垂直升降类机械式停车设备堆垛机的设计

垂直升降类机械式停车设备堆垛机的设计

俞天明1张忠忠2蒋珍伟3

浙江巨人控股有限公司浙江省湖州市313009

摘要：目前在停车设备里，升降搬运器都是升降平台结构。存取车辆时，存取交接载车板必须有归位动作过程或存取交换小车必须驶入升降搬运平台上随之升降，无法实现直接叉动运输车辆，无法使升降搬运器、行走搬运器等运动器件同时互动运行，所以存取时间较为冗长。堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备，通过手动操作，半自动操作和全自动操作来实现货物搬运。它由机架（上横梁，下横梁，立柱），水平行走机构，载货台，货叉及电气控制系统构成。本文主要对自动立体化堆垛机进行了描述，然后通过巷道堆垛机进行整体分析并设计各个部分的结构，最后阐述升降停车的新型实用内容。

关键字：立体仓库；堆垛机；结构

中图分类号：TU318文献标识码：A

1.前言

自动化立体仓库是物流中的核心，它不直接进行人工处理，却能自动地存储和取出物料的系统，是现代工业社会发展的高科技产物，对高效生产，低耗成本有着重要意义。早在20世纪70年代初期，我国开始研究采用有轨巷道式堆机(以下简称堆垛机)的立体仓库。1980年我国第一座自动化立体仓库在北京汽车制造厂投产，自动化立体仓库在我国发展迅速。近年来，随着企业生产与管理水平的不断提高，越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备，它能够在自动化立体仓库的巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格：或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。

自动化立体仓库的优点主要有以下方面：

（1）由于能充分利用仓库的垂直空间，其单位面积存储量远远大于普通的单层仓库(一般是单层仓库的4-7倍)。目前，世界上最高的立体仓库可达40多米，容量多达30万个货位。

（2）仓库作业全部实现机械化和自动化，一方面能大大节省人力，减少劳动力费用的支出，另一方面能大大提高作业效率。

（3）采用计算机进行仓储管理，可以方便地做到"先进先出"，并可防止货物自然老化、变质、生锈，也能避免货物的丢失。

（4）货位集中，便于控制与管理，特别是使用电子计算机，不但能够实现作业的自动控制，而且能够进行信息处理。

（5）能更好地适应黑暗、低温、有毒等特殊环境的要求。例如，胶片厂把胶片卷轴存放在自动化立体仓库里，在完全黑暗的条件下，通过计算机控制可以实现胶片卷轴的自动出入库。

（6）采用托盘或货箱存储货物，货物的破损率显著降低。

2．堆垛机的结构及特点

堆垛机是由机架、运行机构，起升机构、载货台、货叉、电器设备及各种全保护装置组成。

堆垛机是自动化立体仓库的主要作业机械。通常堆垛机的起重量为1t，起升高度大多数在(8~20)m之间。目前国内堆垛机最大起重量已达4.2t，起升高度达35m。

2.1机架

堆垛机机架是由两根立柱、上横粱、下横粱组成的方形框架，是堆垛机的主要承载构件，整机结构瘦长，立柱通常由方管制成。如果堆垛机的高度高、起重量大、运行速度快，立柱最好由圆管制成。上横粱及下横粱一般由槽钢及钢板焊接而成。

堆垛机的机架沿天轨运行，避免框架倾倒，上横粱上有导向轮。天轨一般由角钢、糟钢或热轧H型钢制成。

2.2运行机构

运行机构有电机减速器、行走车轮、导向轮等部件。堆垛机下横梁的下面装有两个车轮，车轮一般由铸钢制成。每个车轮的侧面有两个导向轮，一确保堆垛机能够在地轨上正常行驶。轴装式电机减速器装在前面构车轮上，它带动堆垛机在地轨上运行，切断电机电源时，电机能够自动制动，使堆垛机停止。

2.3起升机构

起升机构有电机减速器、驱动链轮、驱动链条、升降链轮、升降链条、配重块等。升降链条与载货台相连接，与升降链轮、上下横粱的链轮及载货台组成封闭结构。电机减速机通过驱动链轮带动升降链轮旋转时，升降链轮通过升降链条带动载货台上下运动。

