1933_教學(xué)型立體倉(cāng)庫(kù)提升與送物部分設(shè)計(jì)

1933_教學(xué)型立體倉(cāng)庫(kù)提升與送物部分設(shè)計(jì),教學(xué),立體倉(cāng)庫(kù),提升,晉升,部分,部份,設(shè)計(jì) 1黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告表課題名稱 教學(xué)型立體倉(cāng)庫(kù)提升與送物部分設(shè)計(jì)課題來(lái)源 教師擬訂 課題類型 AX 指導(dǎo)教師 楊漢嵩學(xué)生姓名 張曉倩 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 080105501一、調(diào)研資料的準(zhǔn)備根據(jù)任務(wù)書的要求，在做本課題之前，查閱了與該課題相關(guān)的資料，有：機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)械控制工程基礎(chǔ)與畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)等一系列與設(shè)計(jì)相關(guān)的材料。二、設(shè)計(jì)的目的與要求 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教學(xué)中最后一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)該設(shè)計(jì)過(guò)程，可以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通的程度，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生處理工程中實(shí)際問(wèn)題的能力，因此意義特別重大。立體倉(cāng)庫(kù)提升與送物部分主要利用步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力源輸出轉(zhuǎn)矩，電機(jī)輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與滾珠絲杠相連接，最后通過(guò)滾珠螺母帶動(dòng)載物臺(tái) Y 向或者 Z 向運(yùn)動(dòng)。載物臺(tái)在滾動(dòng)導(dǎo)軌上滾動(dòng)。圖 1 教學(xué)型立體倉(cāng)庫(kù)參考模型立體倉(cāng)庫(kù)提升與松物部分的結(jié)構(gòu)包括：(1) 電機(jī)底座；(2) Y 向步進(jìn)電機(jī)；(3) 聯(lián)軸器；(4) 載物臺(tái)；(5) 滾珠絲杠；(6) 行程開(kāi)關(guān)；(7) 滾動(dòng)導(dǎo)軌；(8) Y 向支座； (9) Z 向支座；(10) Z 向步進(jìn)電機(jī)。2綜合利用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化方面的知識(shí)，對(duì)教學(xué)型立體倉(cāng)庫(kù)的提升與送物部分進(jìn)行分析、計(jì)算，完成其總體設(shè)計(jì)；再利用 Auto CAD 軟件先對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)提升與送料部分進(jìn)行數(shù)據(jù)布局設(shè)計(jì)，并完成其裝配圖與部分零件圖的造型圖。三、設(shè)計(jì)的思路與預(yù)期成果 1、設(shè)計(jì)思路首先要深刻理解立體倉(cāng)庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)，弄清楚各部分工作的原理及相互之間的作用關(guān)系；其次根據(jù)所選參數(shù)并結(jié)合實(shí)際因素，綜合運(yùn)用各方面的知識(shí)對(duì)各部分進(jìn)行設(shè)計(jì)；最后參照已有的資料和多方經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造性的完成立體倉(cāng)庫(kù)提升與送物部分的制圖工作。2、預(yù)期的成果（1）完成文獻(xiàn)綜述一篇，不少與 3000 字，與專業(yè)相關(guān)的英文翻譯一篇，不少于 3000 字；（2）繪制裝配圖和部分零件圖；（3）完成內(nèi)容與字?jǐn)?shù)都不少于規(guī)定量的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份；（4）刻錄包含本次設(shè)計(jì)所有內(nèi)容的光盤一張。四、任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排2 月 19 日之前完成開(kāi)題報(bào)告；3 月 5 日之前完成文獻(xiàn)翻譯；3 月 15 日之前完成文獻(xiàn)綜述及總體方案設(shè)計(jì)；4 月 10 日之前完成裝配圖和部分零件圖的繪制；4 月 25 日之前完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書；4 月 30 日之前完成所有設(shè)計(jì)任務(wù)并修改；5 月 19 日畢業(yè)答辯。五、完成設(shè)計(jì)所具備的條件因素我已修完機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)械控制工程基礎(chǔ)、機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、電工學(xué)及畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)等課程，同時(shí)借助圖書館的相關(guān)文獻(xiàn)資料并查詢相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)等資源。 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 課題來(lái)源：（1）教師擬訂；（2）學(xué)生建議；（3）企業(yè)和社會(huì)征集；（4）科研單位提供課題類型：（1）A—工程設(shè)計(jì)（藝術(shù)設(shè)計(jì)） ；B—技術(shù)開(kāi)發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究；E—調(diào)研報(bào)告 （2）X—真實(shí)課題；Y —模擬課題；Z—虛擬課題要求（1） 、 （2）均要填，如 AY、BX 等。