【毕业设计】教学型立体仓库提升与送物部分设计 ㊣ 精品文档 值得下载

亦称工位器具。

巷道堆垛机用于自动存取货物的设备。

按结构形式分为单立柱和双立柱两种基本形式按服务方式分为直道弯道和转移车三种基本形式。

输送机系统立体库的主要外围设备，负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。

输送机种类非常多，常见的有辊道输送机，链条输送机，升降台，分配车，提升机机，皮带机等。

系统即自动导向小车。

根据其导向方式分为感应式导向小车和激光导向小车。

自动控制系统驱动自动化立体库系统各设备的自动控制系统。

目前以采用现场总线方式为控制模式为主。

库存信息管理系统亦称中央计算机管理系统。

是全自动化立体库系统的核心。

目前典型的自动化立体库系统均采用大型的数据库系统如，等构筑典型的客户机服务器体系，可以与其它系统如系统等联网或集成。

自动化立体仓库的优越性自动化立体仓库其优越性是多方面的，对于企业来说，可从以下几个方面得到体现提高空间利用率早期立体仓库的构想，其基本出发点就是提高空间利用率，充分节约有限且宝贵的土地。

在西方有些发达国家，提高空间利用率的观点已有更广泛深刻的含义，节约土地，已与节约能源环境保护等更多的方面联系起来。

有些甚至把空间的利用率作为系统合理性和先进性考核的重要指标来对待。

立体库的空间利用率与其规划紧密相连。

般来说，自动化高架仓库其空间利用率为普通平库的倍。

这是相当可观的。

便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平传统仓库只是货物储存的场所，保存货物是其唯的功能，是种静态储存。

自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与仓库以外的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的个重要环节。

企业外购件和自制生产件进入自动化仓库储存是整个生产的个环节，短时储存是为了在指定的时间自动输出到下道工序进行生产，从而形成个自动化的物流系统，这是种动态储存，也是当今自动化仓库发展的个明显的技术趋势。

以上所述的物流系统又是整个企业生产管理大系统从订货必要的设计和规划计划编制和生产安排制造装配试验发运等的个子系统，建立物流系统与企业大系统间的实时连接，是目前自动化高架仓库发展的另个明显的技术趋势。

自动化立体仓库在我国较少的原因年，我国第座自行研制的自动化立体仓库开始投产以来，在汽车化工电子烟草等行业的应用逐年增长。

其中，最具典型意义的是我国家电龙头企业海尔集团国际物流中心的立体仓库，该仓库高米，拥有个标准托盘位，包括原材料和产成品两大自动化物流系统，全部实现了现代物流的自动化和智能化。

论文构成及研究内容本教学型立体仓库由组合式货架全自动机械传送装置和立体仓库控制中心组成。

目前只设置层列的货架，先行设计排，今后需要在行扩展。

组合式货架用于存放加工的原材料或者各种成品货物，根据实际需要可以分成不同的区域如原料区和成品区。

货位数量为层列，托盘尺寸为，最大承载重量为。

全自动机械传送装置用于将立体仓库中的货物取出到出货台或者将入货台上的货物放置到设定的货位，可实现个方向运动。

由沿方向上的水平运动和方向上的垂直运动，以及载货台和货叉方向上的伸缩运动组成。

教学型立体仓库的机械部分由于机械部分传动量小，所以水平方向方向运动由步进电机驱动，最大运行速度为。

垂直方向方向运动由步进电机驱动升降台作升降运动，最大提升速度。

前后方向方向的运动由固定在升降台上的载货台及货叉带动货物起作伸缩运动，伸缩量为，用于货物的存取操作，货叉驱动电机采用步进电机，步进速度按照货叉速度要求设定。

机械部分的总体设计本课题要完成的主要内容是对教学型立体仓库提升与送物部分进行设计。

主要是机械传送装置部分的设计。

设计出满足要求的教学型立体仓库，并完成其总体装配图与部分零件图机械部分的功能机械部分接受指令后，能在高层货架巷道中来回穿梭，把货物从巷道口出入库货台搬运到指定的货位中，或者把需要的货物从仓库中搬运到巷道口出入库货台，再配以相应的转运输送设备通过计算机控制实现货物的自动出入库。

在立体仓库中的搬运设备有高位叉车工业机器人桥式堆垛机和有轨式单双立柱堆垛机。

有轨巷道式双立柱堆垛机由于效率高，高度可达，便于实现无人操作，行走稳定，载货量大，噪声小，在目前的立体仓库中得到广泛应用。

机械部分设计思路为使机械部分能够准确快速安全自动搬运货物出入库，必须满足以下设计要求具备三维运动功能，即机械部分沿巷道来回运动载货台垂直运动货叉沿货架方向双向伸缩满足定的定位精度，重复定位精度误差不能超过具备安全保护措施在满足强度刚度和可靠性的前提下，尽量减小机械部分各部分的重量，以减小提升功率和行走时的摩擦阻力保护仓库环境，避免货物污染受损。

机械部分结构及设计要点根据以上设计思路设计教学型立体仓库的机械部分结构主要由行走机构提升机构及载货台货叉控制系统和各种安全保护装置构成。

机械部分的行走机构起升机构和载货台及货叉机构是通过步进电机驱动及导轨丝杠的运动实现机械部分的运动和控制。

其中丝杠传动中采用滚珠丝的刚度。

滚珠丝杠副参数参照表设计。

注螺帽标准品无刮刷器，如需刮刷器，请告知业务人员。

螺帽均无油孔导程珠径珠圈数刚性动额定载荷静额定载荷图滚珠丝杠副表滚珠丝杠副的参数滚珠螺杆帽之基准数据型号行走机构联轴器的选择及设计联轴器用于滚珠丝杠和电机之间的连接传动，联轴器采用沟槽式螺钉固定型，材料采用铝制。

