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1、北京郵電大學世紀學院畢業(yè)設計(論文)題 目 自動化立體倉庫堆垛機的 總體結構及行走機構的設計學 號 12050106學生姓名 李田專業(yè)名稱 機械工程及自動化所在系（院）電子與自動化指導教師竇艷濤2016年3月20日北京郵電大學世紀學院畢業(yè)設計（論文）誠信聲明本人聲明所呈交的畢業(yè)設計（論文），題目自動化立體庫堆垛機總體結構及行走的設計是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內容以外，畢業(yè)設計（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京郵電大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。申請學位論文與資料若有不實之處，本人承
2、擔一切相關責任。本人簽名：日期：畢業(yè)設計（論文）使用權的說明本人完全了解北京郵電大學世紀學院有關保管、使用論文的規(guī)定，其中包括：學校有權保管、并向有關部門送交學位論文的原件與復印件；學?？梢圆捎糜坝?、縮印或其它復制手段復制并保存論文；學?？稍试S論文被查閱或借閱；學校可以學術交流為目的，復制贈送和交換學位論文；學?？梢怨紝W位論文的全部或部分內容。本人簽名：日期：指導教師簽名：日期：24題目自動化立體倉庫堆垛機的總體結構及行走機構的設計摘要近些年來立體庫在快速的發(fā)展，有著重要的意義，本文里簡介了立體庫的發(fā)展，堆垛機詳細的分類。并且在符合設計要求的情況下，通過分類來設計堆垛機的結構。計算來得出行走
3、機構的數(shù)據(jù)。本文畫作圖時應用了Solidworks軟件。完成了行走機構的零件圖，組裝裝配圖后，完成行走機構的爆炸視圖，直觀的了解行走機構各個部分。對行走機構整體進行了整體渲染，使整個機構更加真實。關鍵詞自動化立體倉庫 堆垛機 行走機構Title The overall structure of the automatic stereo warehouse stacker and the design of lifting mechanismAbstractIn recent years，auto-stereo storage is developing fastly.It has import
4、ant meaning. In the treatise，I introduced the development of auto-stereo storage and the classifications of Stacker.By means of classifications designed the structure of Stacker.I computed resistance when Stacker is working.Then I computed power of electromotor.When I drew graphic model，I used a sof
5、tware. It is named Solidworks.I complete the part drawing of the running gear. After assembly drawing, I completion of the walking mechanism of the explosion view.I understanded intuitively of the various parts of the running gear. I rendered the overall running gear. Making the whole organization m
6、ore real.KeywordsThe automated multi-layered storehouse stacker running gear目錄1.前言11.1立體化自動倉庫的國內外發(fā)展現(xiàn)狀11.2研究的主要內容21.3立體化自動倉庫的設計目的及意義22.立體庫的整體結構設計方案42.1立體自動化倉庫的分類42.2堆垛機的分類62.3堆垛機的工作原理82.4堆垛機的貨叉機構82.5堆垛機的升降機構102.5.1堆垛機的升降機構的分類102.5.2堆垛機的升降機構鏈傳動的特點102.6堆垛機整體防護112.7堆垛機整體機構的設計123.堆垛機行走機構的設計133.1堆垛機行走機構的方