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 1 頁(yè)————————————————————————————————————————————————使用 CAD 功能對(duì)空間 3-，4-，5-，6- 足并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行線性驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析摘要提出了一種用于設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)模擬空間并聯(lián) 3-，4-，5-，6-驅(qū)動(dòng)四肢的機(jī)器人的新的計(jì)算機(jī)輔助幾何方法的機(jī)制。幾個(gè)與 3-，4-，5-，6-驅(qū)動(dòng)四肢相關(guān)的新的空間平行機(jī)器人的合成。設(shè)計(jì)的模擬機(jī)制中的一些常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)輔助幾何制約因素和長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及定義得以提出。根據(jù)一些新的和原有的空間并聯(lián) 3-，4-，5-，6-驅(qū)動(dòng)的四肢機(jī)器人，分別應(yīng)用這些技術(shù)，創(chuàng)建 12 種仿真機(jī)制。當(dāng)通過(guò)使用尺寸驅(qū)動(dòng)技術(shù)來(lái)修改驅(qū)動(dòng)四肢的驅(qū)動(dòng)尺寸，模擬機(jī)制的相應(yīng)配置是多種多樣的，運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的移動(dòng)平臺(tái)得以解決了。計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果證明，計(jì)算機(jī)輔助幾何的方法，不但相當(dāng)?shù)乜焖俸秃?jiǎn)單，而且也從有利的觀點(diǎn)說(shuō)明了準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助幾何，空間并聯(lián)機(jī)器人，仿真機(jī)制1 簡(jiǎn)介一些與 3-或 6-驅(qū)動(dòng)四肢的 [1,2]空間并聯(lián)機(jī)器人已被用于許多實(shí)際應(yīng)用中，這些良好的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能被應(yīng)用于機(jī)械臂，并聯(lián)機(jī)床，漫步機(jī)的腿部，飛行模擬器，汽車或坦克模擬器，地震模擬器等 [4-6]的高負(fù)荷生產(chǎn)能力。Tsai [3]證明了在一般情況下，驅(qū)動(dòng)空間并聯(lián)機(jī)器人四肢的數(shù)量等于其自由度數(shù)。進(jìn)行空間并聯(lián)機(jī)器人的合成，運(yùn)動(dòng)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)的一些分析方法（如影響系數(shù)矩陣的方法 [7]，螺絲的方法 [8]以及空間矢量分析方法 [9,10]）已用于空間 3-或 6-足并聯(lián)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)肢體 [7-17]運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能的研究。到現(xiàn)在為止，空間 4-或 5-足驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)器人還沒(méi)有被用于許多實(shí)際應(yīng)用程序中，主要是因?yàn)樗麄兊难芯窟€不是十分完善和成熟。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 2 頁(yè)————————————————————————————————————————————————這種分析方法適合于計(jì)算機(jī)編程和擁有精度和重復(fù)性的優(yōu)勢(shì)。然而，對(duì)計(jì)算分析空間并行機(jī)理的過(guò)程是相當(dāng)復(fù)雜的，如進(jìn)行尺寸合成，分析運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)，并確定奇異配置。在針對(duì)于 CAD 機(jī)制分析的基礎(chǔ)上，對(duì)一些合適的方案進(jìn)行了研究和編譯 [18,19]。由于這些分析方法是復(fù)雜的，其編程過(guò)程也是復(fù)雜的，而不是簡(jiǎn)單的，尤其是在多個(gè)解決方案的情況下的空間并行機(jī)制。因此，這種分析方法的應(yīng)用受到限制。目前，計(jì)算機(jī)輔助幾何技術(shù)是一種在功能設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、三維建模以及對(duì)平面機(jī)理 [20-25]的合成和分析方面都是極為有效的工具。然而，如何使用這個(gè)工具來(lái)解決運(yùn)動(dòng)學(xué)和空間 3-，4-，5-，6-足驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)器人的 SC 分析問(wèn)題，仍是一個(gè)尚未解決的關(guān)鍵問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，通過(guò)使用有幾何約束，等式約束和尺寸驅(qū)動(dòng)功能的 CAD軟件分別設(shè)計(jì)空間 3-，4-，5-，6-足驅(qū)動(dòng)并行機(jī)器人的一些仿真機(jī)制。一種新型無(wú)需建模和三維實(shí)體組裝的計(jì)算機(jī)輔助幾何方法用以對(duì)動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)進(jìn)行探索。2 創(chuàng)建模擬機(jī)制的常用技術(shù)創(chuàng)建空間并聯(lián)機(jī)器人的模擬機(jī)制之前，一些常見(jiàn)的技術(shù)和定義如下所述。第 1 步. 