貨運汽車廂平面與站臺平面間動態落差自動補償方案研究

楊鳴，楊帆

(杭州鋼鐵股份有限公司，浙江杭州310017)

0 引言

裝卸搬運是物流系統中最基本的功能要素之一，物流技術及其裝備是提高物流系統效率的主要手段，是反映物流系統水平的主要標志，是構筑物流系統成本的主要因素。

現今的物流中心、倉儲中心、企業倉庫等均已廣泛應用裝卸搬運技術裝備，如起重機械、運輸機械、裝卸機械、工業車輛等。而作為大部分倉庫主要功能性設施的站臺，其所配置的技術裝備尚顯不足，這體現在以下幾個方面:倉儲業所涉進出貨車輛品種多，即使考慮建造不同高度的站臺，也很難保證全部車輛與站臺銜接后車廂底板與站臺處于同一高度，因而目前采用的相應裝置是垂直運行升降平臺。該裝備常態時工作面與站臺處于同一高度，叉車必須駛停至該平臺上，由平臺載同叉車垂直起(落)至相應車廂底板高度，而后叉車駛入車廂內作業；叉車返程時亦需先入平臺，由平臺將其起(落)至站臺。(該升降平臺始終需人工操作)。如此叉車在工作駛程上必須行車二次，這就存在一個較為明顯的作業效率滯后區，是機械化站臺裝卸的瓶頸。

基于上述狀態，著眼于二次“停頓”背后的裝卸效率，研究一種可行性強、操作簡便且又便于推廣使用的站臺技術設備，目的是在站臺及運送貨車輛廂底板間構成無障礙通行條件，大幅提高站臺裝卸作業率。

1 預備知識

在倉庫平面布置中多考慮設置站臺以便于貨物裝卸，大部分站臺高度的設計在未使用垂直升降平臺前就已確定。由于貨車型號的多樣性及投用站臺高度的不變性，使得站臺與車廂底板間的高度差成為站臺裝卸效率的主要影響要素，為此耗費了大量的人力，且效率很低。

隨著先進的裝卸搬運技術設備投用及貨物包裝形式的不斷標準化，使得裝卸工作自動化、機械化程度不斷提高。叉車加托盤傳遞貨物的流程替代了以往效率低下的人力搬運裝卸流程。

站臺運貨叉車與運送貨汽車間的溝通由垂直起降升降平臺來完成。即叉車運送貨物途中駛停至與站臺同高度的升降平臺工作面上，而后操作該平臺垂直運行至運送貨車廂底板高度；隨后叉車駛入車廂內進行作業；完成車廂內作業后，叉車駛回升降臺，再由升降臺載叉車至站臺平面。在叉車的這一工作回路中，其間有二次暫停，這就給進一步提高站臺裝卸作業率，減少該區段操作工崗數提供了一個提升空間，使站臺裝卸作業更好地與日益先進的倉儲業工裝設備匹配成為可能。

2 方案設計

2.1 方案設計

方案的目標是實現叉車(或人力推車)在經站臺至貨運車廂底板間運送貨物過程中，通過設置智能型升降臺完成的無停頓行駛或稱無障礙通過；對由于裝卸過程中不斷增減貨物所致的運送貨車廂底板高度的動態變化，通過智能型升降臺的隨動，始終保持無障礙通行條件。從而進一步大幅提高站臺裝卸作業率。

2.2 智能型升降臺動力系統工作原理

該型升降臺設有前后二組分別控制動作的液壓雙向油缸工作系統(見圖1)。當靠站車車廂底板高(或低)于站臺平面，或者因車載質量變化引起靠站車輛底板高度發生變化時，油缸A做升(降)主動作；使該型升降臺前端運行至車廂底板同一高度(控制系統精度±5mm)；隨后油缸B做輔助升降動作，用以微量調整該型升降臺尾部高度。運送貨車輛離站后，升降臺臺面通過油缸A和B的運行，恢復至與站臺地坪同等高度。

圖1 智能型升降臺動力系統工作原理圖

2.3 動態信號源發生器使用操作原理

以下給出該升降臺動態信號源發生器作用流程方式的詳細描述:

1)油缸A的動作分兩路控制:裝卸狀態下由色帶識別式光學控制系統控制，非裝卸狀態下，通過機械式行程開關控制。

2)油缸B因其動作幅度小，固直接采用機械式行程開關控制。

3)油缸A的光控探頭裝于該型升降臺的側首部，(見圖2)，探頭本身具備自平衡功能。

圖2 智能升降臺光控系統布置示意圖

其中，動態信號源發生器的使用操作原理如下:

信號源發生器主要由直立式色帶與可控磁吸座等組合而成，構成一便攜式部件。不工作時插放在其基座中，使用時只需將其吸附在運送貨車輛后部，使色帶相應“零位”與車廂底板高度一致。完成后，即可啟用智能型升降臺控制系統。貨車完成貨物裝卸駛離站臺，即可取下該部件并插回基座，因基座內沒有非裝卸狀態下的控制回路，一經插入，智能型升降臺即自動回位。

3 實用性論證

在完成該升降平臺方案設計后，筆者在廠區鋼材裝卸區貨運軌道實際安裝試驗了相應機構，論證結果如下。

3.1 智能型升降臺設計可靠性論證

1)動力執行部分采用廣泛應用的液壓系統技術，該系統工作可靠性強、體積小、承載大、在油缸工作行程范圍內，可控制其任意工位定位。

2)該型升降臺，采用色帶識別式光學控制系統，其技術成熟操作簡便，安全可靠性強。

3)流通倉庫，工廠倉庫等站臺高度選擇一般在1.17m(市區卡車)至1.4m(國際標準集裝廂拖車)之間，最大高差為0.23m。而升降臺為滿足機動叉車停駐要求，其臺面工作長度大于2.5m(小型叉車作業站臺寬度參數為3.4m～4.0m)。參考高差最大值0.23m，其構成的斜坡道坡度能夠保證小于10%，故可以滿足站臺設計坡度參數。智能型升降臺可在上斜工位及下傾工位狀態下正常作業，其服務的站臺高度通?？刂圃?.3m，因此相應斜道坡度會更小。

3.2 實物投用可行性論證

現今倉儲業、企業興建帶站臺倉庫時，大多考慮使用垂直升降平臺，并從運轉效率角度出發對站臺裝卸效率給予了較多關注。本文設計的智能型升降臺的功能，可操作性及造價因素是其競爭力所在。

在已使用垂直升降平臺的站臺上，也可結合現有裝備進行技改。具體方法是:利用原升降平臺的全部，增加部分動力執行部件及光感控制系統，即可構成智能型升降臺，從而達到工裝設備更新換代的目的。

對于原使用下斜坡道與倉庫內地平面構成的站臺格式，則可將智能型升降臺工作原理應用在下斜坡道上。通過局部改造坡道功能，用智能型升降臺來托載運送貨車輛的后輪，達到無障礙過往目的。

3.3 方案成效性

從近一年的試驗運行測試結果來看，使用該智能型升降平臺后的站臺貨物運轉效率明顯提高，成效顯著。這里通過將原有垂直升降型升降平臺與智能型升降臺通過叉車從庫位至車廂內作業路線進行比照說明改進的作用。

使用垂直升降平臺過程中，叉車正常行駛；進入升降臺前低速行駛、臺面停車、升降起落、平臺起步、低速駛入廂內作業等9個運行動作，結合返程則為18個運行動作。相比較而言，使用智能型升降臺過程中僅需庫內起步、加速、常速行駛、低速行駛、低速通過升降臺、低速進入廂內作業等5個運行動作，結合返程則為10個動作。在叉車整個作業過程中最可觀的操作時間節約反映在垂直升降平臺的動作階段。而使用智能型升降臺時，叉車行駛單程作業過程中較前者減少30%的作業時間。

另外，該智能型升降臺的另一個優點是人工操作過程相對簡單，操作人員只需將“信號源發生器”磁吸在相應位置后，啟動控制系統即可正常運作，整個裝卸過程將不再有其他操作內容，可做到一人控制多車裝卸調度，大大節省了人力資源。而垂直升降型升降平臺在整個單車裝卸過程中則需操作人員全過程協同操作(即時操作升降平臺起落)，該智能型升降臺可使得崗位數減少，勞動強度降低，叉車行駛安全性相應提高。

4 結語

本文從站臺機械化裝卸現狀著眼，本著安全、經濟、提高站臺裝卸作業率及操作簡便、實用的指導理念，構建了上述方案。并從設計可行性論證和實物投用可靠性論證及方案的成效性分析體現出本方案的優勢及可行性，實際的裝卸試驗顯示，該改進方案相比垂直升降型升降平臺能提升越約30%的裝卸效率。