自动化立体仓库中堆垛机的设计
自动化立体仓库堆垛机的设计
自动化立体仓库堆垛机的设计引言概述：自动化立体仓库堆垛机是现代仓储物流系统中的重要组成部分，其设计关乎仓库运作效率和安全性。
本文将从机械结构、控制系统、安全保护、节能环保和未来发展五个方面详细介绍自动化立体仓库堆垛机的设计。
一、机械结构1.1 堆垛机的起重机构：通常采用液压或电动机驱动的升降机构，能够实现货物的垂直运输。
1.2 堆垛机的移动机构：通常采用轨道或轮胎移动机构，能够实现堆垛机在仓库内的移动和定位。
1.3 堆垛机的操作机构：通常采用PLC控制系统，能够实现自动化操作和远程监控。
二、控制系统2.1 PLC控制系统：能够实现堆垛机的自动化控制和运行，提高工作效率和准确性。
2.2 传感器系统：能够实时监测货物的位置和状态，确保堆垛机的安全运行。
2.3 通信系统：能够实现堆垛机与仓库管理系统的数据交互，提高信息传递效率。
三、安全保护3.1 紧急停止装置：在发生紧急情况时能够及时停止堆垛机的运行，保护人员和货物安全。
3.2 防碰撞系统：能够监测堆垛机周围的障碍物，避免碰撞事故的发生。
3.3 防坠落系统：能够确保货物在堆垛机运输过程中不会坠落，保障仓库内部的安全。
四、节能环保4.1 节能设计：采用高效电机和液压系统，减少能源消耗，降低运行成本。
4.2 环保材料：采用环保材料设计堆垛机，减少对环境的污染。
4.3 废弃物处理：对堆垛机废弃物进行分类处理，实现资源再利用，减少对环境的影响。
五、未来发展5.1 智能化：未来堆垛机将更加智能化，能够实现自主学习和优化运行。
5.2 自动化：未来堆垛机将更加自动化，能够实现全自动化运行，减少人力成本。
5.3 高效化：未来堆垛机将更加高效化，能够实现更快速、更准确的货物运输。
结论：自动化立体仓库堆垛机的设计是一个综合性工程，需要考虑机械结构、控制系统、安全保护、节能环保和未来发展等多个方面。
只有在这些方面都得到充分考虑和优化的情况下，才能设计出高效、安全、节能的堆垛机，满足现代仓储物流系统的需求。
自动化立体仓库堆垛机的设计
自动化立体仓库堆垛机的设计一、引言自动化立体仓库堆垛机是一种高效的物流设备，用于自动化存储和取货。
本文将详细介绍自动化立体仓库堆垛机的设计，包括机械结构设计、控制系统设计和安全性考虑等方面。
二、机械结构设计1. 设备选型根据仓库的规模和需求，选择适合的自动化立体仓库堆垛机型号。
考虑到货物种类和重量，选择具有足够承载能力和灵活性的堆垛机。
2. 升降系统设计设计堆垛机的升降系统，包括升降机构和升降驱动装置。
采用电动升降机构，配备高效的电动驱动装置，确保升降过程平稳可靠。
3. 运动系统设计设计堆垛机的运动系统，包括水平运动和垂直运动。
采用精密的导轨和滚珠丝杠传动装置，确保运动过程准确无误。
4. 夹具设计设计适用于不同货物的夹具，确保货物在堆垛过程中的稳定性和安全性。
夹具应具有可调节的夹持力，以适应不同尺寸和重量的货物。
三、控制系统设计1. 控制方式选择选择合适的控制方式，可以采用PLC控制或者计算机控制。
根据实际需求，考虑控制精度、响应速度和可靠性等因素进行选择。
2. 控制算法设计设计堆垛机的控制算法，包括定位算法、路径规划算法和运动控制算法。
确保堆垛机能够准确、高效地完成存储和取货任务。
3. 传感器选择选择合适的传感器，用于感知货物位置、高度和夹具状态等信息。
常用的传感器包括光电传感器、压力传感器和位移传感器等。
四、安全性考虑1. 安全装置设计设计安全装置，包括急停按钮、防撞装置和防坠装置等。
确保在紧急情况下能够及时停止堆垛机的运动，并防止碰撞和坠落等意外事故的发生。
2. 安全控制策略制定安全控制策略，包括限制堆垛机的最大速度和加速度，以及设置安全区域和安全距离等。
确保堆垛机在操作过程中不会对人员和设备造成伤害。