模擬機(jī)制中的尺寸分為驅(qū)動(dòng)尺寸，傳動(dòng)尺寸，固定尺寸。驅(qū)動(dòng)尺寸賦予驅(qū)動(dòng)四肢的驅(qū)動(dòng)移動(dòng)平臺(tái)。傳動(dòng)尺寸被賦予相應(yīng)移動(dòng)平臺(tái)的位置和方向，以便在平等的基礎(chǔ)上，解決運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制的參數(shù)。固定尺寸給出了移動(dòng)平臺(tái)的邊線，邊線的基礎(chǔ)，并連接任何兩個(gè)關(guān)節(jié)，以修改仿真機(jī)制的大小和配置。第 2 步. 模擬機(jī)制中的一些基本環(huán)節(jié)組成如下：(a)構(gòu)成一條直線 l，并給它一個(gè)初始的固定尺寸。這樣，這條固定的尺寸線就相當(dāng)于二進(jìn)制中的一個(gè)環(huán)節(jié)。(b)在先進(jìn)的 CAD 軟件中的二維草圖環(huán)境下，分別使用多邊形命令，構(gòu)成了等邊三角形、等邊四邊形和正六邊形。使用平面面域的命令，把它們分別轉(zhuǎn)換成等邊三角形平面，等邊四邊形平面和正六邊形平面。舉一個(gè)使用尺寸命令來(lái)初始固定多邊形平面尺寸的例子。因此，這些多邊形的平面可以作為基準(zhǔn)或移動(dòng)平臺(tái)，但它們不能被同時(shí)使用，因?yàn)榛鶞?zhǔn)和移動(dòng)平臺(tái)，不能在二維草圖環(huán)境下同時(shí)產(chǎn)生。因此， 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 3 頁(yè)————————————————————————————————————————————————如果在二維草圖環(huán)境下構(gòu)成該基準(zhǔn)，移動(dòng)平臺(tái)就必須采取如下 2c，2d 和 2e 的步驟在三維草圖環(huán)境下產(chǎn)生，反之亦然。(c)構(gòu)成三條線 li（i=1，2 ，3），將它們采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的同步命令連接起來(lái)，形成一個(gè)封閉的的三角形 Δa1a2a3。接下來(lái)，給 Δa 1a2a3 的每條邊 li 賦初值。通過(guò)點(diǎn)點(diǎn)重合命令和點(diǎn)線重合命令將它的兩端點(diǎn) a1 和邊 l3C1 分別連接而構(gòu)成 c1。構(gòu)成 c2 線并連接它的兩端以指向點(diǎn) a2 和 c1 線上的 a0 點(diǎn)。設(shè)置 c1、c 2 分別垂直于 l3 和 l1，在這種方式中，相當(dāng)于是在三維草圖環(huán)境中構(gòu)成的；同時(shí)，其中心點(diǎn) a0 被確定，如圖 2.1a 所示。(d)構(gòu)成四條線 li（i=1，2，3，4），通過(guò)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)重合命令把它們連接起來(lái)，形成一個(gè)封閉的四邊形（a 1a2a3a4）。設(shè)置 l1 垂直于 l2 和 l4，并設(shè)置 l1 平行于l3。因此，四點(diǎn)（a 1，a 2， a3，a 4）總是在一平面上。分別連接線 c1 的兩端 a1 和a3；分別連接線 c2 的兩端 a2 和 a4；使 c1 垂直于 c2。舉一個(gè)使用尺寸命令來(lái)初始四邊形邊的例子。在這種方式中，相當(dāng)于在三維草圖環(huán)境中構(gòu)成了平面四邊形(a1a2a3a4)的環(huán)節(jié)，中心點(diǎn) a0 可以從 c1 和 c2 的交叉點(diǎn)來(lái)確定，如圖 2.1b。(e)構(gòu)成六線 li（i=1 ，2，...，6），采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的同步命令把它們連接起來(lái)，形成一個(gè)封閉的六邊形(a 1a2a3a4a5a6)。分別連接它的兩端 a3 和 a6 以構(gòu)成一條線 c1。采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)線約束命令，分別連接 a1 和 c1 線上的 a0 點(diǎn)以構(gòu)成線 c2。 設(shè)置 c1分別平行 l2 和 l5 以及 c2 分別平行于 l3 和 l6。給予相同的尺寸 c2 和邊 li。因此，這六個(gè)點(diǎn) a1（i=1，2，...，6 ）始終保留在平面 Δa 1a6a0 上。在這種方式中，一個(gè)正六邊形平面（a 1a2a3a4a5a6）在三維草圖環(huán)境中得以產(chǎn)生，其中心點(diǎn) a0 可根據(jù)圖 2.1c中 c1 和 c2 的交叉點(diǎn)予以確定。（a）正三角形三元鏈接;（b）等邊四邊形鏈接以及（c）正六邊形鏈接圖 2.1 相當(dāng)于平面正三角形的三元，四邊形，六邊形的鏈接 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 4 頁(yè)————————————————————————————————————————————————第 3 步. 一些在模擬機(jī)制中等同于接頭的構(gòu)成如下：（a）構(gòu)成一條線 l，并給它一個(gè)在長(zhǎng)度上的驅(qū)動(dòng)尺寸。這樣，l 就相當(dāng)于一個(gè)棱柱的交點(diǎn) p 或與棱柱交點(diǎn) P 等同的驅(qū)動(dòng)尺寸。（b）按照上述的第 2 步，構(gòu)成一個(gè)鏈接和一條直線 l，使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)重合命令將 l 的一端連接到鏈接（如基礎(chǔ)，移動(dòng)平臺(tái)，或另一條線）的任一點(diǎn) P。因此，連接點(diǎn) p 就相當(dāng)于一個(gè)球形接頭 S。（c）按照上述的第 2 步，構(gòu)成一個(gè)鏈接和一條直線 l，通過(guò)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)重合的命令把 l 的任一端或另一條線的末端連接到環(huán)節(jié)（如基準(zhǔn)，或移動(dòng)平臺(tái)）上的頂點(diǎn)P，并且在這個(gè)環(huán)節(jié)上設(shè)置 l 垂直于另一條線。因此，連接點(diǎn) p 就是等同于旋轉(zhuǎn)的共同 R。