智能軌道運載車結(jié)構(gòu)設(shè)計

胡全 張雨

摘要：智能軌道運載車不僅在物流業(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，能夠大大提高運輸效率[1]。本文通過對穿梭車內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，增大空間利用率，減小穿梭車的體積。本文著重設(shè)計了穿梭車的行走模塊，采用齒輪傳動;頂升機構(gòu)采用凸輪機構(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 ?軌道運輸 ?行走模塊

1主要研究內(nèi)容

本文主要針對兩向軌道運載車進行研究。主要優(yōu)化其頂升機構(gòu)的設(shè)計，通過電機控制凸輪轉(zhuǎn)動來以此實現(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，行走模塊和頂升機構(gòu)的設(shè)計，運載車整體以及內(nèi)部零部件強度的可靠性分析，確定其所有零部件所需要的各項尺寸。最終可以提高工作效率且實現(xiàn)自動取貨、運送、擱置等工作任務(wù)，并可聯(lián)合RFID、條碼的辨認(rèn)技術(shù)，實現(xiàn)自動化辨認(rèn)、存取和運輸?shù)裙δ堋?/p>

2穿梭車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

智能運載車的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計直接決定了其工作效率[3]，本文針對目前市場上的智能運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，提高其工作效率。

2.1整體方案設(shè)計

本次設(shè)計的智能運載車為立體箱式構(gòu)造，采用了高強度304不銹鋼材料，厚度為5mm。本次設(shè)計著重優(yōu)化頂升機構(gòu)，為了提高工作效率和實用性，運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。其機械構(gòu)造設(shè)計包含電動機型號的選型，行走機構(gòu)設(shè)計、頂升結(jié)構(gòu)設(shè)計。本次設(shè)計著重優(yōu)化頂升機構(gòu)，僅采用一個頂升電機，通過齒輪傳動改變凸輪的轉(zhuǎn)動方向，使得兩個凸輪能夠同時工作，滿足工作要求。

頂升機構(gòu)的整體設(shè)計方案為，電機通過聯(lián)軸器驅(qū)動軸，驅(qū)動軸和小v帶軸通過齒輪連接改變轉(zhuǎn)動方向，然后通過v帶傳動來帶動其中一個凸輪運動，另一個凸輪的控制直接通過v帶與凸輪軸連接。

2.2運載車原理簡介

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

2.3主要設(shè)計內(nèi)容

（1）使用電機加減速機驅(qū)動穿梭車運動。

（2）電機減速加凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動穿梭車升降。

（3）穿梭車兩側(cè)添加導(dǎo)向輪;電機及減速機安裝方式。

（4）凸輪安裝方式;導(dǎo)向輪安裝方式;驅(qū)動輪安裝方式。

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

2.4頂升機構(gòu)的設(shè)計

本文設(shè)計的運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)計采用運載車頂部提升的方案，使用一個渦輪蝸桿減速電機，采用V帶傳動的方式帶動凸輪完成穿梭車的升降動作。

凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)相對簡單，為完成運載車的頂升動作和穩(wěn)定性，需要采用兩個凸輪，為節(jié)省空間，采用一個電機，配合齒輪和帶傳動完成控制凸輪轉(zhuǎn)動，完成升降工作。結(jié)構(gòu)比較簡單，設(shè)計起來更加方便，比較容易實現(xiàn)，由于頂升的間距與凸輪的外形和凸輪邊際到篤定點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，來控制從從動件的運動規(guī)律;方便制造和設(shè)計，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

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

2.6齒輪傳動機構(gòu)設(shè)計

齒輪傳動機構(gòu)采用齒輪傳動，電機帶動傳動軸，傳動軸帶動車輪轉(zhuǎn)動，電機具有正反轉(zhuǎn)和減速功能，可使運載車兩向往返運動。

3結(jié)論

本次設(shè)計的智能軌道運載車體積小，達到了輕量化的目的，頂升裝置采用結(jié)構(gòu)簡單的凸輪結(jié)構(gòu)，非常實用。同時對電機的選型，速度的控制進行了大量計算，使運載車的精度得到了提高，最終也實現(xiàn)運載車工作效率的提高。

參考文獻：

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[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)動機不能起動的故障分析及排除[J].汽車維修，2015（12）：32-36.

[4]竺宇濤，梁會楓，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.