20改ZYC自動化立體倉庫堆垛機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及升降機(jī)構(gòu)設(shè)計.docx

北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)題 目 自動化立體倉庫堆垛機(jī)的 總體結(jié)構(gòu)及行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計學(xué) 號 12050106學(xué)生姓名 李田專業(yè)名稱 機(jī)械工程及自動化所在系（院）電子與自動化指導(dǎo)教師竇艷濤2016年3月20日北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信聲明本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），題目自動化立體庫堆垛機(jī)總體結(jié)構(gòu)及行走的設(shè)計是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，畢業(yè)設(shè)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(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。申請學(xué)位論文與資料若有不實之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。本人簽名：日期：畢業(yè)設(shè)計（論文）使用權(quán)的說明本人完全了解北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院有關(guān)保管、使用論文的規(guī)定，其中包括：學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存論文；學(xué)?？稍试S論文被查閱或借閱；學(xué)校可以學(xué)術(shù)交流為目的，復(fù)制贈送和交換學(xué)位論文；學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。本人簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：24題目自動化立體倉庫堆垛機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及行走機(jī)構(gòu)的設(shè)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(jī)詳細(xì)的分類。并且在符合設(shè)計要求的情況下，通過分類來設(shè)計堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)。計算來得出行走機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)。本文畫作圖時應(yīng)用了Solidworks軟件。完成了行走機(jī)構(gòu)的零件圖，組裝裝配圖后，完成行走機(jī)構(gòu)的爆炸視圖，直觀的了解行走機(jī)構(gòu)各個部分。對行走機(jī)構(gòu)整體進(jìn)行了整體渲染，使整個機(jī)構(gòu)更加真實。關(guān)鍵詞自動化立體倉庫 堆垛機(jī) 行走機(jī)構(gòu)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 important 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 software. 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 more 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(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.2研究的主要內(nèi)容21.3立體化自動倉庫的設(shè)計目的及意義22.立體庫的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案42.1立體自動化倉庫的分類42.2堆垛機(jī)的分類62.3堆垛機(jī)的工作原理82.4堆垛機(jī)的貨叉機(jī)構(gòu)82.5堆垛機(jī)的升降機(jī)構(gòu)102.5.1堆垛機(jī)的升降機(jī)構(gòu)的分類102.5.2堆垛機(jī)的升降機(jī)構(gòu)鏈傳動的特點102.6堆垛機(jī)整體防護(hù)112.7堆垛機(jī)整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計123.堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計133.1堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計133.2堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)163.5渲染軟件介紹KeyShot173.6三維零件及裝配體展示184.結(jié)論20致謝21參考文獻(xiàn)24北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)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(jìn)行人工處理的情況下能自動存取出貨物的系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于機(jī)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(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制管理，利用自動控制堆垛機(jī)及運(yùn)輸車金行存取作業(yè)的倉庫。