堆垛机伸缩货叉设计
堆垛机伸缩货叉原理
堆垛机伸缩货叉原理自动化立体仓库伸缩货叉的原理、分类、设计与选型自动伸缩货叉的功能自动伸缩货叉广泛应用于智能立体库、物流自动仓储系统中，常配合堆垛机使用，它是立体仓储中堆垛机存取物品的主要取料或送料机构，它具有灵活的双向自动伸缩功能，准确的限位功能。
它直接装配在堆垛机上，或固定升降举升机构、移动行走升降平台上，堆垛机穿行于货架之间的巷道中，完成自动存取或移载物品的工作！它可与生产线系统、企业管理系统对接，采用计算机及条形码技术(编码器)，实现信息化智能管理和运营。
自动伸缩货叉的分类自动伸缩货叉从结构上可分为单伸位伸缩货叉(或单深位伸缩货叉)和双伸位伸缩货叉(或双深位伸缩货叉)，从形式排列上还可分为单列式伸缩货叉和双列式伸缩货叉，其中单伸位伸缩货叉由三节或三段叉体组成，简称三节伸缩货叉。
而双深位伸缩货叉(双伸位伸缩货叉)是由四节叉体组成的，所以我们称其为四节伸缩货叉。
单列式伸缩货叉指的就是由单组叉臂独立运行的，它属于轻型类的货叉，一般情况下用于体积比较小的或重量比较轻的物品存取或移载，如：五金产品、轻工产品、电子产品、食品包装等。
而双列式伸缩货叉则是指由两组叉臂组成的，两组叉臂同步运行的，它属于重型类货叉，它适用于存取或移载物品体积比较大的、质量比较重的物品。
如：金属材料、机械设备、车辆框架、模具类配件等自动伸缩货叉的构造原理单深位(又称：单伸位)自动伸缩货叉的基本构造是由上叉臂(前叉臂)、中叉臂、下叉臂(固定叉臂)等三节叉臂组成，配合导向滚轮、齿轮齿条、链轮链条、导向滑块、限位开关(行程开关)、中位开关(接近开关)、扭力限制器、编码器、驱动器、电机、减速机、联轴器等上百个部件构成的一个完整的伸缩机构。
下叉臂(固定叉臂)安装在载货台上，中叉臂在齿轮齿条的驱动下，向外移动大约自身长度的一半，上叉臂(前叉臂)再从中间叉臂的中点继续向外延伸。
而双深位(又称：双伸位)自动伸缩货叉的构造是由上叉体(前叉体)、上中叉体、下中叉体、下叉体(固定叉体)等四节或四段叉体组成，再配合导向滚轮、滚动轴承、齿轮齿条、链轮链条、导向滑块、限位开关(行程开关)、中位开关(接近开关)、扭力限制器、编码器、驱动器、电机、减速机、联轴器等数百个部件构成的一个完整的伸缩机构，下叉体(固定叉体)安装在载货台上，下中叉体在齿轮齿条或链轮链条的驱动下，向外移动大约自身长度的一半，上中叉体再从下中叉体的中点继续向外延伸，上叉体(前叉体)再从上中叉体的中点继续向外延伸，使上叉体(前叉体)的伸缩距离直接延伸至巷道左右稍远一点的预设的库位上。
单伸位伸缩叉力学分析
1堆垛机货叉的结构1.1存取货装置的分类现在国内外自动化立体仓库堆垛机所用的存取货装置主要有：1）电磁或真空吸盘存取装置；2）机械抓取式存取装置；3）旋转抓取装置；4）伸缩货叉存取装置，其中伸缩货叉式应用最为普遍。
下面主要对伸缩式货叉进行分析。
1.2货叉的结构堆垛机货叉一般采用3级直线差动机构，这种结构形式的货叉由动力驱动和上、中、底3叉以及导向部分构成，底叉固定在载货台上，中叉可在齿轮齿条的驱动下，u底叉向两侧伸出一定距离，上叉在安装于中叉上的增速机构的带动下相对中叉向外伸出更长的距离，实现想货位内存取货物，这种机构的特点是上叉相对于中叉伸出的距离为伸出行程的2/3，而中叉相对于下叉伸出的距离为伸出行程的1/3，上叉与中叉之间，中叉与下叉之间均有合适的导向接触长度，保证3层货叉伸出时的相对刚度要求，图1为当堆垛机货叉上叉运行到最大距离时载荷简图，其中底叉固定在载货台上，中叉运行到货叉行程的1/3距离，此时有2个导向轮支承，上叉相对于中叉运行货叉行程的2/3，也有2个导向轮支承，与中叉相连。
2堆垛机货叉的力学分析货叉是堆垛机存、取货的关键部件，它在工作时前叉要伸入货架中，所以，在设计货叉时，应使前叉的厚度尽量薄，同时，叉前端的挠度应控制在最小为设计目标，将货叉分解为固定叉、中间叉和前叉分别进行考虑，货叉的载荷简图如图1所示。
