一種改進(jìn)型環(huán)行有軌穿梭車

姚曉明

（北京高科物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備技術(shù)研究所有限公司，北京 100089）

一種改進(jìn)型環(huán)行有軌穿梭車

姚曉明

（北京高科物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備技術(shù)研究所有限公司，北京 100089）

目前國(guó)內(nèi)外項(xiàng)目中使用的環(huán)行穿梭車的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大多具有以下設(shè)計(jì)特點(diǎn)：四輪支撐，雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，平面踏面軌道，內(nèi)、外軌往往具有不同曲率或不同軌面形狀，等等。針對(duì)以上幾方面設(shè)計(jì)特點(diǎn)和實(shí)際使用要求，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，改為三點(diǎn)支撐，單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，內(nèi)外軌同寬等改進(jìn)型設(shè)計(jì)將有助于進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低制造難度和成本，并使制造安裝更為方便易行。

有軌穿梭車；倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)；環(huán)行

1 引言

有軌穿梭車是倉(cāng)儲(chǔ)物流設(shè)備中擔(dān)負(fù)物流分配的主要設(shè)備之一，對(duì)提高入、出庫(kù)及貨物存儲(chǔ)效率起到關(guān)鍵作用。近年來(lái)越來(lái)越多使用的環(huán)行穿梭車，相比傳統(tǒng)往復(fù)運(yùn)行的穿梭車，更加有效改善物流特性，使多品種、多岔道的物流系統(tǒng)管理更具可靠性、條理性，從而達(dá)到提高物流效率、降低物流成本的目的。在自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)中，RGV（有軌穿梭車）擔(dān)負(fù)各種貨物的分流、集中、快速轉(zhuǎn)運(yùn)等作業(yè)任務(wù)，因此RGV又稱為“自動(dòng)分配車”。與其它分配方式（如輸送機(jī)交叉分配方式、叉車或AGV（無(wú)軌自動(dòng)引導(dǎo)車）分配方式）相比，RGV的運(yùn)行速度高、定位準(zhǔn)確、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較好的綜合效果，而環(huán)行RGV，因其單向環(huán)行的特點(diǎn)，便于使用多臺(tái)車同時(shí)協(xié)調(diào)動(dòng)作，一定程度克服了貨物流動(dòng)中多個(gè)交叉點(diǎn)阻塞問(wèn)題，大大提高了物流效率，在某些多品種、多岔道、距離長(zhǎng)、貨物輸送量大的物流系統(tǒng)中，所具有的特殊使用功能有其不易替代的明顯優(yōu)勢(shì)。

筆者在實(shí)踐中，對(duì)國(guó)內(nèi)外一些項(xiàng)目中使用的環(huán)行RGV進(jìn)行了分析比較，設(shè)計(jì)并使用了本文介紹的環(huán)行RGV，該設(shè)備與同類產(chǎn)品相比，做了一些改進(jìn)設(shè)計(jì)，在本公司項(xiàng)目中使用取得不錯(cuò)的效果。

2 一種改進(jìn)型環(huán)行RGV設(shè)計(jì)

環(huán)行穿梭車物流系統(tǒng)示意圖如圖1所示，其中參數(shù)見(jiàn)表1。

圖1 環(huán)行穿梭車物流系統(tǒng)示意圖

表1 主要技術(shù)參數(shù)

設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下：

（1）采用鏈條式輸送移載機(jī)構(gòu)，便于不同形式的托盤底部平穩(wěn)通過(guò)，盡量不使用輥?zhàn)虞斔拖到y(tǒng)，避免輥?zhàn)娱g隙影響托盤腿通過(guò)，并盡量減小鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)端部轉(zhuǎn)向輪徑，使托盤在該處平穩(wěn)過(guò)渡。