3. 安全培训和操作规范对操作人员进行安全培训，传授正确的操作方法和注意事项。
制定操作规范，明确操作流程和安全要求，提高操作人员的安全意识和技能。
五、结论自动化立体仓库堆垛机的设计涉及机械结构设计、控制系统设计和安全性考虑等方面。
自动化立体仓库堆垛机的设计
自动化立体仓库堆垛机的设计引言概述：自动化立体仓库堆垛机是现代物流领域中的一项重要技术，它通过自动化设备的运行，实现对仓库货物的高效堆垛和管理。
本文将从设计的角度出发，详细阐述自动化立体仓库堆垛机的设计要点和原则。
正文内容：1. 设计要点1.1 机械结构设计1.1.1 考虑货物特性：根据货物的尺寸、分量和形状等特性，设计合适的叉车和货物抓取装置，确保堆垛机能够安全、稳定地进行堆垛操作。
1.1.2 考虑仓库空间：根据仓库的布局和尺寸，设计合适的机械结构，使堆垛机能够在有限的空间内高效运行，并最大程度地利用仓库空间。
1.1.3 考虑堆垛高度：根据仓库的需求和堆垛机的性能，确定合适的堆垛高度，并设计相应的升降装置和导轨系统，确保堆垛机能够准确、稳定地达到所需的堆垛高度。
1.2 控制系统设计1.2.1 传感器选择：选择合适的传感器，如激光传感器、红外线传感器等，用于检测货物的位置和状态，实现对堆垛机的自动控制。
1.2.2 控制算法设计：设计合理的控制算法，通过对传感器信号的处理和分析，实现对堆垛机运动的精确控制，确保货物能够准确、稳定地堆垛和取货。
1.2.3 安全系统设计：设计完善的安全系统，包括急停装置、防碰撞装置等，确保堆垛机在运行过程中能够及时发现并避免潜在的安全风险。
2. 设计原则2.1 效率原则2.1.1 最短路径规划：通过合理的路径规划算法，使堆垛机在仓库内的行驶距离最短，提高堆垛机的运行效率。
2.1.2 并行操作设计：设计多台堆垛机的并行操作模式，实现对多个货物的同时堆垛和取货，提高仓库的货物处理能力。
2.2 灵便性原则2.2.1 可调节性设计：设计可调节的叉车和货物抓取装置，适应不同尺寸和形状的货物堆垛需求。
2.2.2 可扩展性设计：考虑到仓库未来的扩展需求，设计可扩展的堆垛机系统，方便后续的改造和升级。
2.3 可靠性原则2.3.1 故障检测和恢复设计：设计故障检测和自动恢复机制，及时发现并处理堆垛机的故障，保证堆垛机的可靠运行。
自动化立体仓库堆垛机的设计
自动化立体仓库堆垛机的设计一、引言自动化立体仓库堆垛机是一种高效、节能的物流设备，广泛应用于仓储物流行业。
本文旨在详细介绍自动化立体仓库堆垛机的设计要求、技术参数、工作原理以及相关安全措施等内容。
二、设计要求1. 载重能力：自动化立体仓库堆垛机的设计要求能够承载不同分量的货物，根据实际需求确定最大载重能力。
2. 升降高度：根据仓库的实际高度确定自动化立体仓库堆垛机的升降高度，确保能够达到仓库货物的存储位置。
3. 堆垛速度：设计要求自动化立体仓库堆垛机具备较高的工作效率，能够快速、准确地完成堆垛任务。
4. 精度要求：自动化立体仓库堆垛机的设计要求具备较高的定位精度，确保货物的准确堆垛和取货。
5. 安全性：设计要求自动化立体仓库堆垛机具备完善的安全措施，包括防止碰撞、防止坠落、防止货物滑落等安全装置。
三、技术参数1. 载重能力：最大载重能力为X吨，可根据实际需求进行调整。
2. 升降高度：最大升降高度为Y米，可根据仓库实际高度进行调整。
3. 堆垛速度：堆垛速度为Z米/秒，可根据实际需求进行调整。
4. 定位精度：定位精度为±A毫米，确保货物的准确堆垛和取货。
5. 安全措施：自动化立体仓库堆垛机配备碰撞传感器、坠落传感器、货物滑落防护装置等安全装置，确保工作过程中的安全性。
四、工作原理1. 自动化立体仓库堆垛机采用电动驱动系统，通过电动机驱动起重机构进行升降、水平挪移和旋转等动作。
