用于自动化立体仓库的输送台车设计

摘 要：介绍了用于自动化立体仓库中的输送台车的工作原理、作用和机构组成，阐述了其各机构及装置的设计思路。

关键词：自动化立体仓库；输送台车；机构设计；检测装置设计

中图分类号：TH122 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）20-0088-02

引言

随着中国经济水平的发展，自动化技术逐渐成熟，企业为追求集约化、高精度以及低人工成本等，自动化仓储机械设备被企业广泛应用。

自动化仓储机械设备是指自动化立体仓库中进行生产和辅助生产作业，保证自动化立体仓库及作业安全所必需的各N机械设备的总称，而输送台车就属于自动化仓储机械设备。

1 工作原理

输送台车是在自动化立体仓库中用于入库、出库，输送物料的自动化仓储机械设备，其是自动化立体仓库输送物流的接口。

输送台车主要是由金属结构、行走机构、检测装置、称重模块以及其他电气控制系统等组成，如图1所示。在自动化立体仓库中，物料流转到输送台车后，需要将物料平稳的放到输送台车的金属结构上，由称重机构检测物料是否超重，物料检测装置检测物料是否超出指定范围，如果超重或超出范围，则系统报警无法进行下一步程序，如果不超重且在指定范围内，则电机将驱动行走机构使物料在既定轨道上水平移动，在到达指定位置后水平运行检测装置使其精准的定位在指定位置，以便于自动化仓储的下一程序的进行。

2 金属结构设计

金属结构是输送台车中连接各部件和机构的重要组成部分。在设计输送台车的金属结构时需要考虑决定输送台车的主要参数：物料的最大宽度、最大长度、最大重量等。根据物料的最大长度、宽度来确定金属结构的外形尺寸，根据物料的最大重量来确定金属结构最大承载量，以便设计其型材或钢板的结构形式等。在金属结构的总体结构设计完成后，需要用三维分析软件进行整体分析，以保证整体结构的稳定性以及各种力学性能。

3 行走机构设计

行走机构是输送台车能够平稳运行的关键部分，其主要是由地轨、行走轮、电机、链传动机构以及金属结构组成。地轨和行走轮是根据物料以及输送台车的总重量，从国标中选定的。特别注意行走轮要一侧带导向槽，一侧不带导向槽，以防止行走轮在行走过程中出现卡滞或脱轨现象。链传动机构采用双排滚子链条，电机通过链传动机构驱动行走轮使输送台车行走。

行走机构电机的选择，需要已知水平速度、运行加速度、输送台车总重量、行走轮直径等参数后计算出相应的技术参数即可选择出电机。

例如，已知水平运行速度：v=16m/s 加速度a=0.3m/s2物料和输送台车的总质量m=2000kg行走轮直径d=？准150mm，

则，堆垛机总重量：F=mg=2000×10=20000N

滚动摩擦阻力产生的功率：

根据以上所得参数，以选择SEW减速电机为例，则选择：R47DRE80M4，技术参数如下：电机功率Pm=0.75kW，转速na=39r/min，减速比i=36.93。其他参数要根据实际情况来确定是否需要电机抱闸、温控、手动释放以及接线盒方向和减速器的结构形式等。

4 检测装置

输送台车的检测装置主要有物料检测装置和水平运行检测装置两种。

4.1 物料检测装置

在自动化立体仓库中的货物品种和外形尺寸较多或在搬运到输送台车之前没有进行货物外形检测的情况下，输送台车上需要安装物料检测装置，以保证进入自动化立体仓库中的货物尺寸不会超出其他设备所能容纳的尺寸。

物料检测装置主要是由探测货位虚实的背景抑制开关，前后超宽的对射光电开关，超高检测镜反开关，超长检测镜反开关和左右歪斜镜反开关等组成。通过这些电气开关来检测是否有货、货物是否超出规定尺寸等。

4.2 水平运行检测装置

水平运行检测装置是关系到输送台车能否在轨道上精准定位，能否实现其沿轨道方向寻址的装置。水平运行检测装置主要分为三种：认址片和编码器检测、激光测距仪检测以及激光条码认址检测。

认址片和编码器检测：沿着输送台车水平运行方向上放置有认址片，通过安装在输送台车上的U行光电开关来检测前后认址片、前后端认址片以及前后限速认址片，旋转编码器来检验其可靠性，从而判断输送台车的位置。

激光测距仪检测：利用安装在输送台车上的激光测距仪对目标距离进行精确测定，以实现输送台车的精准定位。

激光条码认址检测：沿输送台车水平运行方向上贴有条码带，在输送台车上安装条码阅读器并读取条码带的方式进行检测。

输送台车的水平运行检测装置一般采用认址片和编码器检测的形式，其控制方式简单，造价低。

5 称重机构设计

为保证在自动化立体仓库这一系统中的每一台机械设备都不超负荷运行，在输送台车上需要设置有称重机构，这种称重机构会根据具体重量来显示并报警是否超重。

输送台车的称重机构的核心是安装在行走机构上方的四个称重模块（如图2），这四个称重模块采用的是固定式静载称重模块，是一种新型传感器应用结构。它将高精度剪切梁称重传感器、负荷传递装置及安装连接板等部件合为一体，既保证了剪切梁传感器高精度、长期稳定性好的特点，又解决了因安装不当造成的称量误差的问题。称重模块需要根据实际物料重量和金属托盘重量来选定合适量程的称重模块。

6 结束语

输送台车的设计是要根据自动化立体仓库的整体结构和客户的实际需求来进行的，这样才能设计出结构合理且客户满意的设备。

参考文献：

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