自動化立體倉庫能自動、嚴(yán)格、準(zhǔn)確、迅速地對物料進(jìn)行搬運(yùn)、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(jī)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(jì)效益越來越大，而經(jīng)濟(jì)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(jī)是高層貨架倉庫的主要起重設(shè)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(shè)計要求，我設(shè)計了符合要求的行走機(jī)構(gòu)，在性能達(dá)到要求的況下，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最大化，因為每個企業(yè)重要的就是要有經(jīng)濟(jì)利潤，如果失去了這點設(shè)計的東西就是去的它的價值。本文從設(shè)計需求出發(fā)介紹了自動化立體庫堆垛機(jī)和行走機(jī)構(gòu)。同時也對升降機(jī)構(gòu)和貨叉機(jī)構(gòu)有了一定的了解。通過查找堆垛機(jī)的分類，分析堆垛機(jī)的分類，進(jìn)行了行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計。通過查找資料和已學(xué)過的知識，根據(jù)設(shè)計需求算出行走機(jī)構(gòu)所需的電機(jī)和減速器。通過學(xué)習(xí)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(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，之后對行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行了仿真渲染。1.1立體化自動倉庫的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀在1963年美國在立體倉庫中充公運(yùn)用到了計算機(jī)技術(shù)，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(yīng)用，在20世紀(jì)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(yīng)用計算機(jī)系統(tǒng)，大量提高了工作的效率，各種技術(shù)也開始應(yīng)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(jī)的發(fā)展過程。人工倉儲階段，倉庫中的運(yùn)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(jī)也主要靠人工完成。機(jī)械化倉儲階段，已經(jīng)運(yùn)用了大量機(jī)械化設(shè)備，但還是需要人工的操作，大量減輕了人力的消耗，而且機(jī)械化滿足了人們對搬運(yùn)高度精度重量等性能的要求。自動化倉儲階段，堆垛機(jī)的發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)完善，實現(xiàn)了機(jī)械自動一體化，堆垛機(jī)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(jī)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(nèi)容小型自動化立體倉庫巷道堆垛機(jī)水平走行機(jī)構(gòu)的方案選擇，以及傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算。分析小型自動倉庫的工作模式，研究堆垛機(jī)運(yùn)行方式、整體結(jié)構(gòu)及工作原理，對堆垛機(jī)的走行機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，根據(jù)貨物的出入庫動作，分析堆垛機(jī)控制流程，設(shè)計堆垛機(jī)完成貨物出入庫時水平方向的走行動作。研究走行機(jī)構(gòu)的工作模式，分析其裝配及結(jié)構(gòu)，對走行機(jī)構(gòu)的主要部件進(jìn)行動力學(xué)計算，根據(jù)工作參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和校核，選擇合適的電機(jī)、減速器，設(shè)計走行輪、導(dǎo)向輪、支架等部件，并且設(shè)計行走機(jī)構(gòu)整體框架，使得各項設(shè)計內(nèi)容符合設(shè)計的要求，并且實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。還要了解物流自動化技術(shù)，了解自動化立體倉庫的工作模式及工作過程，掌握堆垛機(jī)的運(yùn)行方式及結(jié)構(gòu)。完成走行機(jī)構(gòu)的裝配圖設(shè)計，使水平走行機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性符合工程要求，完成走行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及CAD制圖。完成走形機(jī)構(gòu)的CAD裝配圖，完成畢業(yè)設(shè)計論文。1.3立體化自動倉庫的設(shè)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(jī)就是立體自動化倉庫的核心，設(shè)計一個好的堆垛機(jī)可以，可以直接提高立體化自動倉庫的運(yùn)行效率，而且設(shè)計的堆垛機(jī)必須要符合設(shè)計的要求。在我所做的堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)中，就得考慮設(shè)計的參數(shù)，由于各項參數(shù)性能要求很低，所以在性能符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下，設(shè)計時以經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)先，從而完成設(shè)計的要求，并且建造的費用最低，使得利益達(dá)到最大化。