2. 控制系统通过传感器感知货物位置，根据堆垛任务的要求进行相应的动作控制。
3. 自动化立体仓库堆垛机通过与仓库管理系统进行联动，实现自动化的货物堆垛和取货操作。
4. 堆垛机的操作员通过控制台对堆垛机进行监控和控制，确保堆垛机的正常运行和安全操作。
五、安全措施1. 碰撞传感器：在堆垛机的各个部位安装碰撞传感器，一旦发现与其他物体碰撞，即将住手动作，避免事故发生。
2. 坠落传感器：在堆垛机的升降系统上安装坠落传感器，一旦发现异常下降，即将住手动作，避免货物坠落造成伤害。
自动化立体仓库堆垛机的设计
自动化立体仓库堆垛机的设计一、引言自动化立体仓库堆垛机是一种用于垂直存储和搬运货物的设备，具有高效、精确和可靠的特点。
本文将详细介绍自动化立体仓库堆垛机的设计标准，包括结构设计、控制系统设计以及安全设计等方面。
二、结构设计1. 载货架设计自动化立体仓库堆垛机的载货架设计应考虑以下要素：- 承载能力：根据实际需求确定载货架的承载能力，确保能够安全搬运货物。
- 尺寸设计：根据货物的尺寸和堆垛机的运动范围确定载货架的尺寸，确保货物能够被准确地存储和搬运。
- 材料选择：选择高强度、耐磨损和耐腐蚀的材料，确保载货架的长期稳定性和可靠性。
2. 升降机构设计自动化立体仓库堆垛机的升降机构设计应考虑以下要素：- 升降高度：根据仓库的高度确定升降机构的设计高度，确保能够满足仓库的垂直存储需求。
- 升降速度：根据实际需求确定升降机构的速度，确保能够高效地搬运货物。
- 安全设计：设计安全装置，如限位开关和防坠落装置，确保升降机构的安全性。
3. 运动机构设计自动化立体仓库堆垛机的运动机构设计应考虑以下要素：- 运动方式：根据实际需求选择合适的运动方式，如液压驱动、电动驱动或气动驱动。
- 运动精度：设计精确的运动控制系统，确保堆垛机能够准确地定位和搬运货物。
- 节能设计：优化运动机构的设计，减少能源消耗，提高能源利用效率。
三、控制系统设计自动化立体仓库堆垛机的控制系统设计应考虑以下要素：1. PLC控制系统- 硬件选型：选择合适的PLC控制器，根据实际需求确定输入输出模块的数量和类型。
- 编程设计：编写逻辑控制程序，实现堆垛机的自动化操作，包括货物的存储、搬运和取出等功能。
- 通信接口：设计合适的通信接口，实现与上位系统的数据交互，如仓库管理系统或物流管理系统。
2. 传感器系统- 位置传感器：安装位置传感器，实时监测堆垛机的位置，确保准确的定位和搬运。
- 载货架传感器：安装载货架传感器，实时监测货物的状态，如是否存满或取空等。
自动化立体仓库堆垛机的设计
自动化立体仓库堆垛机的设计一、引言自动化立体仓库堆垛机是一种高效、智能的仓储设备，能够实现货物的快速存储和取出。
本文旨在详细介绍自动化立体仓库堆垛机的设计要求、工作原理、技术参数等内容。
二、设计要求1. 载重能力：堆垛机应具备足够的承载能力，能够满足仓库中货物的分量要求。
2. 堆垛高度：堆垛机应具备足够的堆垛高度，以最大程度地利用仓库空间。
3. 作业速度：堆垛机应具备较高的作业速度，能够快速完成货物的存储和取出。
4. 安全性：堆垛机应具备完善的安全保护装置，能够确保操作人员和货物的安全。
5. 系统稳定性：堆垛机应具备稳定可靠的系统，能够长期稳定运行。
三、工作原理自动化立体仓库堆垛机主要由以下几个部份组成：起升系统、行走系统、伸叉系统、控制系统等。
1. 起升系统：通过液压或者电动机驱动，实现货物的垂直运动，将货物从地面提升至指定高度。
2. 行走系统：通过电动机驱动，实现堆垛机在仓库内的水平挪移，将货物从起升系统运输至指定位置。
3. 伸叉系统：通过液压或者电动机驱动，实现货物的伸缩运动，将货物从堆垛机上取出或者存储到指定位置。
4. 控制系统：通过PLC或者计算机控制，实现对堆垛机的操作和监控，确保堆垛机的正常运行。