2.1固定叉的力学分析固定叉在货叉机构的最底层，和载货台架固联，在货叉伸缩运行中它固定不动，其受力图如图2所示。
当a ≤x ≤a +b 时，弯矩方程： M (x )=F B bx a+b−F B (x −a)C 处的转角 Θt =θ0−∫M(x)EI 1x 0dx =θ0−FB2EI 1(bx 2a+b +(x −a )2)引起的挠度为Z 1=∫θ1a+b 0dx =θx −∫M(x)EI 1a+b 0dx 2.所以，当x=a+b 时， θ1=−F B ab (2a+b )7EI 1(a+b )(c +d +e +f) .2.2 中间叉的力学分析中间叉在货叉机构的中间层，动力源通过链轮链条机构直接驱动中间叉伸缩运动，其受力图如图3所示。
料箱库堆垛机货叉结构伸缩的基本结构
料箱库堆垛机货叉结构伸缩的基本结构
不得不说，随着物流行业的不断发展，工业方面的快速崛起，让越来越多的厂家、商家都十分需要料箱库堆垛机，进而了解料箱库堆垛机货叉结构的相关知识要点，就成为了必要的了。
（一）堆垛机齿轮齿条式伸缩货叉
简单来说，就是选用两节或是三节式的货叉结构，如果是三节货叉结构，那么主要就是由前叉、中间叉以及专门的固定叉，还有导向滚子进行构成，这样的料箱库堆垛机货叉结构比较常见，后期运行也十分稳定。
一般情况下，三节货叉结构当中的固定叉需要安装在载货台之上，然而在齿轮上安装中间叉，对于前叉的安装，可以从中间叉的中点向外伸出一些长度，大约比自己的身子厂一些即可的位置进行安装。
（二）堆垛机链条式的伸缩货叉结构
这个料箱库堆垛机货叉结构比较适合一些特殊领域进行使用，链条式伸缩货叉结构主要由上、中伸缩货叉以及相关的固定货叉，还有导向轮等进行构成整个货叉结构。
通常固定叉需要安装在相关设备的载货台之上，不管是上/中伸缩货叉，还是固定货叉，它们之间都是由符合标准的链轮以及链条进行相互的连接制衡。
如今堆垛机已经成为了很多仓库、物流行业内的关键核心设备之一，不管是什么类型的料箱库堆垛机货叉结构，都应该确保后期运行过程当中能够保持一个稳定的状态。
小型堆垛机器人货叉的优化设计
作者简介 ： 赵庆富 （ １ ９ ８ ５ 一 ）男 ，在读研究生 ，研 究方 向为机械电子工程 。
第３ ５ 卷 第１ 期 ２ ０ １ ３ — ０ １ （ 上） 【 １ 】
１
． ８ 似
０ Ｚ３ ６
￣
（ Ｃ ）
叉 尺寸 变量 与赁 又 总质量
图６ 尺 寸 变 量 与货 叉 总 质 量 优 化 结 果
度相 对 干下 叉 板 １ 伸 出 ，从 而 实现 了上 叉 板相 对 于
噪 音 、定位 精度 等技 术指 标上 有 了很 大 的改 进 ，但 是 与 国外 著 名厂 家 相 比还 有不 小 差距 。为实 现 物
流 的高 效率 ，必 须提 高堆垛 机 器人 存取 速度 ，而 降
低 堆垛机 器 人 自重可 减小 由堆 垛机 器人 质量 引起 的
收稿 日期：２ ０ １ ２ － ０ ６ － ２ ８ 基金项 目：陕 西科 技大学科研启动基金项 目（ Ｂ Ｊ １ ０ — ０ ７ ）
＼ 一＼ ＿ 、
／＾ 一＼ （、 ） （ ，
１ 、 下叉 板 ；２ 、３ 、滚 轮轴 承 ：４ 、５ 、齿 条：６ 、 齿轮 ：７ 、 中叉扳 ；８ 、上 叉板
图 １货 叉 结 构 原 理 简 图
２ 有 限元模型建立与静力学分析
货 叉 主 要 构 件 的 材 料 属 性 ：弹 性 模 量 ：
２ ０ ６ Ｇ ｐ ａ ；泊松 比：０ ． ３ ；密 度 ：７ ８ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｍ 。其 他 构 件 的材料 （ 如轴承 等 ）均根 据相应 强度要求选择 。