堆垛機(jī)主要由金屬結(jié)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、帶貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的載貨臺、電氣控制裝置和安全保護(hù)裝置組成。我主要負(fù)責(zé)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計。分析小型自動倉庫的工作模式，研究堆垛機(jī)運(yùn)行方式、整體結(jié)構(gòu)及工作原理，對堆垛機(jī)的走行機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，根據(jù)貨物的出入庫動作，分析堆垛機(jī)控制流程，設(shè)計堆垛機(jī)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(jī)的最大起升重量：15kg；行走速度：25m/min；堆垛機(jī)高：2900mm2.立體庫的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案2.1立體自動化倉庫的分類1并可根據(jù)貨架高度的不同，還可細(xì)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(jī)械和設(shè)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(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)運(yùn)行在走廊和左，右兩側(cè)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。因此貨架與貨架的通道有很多，導(dǎo)致立體自動化倉庫空間利用率很低，將近達(dá)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(yīng)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(zhuǎn)彎時的通道寬度，叉車不能從通道前操作，并采取側(cè)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，從而讓貨物單元排成一列。貨架結(jié)構(gòu)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(yùn)動。如果單元貨物容器具有自動行運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計，或貨架中安裝相應(yīng)機(jī)構(gòu)，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\(yùn)行機(jī)制驅(qū)動的運(yùn)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(dá)將近90%，大大節(jié)約了企業(yè)的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在高的一端和低的一端進(jìn)行作業(yè)，可以大大節(jié)省子設(shè)備和機(jī)械運(yùn)行的能源消耗。這種倉庫必須嚴(yán)格實行貨物的先進(jìn)先出原則，可以有效阻止呆滯貨存在的情況。貨架內(nèi)有著很多貨物單元，但是它們有著自己的托盤和起到保護(hù)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(nèi)，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(nèi)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(yùn)。倉庫內(nèi)的物品規(guī)劃整齊，使得無人自動操作和電子計算機(jī)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，所以存貨的種類非常有限，進(jìn)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(shù)要求相對于其他的較高，對設(shè)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(jié)構(gòu)是采用鋼結(jié)構(gòu)，成本自然而然貴很高，帶來很大的不利。這種倉庫的適用領(lǐng)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(cè)式叉車來進(jìn)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(cè)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(shè)施，因而機(jī)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(jī)，這種堆垛機(jī)主要分為兩部分，一是上部承重的下垂式，二是上部導(dǎo)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(jìn)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(rèn)址的方式。由于用戶需求具有較大的差異性，很難整進(jìn)整出，因此不適應(yīng)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(yīng)用最多的地方。2.2堆垛機(jī)的分類1按照堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)形式分類，雙立柱有軌巷道式對堆垛機(jī)的組成是上下橫梁,兩根立柱和帶貨叉的載貨臺，機(jī)架是立柱、上下橫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(dǎo)軌，圓管需要附加起升導(dǎo)軌。雙立柱有軌巷道式堆垛機(jī)的最大優(yōu)點就是具有較好的強(qiáng)度和剛性，性能上可以快速的啟動或者制動，并且運(yùn)行平穩(wěn)。