智能軌道運(yùn)載車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

胡全 張雨

摘要：智能軌道運(yùn)載車不僅在物流業(yè)和倉儲業(yè)占有使用量，在各行各業(yè)中的比重都在顯著提高。該系統(tǒng)在鋪設(shè)的軌道上運(yùn)行，能穩(wěn)固、精準(zhǔn)地停在各站來使貨物接駁，能夠大大提高運(yùn)輸效率[1]。本文通過對穿梭車內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，增大空間利用率，減小穿梭車的體積。本文著重設(shè)計(jì)了穿梭車的行走模塊，采用齒輪傳動(dòng);頂升機(jī)構(gòu)采用凸輪機(jī)構(gòu)，優(yōu)化凸輪結(jié)構(gòu)的連接方式，采用齒輪和v帶相結(jié)合的聯(lián)合方式，大大縮小了內(nèi)部空間的占用[2]。

關(guān)鍵詞：凸輪頂升 ?軌道運(yùn)輸 ?行走模塊

1主要研究內(nèi)容

本文主要針對兩向軌道運(yùn)載車進(jìn)行研究。主要優(yōu)化其頂升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過電機(jī)控制凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)來以此實(shí)現(xiàn)貨物的頂升，節(jié)省其內(nèi)部的使用空間，縮小車身體積。包括選擇最優(yōu)的電機(jī)，行走模塊和頂升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，運(yùn)載車整體以及內(nèi)部零部件強(qiáng)度的可靠性分析，確定其所有零部件所需要的各項(xiàng)尺寸。最終可以提高工作效率且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取貨、運(yùn)送、擱置等工作任務(wù)，并可聯(lián)合RFID、條碼的辨認(rèn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化辨認(rèn)、存取和運(yùn)輸?shù)裙δ堋?/p>

2穿梭車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能運(yùn)載車的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)直接決定了其工作效率[3]，本文針對目前市場上的智能運(yùn)載車存在的一些不足的問題加以改善，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高其工作效率。

2.1整體方案設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)的智能運(yùn)載車為立體箱式構(gòu)造，采用了高強(qiáng)度304不銹鋼材料，厚度為5mm。本次設(shè)計(jì)著重優(yōu)化頂升機(jī)構(gòu)，為了提高工作效率和實(shí)用性，運(yùn)載車必須保證較小的體積。所以內(nèi)部的空間比較狹小，陳列相對緊湊。其機(jī)械構(gòu)造設(shè)計(jì)包含電動(dòng)機(jī)型號的選型，行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、頂升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)著重優(yōu)化頂升機(jī)構(gòu)，僅采用一個(gè)頂升電機(jī)，通過齒輪傳動(dòng)改變凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，使得兩個(gè)凸輪能夠同時(shí)工作，滿足工作要求。

頂升機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)方案為，電機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸和小v帶軸通過齒輪連接改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向，然后通過v帶傳動(dòng)來帶動(dòng)其中一個(gè)凸輪運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)凸輪的控制直接通過v帶與凸輪軸連接。

2.2運(yùn)載車原理簡介

智能軌道運(yùn)載車的設(shè)計(jì)要求包含其工作和實(shí)施任務(wù)的環(huán)境和運(yùn)載車對運(yùn)轉(zhuǎn)通道的品質(zhì)要求[4]。當(dāng)運(yùn)載車到達(dá)指定位置時(shí)，升降裝置啟動(dòng)以此將運(yùn)載車的托盤升起，貨物放置完畢后，托盤下降到初始位置。此時(shí)運(yùn)載車開始運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)載車會(huì)沿著運(yùn)行的通道進(jìn)入指定的位置。在將要抵達(dá)指定位置的時(shí)侯，這時(shí)傳感器會(huì)感應(yīng)到運(yùn)載車即將到達(dá)，電機(jī)會(huì)減速。當(dāng)即將到達(dá)指定位置時(shí)，運(yùn)載車將會(huì)緩慢減速直至停下。此時(shí)，托盤開始下降，貨物被運(yùn)送到貨架上。運(yùn)載車返回起點(diǎn)，等待下一次貨物裝卸[5]。