（ 陕西 科技大学 ，西安 ７ １ ０ ０ ２ １ ） 摘 要 ：本文在已建立三级直线差动货叉三维实体模型的基础上 ，以不影响分析结果为前提 ， 对 已有模型
堆垛机
攀枝花学院本科课程设计（论文）堆垛机货叉伸缩机构设计学生姓名：何泽栋学生学号： 201010601050院（系）：机械工程学院年级专业： 2010级机制2班指导教师：陈新德讲师2013年3月2日攀枝花学院教务处制课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称堆垛机货叉伸缩机构设计评分项目分值得分评价内涵工作表现20% 01 学习态度 6 遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。
02 科学实践、调研7 通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。
03 课题工作量7 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。
能力水平35% 04 综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。
05 应用文献的能力 5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。
06设计（实验）能力，方案的设计能力5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。
07 计算及计算机应用能力 5 具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。
08对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10 具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。
成果质量45% 09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5 符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。
10 设计说明书（论文）质量30 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。
11 创新10 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。
成绩指导教师评语指导教师签名：年月日目录第一章绪论 (1)第1.1节研究的背景与内容 (1)1.1.1概述 (1)1.1.2有轨巷道堆垛机的发展现状及特点 (2)1.1.3有轨巷道堆垛机的类型 (3)1.1.4巷道堆垛机的特点 (3)第1.2节设计的目的和意义 (4)第1.3节设计的内容及要求 (4)第1.4节设计参数 (4)第二章堆垛机货叉的设计思路 (5)第三章堆垛机货叉的设计 (7)第3.1节货叉传动装置的总体选型 (7)第3.2节货叉传动齿轮、齿条的计算 (7)第3.3节货叉传动链轮、链条的设计计算 (10)第3.4节制动器的制动容量的设计 (12)第四章参考文献 (13)第1章绪论第1.1节研究的背景与内容1.1.1概述随着生产力的发展, 生产规模的扩大和产品结构的调整, 客观上要求作为工业企业物资供应基地的物资仓库进行改建或扩建。
浅谈有轨堆垛机伸出式货叉机械部分
浅谈有轨堆垛机伸出式货叉机械部分现代企业当中自动化立体仓库是物流中的主要部分，有轨堆垛机是自动化立体仓库中最主要的作业机械，是随立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格，或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。