（2）采用三點(diǎn)支撐的行走機(jī)構(gòu)，與傳統(tǒng)的四輪支撐行走機(jī)構(gòu)相比，從支撐原理上有效消除由于運(yùn)行軌道鋪設(shè)的高度誤差及車架制造誤差可能造成運(yùn)行過(guò)程中輪壓發(fā)生變化的影響，避免由于輪壓變化所造成的行走驅(qū)動(dòng)力矩不足的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）目前在用的RGV行走機(jī)構(gòu)大多為四點(diǎn)支撐（四個(gè)車輪在車架的四角），由于整車轉(zhuǎn)彎時(shí)車體與彎道切線方向存在夾角，所需行走驅(qū)動(dòng)力會(huì)加大，另外以上所述安裝制造誤差引起的輪壓及驅(qū)動(dòng)力矩變化也是潛在不穩(wěn)定因素，又因彎道運(yùn)行時(shí)車輪相對(duì)有轉(zhuǎn)角而無(wú)法將主從動(dòng)車輪用長(zhǎng)軸連接，因此往往采用2套電機(jī)分別帶動(dòng)2個(gè)主動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)方式，以確保順利轉(zhuǎn)彎并補(bǔ)償運(yùn)行中可能產(chǎn)生的輪壓變化對(duì)行走拖動(dòng)力的影響，而本文所述的改進(jìn)設(shè)計(jì)采用三點(diǎn)支撐，則只需一套行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)即可滿足使用而基本無(wú)需考慮行走過(guò)程中輪壓發(fā)生變化所造成的行走驅(qū)動(dòng)力矩變化的不可測(cè)因素。至于轉(zhuǎn)彎時(shí)所需驅(qū)動(dòng)力增大，由于彎道車速比直行時(shí)慢得多（大約1/3至1/2）,而行走電機(jī)減速機(jī)系統(tǒng)按照變頻前低速選型，因此具有較大傳動(dòng)比和輸出扭矩，高速運(yùn)行時(shí)提高供電頻率至80～90Hz，按照高速運(yùn)行工況計(jì)算的電機(jī)功率可同時(shí)滿足低速較大扭矩工況，只要轉(zhuǎn)彎半徑不要過(guò)小（車體行走方向中心線與導(dǎo)向彎道（外側(cè)軌）切線夾角小于30°），就不必?fù)?dān)心發(fā)生使用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)造成轉(zhuǎn)彎驅(qū)動(dòng)力矩不足的問(wèn)題。

（4）在傳統(tǒng)的四支點(diǎn)四行走輪支撐系統(tǒng)中，當(dāng)主動(dòng)一側(cè)的2個(gè)車輪（與軌道導(dǎo)向）帶動(dòng)被動(dòng)一側(cè)2個(gè)車輪（與軌道無(wú)導(dǎo)向）及整車運(yùn)行至轉(zhuǎn)彎處圓弧形軌段時(shí)，前后被動(dòng)輪會(huì)沿不同軌跡運(yùn)行，為此需將該軌段做成加寬軌面的非標(biāo)軌道，方能同時(shí)容納前后輪兩條軌跡而不至于脫軌。而本改進(jìn)型RGV的被動(dòng)輪一側(cè)只有一個(gè)支撐點(diǎn)，該點(diǎn)在轉(zhuǎn)彎時(shí)只走過(guò)一個(gè)軌跡，因此就無(wú)需制做加寬軌道，只需用一條標(biāo)準(zhǔn)寬度、非標(biāo)彎形的軌道與另一條規(guī)則圓弧彎形軌道配合使用即可。非標(biāo)彎形的軌跡可用畫包絡(luò)線方法找到其近似軌跡，然后用幾段近似圓弧模擬連接即可。