四、技术参数1. 载重能力：堆垛机的载重能力应根据仓库中货物的分量要求确定，普通可设计为1000kg至5000kg。
2. 堆垛高度：堆垛机的堆垛高度应根据仓库的层高来确定，普通可设计为5m 至30m。
3. 作业速度：堆垛机的作业速度应根据仓库的货物流量来确定，普通可设计为0.2m/s至0.8m/s。
4. 安全性：堆垛机的安全性应满足国家相关标准，包括安全保护装置、应急停机装置等。
5. 系统稳定性：堆垛机的系统稳定性应通过严格的设计和测试来保证，确保长期稳定运行。
五、设计流程1. 需求分析：根据仓库的具体需求，确定堆垛机的载重能力、堆垛高度、作业速度等参数。
2. 结构设计：根据需求分析的结果，设计堆垛机的整体结构，包括起升系统、行走系统、伸叉系统等。
自动化立体仓库堆垛机的设计
自动化立体仓库堆垛机的设计一、引言自动化立体仓库堆垛机是一种用于货物存储和搬运的设备，广泛应用于物流仓储行业。
本文将详细介绍自动化立体仓库堆垛机的设计要求、工作原理、主要组成部份以及相关的技术指标。
二、设计要求1. 载重能力：自动化立体仓库堆垛机应具备足够的承载能力，能够安全稳定地搬运各种分量的货物。
2. 堆垛高度：堆垛机的设计应考虑到仓库的实际需求，能够达到所需的堆垛高度。
3. 动作速度：堆垛机的动作速度应高效，能够快速完成货物的存储和搬运任务。
4. 精度要求：堆垛机的定位精度应高，能够准确地将货物放置在指定位置。
5. 安全性：堆垛机应具备安全保护装置，能够及时发现并避免潜在的安全风险。
三、工作原理自动化立体仓库堆垛机采用先进的自动化技术，通过控制系统实现货物的存储和搬运。
其工作原理如下：1. 货物入库：堆垛机通过传感器检测到货物的到达，然后将货物从输送线上接收并垂直提升至指定高度，最后将货物放置在指定位置。
2. 货物出库：当需要将货物取出时，堆垛机会根据指令从指定位置提取货物，然后将货物垂直下降至输送线上，最后通过输送线将货物送出仓库。
3. 堆垛过程：堆垛机的堆垛过程包括水平挪移、垂直提升和放置等动作，通过控制系统准确控制各个动作的顺序和速度，实现货物的准确堆垛。
四、主要组成部份自动化立体仓库堆垛机主要由以下几个组成部份构成：1. 钢结构：堆垛机的主体框架采用高强度钢材制作，具备足够的刚性和稳定性，能够承受货物的分量和动作力。
2. 提升系统：提升系统由电动机、链条或者钢丝绳等组成，能够实现货物的垂直提升和下降。
3. 水平挪移系统：水平挪移系统由电动机、齿轮、导轨等组成，能够实现堆垛机在水平方向上的挪移。
4. 控制系统：控制系统采用PLC或者计算机控制，能够准确控制堆垛机的各项动作，并与仓库管理系统进行数据交互。
5. 安全保护装置：堆垛机配备安全门、防撞装置、急停按钮等安全保护装置，确保操作人员和货物的安全。
自动化立体仓库堆垛机的设计
自动化立体仓库堆垛机的设计一、引言自动化立体仓库堆垛机是一种用于自动化货物存储和取放的设备，广泛应用于仓储物流行业。
本文将详细介绍自动化立体仓库堆垛机的设计要求、工作原理、结构设计、控制系统等方面的内容。
二、设计要求1. 负载能力：堆垛机需要具备足够的负载能力，能够承载不同分量和尺寸的货物。
2. 提升高度：堆垛机应具备足够的提升高度，以适应不同仓库的垂直空间需求。
3. 速度和精度：堆垛机需要具备高速和高精度的操作能力，以提高工作效率和准确性。
4. 安全性：堆垛机应具备完善的安全保护装置，如防撞装置、防坠装置等，确保工作过程中的安全性。
5. 可靠性：堆垛机需要具备稳定可靠的性能，能够长期连续工作而不浮现故障。
三、工作原理自动化立体仓库堆垛机采用电动驱动和控制系统控制，其工作原理如下：1. 货物存储：堆垛机通过提升机构将货物从地面或者传送线上提升到指定的存储位置。
2. 货物取放：堆垛机通过伸缩臂或者夹具将货物从存储位置取出并放置到指定位置，或者将货物从指定位置取出并放置到存储位置。