它是现代工业发展的高科技产物，对提高生产率、降低成本有着重要意义。
标签：堆垛机；货叉；自动化立体仓库；前言：自动化立体仓库是实现物流系统合理化的关键。
它具有空间利用率高、便于实现自动化管理、实时自动结算库存货物种类和数量、立体仓库信息库可以和中央计算机系统联网运行等许多优点，对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本都有重要意义，已开始应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业。
堆垛机是自动化立体仓库中最重要的搬运、起重、堆垛设备，对立体仓库的出入库效率有重要影响，是立体仓库能否达到设计要求和体现其优点的关键设备之一。
一、有轨堆垛机货叉部分结构的组成和形式1、货叉伸縮机构是堆垛机的取放物料装置，它有前叉、中间叉、固定叉、驱动齿轮等组成。
货叉伸缩机构是堆垛机存取货物的执行机构，它安装在载物台上，承载货物进行升降，并向堆垛机两侧的货架里伸出货叉，以取出或放进货物。
为了减少巷道的宽度，并具有足够的伸缩行程，根据托盘的现状，单元货格的尺寸与重量等，通常采用的有二级或三级直线差动式伸缩货叉机构，传动方式采用齿轮齿条式或链条式，根据货架堆放货物及托盘的要求，由叉车式货叉，利用货叉提升或下降，进行货物的存取；2、钩结式货叉，利用挂钩勾住专用集装盒的方式，搬运速度快，集装盒所占的上下空间小，可以存放更多的集装盒；侧带式货叉，采用牢牢夹住存放物品的搬运方式，硬纸箱可直接存放，不必重新放置，也可以不考虑尺寸大小与隔板式货架组合可以勾住自由定位尺寸，载货台分为有驾驶室及无驾驶室方式，沿着门架导轨如同升降机一同升降。
为使升降平稳，装有导轮和侧轮。
堆垛机伸缩货叉的工作原理
堆垛机伸缩货叉的工作原理
堆垛机是一种用于货物堆垛和搬运的提升设备。
伸缩货叉是一种
重要的装卸工具，它通常安装在堆垛机的叉臂上，用于将货物从货架
上取下或放置到货架上。
伸缩货叉的工作原理是通过叉臂的伸缩来实
现货物的取放。
当伸缩货叉需要取货时，叉臂会先向货物靠近，然后伸出叉板，
将货物抓住。
此时，叉臂会向堆垛机内部移动，将货物置于指定位置。
当伸缩货叉需要放置货物时，叉臂会先将货物移动到指定位置，并伸
出叉板，然后将货物放下。
此时，叉臂会逐渐向堆垛机外部移动，完
成货物放置。
伸缩货叉的伸缩是通过叉板的滑动来实现的。
通常，伸缩货叉的
叉板上会配有导轨，并与主叉臂相连。
在货物取放过程中，伸缩货叉
通过一定的机械原理，控制叉板的滑动，以实现叉臂的伸缩。
由于伸
缩货叉具有结构简单、操作灵活、效率高等特点，因此在现代物流和
仓储领域得到广泛应用。
立体仓库双伸位堆垛机调度策略设计与实现
摘要摘要近年来，随着物流业的发展，现代仓储物流企业对立体仓库的效率提出了越来越高的要求。
立体仓库作为自动化程度较高的一种仓库管理方式，由堆垛机来承担货物的搬运任务，立体仓库管理系统通过发出指令指挥堆垛机进行任务调度，堆垛机的调度问题对仓库的管理效率起决定性作用。
目前，仓库的堆垛机调度路径往往采用直接指派的方式，导致堆垛机的运行效率低、时间和能耗较高。
良好的堆垛机存取路径可以降低仓储成本，增加立体仓库利用率，能够对仓库管理过程做出指导性建议，有利于效率的提升。
为了优化堆垛机调度策略，本文进行了以下几方面的研究：（1）通过分析堆垛机的工作方式和运动特性，提出了基于运行时间、能耗和批作业效率的多目标优化模型。
（2）对常用多目标优化算法进行了学习，发现在低维解空间问题的多目标优化中，NSGA-II中表现出一定的优势，但仍存在早敛导致的解集收敛至局部最优、搜索能力欠佳的现象。
（3）基于NSGA-II针对堆垛机调度问题进行优化设计，考虑到实际调度情况，提出了基于任务类型和货位次序的双层编码序列和优秀基因段保留策略。