7、案設計133.2堆垛機行走機構的計算143.3 solidworks軟件介紹143.4三維爆炸圖及渲染后的行走機構163.5渲染軟件介紹KeyShot173.6三維零件及裝配體展示184.結論20致謝21參考文獻24北京郵電大學世紀學院畢業(yè)設計（論文）1.前言自動化立體倉庫是自動化立體倉庫是不是直接進行人工處理的情況下能自動存取出貨物的系統(tǒng)，廣泛應用于機械、家電、郵電、醫(yī)院等行業(yè)。自動化立體庫也稱為立庫、高層貨架倉庫、自動存儲，是一種用高層立體貨架（托盤系統(tǒng)）存儲物資，利用計算機系統(tǒng)進行控制管理，利用自動控制堆垛機及運輸車金行存取作業(yè)的倉庫。自動化立體倉庫能自動、嚴格、準確、迅速地對物料進行搬
8、運、存儲、和揀取。和普通的倉庫相比，自動化立體倉庫的優(yōu)點主要有三個方面，高層貨架存儲、自動存取和計算機控制。隨著科技的發(fā)展，這三個方面優(yōu)點體現(xiàn)的越來越明顯，使得經(jīng)濟效益越來越大，而經(jīng)濟效益就是一個物流企業(yè)最為重要的東西之一，使得立體庫的發(fā)展尤為重要。而巷道堆垛機是高層貨架倉庫的主要起重設備，它對整個倉庫系統(tǒng)的出入庫頻率起決定性作用。它也是整個立體自動化倉庫的核心。根據(jù)這次的設計要求，我設計了符合要求的行走機構，在性能達到要求的況下，實現(xiàn)經(jīng)濟最大化，因為每個企業(yè)重要的就是要有經(jīng)濟利潤，如果失去了這點設計的東西就是去的它的價值。本文從設計需求出發(fā)介紹了自動化立體庫堆垛機和行走機構。同時也對升降機構
9、和貨叉機構有了一定的了解。通過查找堆垛機的分類，分析堆垛機的分類，進行了行走機構的設計。通過查找資料和已學過的知識，根據(jù)設計需求算出行走機構所需的電機和減速器。通過學習和使用Solidworks軟件，完成了行走部分的三維裝配圖。并且通過軟件制作了爆炸視圖，以便更加直觀的了解行走機構的內部結構，之后對行走機構進行了仿真渲染。1.1立體化自動倉庫的國內外發(fā)展現(xiàn)狀在1963年美國在立體倉庫中充公運用到了計算機技術，建成了地球上第一個自動化立體倉庫，隨后被全世界廣泛應用，在20世紀80年代初期，全世界已經(jīng)有4000多座自動化立體倉庫，日本歐洲美國等國家最多。我國第一個立體倉庫建于1974年，在1977
10、年有第一個立體自動化倉庫，隨著不斷發(fā)展，我國在自動化立體庫上開始應用計算機系統(tǒng)，大量提高了工作的效率，各種技術也開始應用。從此我國自動化立體倉庫開始飛速發(fā)展。立體自動化倉庫的發(fā)展可以分為五個階段，這五個發(fā)展階段也反映了堆垛機的發(fā)展過程。人工倉儲階段，倉庫中的運輸，存儲，管理和控制主要由人工實現(xiàn)，優(yōu)點是可以直觀和實時，堆垛機也主要靠人工完成。機械化倉儲階段，已經(jīng)運用了大量機械化設備，但還是需要人工的操作，大量減輕了人力的消耗，而且機械化滿足了人們對搬運高度精度重量等性能的要求。自動化倉儲階段，堆垛機的發(fā)展已經(jīng)相當完善，實現(xiàn)了機械自動一體化，堆垛機的自動化節(jié)省了大量的人力費用。最后兩個階段是集成自
11、動化倉儲階段好和智能自動化倉儲階段，這兩個階段主要是系統(tǒng)上的發(fā)展，讓堆垛機和自動化庫成為一個整體，更加效率的完成工作。1.2研究的主要內容小型自動化立體倉庫巷道堆垛機水平走行機構的方案選擇，以及傳動系統(tǒng)的設計計算。分析小型自動倉庫的工作模式，研究堆垛機運行方式、整體結構及工作原理，對堆垛機的走行機構進行分析，根據(jù)貨物的出入庫動作，分析堆垛機控制流程，設計堆垛機完成貨物出入庫時水平方向的走行動作。研究走行機構的工作模式，分析其裝配及結構，對走行機構的主要部件進行動力學計算，根據(jù)工作參數(shù)進行結構設計和校核，選擇合適的電機、減速器，設計走行輪、導向輪、支架等部件，并且設計行走機構整體框架，使得各項設
12、計內容符合設計的要求，并且實現(xiàn)經(jīng)濟效益。還要了解物流自動化技術，了解自動化立體倉庫的工作模式及工作過程，掌握堆垛機的運行方式及結構。完成走行機構的裝配圖設計，使水平走行機構的強度、剛度和穩(wěn)定性符合工程要求，完成走行機構的結構設計及CAD制圖。完成走形機構的CAD裝配圖，完成畢業(yè)設計論文。1.3立體化自動倉庫的設計目的及意義現(xiàn)在立體化自動倉庫越來越普遍，已經(jīng)成為發(fā)展中不可缺少的一部分，能給企業(yè)帶來巨大的利益。而堆垛機就是立體自動化倉庫的核心，設計一個好的堆垛機可以，可以直接提高立體化自動倉庫的運行效率，而且設計的堆垛機必須要符合設計的要求。在我所做的堆垛機行走機構中，就得考慮設計的參數(shù)，由于各項