（d）構(gòu)成兩條線 l1 和 l2，使用點(diǎn)線重合命令將 l1 的一端連接到 l2 上的 p 點(diǎn)，并設(shè)置 l1 垂直于 l2。這樣，連接點(diǎn) p 就等同于一個(gè)圓柱體的共同點(diǎn) C。（e）構(gòu)成兩條線 l1 和 l2，使用點(diǎn)線重合命令將 l1 的一端連接到 l2 上的 p 點(diǎn)，如圖 2.2a 所示。這樣，連接點(diǎn) P 就相當(dāng)于一個(gè)復(fù)合的交點(diǎn) PS。(a)等價(jià)的復(fù)合交點(diǎn) PS 和（b）等價(jià)的 UPU-驅(qū)動(dòng)四肢 r1圖 2.2 等價(jià)的平面等邊三邊形，四邊形，六邊形的連結(jié)第 4 步. 按照上述的第 2 步，分別構(gòu)建一個(gè)基準(zhǔn) B 和一個(gè)移動(dòng)平臺(tái) M。按照上述的步驟 3a 和 3b，構(gòu)成一條線 r1，并賦給 R1 在長(zhǎng)度上的驅(qū)動(dòng)尺寸，再通過(guò)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)重合命令，把它的兩端分別連接到點(diǎn) A1 的 B 和 m。這樣，分別構(gòu)成了兩個(gè)在 A1 的等效球形接點(diǎn) S 和 a1 點(diǎn)，這就相當(dāng)于連接 m 和 B 的 SPS 驅(qū)動(dòng)四肢 r1。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 5 頁(yè)————————————————————————————————————————————————第 5 步. 按照上述的第 4 步，設(shè)置驅(qū)動(dòng)四肢 r1 垂直于基準(zhǔn) B 的一條邊線。這樣，連接 r1 和 B 的等效的回轉(zhuǎn)交點(diǎn) R 得以構(gòu)成。這樣，等效的 SPS 驅(qū)動(dòng)四肢 r1 就被轉(zhuǎn)化成等價(jià)的 SPR 驅(qū)動(dòng)四肢 r1。第 6 步. 按照上述的第 4 步，構(gòu)成輔助線 B1 并使其一端連接到點(diǎn) A1 的基準(zhǔn)B。采用垂直約束命令，設(shè)置 B1 垂直于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)四肢 r1 和 B 的一條邊線（L 3 用于針對(duì) 3-足驅(qū)動(dòng)四肢以及 4-足驅(qū)動(dòng)四肢 C1 的情況）。這樣，在 B 處的點(diǎn) A1 構(gòu)成一個(gè)相當(dāng)于常見(jiàn)的接點(diǎn) U。同樣，構(gòu)成一條輔助線 b1，將它的一端連接到點(diǎn) a1 的 m并使 b1 垂直于 r1 和 m 的一條邊線（3-足驅(qū)動(dòng)四肢的 L3，4-足驅(qū)動(dòng)四肢的 C1）。因此，一個(gè)相當(dāng)于通用的交點(diǎn) U 在點(diǎn) a1 處予以點(diǎn)形成。接下來(lái)，設(shè)置 B1 平行或垂直于 b1。這樣，一個(gè)等效的 SPS 驅(qū)動(dòng)四肢 r1 就轉(zhuǎn)換成一個(gè)等價(jià)的 UPU 驅(qū)動(dòng)四肢r1，如圖 2.2b 所示。第 7 步. 按照第 4 步和第 6 步，構(gòu)成一個(gè)等效球在 B 上的點(diǎn) A1 的共同點(diǎn) S 和在 m 上的點(diǎn) a1 的等價(jià)萬(wàn)向點(diǎn) A1。這樣，一個(gè)等價(jià)的 SPS 驅(qū)動(dòng)四肢 r1 就轉(zhuǎn)化為等價(jià)的 SPU 驅(qū)動(dòng)四肢 r1。事實(shí)上， SPU 的驅(qū)動(dòng)四肢 r1 就相當(dāng)于在模擬機(jī)制下的 SPS驅(qū)動(dòng)四肢 r1，因?yàn)橐粋€(gè)本地冗余的自由度，這是從本身旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)四肢產(chǎn)生的，不影響該移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。因此，UPS 在模擬機(jī)制中的驅(qū)動(dòng)四肢 r1 可以被替換為相當(dāng)于 SPS 的驅(qū)動(dòng)四肢 r1。由以下的 Kutzbach Grubler 方程 [2-4]可以計(jì)算出空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度，（2.1）其中 k 是鏈接的數(shù)量，j 為環(huán)節(jié)數(shù)，k 是空間動(dòng)態(tài) λ=6 的機(jī)制運(yùn)作內(nèi)的尺寸；f i 是第 i 個(gè)共同的自由程度，F(xiàn) 0 是本地的冗余自由度，這并不影響機(jī)制的運(yùn)動(dòng)?！? 空間 4-足驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)器人空間 4-足驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的新型設(shè)計(jì)，如圖 4.1a 所示。它包括一個(gè)四足的移動(dòng)平臺(tái) m，一個(gè)四足的基準(zhǔn) B，兩個(gè)擴(kuò)展 UPU 的四肢，兩個(gè)擴(kuò)展 SPU 的四肢。其 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 6 頁(yè)————————————————————————————————————————————————中，m 是一個(gè)以 a0 為中心的等邊四邊形（a 1a2a3a4），B 是一個(gè)以 a0 為中心的平面等邊四邊形（A 1A2A3A4）。分別通過(guò)一個(gè)在點(diǎn) ai 的球形交點(diǎn) S、與棱柱的交點(diǎn) P相關(guān)的驅(qū)動(dòng)尺寸 ri、點(diǎn) Ai 的萬(wàn)向節(jié) U，把兩個(gè)相同的 SPU 驅(qū)動(dòng)尺寸從 m 連接到B，其中 i=2,4。分別通過(guò)點(diǎn) ai 的萬(wàn)向節(jié) U、與棱柱相關(guān)的驅(qū)動(dòng)尺寸 ri、點(diǎn) Ai 的萬(wàn)向節(jié) U，把兩個(gè)相同的 UPU 驅(qū)動(dòng)尺寸從 m 連接到 B，其中 i=1,3。