一般應(yīng)用在起升高度較高、起重量較大和水平運(yùn)行速度較高環(huán)境，這種堆垛機(jī)最大的缺點就是自重較大。單立柱有軌巷道堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)非常簡單。堆垛機(jī)多采用型鋼或焊接制作，立柱上放置導(dǎo)軌。因為材質(zhì)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(jī)受到了很大的局限性在其使用方面。它與雙立柱有軌巷道式堆垛機(jī)相比，其不適用于重量大和水平速度快的堆垛機(jī)。在結(jié)構(gòu)方面，單立柱堆垛機(jī)通常采用鋼絲繩傳動，電動機(jī)帶動轉(zhuǎn)動桿旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩牽引力控制加載平臺沿柱或吊裝導(dǎo)軌作升降運(yùn)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(zhǔn)確。單雙立柱堆垛機(jī)示意圖如下圖2-1、圖2-2。圖2-1單立柱堆垛機(jī)示意圖圖2-2雙立柱堆垛機(jī)示意圖2按照堆垛機(jī)的支撐方式分類，在軌道上懸浮懸浮式堆垛機(jī)，堆垛機(jī)運(yùn)行機(jī)制上門框。將地面上的導(dǎo)軌，在門框下部的導(dǎo)向輪與導(dǎo)軌的兩側(cè)之間的間隙，防止擺動和傾斜制動現(xiàn)象。懸掛式堆垛機(jī)的優(yōu)點是：在設(shè)計框架時，不考慮橫向彎曲強(qiáng)度因素，對鋼結(jié)構(gòu)的自重可以大大降低，對加速或減速的擺動慣性小，短時間所需的穩(wěn)定性、維護(hù)和檢查是其最大的缺點。帶來巨大的不便。堆垛機(jī)的運(yùn)行軌道鋪設(shè)在地面上，堆垛機(jī)用下部行走輪支承和驅(qū)動，上部導(dǎo)軌導(dǎo)向輪用來防止堆垛機(jī)的傾倒或擺動。和懸掛型有軌巷道堆垛機(jī)相比，這種堆垛機(jī)的立柱需要考慮軌道平面內(nèi)的彎曲強(qiáng)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(qū)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(jī)運(yùn)行軌跡形式分類，直線運(yùn)行型堆垛機(jī)只能在巷道內(nèi)直線軌道上運(yùn)行，行走機(jī)構(gòu)無法自己轉(zhuǎn)化道路。只能通過其他輸送設(shè)備轉(zhuǎn)換巷道，直線運(yùn)行型堆垛機(jī)可以完成高速運(yùn)行的需求，由于其高速運(yùn)行就會讓行走機(jī)構(gòu)在巷道內(nèi)快速運(yùn)行，應(yīng)用最為廣泛。曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)行走輪與下橫梁是通過垂直軸相接的，欣慰行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計它可在彎曲的軌道運(yùn)行，不通過其他輸送設(shè)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(yùn)行型堆垛機(jī)雖然很有特點，但是也是它的一個弊端，就是無法快速轉(zhuǎn)運(yùn)，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(jī)的工作原理在堆垛機(jī)運(yùn)行過程中，堆垛機(jī)三個組成部分分別負(fù)責(zé)不同的運(yùn)行軌跡。在行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中，負(fù)責(zé)x方向的運(yùn)動，讓堆垛機(jī)的橫向坐標(biāo)對齊。而升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中，負(fù)責(zé)y方向的運(yùn)動，使堆垛機(jī)的縱坐標(biāo)對齊。最終由貨叉負(fù)責(zé)z方向的運(yùn)動，從而進(jìn)行貨物的存取。三個機(jī)構(gòu)整體組成了一個完整的堆垛機(jī)，從而完成倉庫中的存取任務(wù)。2.4堆垛機(jī)的貨叉機(jī)構(gòu)在堆垛機(jī)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(jī)是負(fù)責(zé)左右2行的貨物存取，根據(jù)設(shè)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(shè)計要求的需要。這種結(jié)構(gòu)形式的貨叉結(jié)構(gòu)不是特別復(fù)雜，主要由減速電機(jī)、上叉、中叉、下叉、鏈輪、傳動裝置、鏈條、導(dǎo)輪、導(dǎo)向塊、滾輪軸承、張緊裝置和一些定位裝置構(gòu)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)的利潤達(dá)到最高。本組設(shè)計的三級伸縮式貨叉如下2-3圖：圖2-3堆垛機(jī)的貨叉展開圖2.5堆垛機(jī)的升降機(jī)構(gòu)2.5.1堆垛機(jī)的升降機(jī)構(gòu)的分類升降機(jī)構(gòu)運(yùn)行時，基本原理是電機(jī)減速器的低速軸帶動卷筒、曳引輪、鏈輪等傳動裝置。當(dāng)電機(jī)向雙正、負(fù)方向運(yùn)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(zhuǎn)動或釋放，或驅(qū)動鏈?zhǔn)且苿拥?，以實現(xiàn)貨物和材料的運(yùn)動。這樣，將電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速由各種裝置成功的轉(zhuǎn)化，變?yōu)檩d貨臺豎直方向的力，從而驅(qū)動升降臺。