]·T中对应位置所标记的磁化方向提供驱动，并根据感应器40所检测到的车身相对于轨道的移动位置在车身未抬升至轨道中心位置时增加对各磁体单元的驱动电流。其中，磁轨相对排布阵列[A’…B’]·T由车身当前状态下顺序拼接的抬升阵列A、B所对应的交替排列的轨道阵列A’B’拼接构成，且拼接所得轨道阵列[A’…B’]需通过矩阵相乘的形式叠加偏转矩阵T构成所述磁轨相对排布阵列[A’…B’]·T。其中，偏转矩阵T按照预设的偏转方向设置，偏转矩阵T中各元素的偏转角度由车身运行过程中的角速度ω乘以各磁体单元的驱动周期t所确定。切换过程中，相邻轨道阵列B’与抬升阵列B的相位同样设置为落后于其相邻轨道阵列A’与抬升阵列A，且两者相位差稳定保持为120°。由此，本申请可通过图3所示方式驱动车身底部阵列在轨道交叉位置进行偏转，由于轨道交叉位置四周四个方向的底部磁轨阵列22合围形成环形结构，车身底部的底部磁体阵列32始终能有若干磁体单元位于底部磁轨阵列22合围结构正上方，因此，本申请可通过在交叉口转向过程中灵活通过图1下部方式增加向车身四周不同方向上底部磁体阵列32的驱动电流并相应配合对其正对的底部磁轨阵列22中电磁单元的驱动电流磁化方向的调节(根据车身实时运行姿态调节提供斥力磁场的磁体以及其驱动电流的大小、相位)以实现车身的灵活转向，将故障侧的电磁单元转至垂直于目标运行轨道的方向，在车身电磁单元出现故障时在交叉位置利用四向环绕的轨道驱动车身偏转，切换至利用车身中无故障的电磁单元继续运行。

为进一步提高轨道中运行的车身的稳定性，本申请还可在车身顶部设置顶部磁体阵列31，并相应在轨道顶部悬臂结构中安装顶部磁轨阵列21。顶部磁体阵列31和顶部磁轨阵列21可分别设置为具有上下两层磁组阵列，并通过图2上部所示方式将顶部磁体阵列31以及顶部磁轨阵列21的上下两层磁组阵列分别设置为：接近轨道内外两侧边缘的磁体布置为具有竖直磁化方向，上下两层磁组阵列中位于轨道顶部悬臂结构中间位置的磁体布置为具有水平磁化方向；并将其中顶部磁体阵列31的上下两层磁组阵列中，相同驱动位置的上下两个磁体设置为具有相同的水平磁化方向；将顶部磁轨阵列21的上下两层磁组阵列中，相同驱动位置的上下两个磁体设置为具有相同的水平磁化方向；将顶部磁体阵列31与顶部磁轨阵列21之间，相同驱动位置上的磁体设置为具有相同的竖直磁化方向，相同驱动坐标位置上磁体设置为具有相反的水平磁化方向。

具体以图2所示的驱动位置为例，本申请可在该行走位置所对应的车身截面中，车身顶部磁体阵列31的上下两层磁体均设置为由内至外(对应图2由右至左，车身另一侧未显示的磁体阵列的排布方式与之对称)依次将相同位置上下两层磁体单元的磁化方向统一设置为：竖直向下、水平向外、竖直向上。相应的，可通过对顶部磁轨阵列21中各电磁单元驱动电流的调节将该行走位置下顶部磁轨阵列21相同位置中上下两层磁体的磁化方向依次由内至外设置为：竖直向下、水平向内、竖直向上。由此，该行走位置中相对设置的两组顶部磁轨阵列21和顶部磁体阵列31磁性互吸，能够向车身提供向上的拉力辅助保持其悬浮。沿车身行走方向向前，位于图2所示磁体相邻位置的下一组磁体可相应设置为：顶部磁轨阵列21相同位置中的上下两层磁体按照内至外的排列顺序分别设置为具有如下磁化方向：竖直向上、水平向向外、竖直向下；该位置中车身对应的顶部磁体阵列31的上下两层磁体可相应设置为内至外按照：竖直向上、水平向内、竖直向下的顺序排列其磁化方向。由此，该下一行走位置中相对设置的顶部磁轨阵列21和顶部磁体阵列31能够分别以相互交叉的方式吸引前一行走位置中的顶部磁体阵列31和顶部磁轨阵列21。当前后相邻行走位置下轨道内外两侧具有竖直磁化方向的磁体单元均设置为具有相同磁场强度时，可通过前后两组磁体对之间相互交叉的吸引力矩维持车身平衡，避免车身偏转侧移；当根据感应器40的检测数据判断车身偏离轨道中心位置时可相应增强或削弱对前述顶部磁体阵列31和顶部磁轨阵列21的驱动电流以维持车身稳定；当根据感应器40的检测数据判断车身发生侧偏时，可相应增强偏转方向相对一侧具有竖直磁化方向的磁体单元的驱动电流，或相应减少偏转方向一侧竖直磁化方向的磁体单元的驱动电流，以通过驱动电流的大小调节前后相邻行走位置下轨道内外两侧竖直磁化方向的磁体单元之间交叉方向的吸引力矩，通过增加偏转方向相对一侧的吸引力矩或减少偏转方向同向一侧的吸引力矩而将车身纠正返回平衡位置，避免车身向一侧轨道发生偏转或摩擦。由此，车身顶部的磁吸结构能够在辅助提供上拉牵引维持车身运行高度的同时，在车身偏转时进一步为车身提供辅助其返回轨道中间位置的侧向吸力，保持车身稳定悬浮运行在轨道之间，避免与轨道结构碰擦。车身移动过程中，前述顶部磁体阵列31和顶部磁轨阵列21的驱动方式可参照可保持车身底部磁体阵列32与车身底部磁轨阵列的方式进行切换，也可按照车身的实时运行位置，保持顶部磁体阵列31磁化方向不变，而相应调整顶部磁轨阵列21中位于车身当前位置及前进方向下一位置的各磁体组的磁化方向设置方式，使其按照匹配于车身移动速度为车身提供内外双向交叉引力以维持车身在轨道内运行稳定。