13、參數(shù)性能要求很低，所以在性能符合標準的情況下，設計時以經(jīng)濟效益優(yōu)先，從而完成設計的要求，并且建造的費用最低，使得利益達到最大化。堆垛機主要由金屬結構、起升機構、運行機構、帶貨叉伸縮機構的載貨臺、電氣控制裝置和安全保護裝置組成。我主要負責行走機構的設計。分析小型自動倉庫的工作模式，研究堆垛機運行方式、整體結構及工作原理，對堆垛機的走行機構進行分析，根據(jù)貨物的出入庫動作，分析堆垛機控制流程，設計堆垛機完成貨物出入庫時水平方向的走行動作。貨物尺寸LWH：400300148；堆垛機的最大起升重量：15kg；行走速度：25m/min；堆垛機高：2900mm2.立體庫的整體結構設計方案2.1立體自動化倉庫
14、的分類1并可根據(jù)貨架高度的不同，還可細分為低層立體倉庫（15米以上）、中層立體倉庫（515米）及高層立體倉庫（5米以下）。由于高層倉庫成本太高，對機械和設備的需求比較特殊，且安裝難度與其他較大相比，因此相對較少；底層為舊庫的改造，是舊庫技術水平的提高和快速方法的能力；現(xiàn)在中層立體倉庫是比較多的。2單位貨物倉庫的格式，作為一種標準格式的一般相對其他更為優(yōu)秀的立體倉庫，特別是每一個貨架是由同一尺寸的商品價格，商品的價格在開放式貨架。走廊和裝載的皮卡機運行在走廊和左，右兩側的貨架訪問工作。將貨物儲存在智能網(wǎng)中，為每一個單位的貨物或貨物組合的組合。在立體庫里兩排為一個組貨架，組間留有過道同行。因此貨架
15、與貨架的通道有很多，導致立體自動化倉庫空間利用率很低，將近達到60%。聯(lián)合自動化倉庫由于它獨有的特點，在起重作業(yè)得到了巨大的應用。也就是說，在中、上部通常是沿軌道行車，即能在一個狹窄的巷道工作，低層倉庫和中間倉，相對較低的高度一般由叉車或叉車操作，以減少轉彎時的通道寬度，叉車不能從通道前操作，并采取側叉式叉車工作。3貫通式立體倉庫，同時也被叫做流動型貨架倉庫，貫通式立體倉庫是密集型倉庫的種，這種倉庫貨架間，沒有足夠間隔，不保留通道，所有貨架都是緊靠在一起，所有貨架行成了一個貨架的組合整體。這種貨架特點在于，每層貨架的每一列縱向貫通，象一條條的隧道，隧道中可以按順序放入所存放貨物單元，從而讓貨物
16、單元排成一列。貨架結構是一端高，另一端相對比較低，使貫通的通道與地面有一定的角度。在每層貨架底部安裝滑道、輥道，或在貨物單元底部安裝行走輪，從而貨物單元可在其自身重力作用下，可著沿坡道高的一段，自動向低的一端運動。如果單元貨物容器具有自動行運行機構設計，或貨架中安裝相應機構，貨架同樣可以在水平安裝，而不用坡度安裝。這種模式的操作是從高端的貨架架上提供單位商品，貨物的單位自動向低端移動，從低端的開始?；蚴怯蛇\行機制驅動的運動，到另一邊。這是倉庫的主要優(yōu)點：這種貨架有著一個重要的特點，就是排列節(jié)湊，大量節(jié)約了自動化立體倉庫的使用面積，因此立體自動化倉庫的面積利用率得到了大幅度的提高，可以高達將近9
17、0%，大大節(jié)約了企業(yè)的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。在高的一端和低的一端進行作業(yè)，可以大大節(jié)省子設備和機械運行的能源消耗。這種倉庫必須嚴格實行貨物的先進先出原則，可以有效阻止呆滯貨存在的情況。貨架內有著很多貨物單元，但是它們有著自己的托盤和起到保護作用的貨箱，不需堆碼，因此大量的避免貨物的損失。在每個貨架內，貨格的通道里陳列著不同的貨物，所以很少發(fā)生平常倉庫內出現(xiàn)的，不同貨格混存時常見的混雜、混亂等事故。多品種、多規(guī)格、小批量、多批次的貨物倉儲和規(guī)劃，為有序的采購和裝運。倉庫內的物品規(guī)劃整齊，使得無人自動操作和電子計算機管理的優(yōu)點得到最大的放大。這種貨架主要缺點是：每一通道中僅僅可以存人同種的物資
18、，所以存貨的種類非常有限，進行存儲的靈活度也大大提高。由于渠道寬度，相同的長度，每種貨物的存儲容量大致相同，或雙重的差異，所以往往出現(xiàn)一些渠道的位置是不夠的，和其他渠道有額外的貨物空間，將出現(xiàn)之間的不平衡狀態(tài)，也將減少利用率。這種倉庫的技術要求相對于其他的較高，對設備制造及倉庫建筑的精密度、托盤和集裝箱船的單位要求較高，要防止重力滑動中的卡死，一旦發(fā)生卡死現(xiàn)象，故障將會帶來巨大的麻煩，難以解決。這種倉庫結構是采用鋼結構，成本自然而然貴很高，帶來很大的不利。這種倉庫的適用領域：在擁擠地區(qū)的工廠或者流通倉庫的儲備庫里，利用減少使用占地面積，從而提高儲存量。通常用做配送中心的揀選倉庫，特別其是成單元