我們定義它為一個(gè) 2-SPU-UPU 的機(jī)制 I。當(dāng) 2-UPU 尺寸和 2-SPU 的尺寸被安排在不同的位置時(shí)，可以分別合成 2-SPU-UPU 的機(jī)制 II 和 2-SPU-UPU 的機(jī)制 III 其他兩種形式，如圖 4.1b 和 c 所示。 （a）2-SPU-UPU 的機(jī)制 I；（b）2-SPU-UPU 的機(jī)制 II；（c）2-SPU-UPU 的機(jī)制 III。圖 4.1 空間 4-足驅(qū)動(dòng)尺寸的并行機(jī)制通過(guò)查看圖 4.1 的整個(gè)機(jī)理，我們知道，對(duì)于移動(dòng)平臺(tái)、四個(gè)氣缸以及四個(gè)活塞棒和一個(gè)基準(zhǔn)的 ?=10；六萬(wàn)向節(jié) U，四棱柱交點(diǎn) P 和兩個(gè)球體交點(diǎn) S 的 j=12；萬(wàn)向節(jié)的 f1=2，棱柱集合的 f2=1，球體集合的 f3=3；F 0=0。因此，根據(jù)公式（2.1），整個(gè)機(jī)制的自由度是：(2.2）空間 2-SPU-UPU 并聯(lián)機(jī)制的仿真機(jī)理是建立在三維草圖環(huán)境中的，如圖 4.2a所示，其創(chuàng)建過(guò)程描述如下。(1)按照第 2 步中的常用技術(shù)，分別構(gòu)成了與長(zhǎng)度邊線（60cm）相關(guān)的一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)（a 1a2a3a4），以及與長(zhǎng)度邊線（100cm）的基準(zhǔn)（A 1A2A3A4）。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 7 頁(yè)————————————————————————————————————————————————(2)按照第 6 步和第 7 步中的常用技術(shù)，分別構(gòu)成兩條相當(dāng)于 UPU 驅(qū)動(dòng)尺寸（r 1 和 r3）和兩個(gè)等價(jià)的 SPU 驅(qū)動(dòng)尺寸（r 2 和 r4）。通過(guò)這種方式，可以創(chuàng)造一個(gè)空間 2-SPU-UPU 并聯(lián)機(jī)制 I 下的模擬機(jī)理。(3)通過(guò)類似的過(guò)程，2-SPU-UPU 模擬機(jī)制 I 的移動(dòng)平臺(tái)的位置-方向就得以確定。同樣的，2-SPU-UPU 模擬機(jī)制 II 也得以創(chuàng)建，如圖 4.2b 所示。（a）模擬機(jī)制 I 和（b）模擬機(jī)制 II。圖 4.2 在驅(qū)動(dòng)尺寸 2-SPU-UPU 模擬機(jī)制下的并行機(jī)理……8 結(jié)論通過(guò)在先進(jìn)的 CAD 軟件的三維草圖環(huán)境中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助幾何約束和尺寸驅(qū)動(dòng)技術(shù)，一些新的仿真機(jī)制和空間具有 3-，4-，5-，6-足驅(qū)動(dòng)四肢的并聯(lián)機(jī)器人得以設(shè)計(jì)。當(dāng)通過(guò)使用尺寸驅(qū)動(dòng)技術(shù)來(lái)修改驅(qū)動(dòng)四肢的驅(qū)動(dòng)尺寸時(shí)，相應(yīng)的模擬機(jī)制的配置是多種多樣的。這樣，每個(gè)模擬機(jī)制的移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)就可以得到解決。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 8 頁(yè)————————————————————————————————————————————————當(dāng)模擬機(jī)制的所有驅(qū)動(dòng)尺寸和固定尺寸被修改后，在每個(gè)模擬機(jī)制中的所有幾何約束和尺寸約束卻被始終保留。因此，一旦創(chuàng)建了一個(gè)模擬機(jī)制，它就可以反復(fù)合成具有不同尺寸和配置的同類型的空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)。當(dāng)修改模擬機(jī)制的驅(qū)動(dòng)尺寸時(shí)，導(dǎo)向尺寸也會(huì)相應(yīng)地隨之更改。這樣，在平行空間機(jī)構(gòu)自由度的基礎(chǔ)上，模擬機(jī)制的驅(qū)動(dòng)尺寸的數(shù)量就可以確定了。通過(guò)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)和導(dǎo)向的尺寸技術(shù)和記錄功能，在同等基礎(chǔ)上的移動(dòng)平臺(tái)的位置-方向就可以得到解決。在 Microsoft Excel 環(huán)境下通過(guò)擬合曲線和擬合方程技術(shù)，可以解決在同等基礎(chǔ)上的移動(dòng)平臺(tái)的近似速度（轉(zhuǎn)速）和近似運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)加速加速）問(wèn)題。仿真結(jié)果證明，計(jì)算機(jī)輔助幾何方法相當(dāng)于結(jié)構(gòu)的合成和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的分析任務(wù)，不僅相當(dāng)?shù)谋憬?，還有也來(lái)自準(zhǔn)確性和可重復(fù)性的優(yōu)勢(shì)觀點(diǎn)。參考文獻(xiàn)[1]D.Stewart，與六自由度相關(guān)的 Proc 平臺(tái).英國(guó)：機(jī)械工程研究所第一部分 180期，1965,（15）：371-386.[2]K.H.Hunt.并行驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手臂的跨結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)，德國(guó)：ASME 研究反式自動(dòng)售貨機(jī)的力學(xué) 105 期，1983，（4）：705-712.[3]Z.Huang，Q.Li.輕型移動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的類型合成原則，中國(guó)：北京科學(xué) 45 期，2002，（3），241-248.[4]L.W.Tsai，F(xiàn).Tahmasebi.