上述车身顶部磁体阵列31以及顶部磁轨阵列21中，上下两层具有横向磁化方向的磁体能够引导两侧竖直磁化方向磁体的磁感线，使其在磁体之间形成朝向顶部磁体阵列31、顶部磁轨阵列21之间间隙的磁感回路，减少向车身顶部货物泄露的磁通分量以及向底部车身结构泄露的磁通分量，同时约束顶部磁体阵列31、顶部磁轨阵列21内外两端磁感线，将磁场引导至顶部磁体阵列31、顶部磁轨阵列21之间间隙，以提升对车身的吸引力，提升对车身的驱动效率，维持车身稳定在轨道中运行。

在接近于轨道交叉位置处，本申请还可进一步设置所述顶部磁轨阵列21利用其双向交叉引力配合车身主体3的偏转方向，在车辆进入轨道交叉位置时提供向车身目标偏转方向的初始转矩，辅助车身底部轨道驱动车身在轨道交叉位置内实现原位转向运行。具体而言，本申请还可进一步调节馈入至接近轨道交叉位置处的顶部磁轨阵列21和/或顶部磁体阵列31中具有竖直磁化方向的磁体的驱动电流，以增大朝向转向中心一侧的交叉引力，通过内外两侧磁场强度的不均衡提高向车身目标偏转方向的初始转矩，将车身由原先直线运行状态向内偏转，为车身提供初始的转向加速度，辅助车身实现原位旋转更换车身驱动方向。

本申请可通过将布置于智能立体轨道运载装备中载货架升降顶升机构上的感应器40与运载设备的控制单元、轨道驱动单元联和构成一种交互式补偿系统。载货架可设置为相互平行的两条，每条载货架的两端分别设置一组升降顶升机构。每组升降顶升机构的上下两端可分别设置的两组磁传感器以实现对车身前后左右四个方向相对轨道运行位置的检测。其中，感应器40可设置为能够感应顶部磁体阵列31以及顶部磁轨阵列21之间磁场强度的霍尔元件、磁通检测单元或磁感设备。上下两组磁传感器可分别检测升降顶升机构相对顶部磁轨阵列21以及车身顶部磁体阵列31的磁感强度，以通过两侧场强大小的偏差量确定车身相对磁悬浮轨道的高度位置以触发升降顶升机构调节载货架4的升降高度，并调节对车身上下两侧磁体单元的驱动电流大小以平衡磁悬浮系统的吸引力和斥力将车身维持在适宜高度；

上下两组磁传感器还可感应于顶部磁体阵列31以及顶部磁轨阵列21之间的磁场变化，根据磁场的变化状况检测车身主体3相对磁悬浮轨道的行走位置以反馈至磁悬浮轨道控制系统，触发底部磁轨阵列22配合于车身主体3的偏转方向按照预设的运行速度调整对底部磁轨阵列22中各磁体单元的驱动信号，并相应触发顶部磁轨阵列21响应于于车身主体3的偏转方向调节竖直磁化方向磁体的磁场强度，引导车身恢复平衡状态或为车身提供转向所需的初始旋转力矩。

