摘 要
立体仓库是物流中的重要组成部分，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存 储和取出物流的系统。它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高生产率、降低成本 有着重要意义。近年来，随着企业生产与管理的不断提高，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。本文详细论述了在现代大多数企业中普遍使 用的双立柱堆垛机的设计方案，文章的重点放在其三个部件：升降机构、行走机构、货 叉伸缩机构的设计上。首先，提出各个机构的总体设计方案；其次，对各个机构的受力 情况进行了分析并计算，然后估算初取值，再进行校核，最后确定各个实际值。 关键词：升降机构，行走机构，货叉伸缩机构
ABSTRACT
室外1V2
Threedimensional storehouse is that thing flows important composition part, it is to stock and take out voluntarily under not directly carrying out the condition of artificial intervention the system that thing flows out. It is the hightech outcome of modern industrial social development, for raise productivity and reduction cost have important meaning. In recent years, along with the unceasing raising of enterprise
production and management, more and more enterprises know that thing flows out reasonability and the improvement of system, is very important for the development of enterprise. Stacker cranes is automation threedimensional storehouse in most important take heavy crane pile up equipment, it can in the tunnel of automation cube in the shuttle operation of round trip, will locate in tunnel the goods of mouth stock goods shelf; or opposite take out the goods transit in goods shelf go to tunnel mouth. This paper has discussed the focal point of design scheme and article of the two pillar stacker crane of universal use in modern most enterprises in detail put, in thirdly parts: elevator mechanism, walk mechanism and fork telescoping mechanism design, design a kind of tape the cranes safe organization of flexible installation design scheme. first, put forward the overall design scheme of every organization, secondly, for every organization analyse by force condition calculate, then estimation beginning take value, check nuclear, final definite every reality again worth.
Key words: elevator mechanism, walk mechanism, fork telescoping mechanism
目 录
1 绪论 (1)
1.1堆垛机简介 (1)
1.2堆垛机的发展 (1)
1.3有轨巷道式堆垛机的特点 (3)
1.4堆垛机的结构设计综述 (4)
1.5研究背景及意义 (4)
1.6研究的内容 (5)
滚珠丝杠副安装2 堆垛机货叉机构的设计计算 (6)
2.1直线滚动导轨副的计算与选型 (6)
2.2滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (7)
2.3步进电动机减速箱的选用 (9)
陶粒砂过滤2.4步进电动机的计算与选型 (10)
3 堆垛机升降机构的设计计算 (14)
3.1滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (14)
3.2步进电动机减速箱的选用 (16)
3.3步进电动机的计算与选型 (16)
4 堆垛机行走机构设计计算 (19)
4.1直线滚动导轨副的计算与选型 (19)
4.2滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (20)
4.3步进电动机减速箱的选用 (21)