六自由度并聯(lián)微型機(jī)器人的一類新的合成與分析.研究機(jī)器人 10 期，1993，（5），561-580.[5]F. 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[1]。它集機(jī)械、電子、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有科技含量高，貨物存取效率高和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，滿足現(xiàn)代化企業(yè)對(duì)高效倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施和管理自動(dòng)化的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的迅速、準(zhǔn)確存取，自動(dòng)進(jìn)行庫(kù)存分析和管理，為物資采購(gòu)、供應(yīng)和計(jì)劃調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)。關(guān)鍵詞：立體倉(cāng)庫(kù)，自動(dòng)化，多功能 前言高層貨架倉(cāng)庫(kù)簡(jiǎn)稱高架倉(cāng)庫(kù)。一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲(chǔ)存單元貨物, 用相應(yīng)的物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入庫(kù)和出庫(kù)作業(yè)的倉(cāng)庫(kù)。由于這類倉(cāng)庫(kù)能充分利用空間儲(chǔ)存貨物, 故常形象地將其稱為" 立體倉(cāng)庫(kù)"。為了節(jié)省用地,發(fā)展多層庫(kù)和立體庫(kù)是有效途徑,但不排除其他建庫(kù)途徑 [2]。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是一種集信息、儲(chǔ)存、管理于一體的高技術(shù)密集型機(jī)電一體化產(chǎn)品,涉及的領(lǐng)域很廣。通過(guò)對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì),基本上達(dá)到了采用計(jì)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 2 頁(yè)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)提高立體倉(cāng)庫(kù)的管理水平,提高立體倉(cāng)庫(kù)的可靠性和可維修性,從而提高企業(yè)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益的目的 [3]。1 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展歷程世界上第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)于 1956 年在美國(guó)建立, 其目的為軍事上自動(dòng)化搬運(yùn)彈藥 [4]。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)以其占地面積少, 差錯(cuò)少, 節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn), 大大提升了航空母艦戰(zhàn)斗機(jī)群輪番戰(zhàn)斗能力。之后的 50 年里, 隨著國(guó)際貿(mào)易的增加和全球化浪潮的興起, 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)逐漸有民用化趨勢(shì)。在各個(gè)地區(qū)都掀起了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的熱潮。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)自上世紀(jì) 60 年代面世以來(lái)，大致經(jīng)歷了手工儲(chǔ)存式倉(cāng)庫(kù)、機(jī)械式立體庫(kù)系統(tǒng)、自動(dòng)化立體庫(kù)系統(tǒng)、集成化立體庫(kù)系統(tǒng)、智能型立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)五代的發(fā)展，并逐步向第六代“3I”(Intelligent、Integrated、Information)型自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)過(guò)渡 [5]。目前自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在我國(guó)使用率并不是很高。1980 年, 我國(guó)第一座自行研制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)開(kāi)始投產(chǎn)以來(lái), 在汽車、化工、電子、煙草等行業(yè)的應(yīng)用逐年增長(zhǎng)。當(dāng)今, 我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化設(shè)施的普及率還比較低, 企業(yè)大手筆投入建造自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的似乎也不多, 至今屈指可數(shù)。1.1 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的優(yōu)越性自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)可靠性高, 節(jié)省勞動(dòng)力, 零件容易維修更換, 操作簡(jiǎn)單方便, 導(dǎo)致了工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)物流成本下降, 建設(shè)費(fèi)用和土地資源都得到有效節(jié)約。(1)提高空間利用率。早期立體倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)想, 其基本出發(fā)點(diǎn)就是提高空間利用率, 充分節(jié)約有限且寶貴的土地。