（5）在改進(jìn)設(shè)計(jì)中，被動(dòng)一側(cè)僅一個(gè)支承點(diǎn)，如果簡(jiǎn)單使用一個(gè)被動(dòng)輪，則會(huì)顯得車輪的承載能力不足，為解決承載問(wèn)題，被動(dòng)輪仍使用2個(gè)，而在該支撐點(diǎn)設(shè)一轉(zhuǎn)軸及一個(gè)可沿此軸擺動(dòng)的平衡架，將2個(gè)被動(dòng)車輪安裝在平衡架下，這樣就形成2個(gè)被動(dòng)車輪共用一個(gè)支撐點(diǎn)，如圖2所示，只要2個(gè)被動(dòng)輪間距較近，則二輪轉(zhuǎn)彎時(shí)走過(guò)的軌跡仍很接近，不會(huì)影響其在同一條標(biāo)準(zhǔn)軌面上行走，這樣即可保證有4個(gè)輪子承載，又可保留三支撐點(diǎn)特性（實(shí)現(xiàn)單電機(jī)驅(qū)動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)寬度軌道）。如圖2中所示平衡架與車體之間留有合理間隙，可在補(bǔ)償設(shè)備制造、軌道安裝誤差的同時(shí)，防止異常偏載時(shí)車體傾翻。

圖2 被動(dòng)車輪組示意圖

（6）由于環(huán)行RGV高效運(yùn)行的保障在于若干臺(tái)車“川流不息”不斷流動(dòng)，因此必須保證環(huán)行軌道全程暢行無(wú)阻，因此，故障車的臨時(shí)維修問(wèn)題必須解決好：設(shè)置一個(gè)手動(dòng)轉(zhuǎn)移小車，可將故障RGV通過(guò)該手動(dòng)轉(zhuǎn)移小車迅速轉(zhuǎn)移至維修區(qū)域，并盡快將該處移出軌道重新復(fù)位，該手動(dòng)轉(zhuǎn)移小車要拉動(dòng)靈活，復(fù)位時(shí)準(zhǔn)確定位并穿銷固定，同時(shí)恢復(fù)供電滑線的位置（RGV上設(shè)雙電刷保證通過(guò)該處滑線接頭間隙而不間斷供電），確保其它RGV盡快恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（7）為實(shí)現(xiàn)高速、平穩(wěn)、低噪運(yùn)行，要使用具有平面運(yùn)行踏面的鋁合金軌道，所有車輪和水平導(dǎo)向輪均使用聚氨酯或聚酰胺（尼龍）材質(zhì)，被動(dòng)車輪為無(wú)水平導(dǎo)向的萬(wàn)向腳輪，反向運(yùn)行時(shí)需要將其偏心方向反裝。另外，本車如果需要改為直線雙向運(yùn)行，只需將其2個(gè)萬(wàn)向被動(dòng)輪改裝為無(wú)偏心的固定腳輪即可，實(shí)現(xiàn)了多用途的使用功能。

3 小結(jié)

綜上所述，本環(huán)行RGV機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用四輪三點(diǎn)支撐和一個(gè)減速電機(jī)的行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，取代目前許多項(xiàng)目中的四輪四支點(diǎn)雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并因此可使行走軌道的設(shè)計(jì)制造更為簡(jiǎn)單，為此類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用進(jìn)行進(jìn)一步探索，有助于降低設(shè)計(jì)制造難度和成本，方便制造安裝。

A Kind of Improved Circular Rail Shuttle

Yao Xiaoming
(Beijing Gaoko Mat’l-F&W.EQ.Research Institute Co.,Ltd.,Beijing 100089,China)

In this paper,we first went over the mechanical and structural design of the circular shuttles used in domestic and foreign projects,analyzed their common features,and then in view of such and the requirement often voiced in practice,further optimized its design, including switching to three-foot support,single motor drive and same width for both inner and outer rails,etc.,which helped further simplify the structural design of the shuttle,reduce its manufacturing difficulty and cost and ease its installation.

rail shuttle;warehouse logistics system;circular

F253.9

A

1005-152X(2017)08-0122-02

2017-07-03

姚曉明（1954-），男，河北石家莊人，北京高科物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備技術(shù)研究所有限公司高級(jí)工程師，研究方向：起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)、倉(cāng)儲(chǔ)物流設(shè)備設(shè)計(jì)。

doi∶10.3969/j.issn.1005-152X.2017.08.028