升降機(jī)構(gòu)的種類，鏈條提升機(jī)構(gòu)主要由提升電機(jī)、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，這主要與鏈條與鋼絲繩的結(jié)構(gòu)有關(guān)，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(jī)，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(jī)機(jī)構(gòu)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(dǎo)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(guān)系,重新連接設(shè)備及貨物平臺人力，中設(shè)備，負(fù)載著足夠的力量牽引鋼絲繩摩擦傳動到槽沿鐵路的引導(dǎo)下，向上移動，而型體制中最大的優(yōu)點是傳動帶驅(qū)動馬達(dá)滾筒比較小，小高度的高度不受限制。但不同的疊加起重機(jī)、電梯走的，所以開盤集合必須動搖的噪音，設(shè)備配置院子里走內(nèi)側(cè)壁垂直的柱子，安裝，維修更容易。卷筒式提升機(jī)構(gòu)是驅(qū)動載貨臺上下運(yùn)動的常用機(jī)構(gòu)，一般由卷筒、減速電機(jī)、鋼絲繩及滑輪組組成，卷筒式的工作原理是，減速電機(jī)驅(qū)動卷筒旋轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，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(jī)的升降機(jī)構(gòu)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(yùn)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??；傳輸效率較高，一般可達(dá)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(hù)中有較高的要求，鏈輪材料一般是結(jié)構(gòu)鋼。本組設(shè)計的升降機(jī)構(gòu)為鏈傳動，如下2-3圖：圖2-4堆垛機(jī)的升降機(jī)構(gòu)裝配圖2.6堆垛機(jī)整體防護(hù)緩沖器是堆垛機(jī)中重要的裝置，屬于安全防護(hù)裝置，安置在軌道兩邊的運(yùn)行設(shè)備上的安全防護(hù)裝置。緩沖器的重要功能是設(shè)備在運(yùn)行過程中，減少撞擊力時所產(chǎn)生的沖擊力，有效地保護(hù)設(shè)備，從而保護(hù)堆垛機(jī)不受到損壞。目前國內(nèi)通常使用的起重機(jī)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(yīng)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(jī)構(gòu)實用的為鏈條，雖然在兩軸中心距較遠(yuǎn)的情況下，傳遞運(yùn)動和動力。能在非常那個略的環(huán)境的情況下工作。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(xué)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(dǎo)致鏈條的脫落。安裝和維護(hù)要求較高。所以斷鏈保護(hù)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(hù)人的生命安全和貨物的安全。2.7堆垛機(jī)整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計對堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)和貨叉機(jī)構(gòu)三部分進(jìn)行了裝配，裝配體如圖2-5：圖2-5整體結(jié)構(gòu)圖圖中：1.立柱；2.貨叉機(jī)構(gòu)；3.載物臺；4.導(dǎo)軌；5地面導(dǎo)軌；6提升機(jī)構(gòu)；7鋼絲繩；8上部導(dǎo)軌；3.堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計3.1堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計在設(shè)計中我選擇了以有軌為基礎(chǔ)設(shè)計堆垛機(jī)，因為由于最大起重重量較輕，主要研究的是有軌堆垛機(jī)的行走方案設(shè)計。以有軌最為基礎(chǔ)作為設(shè)計。雙立柱有軌巷道式堆垛機(jī)的最大優(yōu)點就是具有較好的強(qiáng)度和剛性，應(yīng)用在起升高度較高、起重量較大和水平運(yùn)行速度較高環(huán)境。而這次設(shè)計中不需要特別良好的強(qiáng)度和剛性，以及起升重量和高度。所以我選擇單立柱。其結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，更適合本課題研究內(nèi)容。由于懸掛式在一定高度，在設(shè)計上有一定危險，而且維修和檢查方面不便。支撐型堆垛機(jī)用下部行走輪支承和驅(qū)動，上部導(dǎo)向輪用來防止堆垛機(jī)傾倒或擺動，結(jié)構(gòu)簡單，且容易保養(yǎng)和維修，所以更適合本課題。曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)有一個弊端，就是無法快速轉(zhuǎn)運(yùn)，僅僅適用于出入庫頻率相對比較低的立體倉庫。直線運(yùn)行型堆垛機(jī)雖然不能自行轉(zhuǎn)換巷道，只能在巷道內(nèi)直線軌道上運(yùn)行，滿足設(shè)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(jī)受到了很大的局限性在其使用方面，為了增強(qiáng)其穩(wěn)定性，防止脫軌等意外情況發(fā)生，在設(shè)計中為支撐輪添加了兩個起輔助作用的導(dǎo)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(yīng)用各種傳動系統(tǒng)，拆裝速度快，有很高的裝配重復(fù)性，無需潤滑，無噪音，摩擦，傳動部件，可降低能量損失，結(jié)構(gòu)簡單重量輕，不需要維護(hù)，肉眼可以檢查，具有良好的適應(yīng)性，可以在高溫下運(yùn)行，傳動精度可靠性高，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(zhuǎn)矩，低慣性。大扭矩轉(zhuǎn)載和優(yōu)秀的靈活度，抗油性腐蝕性。