19、件的自動揀選系統(tǒng)。常用于站臺的發(fā)貨倉庫，發(fā)貨端于站臺之上，裝車速度可以大幅度提高，從而減少裝車的距離。4條型貨架立體倉庫里的貨架，每層都具有伸出支臂，主要利用側式叉車來進行貨物的存放，用于存放的貨物有，條型、筒型貨物。立體倉庫中所用的叉車有三種，一種是高起升高度叉車，一種是前移式叉車，一種是側式叉車。后兩種叉車也需要有一定的起升高度。地面承重是叉車的主要支撐方式，不是固定設施，因而機動性相對較好。但是叉車也有它的缺點，它的寬度很寬，且最大起升高度一般不會超過6米，因此，只適用于中、低層立體倉庫的使用。立體庫的貨架與貨之間的架間通道，大多數(shù)情況采用巷道式堆垛機，這種堆垛機主要分為兩部分，一是上部
20、承重的下垂式，二是上部導軌限定的下部承重。它們常常用在貨架比較高的立體庫。5儲存式立體倉庫，以大量存放貨物為主要功能，雖然貨物種類不多，但存儲的數(shù)量巨大，貨物的存期較長。揀選式立體倉庫，以大量進貨，大量用戶、大量種類、小批量發(fā)出為主要功能的立體倉庫。方便揀選和快速揀選是這類倉庫的主要特點，因此，往往采取自動尋址認址的方式。由于用戶需求具有較大的差異性，很難整進整出，因此不適應用與自動化無人的作業(yè)方式，使用的是人工揀選的方式。配送中心是揀選式立體倉庫應用最多的地方。2.2堆垛機的分類1按照堆垛機的結構形式分類，雙立柱有軌巷道式對堆垛機的組成是上下橫梁,兩根立柱和帶貨叉的載貨臺，機架是立柱、上下橫
21、梁組成一個長方形的框架。立柱形式分為方管和圓管兩種，方管可兼作起升導軌，圓管需要附加起升導軌。雙立柱有軌巷道式堆垛機的最大優(yōu)點就是具有較好的強度和剛性，性能上可以快速的啟動或者制動，并且運行平穩(wěn)。一般應用在起升高度較高、起重量較大和水平運行速度較高環(huán)境，這種堆垛機最大的缺點就是自重較大。單立柱有軌巷道堆垛機的結構非常簡單。堆垛機多采用型鋼或焊接制作，立柱上放置導軌。因為材質的問題，它很輕，所需材料相對較少，所以制造時候成本相對低廉，但其缺點剛性稍差。因載貨臺和貨物的重量會引起立柱的偏心作用，且行走、制動時會產(chǎn)生的水平方向的慣性力作用，所以單立柱有軌巷道堆垛機受到了很大的局限性在其使用方面。它與
22、雙立柱有軌巷道式堆垛機相比，其不適用于重量大和水平速度快的堆垛機。在結構方面，單立柱堆垛機通常采用鋼絲繩傳動，電動機帶動轉動桿旋轉，鋼絲繩牽引力控制加載平臺沿柱或吊裝導軌作升降運動。對于鋼絲繩的傳動，傳動和布局相對容易，明顯的缺點是定位不準確。單雙立柱堆垛機示意圖如下圖2-1、圖2-2。圖2-1單立柱堆垛機示意圖圖2-2雙立柱堆垛機示意圖2按照堆垛機的支撐方式分類，在軌道上懸浮懸浮式堆垛機，堆垛機運行機制上門框。將地面上的導軌，在門框下部的導向輪與導軌的兩側之間的間隙，防止擺動和傾斜制動現(xiàn)象。懸掛式堆垛機的優(yōu)點是：在設計框架時，不考慮橫向彎曲強度因素，對鋼結構的自重可以大大降低，對加速或減速的
23、擺動慣性小，短時間所需的穩(wěn)定性、維護和檢查是其最大的缺點。帶來巨大的不便。堆垛機的運行軌道鋪設在地面上，堆垛機用下部行走輪支承和驅動，上部導軌導向輪用來防止堆垛機的傾倒或擺動。和懸掛型有軌巷道堆垛機相比，這種堆垛機的立柱需要考慮軌道平面內的彎曲強度，因此，需要加大立柱在行走方向截面的慣性矩。優(yōu)點是驅動裝置均裝在下橫梁上，非常容易保養(yǎng)，在維修是節(jié)省大量資金。3按堆垛機運行軌跡形式分類，直線運行型堆垛機只能在巷道內直線軌道上運行，行走機構無法自己轉化道路。只能通過其他輸送設備轉換巷道，直線運行型堆垛機可以完成高速運行的需求，由于其高速運行就會讓行走機構在巷道內快速運行，應用最為廣泛。曲線運行型堆垛
24、機行走輪與下橫梁是通過垂直軸相接的，欣慰行走機構的設計它可在彎曲的軌道運行，不通過其他輸送設備，可以從一個巷道自行移動到另一個工作巷道。因為曲線運行型堆垛機雖然很有特點，但是也是它的一個弊端，就是無法快速轉運，僅僅適用于出入庫頻率相對比較低的立體倉庫。2.3堆垛機的工作原理在堆垛機運行過程中，堆垛機三個組成部分分別負責不同的運行軌跡。在行走機構運動過程中，負責x方向的運動，讓堆垛機的橫向坐標對齊。而升降機構運動過程中，負責y方向的運動，使堆垛機的縱坐標對齊。最終由貨叉負責z方向的運動，從而進行貨物的存取。三個機構整體組成了一個完整的堆垛機，從而完成倉庫中的存取任務。2.4堆垛機的貨叉機構在堆垛