4.4步进电动机的计算与选型 (22)
5 控制系统设计 (25)
5.1驱动器 (25)
5.2 步进电机原理 (25)
5.3单片机的选用 (26)
5.4接线原理图 (26)
6 结论 (28)
参考文献 (29)
致谢 (30)
1 绪论
1.1 堆垛机简介
二氧化碳制冷堆垛机是一种安装了起重设备的有轨或无轨小车。堆垛机上装有电动机，带动堆垛 机移动和托盘的升降，一旦堆垛机到需要的货位，就可以将零件或货箱自动推入或拉 出货架，堆垛机上有检测横向移动和起升高度的传感器，辩认货位的位置和高度，有时 还可以阅读货箱内零件的名称以及其他有关零件信息。 1.2 堆垛机的发展
近年来，随着企业生产与管理的不断提高，越来越多的企业认识到物流系统的改善 与合理性对企业提高生产率、降低成本非常重要。堆垛机是自动化立体仓库中最重要的 起重堆垛设备。本文着重就堆垛机的结构设计进行初步研究。
立体仓库是指采用高层货架配以货箱或托盘储存货物，用巷道堆垛机及其他机械进 行作业的仓库。
它的特点有：（1）、高层货架存储。节约用地，充分利用库房空间增大存储量;
洗手液机（2）、自动存取。收发准确迅速，提高入出库效率，机械自动化作业解放人力，减 小劳动强度；
（3）、计算机控制。自动对信息进行准确的存储和管理，自动打印各种报表。便当袋
（4）、可与其他输送设备配合使用，使生产、分拣、仓储更好地链接，节约管理成 本。
自动化立体仓库可以认为是自动化仓库与立体仓库的有机结合，它是由高层货架、 巷道堆垛机、自动分拣系统、入出库自动输送系统、自动控制系统、计算机仓储管理系 统及其周边设施与设备组成的可对集装单元货物实现自动仓储过程的一个综合系统。
自动化立体仓库的产生和发展是生产力高度发展的结果。随着社会生产力的不断发 展，原有的仓储作业不能满足社会生产和生活的需求，同时伴随着城市化进程的不断发 展，引起地价不断上涨，迫使人
们不得不考虑仓储空间向立体化方向发展。因此，高层 货架出现了，随之要求有新型的装卸搬运机械与周边设备与之配套。同时，由于计算机 技术和通讯技术的蓬勃发展，为仓储过程的自动化提供了基本条件，因而，自动化立体 仓库就应运而生了。
相对国外发达国家而言，我国的自动化仓库的发展起步较晚，我国的自动化仓库大 部分是简易的中低层小型分离式仓库。货架只有单元货架和重力货架两种。作业方式几 乎都是巷道堆垛机配以自动导引小车、叉车或输送机等周边设备。这些仓库主要分布在 机械制造业，其次是商业、电气行业。仓库的控制以手动控制为主，自动控制方式很少 见。在已经建成的自动化仓库中，有一些还处于调试中，有一些则因故障率太高。80年
代初，一些部队仓库和少数企业率先使用具有高层货架，并利用堆垛起重机进行入、出 库作业的立体仓库。当时因为刚刚接触，对立体仓库的要求不高。只有少数立体库采用 PC控制，实现自动认址、光电探测货位、微机账目管理，大多数的堆垛机仍使用手动控 制入、出库作业。它与一般平库比较，主要是利用空间，增加存储量，减少占地，减轻 劳动强度和减少货物破损率。尽管如此，立体仓库的优势已较为明显地被人们所看到。 80年代至90年代初，立库产品的设计和制造有了很大发展。全国至少有十几家科研单位 和生产厂家在进行自动化立体仓库的科研、开发、设计、制造。近些年来，仓储物流行 业已有了自己的学术组织，定期在全国范围内交流学术经验。针对目前我国立库行业的 设计制造水平，参照国外标准制定出了一系列行业标准与规范。使立体仓库的科研、设 计、制造进入规范化发
展。
从立库设计，制造和使用的现状来看，发达国家走在我们前面。引进、消化、吸收 国外先进产品和技术，最终国产化成为自己的产品，这无疑是一条捷径。先决条件是要 引进先进的，不适合国内市场的项目，决不盲目引进。
1956年美国建立第一座自动化立体仓库，目的为军事上自动化搬运弹药，之后又成 功运用在航空母舰上为完成舰载机的换装，由于自动化立体仓库具有占地面积少，差错 少，节省人力等优点，大大提升了航空母舰战斗机轮番战斗能力。整个60年代，美国 建造1836座自动化立体仓库，其中大部分分布在以五大湖为核心的工业地带上。存在必 然有其合理性。自动化立体仓库可靠性高，节省劳动力，零件容易维修更换，操作简单 方便，导致了工业生产中的生产物流成本下降，建设费用和土地资源都得到有效节约。 在美国各个地区都掀起了自动化立体仓库的热潮。
正确的理论一经掌握，众就有无穷的物质力量。进入70年代以后，日本通过采用自动 化立体仓库的建筑技术， 首先在多火山多地震地带建立起第一幢60层以上的高楼， 之后， 整个70年代，日本劳动人民在自动化技术和机器人技术的帮助下，先后建设了2000多座 自动化立体仓库，数量和整个欧洲的自动化立体仓库数量相同。这一运动有效节约了整 个日本国内的劳动力和土地资源，为之后日本国内的物流系统现代化奠定了基础。进入 80年代后，自动化立体仓库设计技术先后在欧洲各个国家得到广
泛利用和改良。以荷兰 的路特丹港口为例，工程师与设计人员采用自动化立体仓库技术对集装箱堆放场等进行 重新设计，使古老港口获得新的生命。在发达资本主义国家，由于工业资本的转移，社 会逐渐向消费型和享受型转变。大规模和超大规模的自动化立体仓库已经过时。美国仓 储协会数据显示，2005年全美国的工业自动化立体仓库使用率已经萎缩了一半，而使用 在流通领域中的物流配送中心（自动化立体仓库的改进形式）则增加了20%。
目前澳大利亚Pologis公司正在尝试将自动化立体仓库与会展业结合，形成淡季是仓 库，旺季是会展的商业物流地产。意大利则开发了自动化立体停车场，希腊则建设了地 下自动化立体采矿系统，为自动化立体仓库未来的发展、消亡和涅磐提出了值得我国参 考和借鉴的思路。
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