如图所示。

联轴器的参数参照表所示。

图沟槽式螺钉固定型表联轴器的参数型号容许扭矩螺钉紧固扭矩提升机构机械部分的提升机构是机械部分垂直运动的驱动机构。

由电机减速机连接主动轮以及丝杠在导轨上的的运动组成。

提升机构带动载货台货叉及货物的垂直方向上的运动。

提升机构也采用闭环调速，高速可达，低速可达以下，保证了生产效率和停准精度两方面的要求。

提升机构设计分析行走机构采用步进电机驱动丝杠转动，进而带动滚珠丝杠副运动，完成行走机构的进给。

滚珠丝杠副可以参照图滚珠丝杠副设计。

提升机构电机的选择及设计本次设计行走机构的电机采用永磁感应子式步进电机如图。

参数参照行走机构设计如表。

提升机构滚珠丝杠副的选择及设计滚珠丝杠包括丝杠螺母滚道和滚珠。

螺母内的滚珠在螺旋状的滚道里滚动。

滚珠丝杠螺母副的设计参照图设计。

考虑到丝杠及导轨的刚性不足，在滚珠丝杠螺母副下方设计长度为的固定导轨，以增加丝杠及导轨的刚度。

参数设计参照行走机构滚珠丝杠副参数如表。

提升机构联轴器的选择及设计联轴器用于滚珠丝杠和电机之间的连接传动，联轴器采用沟槽式螺钉固定型，材料采用铝制。

如图所示。

联轴器的参数参照表所示。

载货台载货台主要由扁通钢板焊接而成，主要用于安装货叉和些安全保护装置。

它的运动由步进电机连接主动轮在导板上的的运动组成。

载货台带动货叉和货物在内外方向上做伸缩运动。

载货台步进电机的选择及设计载货台的步进电机采用相式步进电动机，如图所示。

图相式步进电动机电机参数如表所示表相式步进电机参数型号步距角相电流相电阻相电感保持转矩定位转矩转动惯量接线图电机重量机身长度单位度载货台滚珠丝杠副的选择及设计滚珠丝杠包括丝杠螺母滚道和滚珠。

螺母内的滚珠在螺旋状的滚道里滚动。

滚珠丝杠螺母副的设计参照图设计，具体尺寸设计如表所示表载货台滚珠丝杠副的参数滚珠螺杆帽之基准数据型号载货台联轴器的选择和设计联轴器用于滚珠丝杠和电机之间的连接传动，联轴器采用沟槽式螺钉固定型，材料采用铝制。

如图所示。

联轴器的参数参照表所示。

表载货台联轴器的选择和设计型号容许扭矩螺钉紧固扭矩货叉本设计采用输送伸缩式货叉，由于伸缩货叉是输送货物的重要工具，般都由前叉中间叉固定叉以及导向滚子组成。

按驱动方式货叉可分为差动齿轮动驱动方式齿轮齿条驱动方式链轮链条传动方式液压驱动方式。

固定叉装在载货台上，中间叉可在齿轮齿条或链条链轮的驱动下，从中间叉的中点，向左或右移动自身长度的半。

前叉可从中间叉的中点向左或向右伸出比自身稍长的长度。

前叉由两根滚子链条或钢丝绳驱动，链条或钢丝绳的端固定在固定叉或货台上，另端固定在前叉上。

如图所示。

伸缩式货叉具有如下结构特点结构紧凑，所占空间小传动方式简单，动作灵活重量轻，可以减小运行惯性力。

图货叉机构运动简图图货叉载荷图货叉设计分析货叉是送物机构存取货的关键部件，它在工作时前叉要伸入货架中，所以在设计货叉时，应以前叉的厚度尽量薄，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伸缩货叉的挠度与强度。

如图货叉的图所示。

固定叉如图，假设为不变形部分的长度，额定载荷，材料的纵弹性系数人为变形量固定叉中间叉前叉的在重力方向的惯性矩。

所以图固定叉中间叉如图所示，因载荷的作用，在间产生反力，设点的倾角为挠度为假设为不变形部分的长度。

图中间示意图当时的倾斜角和挠度为据图示，把段作为刚性，点作为固定端考虑，并设由于在中间产生的反力为和，而由于这些反力作用在叉子前端产生的挠度为和，则前叉由图所示，载荷在区间产生的反力有，在点的倾斜角为，挠度为。

图前叉受力分析图因此，在设载货台和立柱为刚性时，伸缩货叉工作的总挠度为此值应控制在。

控制系统控制系统采用控制，将电机通过导线连接到控制台，由计算机通过对机械送物部分编程后进行整体控制。

机械部分运行特点是必须精确定位和准确认址，否则就会取错货物，碰坏货物货架，严重时会损坏机械送物部分本身。

机械部分的位置控制采用绝对认址方式，用激光测距仪通过测量机械部分各点间的距离并且与事先储存在中的数据进行比较来确定机械部分的当前位置，成本较高，但可靠性很高。

因程序设计不属于本设计要求范围内的，在这里就不多做设计。

图控制系统运行图安全保护装置为了保护人身设备和货物的安全，机械部分必须具有完善的安全保护措施机械部分在行走载货台升降和载货台伸缩终端处都设有机械和限位装置。

货物检测载货台上设有货物超高超长和超宽检测装置。

在货物进入载货台时，当检测到货物超过设定高度长度或宽度时，堆垛机便停止运行并报警。

般允许误差为，检测组件采用对射或反射式光电传感器。

载货台上还设有检测载货台是否回位载货台上有无货物和货位中有无货物的装置。

如载货台没有回位，机械部分不能水平运行如载货台上已有货物，则不能再取货入库时，必须检测货位中有无货物，以避免发生事故。

断电保护如载货