2.3主要設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）使用電機(jī)加減速機(jī)驅(qū)動(dòng)穿梭車運(yùn)動(dòng)。

（2）電機(jī)減速加凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)穿梭車升降。

（3）穿梭車兩側(cè)添加導(dǎo)向輪;電機(jī)及減速機(jī)安裝方式。

（4）凸輪安裝方式;導(dǎo)向輪安裝方式;驅(qū)動(dòng)輪安裝方式。

（5）根據(jù)尺寸要求整體布局合理，尺寸安裝合適，驅(qū)動(dòng)電源采用滑束線。

2.4頂升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的運(yùn)載車具有向上抬起貨物的功能，目前市場上的頂推方案有整體頂推和局部頂推兩種[5]。

本次設(shè)計(jì)采用運(yùn)載車頂部提升的方案，使用一個(gè)渦輪蝸桿減速電機(jī)，采用V帶傳動(dòng)的方式帶動(dòng)凸輪完成穿梭車的升降動(dòng)作。

凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相對簡單，為完成運(yùn)載車的頂升動(dòng)作和穩(wěn)定性，需要采用兩個(gè)凸輪，為節(jié)省空間，采用一個(gè)電機(jī)，配合齒輪和帶傳動(dòng)完成控制凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，完成升降工作。結(jié)構(gòu)比較簡單，設(shè)計(jì)起來更加方便，比較容易實(shí)現(xiàn)，由于頂升的間距與凸輪的外形和凸輪邊際到篤定點(diǎn)的位置有著主要的聯(lián)系，所以能夠采用更換不同的凸輪型號的方式，來控制從從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;方便制造和設(shè)計(jì)，凸輪在日常生活中應(yīng)用比較廣泛，因此其制做工藝非常成熟，但是需要較高的加工精度;凸輪與頂部頂升板的接觸面積比較小，可采用滾動(dòng)摩擦，以減少凸輪與頂升版的磨損，增加凸輪的使用壽命。

2.5導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)

由于是軌道運(yùn)載車，所以在運(yùn)載車運(yùn)行過程中，不需要考慮轉(zhuǎn)向的問題。但為了防止運(yùn)載車與車身兩側(cè)的軌道或墻壁產(chǎn)生不必要的碰撞，通常采用導(dǎo)向裝置來限制運(yùn)載車的左右位移，在運(yùn)載車車身兩側(cè)裝有導(dǎo)向輪，以保證運(yùn)載車的正常運(yùn)行。

2.6齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用齒輪傳動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)具有正反轉(zhuǎn)和減速功能，可使運(yùn)載車兩向往返運(yùn)動(dòng)。

3結(jié)論

本次設(shè)計(jì)的智能軌道運(yùn)載車體積小，達(dá)到了輕量化的目的，頂升裝置采用結(jié)構(gòu)簡單的凸輪結(jié)構(gòu)，非常實(shí)用。同時(shí)對電機(jī)的選型，速度的控制進(jìn)行了大量計(jì)算，使運(yùn)載車的精度得到了提高，最終也實(shí)現(xiàn)運(yùn)載車工作效率的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵琳，自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化研究[D].大連海事大學(xué)2005.

[2]鐘雙紅，朱丹.高職汽車專業(yè)技能競賽與人才培養(yǎng)有效融合的實(shí)踐研究[J].新課程研究，2019（8）：82-84.

[3]陶磊，李海娟.淺析邁騰發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)的故障分析及排除[J].汽車維修，2015（12）：32-36.

[4]竺宇濤，梁會(huì)楓，陳宇，等汽車PEPS系統(tǒng)綜述[J]，科技創(chuàng)新與生力，2020（5）：49-51.

[5]CAI X， Heragu S S， LIU Y. Modeling and evaluating the AVS/RS with tier-to-tier vehicles using a semi-openqueueing network[J]. IIE Transactions， 2014， 46（9）： 905-927.