3.2堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的計算行走機(jī)構(gòu)的電動機(jī)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(jī)構(gòu)行走速度為行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行效率，一般為取所以由公式可知，需要求出行走機(jī)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)選擇電動機(jī)Y90L-6。額定功率1.1kw，滿載轉(zhuǎn)速910r/min，質(zhì)量25kg 。根據(jù)公式求得轉(zhuǎn)速為：n=251000D式（3-3）求得轉(zhuǎn)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(jī)的最大起升重量為15kg，所以堆垛機(jī)的工作級別在A2，屬于較輕級別的?？夹凶咻喸试S載重量各參數(shù)關(guān)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=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(shù)創(chuàng)新的發(fā)展趨勢與計算機(jī)輔助技術(shù)和趨勢相同，SolidWorks公司在兩年間內(nèi)成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司之一。財務(wù)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(shù)創(chuàng)新，因此公司獲得了令人尊敬的榮譽(yù)。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(quán)威授予了SolidWorks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(jìn)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(shè)計者普大量縮短了設(shè)計的時間，使產(chǎn)品能夠快速、高效地進(jìn)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(qiáng)大，并且具有易于使用和技術(shù)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(lǐng)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(shè)計過程中出現(xiàn)的的錯誤以及提高產(chǎn)品的質(zhì)量。SolidWorks的功能性特別的強(qiáng)大使用，就工程師和設(shè)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(jìn)行自己的設(shè)計。SolidWorks軟件自己獨特的拖放功能，它允許用戶在短時間內(nèi)完成大型裝配體的設(shè)計。SolidWorks Explorer和WindowsExplorer是一樣的，管理CAD文件非常快速。利用SolidWorks軟件，用戶可以在非常短的時間內(nèi)做很多工作，能迅速成為市場上優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。在三維CAD當(dāng)前的市場情況下，SolidWorks是一個設(shè)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SolidWorks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(lǐng)導(dǎo)者?！痹谠O(shè)計功能強(qiáng)大、易學(xué)易用的聯(lián)合作用下操作，用Solidworks設(shè)計的產(chǎn)品絕對是可編輯的，零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖之間，都是相關(guān)的。拖動的動態(tài)界面和一套完整的鼠標(biāo)控制，是Solidworks軟件簡便操作的關(guān)鍵?！叭珓痈械摹钡挠脩艚缑鏈p少設(shè)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(shè)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資源管理器是唯一的Windows資源器類似的CAD文件管理器。特征模板為標(biāo)準(zhǔn)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(diào)用標(biāo)準(zhǔn)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(xí)慣，從而成功的從二維的設(shè)計轉(zhuǎn)向三維的實體設(shè)計。3.4三維爆炸圖及渲染后的行走機(jī)構(gòu)利用SolidWorks軟件，對裝配體進(jìn)行了爆炸視圖處理，使得三維圖更加直觀，可以詳細(xì)的了解行走機(jī)構(gòu)的每一個部分的結(jié)構(gòu)，如圖3-1：圖3-1升降機(jī)構(gòu)零件爆炸圖利用KeyShot軟件對行走機(jī)構(gòu)進(jìn)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行走機(jī)構(gòu)渲染圖同樣利用KeyShot軟件對堆垛機(jī)整體進(jìn)行了渲染，使得堆垛機(jī)以真實的效果呈現(xiàn)在人們面前，對我們所設(shè)計的堆垛機(jī)由真實的了解，如圖3-3：圖3-3堆垛機(jī)構(gòu)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(fù)雜設(shè)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(shù)，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(zhuǎn)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(yīng)用到任何您想要使用的進(jìn)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(zhì)量的彩色和選擇，制造商，零售商和客戶的設(shè)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(biāo)，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(zhì)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視覺效果。