（4）在优秀基因段保留策略的基础上，改进了交叉变异操作，使得堆垛机调度编码序列中的优秀基因段得以保留给下一代；同时改进了种群处于不同阶段时个体发生交叉变异的概率，使用自适应交叉变异概率取代传统的固定概率，以便适应遗传过程每一阶段的交叉变异频率需求。
（5）针对NSGA-II陷入局部最优和搜索能力不足的问题，提出了基于模拟退火的思想的局部随机搜索策略。
（6）比较改进后的算法(IMOGA)和NSGA-II算法，发现IMOGA得到的解集质量更高，收敛速度更快，针对堆垛机调度问题具有更高的适用性。
采用IMOGA得到堆垛机调度的pareto解集后，分析设计了调度策略，提出基于堆垛机任务等待队列长度的动态决策方式，决策方式用于从解集中选取适当的可行解作为最后的执行解。
（7）为方便仓库管理者使用，将算法和调度策略嵌入系统中，设计实现了堆垛机作业调度系统，用于展示作业信息和调整堆垛机调度策略，并进行了仿真与实例分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
槽、孔的数控加工
• 在本次设计中，本文就孔和槽的数控加工、数控编程方面进行 了简单介绍。 •
•
动画展示1 动画展示2
•
返回
链传动动画
• 一般情况下装配的链传动都 是有准确的啮合关系，需要 预先画出轨迹线，然后加入 零件。
•
动画
返回
数控加工
• 数控技术是20世纪40年代后期发展起来的，一种综合了计算 机、自动控制、电机、电气传动、测量、监控和机械制造等多 学科内容的自动化加工技术，目前已得到了广泛应用。 • 数控加工技术是制造工业现代化的重要基础，是自动控制在生 产中的应用，是一个国家工业现代化水平高低的重要标志。
堆垛机的重要性
• 堆垛机是自动化立体仓库的主要 作业机械,担负着出库、进库、盘 库等任务,是自动化立体仓库的核 心部件,自动化立体仓库的发展就 是以堆垛机的发展为主要标志的, 目前巷道式堆垛机为主要发展方 向。 • 随着物流业在我国的兴起、现代 工业的发展和日益激烈的市场竞 争会对立体仓库提出更高的要求, 同时各种新技术的出现也必将推 动立体仓库朝着更加智能化、柔 性化的方向发展，堆垛机的性能 和效率也将得到进一步提高。
货叉的介绍
• 货叉伸缩机构是堆垛机中最主要 的部分 • 本人采用的伸缩三级货叉有如下 特点： • 1.体积小，伸缩距离长 • 2.重量轻，结构简单 • 3.灵活可靠 ，双向伸缩
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目前市场上的一些货叉
货叉结构
• 本文采用链传动来驱动货叉。通常，中心距较大、多轴、 平均传动比要求准确的传动，环境恶劣的开式传动，低速 重载传动，润滑良好的高速传动等都可成功地采用链传动。
Pro/E三维软件的运用
• Pro/E是一款涵盖了由设计至生产的机械自动化软件，功能包 括对装配体的管理、功能仿真、制造和产品数据管理 • 应用： 建模仿真 数控加工
•
Thanks for your watching！
•
OVER
货叉的建模仿真
• 右图为货叉的装配体
•
动画展示
链传动仿真
• 在Pro/E中，啮合关系只能模 拟，只能通过切向槽速度和 链轮回转速度一致来表现， 像那种链传动跳动以及啮合 的关系表现不出来的。
堆垛机伸缩货叉设计 及Pro/E建模仿真
制作人：
自动化立体仓库的意义
• 自动化立体仓库目前广泛应用于汽车、电子、医药、 烟草、建材、邮电等许多行业，是实现物流系统合理 化的关键在制造业，其备件时间占整个加工和装配周 期的近10%。在加工过程中，原材料、备件及半成品 的存贮及运输占大部分时间。现代化物料搬运系统将 带来巨大的经济效益，主要表现在以下几个方面: • 1.节省空间 • 2.合理的生产组织 • 3.减少库存，节省流动资金 • 4.增加加工制造的柔性