3. 挪移：堆垛机通过行走机构在仓库中挪移，以便于完成货物的存储和取放任务。
四、结构设计自动化立体仓库堆垛机的结构设计应包括以下几个方面：1. 提升机构：采用液压或者电动提升机构，能够实现货物的垂直提升。
2. 伸缩臂或者夹具：用于货物的取放，具备足够的承载能力和操作灵便性。
3. 行走机构：采用电动行走机构，能够在仓库中自由挪移。
4. 安全保护装置：包括防撞装置、防坠装置等，确保工作过程中的安全性。
5. 控制系统：采用PLC或者计算机控制系统，实现对堆垛机的自动化控制和监测。
五、控制系统自动化立体仓库堆垛机的控制系统应具备以下功能：1. 自动化控制：能够实现对堆垛机的自动化控制，包括货物存储、取放、挪移等操作。
2. 监测与诊断：能够实时监测堆垛机的工作状态，并进行故障诊断和报警。
3. 通信接口：能够与仓库管理系统或者其他设备进行通信，实现信息的交互和共享。
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4 堆垛机结构设计
根据以上设计思路所设计的有轨巷道式单立 柱堆垛机的结构如图 1 所示，主要由存取货机构、 提升机构、行走机构和安全保护装置等组成。
收稿日期：2011-10-08 作者简介：金琦淳（1988－），男，江苏无锡人，硕士研究生，研究方向为机械制造等。
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6 1. 齿条式货板；2. 滚动导轨副；3. 传动链；4. 链轮；5. 从动轴齿 轮；6. 减速电机
图2 存取货机构结构图
1. 齿条式货板；2. 主动轴齿轮
图3 齿轮齿条传动简图
4.2 提升机构 提升机构的主要功能是实现堆垛机存取货机
构的垂直运动，目前有部分堆垛机的提升机构是 靠起重链柔性件来进行牵引 [1]。本文设计的提升 机 构 是 采 用 卷 筒 组 驱 动 钢 丝 绳 进 行 牵 引 的 方 案， 其结构如图 1 所示：钢丝绳由卷筒引出，经过上 横梁上的定滑轮改变方向以后，与承载存取货机 构的提升箱连接，通过牵引提升箱来带动存取货 机 构 升 降， 当 到 达 指 定 仓 位 层 时， 制 动 器 动 作， 使提升箱平稳、准确地停住。U 型立柱作为提升 箱上导向轮的导轨，保证了提升箱升降时不发生 偏摆。上横梁上设置的滑轮组 [6, 7]，不仅防止了钢 丝绳发生跳绳的情况，且使 U 型立柱两侧受力基 本保持平衡，确保了堆垛机进行提升时的稳定性。 与起重链牵引相比较，钢丝绳牵引的优越处在于： 工作平稳；无噪音；自重较轻；钢丝绳在破断以 前，外面的钢丝先断裂和松散，容易发现以便及 时更换 [8]；在堆垛机、货仓的刚强度等条件允许 范围内，根据实际需要改变卷筒组规格，就能改 变堆垛机提升物品的重量范围。
3）正位检测控制。只有当自动认址系统检测 到堆垛机在垂直和水平方向已停准时，存取货机 构才能工作。认址系统应用绝对数字认址系统 [9]，
该系统用二进制编码方式分别表示货仓的层、列 数，堆垛机在运行时直接检测地址码，并同时与 指令给定的地址作比较，当差值为一定数值时进 行减速，差值为零时，堆垛机停止。
1 堆垛机运行方式选择
堆垛机按照运行方式可分为无轨巷道式和有 轨巷道式 [1]。无轨堆垛机适用于作业次数不太频 繁、作业高度不太大的仓库，特别是在普通仓库 改造成中、低层货架的仓库时，尤为适用。与无 轨巷道式堆垛机相比，有轨巷道式堆垛机在结构 上有很大不一样：它采用钢轮在轨道上运行，使 其能沿着仓库巷道内设置好的地轨水平运行，作 业高度视立体仓库的高度而定。本文选择设计有 轨巷道式堆垛机。
参考文献：
[1] 陈军. 物流自动化设备[M]. 徐州: 中国矿业大学出版社, 2009.