25、機柱垂直移動的裝載站，貨物叉可以拉伸的貨物，雙方向的巷道和起重，從而實現(xiàn)存取行動。通常情況下，一個堆垛機是負責左右2行的貨物存取，根據(jù)設計要求，在自動存儲和存儲效率不高，存儲貨物品種單一以及小存量是必要的。我們采用了三級式貨叉。傳動方式通常采用齒輪齒條式或鏈條式，根據(jù)貨架堆放貨物及托盤的要求，這種貨叉占用空間小，性能穩(wěn)定，可以滿足設計要求的需要。這種結構形式的貨叉結構不是特別復雜，主要由減速電機、上叉、中叉、下叉、鏈輪、傳動裝置、鏈條、導輪、導向塊、滾輪軸承、張緊裝置和一些定位裝置構成。在相同面積條件下,貨叉可以左右伸縮，它的使用不僅減少巷道占地，大幅度提高了地面利用率和庫容量，同時能夠使企業(yè)
26、的利潤達到最高。本組設計的三級伸縮式貨叉如下2-3圖：圖2-3堆垛機的貨叉展開圖2.5堆垛機的升降機構2.5.1堆垛機的升降機構的分類升降機構運行時，基本原理是電機減速器的低速軸帶動卷筒、曳引輪、鏈輪等傳動裝置。當電機向雙正、負方向運動的傳動裝置時，通過傳動裝置所造成的不同方向的鋼絲繩的轉動或釋放，或驅動鏈是移動的，以實現(xiàn)貨物和材料的運動。這樣，將電動機產(chǎn)生的轉速由各種裝置成功的轉化，變?yōu)檩d貨臺豎直方向的力，從而驅動升降臺。升降機構的種類，鏈條提升機構主要由提升電機、傳動鏈輪、傳動鏈條、雙聯(lián)鏈輪、提升鏈條和改向鏈輪組成。其與鋼絲繩相比較，采用鏈條提升方式的車庫在升降過程中具有極高的穩(wěn)定性，這主
27、要與鏈條與鋼絲繩的結構有關，鏈條相對于更加穩(wěn)定。但是這種提升方式有一部分的缺點，就是用于起升高度相對較矮的堆垛機，由于造價的原因，鏈條貴很多，在使用時鏈條的缺點也是很明顯的，就是噪音特別大。在立體庫比較高的地方很少使用。拖拉起重機機構廣泛使用的今天電梯工業(yè)的促銷手段，主要銷架、牽引輪、引導輪半滑車裝置。一條貨物平臺牽引繩子互相連接，另一邊有相互關系,重新連接設備及貨物平臺人力，中設備，負載著足夠的力量牽引鋼絲繩摩擦傳動到槽沿鐵路的引導下，向上移動，而型體制中最大的優(yōu)點是傳動帶驅動馬達滾筒比較小，小高度的高度不受限制。但不同的疊加起重機、電梯走的，所以開盤集合必須動搖的噪音，設備配置院子里走內側
28、壁垂直的柱子，安裝，維修更容易。卷筒式提升機構是驅動載貨臺上下運動的常用機構，一般由卷筒、減速電機、鋼絲繩及滑輪組組成，卷筒式的工作原理是，減速電機驅動卷筒旋轉筒旋轉，使得鋼絲繩纏繞，再通過鋼絲繩和滑輪組來提升貨物。2.5.2堆垛機的升降機構鏈傳動的特點與外鏈傳動相比，變速器在雙軸中心的距離和傳遞運動和功率；而在低速、重載和高溫條件下和塵埃漂浮在空氣中，環(huán)境較差，較傳輸帶。它具有動態(tài)均勻的比例，且傳動功率比較大，對軸和軸承的影響較?。粋鬏斝瘦^高，一般可達0.950.97。外鏈的鉸鏈磨損，引起脫落現(xiàn)象引起的螺距變化；在后期安裝和維護中有較高的要求，鏈輪材料一般是結構鋼。本組設計的升降機構為鏈傳
29、動，如下2-3圖：圖2-4堆垛機的升降機構裝配圖2.6堆垛機整體防護緩沖器是堆垛機中重要的裝置，屬于安全防護裝置，安置在軌道兩邊的運行設備上的安全防護裝置。緩沖器的重要功能是設備在運行過程中，減少撞擊力時所產(chǎn)生的沖擊力，有效地保護設備，從而保護堆垛機不受到損壞。目前國內通常使用的起重機緩沖器大致可分為兩種類型，蓄能型和耗能型兩類。目前市場上常用的緩沖器主要有三種：液壓緩沖器、聚氨脂緩沖器、彈簧緩沖器。其中液壓緩沖器為耗能型。應用最廣泛，聚氨脂緩沖器、彈簧緩沖器屬于蓄能型，其價格低廉，實用范圍較為廣泛。由于升降機構實用的為鏈條，雖然在兩軸中心距較遠的情況下，傳遞運動和動力。能在非常那個略的環(huán)境的
30、情況下工作。由于鏈條的基本特性，可以簡單的保證傳動比的穩(wěn)定，并且由于力學性能傳遞的功率非常大，并且施加在軸上的力較小。傳動效率高。缺點是：鏈條在使用非常頻繁后容易造成大量磨損，會導致鏈條的脫落。安裝和維護要求較高。所以斷鏈保護裝置是極其有必要的。使得發(fā)生危險是，事故率降到最低，保護人的生命安全和貨物的安全。2.7堆垛機整體機構的設計對堆垛機行走機構、升降機構和貨叉機構三部分進行了裝配，裝配體如圖2-5：圖2-5整體結構圖圖中：1.立柱；2.貨叉機構；3.載物臺；4.導軌；5地面導軌；6提升機構；7鋼絲繩；8上部導軌；3.堆垛機行走機構的設計3.1堆垛機行走機構的方案設計在設計中我選擇了以有軌為
31、基礎設計堆垛機，因為由于最大起重重量較輕，主要研究的是有軌堆垛機的行走方案設計。以有軌最為基礎作為設計。雙立柱有軌巷道式堆垛機的最大優(yōu)點就是具有較好的強度和剛性，應用在起升高度較高、起重量較大和水平運行速度較高環(huán)境。而這次設計中不需要特別良好的強度和剛性，以及起升重量和高度。所以我選擇單立柱。其結構簡單，價格低廉，更適合本課題研究內容。由于懸掛式在一定高度，在設計上有一定危險，而且維修和檢查方面不便。支撐型堆垛機用下部行走輪支承和驅動，上部導向輪用來防止堆垛機傾倒或擺動，結構簡單，且容易保養(yǎng)和維修，所以更適合本課題。曲線運行型堆垛機有一個弊端，就是無法快速轉運，僅僅適用于出入庫頻率相對比較低的
