一種板材庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

董建曉，趙榮凱，劉洪濤，張英英，韓麗

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西太原030024）

一種板材庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

董建曉，趙榮凱，劉洪濤，張英英，韓麗

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西太原030024）

本文給出了一種智能板材庫(kù)整體結(jié)構(gòu)的研究方法。該結(jié)構(gòu)包括底座、立柱支撐、提取車(chē)以及移動(dòng)載貨臺(tái)。底座和立柱支撐構(gòu)成承載托盤(pán)的貨架結(jié)構(gòu)。本文通過(guò)分析立柱支撐結(jié)構(gòu)、提取車(chē)升降運(yùn)動(dòng)、水平運(yùn)動(dòng)以及移動(dòng)載貨臺(tái)水平運(yùn)動(dòng)，闡述了板材庫(kù)傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理和智能化自動(dòng)化的特點(diǎn)。

智能板材庫(kù)；提取車(chē)；移動(dòng)載貨臺(tái)

目前國(guó)外板材庫(kù)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，而國(guó)內(nèi)板材庫(kù)的研究處于剛起步狀態(tài)。為了滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求，我單位研制開(kāi)發(fā)了智能板材庫(kù)[1]。

智能板材庫(kù)載重可達(dá)5 t，寬度可達(dá)2 m，長(zhǎng)度可達(dá)5 m，較大幅度的滿(mǎn)足了更廣大客戶(hù)的需求，有效拓展了倉(cāng)儲(chǔ)物流市場(chǎng)。

智能板材庫(kù)以托盤(pán)為存儲(chǔ)單元，通過(guò)提取車(chē)的升降運(yùn)動(dòng)以及移動(dòng)載貨臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，將存放貨物的托盤(pán)取到操作者面前或送到貨柜合適位置。

1 板材庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

板材庫(kù)由底座、立柱支撐、提取車(chē)以及移動(dòng)載貨臺(tái)四個(gè)模塊組成。如圖1所示。

圖1 板材庫(kù)整體結(jié)構(gòu)圖

1.1 底座結(jié)構(gòu)

底座是板材庫(kù)的基礎(chǔ)，它對(duì)于板材庫(kù)整體的正常平穩(wěn)運(yùn)行起著重要的作用。

底座傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要是由底座框架、提升電機(jī)、傳動(dòng)軸、左右鏈輪箱和傳動(dòng)鏈條組成，如圖2所示。把電機(jī)設(shè)計(jì)到設(shè)備右側(cè)，可以適當(dāng)降低工作臺(tái)的高度，增加貨位數(shù)量。

圖2 底座框架傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

當(dāng)提升電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)右鏈輪箱主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)鏈輪通過(guò)傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)主動(dòng)鏈輪通過(guò)傳動(dòng)軸帶動(dòng)左鏈輪箱的主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)。左鏈輪箱的主動(dòng)鏈輪通過(guò)傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)左鏈輪箱從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)。底座鏈輪箱主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪均為雙排鏈輪，其中一排齒用鏈條連接傳遞運(yùn)動(dòng)，另外一排齒用鏈條與提取車(chē)連接，形成四點(diǎn)懸掛結(jié)構(gòu)，控制提取車(chē)升降運(yùn)動(dòng)。

1.2 立柱支撐

立柱支撐是智能板材庫(kù)骨架的重要組成部分，分為右前支撐、右后支撐、左前支撐以及左后支撐。如圖3所示。立柱支撐通過(guò)高強(qiáng)度螺栓與底座連接，并通過(guò)撐桿和斜拉相互連接成高強(qiáng)度貨架組，用于存放托盤(pán)。

（1）立柱采用工字鋼，較普通方管立柱減輕設(shè)備本身的重量；

（2）板材庫(kù)支撐角件，采用厚壁角鐵，并且底部焊接加強(qiáng)三角片，增加了立柱支撐的強(qiáng)度，提高了立柱支撐的承載能力；

（3）立柱支撐背面焊接厚壁方管，以防止焊接收口變形[2]。板材庫(kù)骨架如圖4所示。

圖3 立柱支撐（工字鋼）

圖4 板材庫(kù)骨架

1.3 提取車(chē)

提取車(chē)是板材庫(kù)的核心部分，它負(fù)責(zé)把取貨口處托盤(pán)存放到立柱支撐指定的貨位，或者把托盤(pán)從立柱支撐指定貨位輸送到取貨口處，包括提升車(chē)的升降運(yùn)動(dòng)和托盤(pán)掛耳的水平運(yùn)動(dòng)。升降運(yùn)動(dòng)是由底座電機(jī)帶動(dòng)底座鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)四點(diǎn)懸掛的鏈條來(lái)實(shí)現(xiàn)。托盤(pán)掛耳的水平運(yùn)動(dòng)是由提取車(chē)電機(jī)帶動(dòng)左右兩側(cè)掛耳運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用鏈條傳動(dòng)的方式。鏈條傳動(dòng)相對(duì)于皮帶傳動(dòng)具有承載力大，成本低等優(yōu)點(diǎn)。圖5所示。