一般來(lái)說(shuō), 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)其空間利用率為普通平庫(kù)的 2-5倍。這是相當(dāng)可觀的。(2)便于形成先進(jìn)的物流系統(tǒng)，提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平。傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)只是貨物儲(chǔ)存的場(chǎng)所，保存貨物是其唯一的功能，是一種 "靜態(tài)儲(chǔ)存" 。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)采用先進(jìn)的自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備，不僅能使貨物在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)按需要自動(dòng)存取，而且可以與倉(cāng)庫(kù)以外的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)的連接，并通過(guò)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備使倉(cāng)庫(kù)成為企業(yè)生產(chǎn)物流中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。這是一種 "動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存" ，也是當(dāng)今自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)發(fā)展的一個(gè)明顯的技術(shù)趨勢(shì)。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 3 頁(yè)(3)可以解決備品備件等零碎物料的復(fù)雜的特性。(4)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)相對(duì)于老倉(cāng)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)，在體制和機(jī)制創(chuàng)新方面走在前面，市場(chǎng)化程度相對(duì)高，用人機(jī)制靈活，這也是立體化倉(cāng)庫(kù)效益迅速提升的關(guān)鍵支持點(diǎn)。除以上四點(diǎn)外,自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的倉(cāng)庫(kù)經(jīng)營(yíng)理念較為先進(jìn), 注重大客戶原則與理念, 并在此基礎(chǔ)上強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,相互依存,實(shí)現(xiàn)共贏。圖 1.1 立體倉(cāng)庫(kù)模擬圖1.2 立體倉(cāng)庫(kù)機(jī)構(gòu)的具體要求(1)倉(cāng)庫(kù)建設(shè)規(guī)模和儲(chǔ)存能力應(yīng)滿足工廠本世紀(jì)內(nèi)不斷發(fā)展的需要。(2)倉(cāng)庫(kù)的結(jié)構(gòu)與功能注重實(shí)用性,符合工廠所需物資品種儲(chǔ)存的需要。(3)提供良好的保管條件和保管環(huán)境,有利于提高保管質(zhì)量,減少物資消耗。(4)作業(yè)方便,機(jī)動(dòng)靈活,多種作業(yè)方式并存,有利于提高作業(yè)效率和質(zhì)量。(5)倉(cāng)庫(kù)建筑和設(shè)備應(yīng)滿足防火、防盜和人身安全方面的要求,確保倉(cāng)庫(kù)安全。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 4 頁(yè)(6)采取適用技術(shù)和設(shè)備,不虛榮華貴,降低工程造價(jià)和日后運(yùn)用費(fèi)用。2 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行機(jī)理行走電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)車輪在下導(dǎo)軌水平行走，提升電機(jī)通過(guò)鏈條帶動(dòng)載貨臺(tái)做垂直升降運(yùn)動(dòng)，載貨臺(tái)上的貨叉做伸縮運(yùn)動(dòng)。通過(guò)上述三維運(yùn)動(dòng)可將指定貨位的貨物取出或?qū)⒇浳锼腿酥付ㄘ浳弧Ｐ凶哒J(rèn)址器用于控制堆垛機(jī)水平行走位置:提升認(rèn)址器用于控制載貨臺(tái)升降位置。通過(guò)認(rèn)址器光電識(shí)別，以及光信號(hào)的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，也可實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)的手動(dòng)和半自動(dòng)控制。堆垛機(jī)是庫(kù)內(nèi)運(yùn)行頻率最高的設(shè)備，直接涉及整座倉(cāng)庫(kù)使用的可靠性和安全性。堆垛機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)成雙立柱并由上橫梁和下橫梁組成一個(gè)矩形框架，在保證具有良好結(jié)構(gòu)剛度，受力均勻的條件下，盡量減輕重量節(jié)省材料。堆垛機(jī)采用鏈條傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，定位準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊。為降低成本也可以采用鋼繩傳動(dòng)，但結(jié)構(gòu)不盡緊湊，纏繞滾筒也略顯不美觀。安全裝置都采用機(jī)械和電氣雙重保險(xiǎn)裝置。貨叉導(dǎo)軌鍛后加工，表面淬火，超精磨削，提高運(yùn)行精度和使用壽命。傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分包括步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和電磁鐵的驅(qū)動(dòng),步進(jìn)電動(dòng)機(jī)須滿足快速急停、定位以及退位時(shí)能快速運(yùn)行、工作時(shí)能帶動(dòng)工作臺(tái)并克服外力(如摩擦力)并以指令的速度運(yùn)行。