32、立體倉庫。直線運行型堆垛機雖然不能自行轉換巷道，只能在巷道內直線軌道上運行，滿足設計上的要求。因為單立柱載貨臺和貨物的重量會引起立柱的偏心作用行走、制動時會產(chǎn)生的水平方向的慣性力作用。使得單立柱有軌巷道堆垛機受到了很大的局限性在其使用方面，為了增強其穩(wěn)定性，防止脫軌等意外情況發(fā)生，在設計中為支撐輪添加了兩個起輔助作用的導向輪，從而改善不利因素。在聯(lián)軸器上選用DJM型薄片聯(lián)軸器，他有很多特點。偏心允許范圍大，可以靈活應用各種傳動系統(tǒng)，拆裝速度快，有很高的裝配重復性，無需潤滑，無噪音，摩擦，傳動部件，可降低能量損失，結構簡單重量輕，不需要維護，肉眼可以檢查，具有良好的適應性，可以在高溫下運行，傳動
33、精度可靠性高，使用壽命長。并且其使用范圍廣。這次采用的是這種聯(lián)軸器雙薄片型，同樣具有很多優(yōu)點，具有高剛度，高轉矩，低慣性。大扭矩轉載和優(yōu)秀的靈活度，抗油性腐蝕性。3.2堆垛機行走機構的計算行走機構的電動機功率計算：P=Ffv1000Ff式（3-1）式中為行走時所產(chǎn)生的阻力；為行走機構行走速度為行走機構運行效率，一般為取所以由公式可知，需要求出行走機構工作時的阻力大小，參照公式：Ff=W自+W載式（3-2）為滾動阻力系數(shù)等于0.02。P=1kw，所以按標準選擇電動機Y90L-6。額定功率1.1kw，滿載轉速910r/min，質量25kg 。根據(jù)公式求得轉速為：n=251000D式（3-3）求得轉
34、速為53r/min，減速器的選擇：傳動比：i=9105317 式（3-4）根據(jù)參考資可以選擇ZQH型減速器。參考公式P1=2Pmax+Pmin/3式（3-5）P為輪等效疲勞計算載荷；Pmax為滿載輪壓；Pmin為空載輪壓。通過上式可得車輪直徑為150mm行走輪軸徑計算由于堆垛機的最大起升重量為15kg，所以堆垛機的工作級別在A2，屬于較輕級別的。考行走輪允許載重量各參數(shù)關系式：P=DK(B-2r)（kg）式（3-6）可由下求得：K=240k/240+v=45kg/cm2式（3-7）最終得D=1.3cm；再由dmin= C3P/N=22mm所以軸承型號為6222，其尺寸為：d=22 D=50 B
35、=143.3solidworks軟件介紹SolidWorks軟件是全球上首個CAD繪圖系統(tǒng),并且它是基于三維窗口系統(tǒng)最新開發(fā)，由于技術創(chuàng)新的發(fā)展趨勢與計算機輔助技術和趨勢相同，SolidWorks公司在兩年間內成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司之一。財務狀況和用戶支持的優(yōu)秀，使得SolidWorks每年都可以有幾十個甚至上百個項目的技術創(chuàng)新，因此公司獲得了令人尊敬的榮譽。該系統(tǒng)在1995-1999年有突出成就，并且在全球PC平臺上獲得第一評價CAD系統(tǒng)；自1995年到現(xiàn)在，改軟件系統(tǒng)已經(jīng)獲得十七項國際重大獎項，其中僅1999年起，美國CAD專業(yè)雜志CADENCE，4年連續(xù)權威授予了Soli
36、dWorks軟件最佳編輯獎，鼓勵SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡潔，使得公司取得了很更大的進步。至此，SolidWorks始終遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新的三大原則，現(xiàn)在的成功就可證明它是正確的，因為采用了它，設計者普大量縮短了設計的時間，使產(chǎn)品能夠快速、高效地進入市場。SolidWorks由于獨特的創(chuàng)新，功能有著特殊的性能，種類有很多，SolidWorks的功能性極其強大，并且具有易于使用和技術創(chuàng)新的這三個重要特征，這使得SolidWorks成為主流，并且成功的領先CAD其他三維圖形軟件。SolidWorks可以提供別出心裁的創(chuàng)新方案，減少設計過程中出現(xiàn)的的錯誤以及提高產(chǎn)品的質量。SolidW