圖5 掛接鏈箱鏈輪分布

提取車(chē)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要是由電機(jī)、傳動(dòng)軸、主體框架、傳動(dòng)鏈箱及托盤(pán)組成。如圖6所示。傳動(dòng)鏈箱包含有鏈箱主體、主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪、張緊鏈輪、傳動(dòng)鏈條、掛耳、鏈條導(dǎo)向板以及鏈條壓板等部件。安裝在主體框架上的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)左右兩個(gè)傳動(dòng)鏈箱的主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)。掛耳鉚接在傳動(dòng)鏈條上，傳動(dòng)鏈條繞過(guò)主動(dòng)鏈輪、張緊鏈輪和從動(dòng)鏈輪后首尾鉚接。使用張緊螺釘、張緊輪使傳動(dòng)鏈條張緊，張緊鏈條上部、下部分別設(shè)置有安裝在鏈箱主體上的鏈條壓板與鏈條導(dǎo)向板。主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)從動(dòng)鏈輪、張緊鏈輪等驅(qū)動(dòng)安裝于傳動(dòng)鏈條上的掛耳運(yùn)動(dòng)，在水平方向時(shí)，掛耳在鏈條導(dǎo)向板與鏈條壓板之間運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)托盤(pán)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。

圖6 提取車(chē)結(jié)構(gòu)

1.4 移動(dòng)載貨臺(tái)

移動(dòng)載貨臺(tái)的作用視把托盤(pán)從取貨口位置送到設(shè)備外部（操作者面前），或者把設(shè)備外部的托盤(pán)送到取貨口位置。

載貨臺(tái)如圖7所示，由三個(gè)部分組成：承載托盤(pán)的框架部件、傳動(dòng)部件以及行走導(dǎo)軌，行走導(dǎo)軌采用輕型鋼軌。

圖7 移動(dòng)載貨臺(tái)結(jié)構(gòu)

載貨臺(tái)傳動(dòng)部件分為行走機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)。行走機(jī)構(gòu)通過(guò)減速電機(jī)控制移動(dòng)載貨臺(tái)沿著行走導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)；鎖緊機(jī)構(gòu)是固定載貨臺(tái)在行走導(dǎo)軌上的位置。只有當(dāng)移動(dòng)載貨臺(tái)處于鎖緊狀態(tài)的時(shí)候托盤(pán)才能在提取車(chē)和移動(dòng)載貨臺(tái)之間進(jìn)行交換，防止托盤(pán)交換過(guò)程中由于摩擦力導(dǎo)致載貨臺(tái)位置改變[3]。如圖8所示。

圖8 鎖緊機(jī)構(gòu)

1.5 板材庫(kù)應(yīng)用案例

板材庫(kù)應(yīng)用案例如圖9所示。

圖9 板材庫(kù)應(yīng)用案例

2 結(jié)束語(yǔ)

本文研究了一種板材庫(kù)的結(jié)構(gòu)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備市場(chǎng)的一項(xiàng)空白。當(dāng)然這種板材庫(kù)結(jié)構(gòu)還存在一些問(wèn)題，將在以后的工作中對(duì)該結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)和完善，以適應(yīng)客戶(hù)的要求。

[1]黃靜.倉(cāng)儲(chǔ)管理實(shí)務(wù)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2006.

[2]戴少度.材料力學(xué)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2000.

[3]王洪欣.機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.

Integral Framework Design of Automatic Storage System for Sheet Metals

DONG Jian-xiao，ZHAO Rong-kai，ZHANG Ying-ying，HAN Li
（Second Research Institute，China Electronic Technology Group Corporation，Taiyuan Shanxi 030024，China）

This paper introduces a kind of analyzing method of integral framework for automatic storage system for sheet metals.The automatic storage system for sheet metals is mainly composed of base，supporting frame，extractor，and movable carrier，in which，the base and the supporting frame becomes the storing shelf for placing the trays.In this paper，it has introduces the driving principle and the intellectual features of automatic storage system for sheet metals through analyzing the structure of supporting frame，the movement（vertical and horizontal）of extractor as well as the horizontal movement of the tray carrier.

automatic storage system for sheet metals；extractor；movable tray carrier

TG315.4

A

1672-545X（2017）03-0042-03

2016-12-16

董建曉（1982-），男，山西太原人，助理工程師，本科，現(xiàn)從事自動(dòng)化立體貨柜的研發(fā)工作；趙榮凱（1978-），男，山西太原人，工程師，本科，現(xiàn)從事自動(dòng)化立體貨柜的研發(fā)工作；劉洪濤（1980-），女，山西太原人，工程師，本科，現(xiàn)從事自動(dòng)化立體貨柜的研發(fā)工作；張英英（1981-），女，山西太原人，工程師，本科，現(xiàn)從事自動(dòng)化立體貨柜的研發(fā)工作；韓麗（1983-），女，山西太原人，工程師，本科，現(xiàn)從事自動(dòng)化立體貨柜的研發(fā)工作。