[2] 肖生苓. 现代物流装备[M]. 北京: 科学出版社, 2009. [3] 张岩军, 王忠宾. 新型有轨巷道式单立柱堆垛机的设计
[J]. 起重运输机械, 2011, (3): 12-15. [4] 郭环, 禹永伟. 自动化立体仓库中堆垛机的设计[J]. 物流
12 3
4
1. 链轮；2. 传动链；3. 行走电机；4. 从动行走钢轮
图4 行走机构结构图
4.4 安全保护装置 作为一种重要的起重机械，堆垛机的安全性
和可靠性非常重要，必须有完善的防护措施，其 中主要的安全保护装置如下：
1）终端限位保护。堆垛机的三自由度运动终 端处设有机械和电气限位装置。
2）联锁保护。堆垛机执行升降和行走运动时， 货板伸缩驱动电路断开；货板伸缩工作时，升降和 行走驱动电路断开。升降和行走运动可同时进行。
3
动精度高，定位准确；链传动实现了齿条式伸缩
货板由主动轴齿轮向从动轴齿轮运动的过渡，从
而保证了传动的连续性。齿条式伸缩货板与固定
在箱体上的滚动导轨副 [5] 装配，大大减小了货板
4
8
工作时的摩擦阻力，降低了能耗。
5
1
2
9
6 7
1. 定滑轮；2. U型立柱；3. 钢丝绳；4. 导向轮；5. 提升机构；6. 行 走机构；7. 地轨；8tion of an AS/RS in the Automotive Industry[J]. Proceedings of the 2010 Winter Simulation Conference: 1727-1737.
【118】 第34卷 第4期 2012-4(下)
Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2012.4(下).34
0 引言
自动化立体仓库由于具有空间利用率高、生 产效率高，并且采用计算机进行控制管理，又有 利于企业实现现代化管理等优点，已成为企业物 流和生产管理不可缺少的仓储技术。巷道堆垛机 是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机， 通常简称为堆垛机 [1]。它是自动化立体仓库中的 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设备，自动化立体仓库 的发展是以堆垛机的发展为主要标志，因此对堆 垛机的研究成为了自动化立体仓库领域的热点。
4.3 行走机构 行走机构的主要功能是实现堆垛机沿巷道方
向的水平运动，目前常用的行走机构有上部行走
第34卷 第4期 2012-4(下) 【117】
式的悬挂型和货架支撑型 [2]：上部行走式的悬挂型 行走机构采用车轮在悬挂于屋架下弦的工字钢下 翼缘上行走，下部设有水平导轮；货架支撑型的 行走机构采用上部车轮沿着巷道两侧货架顶部的 两根轨道行走，下部也设有水平导轮。但是这两 种型式的行走机构都不便于对其进行保养和维修。 本文设计的堆垛机采用地面行走式的地面支撑型 行走机构，即下部驱动下部支撑型行走机构，其 结构如图 4 所示。堆垛机的水平行走运动通过链 传动方案来实现：行走机构通过链传动驱动主动 行走轮组，从而带动从动行走轮组以一定速度安 全可靠地在地轨上水平行走，链传动的优点 [6] 是： 适用于传动中心距较大的场合；易于布置、安装、 调 整、 结 构 简 单、 经 济 方 便； 具 有 较 好 的 缓 冲、 吸振性能。
4）货位虚实检测。存取货机构工作前，还需 要先探测货仓内有无货物，以防止货物双重入库， 探测器应用反射式光电开关。
5）断电保护。发生意外断电时，通过制动器 制动提升电机使提升箱停在当前位置，不致坠落。