KeyShot可以調(diào)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(yīng)，以補(bǔ)充照明。改進(jìn)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(xué)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支持選擇進(jìn)口許多準(zhǔn)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(jìn)行修改和編輯。3.6三維零件及裝配體展示以下為按照設(shè)計選取的國標(biāo)所用零件，可以減少設(shè)計成本，在購買時也可以直接進(jìn)行選擇，如圖3-4、3-5、3-6所示：圖3-4軸承國標(biāo)零件圖圖3-5螺釘國標(biāo)零件圖圖3-6螺母國標(biāo)零件圖根據(jù)設(shè)計對導(dǎo)向輪、行走機(jī)構(gòu)主體部分、以及端蓋進(jìn)行了設(shè)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(jī)構(gòu)框架三維圖圖3-9端蓋裝配圖成品對電機(jī)以及減速器進(jìn)行繪制如下圖3-10：圖3-10電機(jī)裝配成品圖4.結(jié)論本論文的核心是自動化立體倉庫堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計。在立體庫自動倉庫中，堆垛機(jī)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(guān)于立體化自動倉庫和堆垛機(jī)以及行走機(jī)構(gòu)的資料和文獻(xiàn)，根據(jù)論文的要求，對自己所做的行走機(jī)構(gòu)有了一定的了解，有了自己的思路。根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計和計算，完成論文的的內(nèi)容要求。本論文介紹了自動化立體倉庫的國內(nèi)外歷史背景和研究現(xiàn)狀，通過對堆垛機(jī)的分類來一步步設(shè)計行走機(jī)構(gòu)，并且根據(jù)設(shè)計的要求，來確定堆垛機(jī)的性能，從而使堆垛機(jī)符合設(shè)計的要求。根據(jù)設(shè)計的行走機(jī)構(gòu)的思路，利用三維制圖軟件來繪制行走機(jī)構(gòu)的零件三維圖，再進(jìn)行裝配，完成最后的行走機(jī)構(gòu)的裝配圖。之后利用替他軟件對行走機(jī)構(gòu)的整體進(jìn)行了渲染，使得行走機(jī)構(gòu)更加逼真。對堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的各個部分進(jìn)行了設(shè)計和計算。同時還畫出了堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的二維圖和三維模型。并且將三維零件進(jìn)行裝配、渲染和仿真。由于時間和所學(xué)知識有限，論文還有一些缺點和不足，需要我不斷地學(xué)習(xí)和研究。經(jīng)過幾個月的研究和學(xué)習(xí)，完成了這次的畢業(yè)設(shè)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(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)里的一個重要檢查。完成畢業(yè)設(shè)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(xué)到了很多東西，使我終身受益。致謝四年時間轉(zhuǎn)瞬即逝，我即將大學(xué)畢業(yè)，進(jìn)入到社會中，四年的點點滴滴，我從少年步入成年，大學(xué)的學(xué)習(xí)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(xué)分別，內(nèi)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(biāo)。在本次畢業(yè)設(shè)計將要完成之時，我首先要感謝我的指導(dǎo)老師竇艷濤老師。他是一位認(rèn)真負(fù)責(zé)、有耐心的老師。在整個畢設(shè)論文的設(shè)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(dǎo)老師的交往中，我從他身上學(xué)到了很多東西，不僅僅有知識，還有做人。其次感謝大學(xué)四年來教導(dǎo)過我的所有老師們，正因為您的尊尊教導(dǎo)，才有了現(xiàn)在的我，讓我學(xué)到了有用的知識，畢業(yè)后也不會忘記老師對我的教導(dǎo)。最后，我要感謝一下我的母校北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院對我的教育之恩，祝母校永遠(yuǎn)朝氣蓬勃，桃李滿天下！參考文獻(xiàn)1 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SolidWorks機(jī)械設(shè)計教程2013.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2013.10于英.物流技術(shù)裝備.北京.北京大學(xué)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