以上仅为本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能立体轨道运载装备，其特征在于，包括：

车身主体(3)，其运行在磁悬浮轨道中，至少在其底面四周设置有底部磁体阵列(32)，所述底部磁体阵列(32)悬浮运行于磁悬浮轨道的底部磁轨阵列(22)上方；

载货架(4)，其可升降地设置在车身主体(3)的顶部，用于向上顶升货物使货物脱离磁悬浮轨道实现货物运输，或向下撤销顶升使货物落于磁悬浮轨道上臂的存储仓位中；

感应器(40)，其设置于载货架(4)的升降顶升机构上，用于检测车身主体(3)相对磁悬浮轨道的运行姿态以触发升降顶升机构调节载货架(4)的升降高度；

其中，智能立体轨道运载装备所运行的磁悬浮轨道中布置有横纵双向的可控磁体阵列；

车身主体(3)沿磁悬浮轨道运行方向的四边等长；

所述车身主体(3)的四角还设置有外凸出于车身主体(3)的导向轮(33)；

所述磁悬浮轨道中，还在横纵双向交叉处的轨道侧壁转折位置设置有弧形引导面(23)，车身主体(3)运行过程中，所述弧形引导面(23)的一侧向外旋转至外凸于非运行方向的角度位置，另一侧向内旋转至贴近于运行方向轨道侧壁的角度位置；

所述车身主体(3)还在顶面四周设置有顶部磁体阵列(31)，所述顶部磁体阵列(31)悬浮运行于磁悬浮轨道的顶部磁轨阵列(21)下方；

所述磁悬浮轨道为具有开口向内的C字形直线轨道，顶部磁轨阵列(21)与底部磁轨阵列(22)分别固定于所述C字形直线轨道的上、下两臂，且安装于C字形直线轨道的开口内部；

所述顶部磁体阵列(31)以及顶部磁轨阵列(21)均分别设置有上下两层磁组阵列，顶部磁体阵列(31)以及顶部磁轨阵列(21)的上下两层磁组阵列均分别将轨道内外两侧边缘的磁体布置为具有竖直磁化方向，上下两层磁组阵列中位于轨道中间位置的磁体布置为具有水平磁化方向；

顶部磁体阵列(31)的上下两层磁组阵列中，相同驱动位置的磁体具有相同的水平磁化方向；

顶部磁轨阵列(21)的上下两层磁组阵列中，相同驱动位置的磁体具有相同的水平磁化方向；

顶部磁体阵列(31)与顶部磁轨阵列(21)之间，相同驱动位置上磁体的竖直磁化方向相同，相同坐标位置上磁体的水平磁化方向相反。

2.如权利要求1所述的智能立体轨道运载装备，其特征在于，磁悬浮轨道的底部磁轨阵列(22)中，每一个磁体单元均分别设置为具有两组电磁线圈，其中一组电磁线圈具有水平磁化方向，其中另一组电磁线圈具有竖直磁化方向。

3.如权利要求2所述的智能立体轨道运载装备，其特征在于，所述底部磁轨阵列(22)被设置为：配合于车身主体(3)的偏转方向，按照预设的运行速度调整对底部磁轨阵列(22)中各磁体单元的驱动信号。

4.如权利要求3所述的智能立体轨道运载装备，其特征在于，所述顶部磁轨阵列(21)被设置为配合于车身主体(3)的偏转方向调节竖直磁化方向磁体的磁场强度。

5.一种交互式补偿系统，其特征在于，用于如权利要求1至4任一所述的智能立体轨道运载装备，所述感应器(40)包括分别设置于载货架(4)升降顶升机构上下两端的两组磁传感器；

传感器感应于顶部磁体阵列(31)以及顶部磁轨阵列(21)之间的磁场强度，检测车身主体(3)相对磁悬浮轨道的高度位置以触发升降顶升机构调节载货架(4)的升降高度；

两组磁传感器感应于顶部磁体阵列(31)以及顶部磁轨阵列(21)之间的磁场变化，检测车身主体(3)相对磁悬浮轨道的行走位置以反馈至磁悬浮轨道控制系统，触发底部磁轨阵列(22)配合于车身主体(3)的偏转方向按照预设的运行速度调整对底部磁轨阵列(22)中各磁体单元的驱动信号，并相应触发顶部磁轨阵列(21)配合于车身主体(3)的偏转方向调节竖直磁化方向磁体的磁场强度。

6.如权利要求5所述的交互式补偿系统，其特征在于，所述磁悬浮轨道控制系统还响应于磁传感器对车身主体(3)行走位置的检测而触发磁悬浮轨道中交叉位置的相应弧形引导面(23)向外旋转至外凸于非运行方向的角度位置，或向内旋转至贴近于运行方向轨道侧壁的角度位置。