37、orks的功能性特別的強大使用，就工程師和設計者而言，其操作簡單、方便易用。廣大所熟悉Windows系統(tǒng)的用戶，就可以基本上用SolidWorks軟件來進行自己的設計。SolidWorks軟件自己獨特的拖放功能，它允許用戶在短時間內完成大型裝配體的設計。SolidWorks Explorer和WindowsExplorer是一樣的，管理CAD文件非?？焖佟＠肧olidWorks軟件，用戶可以在非常短的時間內做很多工作，能迅速成為市場上優(yōu)質的產(chǎn)品。在三維CAD當前的市場情況下，SolidWorks是一個設計過程簡潔、便利的軟件。世界上優(yōu)秀的評論Daratech公司，分析最新的SolidWork
38、s軟件，對它有著極高的評價：“在Windows平臺上基于三維CAD軟件，SolidWorks是最著名的品牌，是市場快速增長的領導者?！痹谠O計功能強大、易學易用的聯(lián)合作用下操作，用Solidworks設計的產(chǎn)品絕對是可編輯的，零件設計、裝配設計和工程圖之間，都是相關的。拖動的動態(tài)界面和一套完整的鼠標控制，是Solidworks軟件簡便操作的關鍵?！叭珓痈械摹钡挠脩艚缑鏈p少設計步驟，簡化美觀了對話框，從而避免繁亂的界面。屬性管理員包含所有的設計數(shù)據(jù)和參數(shù)，讓使用軟件更加簡便，看起來更加直觀明顯。利用SolidWorks資源管理器系統(tǒng)，可以方便快捷的管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯
39、一的Windows資源器類似的CAD文件管理器。特征模板為標準件和特征，為用戶提供了良好操作的環(huán)境。用戶可從特征模板上調用標準的零件和特征，與其他用戶一起交流，相互分享共享資源。SolidWorks提供的AutoCAD模擬器，用戶可以使用自己所熟悉的繪圖習慣，從而成功的從二維的設計轉向三維的實體設計。3.4三維爆炸圖及渲染后的行走機構利用SolidWorks軟件，對裝配體進行了爆炸視圖處理，使得三維圖更加直觀，可以詳細的了解行走機構的每一個部分的結構，如圖3-1：圖3-1升降機構零件爆炸圖利用KeyShot軟件對行走機構進行了渲染，使得圖像更加真實，更像實際物體的展示，如圖3-2：圖3-2行走
40、機構渲染圖同樣利用KeyShot軟件對堆垛機整體進行了渲染，使得堆垛機以真實的效果呈現(xiàn)在人們面前，對我們所設計的堆垛機由真實的了解，如圖3-3：圖3-3堆垛機構渲染圖3.5渲染軟件介紹KeyShotKeyShot 意思是“驚人的鏡頭”，一個互動性的光線追蹤與全域光渲染程序，無需復雜設置，可以生成照片逼真的三維渲染圖像效果。新的發(fā)展和新Luxion照明技術，物理照明的研究，物理照明，特種照明，環(huán)境照明，KeyShot4研究，其最大的特點是，你總是道路照明渲染，物理拍攝于可轉換為做照明，是出色的方案，它只是你，控制，如動畫，你可以移動，但你可以創(chuàng)造出比工作的靈活流動，簡單地可以應用到任何您想要使用
41、的進口和光源的現(xiàn)有幾何對象的完全不一樣，同樣的事情就是控制同一個源到多個局部照明，您可以輕松完成，沒有限制同一個對象。不僅完美的色彩，它的選擇非常簡單和易于使用?，F(xiàn)在的KeyShot使用的Pantone顏色和臺系統(tǒng)，讓你更多更好的高質量的彩色和選擇，制造商，零售商和客戶的設計師。你也可以搜索任何材料，您可以創(chuàng)建自定義顏色，你想放鼠標，數(shù)字，顏色選擇器，一拖和下降的點擊所需的顏色。在最新的功能里，Luxion增加了MOLD-TECH textures，是目前唯一的渲染軟件，目的在于使紋理不會丟失，讓圖片看起來更加真實。增加用于紋理和質感豐富的材料庫選項的數(shù)目，KeyShot更具有無與倫比的逼真的
42、視覺效果。KeyShot可以調整小半徑完成三維幾何在渲染的時候邊函數(shù)，為了使該模型為用戶節(jié)省時間，提高了顯示控制模型的邊緣效應，以補充照明。改進的半透明材料有著巨大的提高，可以在KeyShot4中完成完美的次表面散射。在鏡面的支持下，焦散和物理照明與科學的共同的相互作用。KeyShot4創(chuàng)新了新的渲染選項方法，使得在后期制作時，得到需要的幫助。渲染選項使您可以輕松地使用每一個圖層顯示。KeyShot立體模式里，顯示在屏幕上的3D效果模型。這是KeyShot創(chuàng)新的新的視覺效果，立體功能幫助人們把渲染和動畫，以虛擬3D的形式展示給他人觀看。我們介紹的幾何模型，軟件是最基本的要求，keyshot4支