2.4载货台

载货台主部件有槽钢、方管及钢板。在它的每个侧面装有四个导向轮及一个顶轮，确保载货台能够沿着升降轨道正常行驶。

2.5货叉

货叉是堆垛机中最主要的部分，它主要由电机减速机、链轮、链条、齿轮、齿条、下叉、中叉、上叉、轴承等组成。下叉侧面装有轴承并固定在载货台的台架上，中叉的下板与工字形导轨相连，上叉的顶板与立板相连，在立板上装有轴承。货叉电机的顶板与立板相连，在立板上装有轴承。货叉电机通过链轮链条带动齿轮旋转，齿轮带动齿条及中叉运动，同时中叉中的链轮通过链条带动上叉沿着中叉中的工字形导轨运动。

2.6电气设备

主要包括电力拖动、控制、检测和安全保护。在电气拖动方面目前主要采用交流变频调速及交流变极调速。堆垛机的控制一般采用可编程序控制器(P I J3)及计算机等堆垛机必须有自动认址、货位虚实等捡

1测以及其他检测。电力拖动要同时满足快速、平稳和准确三方面的要求。

2.7安垒保护装置

堆垛机是一种起重机械，它要在又高又窄的巷道内高速运行。为保证人身及设备的安全，堆垛机必须有完善的安全保护措旖。主要的安全保护措施有：（1）终端极限限位保护。堆垛机在行走、升降和伸缩货叉的终端都设有限位保护装置。

（2）联锁保护堆垛机在行走与升降时，货叉伸缩电路切断；相反货叉伸缩时，行走与升降电路切断。

（3）正位虚实检测控制。只有堆垛机在垂直和水平方向停准时，货叉才能伸缩。堆垛机到某货格入库，在伸叉存入货物前，需要先探测货格内有无货物，以防止双重入库，造成事故。探测器可以是反射式光电开关，当货格内有货物时

则停止送货，同时发出“双重入库”报警信号。

（4）载货台断链保护堆垛机正常工作时，起升导轨两侧的偏心轮与导轨脱开．使载货台能够沿着起升导轨上下运动。当由于意外及长期使用等原因造成提升链条突然断裂时，偏心轮通过连秆机构及弹簧作用卡在起升导轨的两侧，使载货台不致突然下落。

（5）断电保护。如果载货台升降过程中突然断电，则通过升降电机制动使载货台不致于降落下来。

3.实用新型内容

本实用新型为解决现有技术问题，提供一种使用方便的汽车用机械手式搬运器。

本实用新型的技术方案是：一种机械手式搬运器，包括承载架，设置于所述承载架上的夹取装置，设置于所述承载架下并可控制所述承载架升降的移动装置，所述夹取装置包括两套分别铰接于所述承载架两侧并可处于垂直所述承载架侧边和平行所述承载架侧边两种状态切换的夹取装置；每套所述夹取装置均包括相互联动且沿所述承载架侧边前后排列的两根摆臂，分别为前摆臂和后摆臂；所述联动为所述前摆臂和后摆臂运动方向相反、运动速度一致且运动行程相同。

作为优选，两根所述摆臂相互联动。

作为优选，所述夹取装置包括沿所述主承载架侧边前后排列的两套，分别为前轮夹取装置和后轮夹取装置；所述两套夹取装置相互联动。

作为优选，所述移动装置包括设置于所述承载架下方的驱动轮。

作为优选，所述承载架上设置有与所述摆臂相铰接的推移板，所述推移板连接有通过驱动该推移板以驱动所述摆臂运动的夹取驱动器。

作为优选，所述前摆臂和所述后摆臂的相对侧设置有承载部。

综上所述，本实用新型的摆臂转至与承载架侧边平行，将承载架释放至最低，然后将本实用新型移至需要移动的汽车底下，控制摆臂转动，四套夹取杆分别贴近汽车的四个轮胎，移动装置提升承载架，即可将汽车抬起，驱动轮转动，即可将汽车移动。本实用新型具有以下优点：结构合理，使用方便；结构简单，制造成本低。

参考文献：