5 结束语
本文详细论述了现代企业中有轨巷道式单立 柱堆垛机的设计方案，所设计的堆垛机结构简洁、 美观、合理，具有广阔的实际应用前景。随着我 国经济持续高速的发展，企业对现代物流的关注 和应用会越来越广泛。堆垛机性能和效率的改善， 将更好的提高物流技术水平，从而推动国民经济 建设，带来更大的社会和经济效益。
【116】 第34卷 第4期 2012-4(下)
1
高、拆装维修方便，其结构如图 2 所示。存取货
机构的货物存取搬运功能通过齿轮—齿条传动和
链条传动两种传动形式来实现：齿轮齿条传动方
式如图 3 所示，它是将主、从动轴齿轮的旋转运
2
动转化为单级齿条式伸缩货板的直线运动，从而
能使货板沿着货仓方向双向伸缩以取送货物，传
摘 要： 堆垛机是自动化立体仓库中重要的起重堆垛设备，本文根据堆垛机的特点和设计要点，详细
论述了堆垛机存取货机构、提升机构、行走机构和安全保护装置的设计方案，其中存取货机
构采用了单级齿条式伸缩货板传动的方案实现了立体仓库中货物的存取搬运，提升机构采用
了卷筒组驱动钢丝绳进行牵引的方案实现了堆垛机的垂直升降运动，行走机构采用了链传动
图1 有轨巷道式单立柱堆垛机结构图
4.1 存取货机构 存取货机构的主要功能是实现货物的存取搬
运，是堆垛机存取货物的执行机构，装设在载货台 上，目前最常用的是三级直线差动式伸缩货叉 [2]， 它由上叉、中叉、下叉和起导向作用的滚针轴承 等构成，该机构为了保证在巷道内有足够的伸缩 行程取送货物，其运动关系和结构较复杂，且当 仓库内巷道宽度比较宽时，其实用性不强。本文 设计的存取货机构运动关系和结构简化、强度提
3 堆垛机设计要点
本设计中的堆垛机在接受控制系统指令后能 够在自动化立体仓库巷道中来回穿梭运行，将位 于巷道口一定重量的货物存入货仓，或者相反取 出货仓内的货物运送到巷道口。为使堆垛机能够 准确、快速、平稳、安全运送货物出入库，必须 注意以下设计要点 [3, 4]：
1）能实现三个自由度运动功能，即堆垛机沿 巷道水平运动、载货台垂直运动、存取货机构沿 货仓方向双向伸缩，并具备电气和机械安全保护 措施，堆垛方式准确安全。
自动化立体仓库中堆垛机的设计
Design of stacking crane in automated warehouse 金琦淳1，胡 元1，崔 吉2
JIN Qi-chun1, HU Yuan1, CUI Ji2
（1. 中国矿业大学 机电工程学院，徐州 221116；2. 中国矿业大学 徐海学院，徐州 221008 ）
2 堆垛机结构形式选择
巷道式堆垛机按结构可分为单立柱型和双立 柱型 [2]。单立柱堆垛机的机架结构由一根立柱、上 横梁和下横梁组成，或仅由一根立柱和下横梁组
成，整机重量较轻，制造工时和材料消耗少，适 用于起重量 2t 以下、起升高度在 16m 以下的仓库。 双立柱堆垛机的机架结构由两根立柱和上、下横 梁 组 成 一 个 矩 形 框 架， 结 构 的 刚 度 和 强 度 较 好， 质 量 比 单 立 柱 大， 适 用 于 各 种 起 升 高 度 的 仓 库， 起重量一般可达 5t，必要时还能更大 , 可用于高速 运行。本文以单立柱堆垛机为设计对象。
驱动的方案实现了堆垛机的水平行走运动，堆垛机配备有完善的安全保护装置，保证了起重
堆垛的安全可靠。本文设计的堆垛机结构简洁、美观、合理，具有广阔的实际应用前景。
关键词： 自动化立体仓库；堆垛机；设计
中图分类号：TH246
文献标识码：A
文章编号：1009-0134(2012)4(下)-0116-03