43、持選擇進口許多準確的數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)的整個工作過程的更新。在制作模型的時候，可以不破壞原來的模型進行修改和編輯。3.6三維零件及裝配體展示以下為按照設計選取的國標所用零件，可以減少設計成本，在購買時也可以直接進行選擇，如圖3-4、3-5、3-6所示：圖3-4軸承國標零件圖圖3-5螺釘國標零件圖圖3-6螺母國標零件圖根據(jù)設計對導向輪、行走機構主體部分、以及端蓋進行了設計如下圖3-7、圖3-8、圖3-9所示：圖3-7輔助輪零件圖圖3-8行走機構框架三維圖圖3-9端蓋裝配圖成品對電機以及減速器進行繪制如下圖3-10：圖3-10電機裝配成品圖4.結論本論文的核心是自動化立體倉庫堆垛機的行走機構的設計。在
44、立體庫自動倉庫中，堆垛機是其最為重要的的一部分。所以在接到論文的題目的時候，我收集了很多關于立體化自動倉庫和堆垛機以及行走機構的資料和文獻，根據(jù)論文的要求，對自己所做的行走機構有了一定的了解，有了自己的思路。根據(jù)設計要求設計和計算，完成論文的的內容要求。本論文介紹了自動化立體倉庫的國內外歷史背景和研究現(xiàn)狀，通過對堆垛機的分類來一步步設計行走機構，并且根據(jù)設計的要求，來確定堆垛機的性能，從而使堆垛機符合設計的要求。根據(jù)設計的行走機構的思路，利用三維制圖軟件來繪制行走機構的零件三維圖，再進行裝配，完成最后的行走機構的裝配圖。之后利用替他軟件對行走機構的整體進行了渲染，使得行走機構更加逼真。對堆垛機
45、升降機構的各個部分進行了設計和計算。同時還畫出了堆垛機升降機構的二維圖和三維模型。并且將三維零件進行裝配、渲染和仿真。由于時間和所學知識有限，論文還有一些缺點和不足，需要我不斷地學習和研究。經(jīng)過幾個月的研究和學習，完成了這次的畢業(yè)設計，在做完成途中，遇到了形形色色的問題，但是我經(jīng)過自己的努力和老師的幫助，最終完成了這次的畢業(yè)設計。這次畢業(yè)設計是對我大學里的一個重要檢查。完成畢業(yè)設計之后我發(fā)現(xiàn)自己在很多方面還有缺點和不足，需要以后不斷的努力來更加的完善自己。發(fā)現(xiàn)的這些缺點和不足就是我要成長的動力，這次所完成的論文是經(jīng)過我努力完成的，雖說并不完美，但從中學到了很多東西，使我終身受益。致謝四年時間轉
46、瞬即逝，我即將大學畢業(yè)，進入到社會中，四年的點點滴滴，我從少年步入成年，大學的學習時光成為我尤為重要的經(jīng)歷，讓我成長了一些。即將和相處的老師和同學分別，內心依依不舍，但分別總是難免的，希望都能實現(xiàn)自己的目標。在本次畢業(yè)設計將要完成之時，我首先要感謝我的指導老師竇艷濤老師。他是一位認真負責、有耐心的老師。在整個畢設論文的設計和撰寫中，我遇到的問題清楚的解答，解答了我的疑問，從和指導老師的交往中，我從他身上學到了很多東西，不僅僅有知識，還有做人。其次感謝大學四年來教導過我的所有老師們，正因為您的尊尊教導，才有了現(xiàn)在的我，讓我學到了有用的知識，畢業(yè)后也不會忘記老師對我的教導。最后，我要感謝一下我的母
47、校北京郵電大學世紀學院對我的教育之恩，祝母校永遠朝氣蓬勃，桃李滿天下！參考文獻1 濮良貴. 機械設計. 北京: 高等教育出版社，2013.12.2 劉昌祺. 自動化立體倉庫實用設計手冊. 北京：中國財富出版社，2009.3.3 徐正林.自動化立體倉庫設計手冊M.北京：中國物資出版社.2009.4 田奇.倉儲物流機械與設備 M.北京：機械工業(yè)出版社，2008.5 孫江6 楊公源.可編程控制器應用與實踐.北京:清華大學出版社，2003.7 時良平. 郵政及物流設備設計. 北京：人民郵電出版社，2011.12.宏，黃小龍，高宏.Pro/ENGINEER Wildfire結構分析與運動仿真M.北京:中
48、國鐵道出版社.2004:197353.8 陳軍 .物流自動化設備.徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2009.11.9詹迪維. SolidWorks機械設計教程2013.北京.機械工業(yè)出版社，2013.10于英.物流技術裝備.北京.北京大學出版社，2010.411Kyung Joon.Hyun Yong Lee.joonyeobsong.development of operating protocol,Vo 1.8.no.1pp45-52.1995 12Lee.M.-k.(1992).A Storage Assignment policy in a Man-on-board automated storageretrieval system. Journal of production research .30.10.S.2281-2292
20改ZYC自動化立體倉庫堆垛機的總體結構及升降機構設計.docx