3 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的結(jié)構(gòu)組成3.1 高層貨架高層貨架系統(tǒng)主要由立柱、承載臂、安全銷、各種拉筋、出人庫(kù)兩端的鋼結(jié)構(gòu)、堆垛機(jī)運(yùn)行的上、下導(dǎo)軌等部分組成。用于存儲(chǔ)貨物的鋼結(jié)構(gòu)。目前主要有焊接式貨架和組合式貨架兩種基本形式。3.2 托盤也就是貨箱，用于承載貨物的器具, 亦稱工位器具。3.3 堆垛機(jī)用于自動(dòng)存取貨物的設(shè)備。按結(jié)構(gòu)形式分為單立柱和雙立柱兩種基本形式; 按服務(wù)方式分為直道、彎道和轉(zhuǎn)移車三種基本形式。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 5 頁(yè)堆垛機(jī)主要由升降機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、貨叉、伸縮機(jī)構(gòu)、機(jī)架、電控等部分構(gòu)成。為了保證運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性,采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),同步帶和同步帶輪傳動(dòng) [6]。1.貨架 2.軌道 3.立柱 4.托盤 5.貨叉 6.小車底盤圖 3.1 立體倉(cāng)庫(kù)的物理模型3.4 輸送機(jī)系統(tǒng)立體庫(kù)的主要外圍設(shè)備, 負(fù)責(zé)將貨物運(yùn)送到堆垛機(jī)或從堆垛機(jī)將貨物移走。輸送機(jī)種類非常多, 常見(jiàn)的有輥道輸送機(jī), 鏈條輸送機(jī), 升降臺(tái), 分配車, 提升機(jī), 皮帶機(jī)等。3.5 AGV 系統(tǒng)即自動(dòng)導(dǎo)向小車。根據(jù)其導(dǎo)向方式分為感應(yīng)式導(dǎo)向小車和激光導(dǎo)向小車。3.6 自動(dòng)化控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化立體庫(kù)系統(tǒng)各設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)。目前以采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式為控制模式為主。3.7 庫(kù)存信息管理系統(tǒng)亦稱中央計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。是全自動(dòng)化立體庫(kù)系統(tǒng)的核心。目前典型的自動(dòng)化立體庫(kù)系統(tǒng)均采用大型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) ( 如 ORACLE, SYBASE 等)構(gòu)筑典型的客戶機(jī)/服務(wù)器體系, 可以與其他系統(tǒng)(如 ERP 系統(tǒng)等)聯(lián)網(wǎng)或集成。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 6 頁(yè)根據(jù)以上論述分析，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是由高層貨架、托盤、巷道堆垛機(jī)、輸送機(jī)系統(tǒng)、AGV 系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、庫(kù)存信息管理系統(tǒng)等組成，是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。4 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)自動(dòng)化立體化倉(cāng)庫(kù)具有儲(chǔ)存能力大、適用性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)一般由巷道堆垛機(jī)、高層貨架、托盤、周邊輸送系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)管理與控制系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成。機(jī)械系統(tǒng)包括：堆垛機(jī)水平走行、升降、貨又伸縮 3 個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的機(jī)構(gòu)都包括滑動(dòng)絲桿螺母副設(shè)計(jì)、軸承的計(jì)算與選型、滑動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)及計(jì)算校核、直流電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選型和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算等 [7]。4.1 堆垛機(jī)堆垛機(jī)技術(shù)參數(shù):1)額定載荷(kg)。2)單元尺寸:L×W ×H(mm） 。3)電源:380V×50Hz×3Ph。安全滑觸線供電方式。4)行走裝置驅(qū)動(dòng)類型:電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)；行走裝置行走速度:0—60m/min(變頻無(wú)級(jí)調(diào)速)；行走裝置速度變頻控制;行走裝置采用掉電動(dòng)作型制動(dòng)方式。5)升降裝置由驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速機(jī)帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)；升降裝置升降速度:0～15m/min(變頻無(wú)級(jí)調(diào)速)；升降裝置變頻速度控制；升降裝置采用掉電動(dòng)作的形式作為其制動(dòng)方式。6)貨叉電機(jī)減速機(jī)通過(guò)鏈條驅(qū)動(dòng)鏈輪及齒輪；貨叉伸縮變頻調(diào)速速度 20r/min；貨叉伸縮速度變頻控制；貨叉采用掉電動(dòng)作的形式來(lái)制動(dòng)。堆垛機(jī)要注意安全措施的設(shè)計(jì)。如果堆垛機(jī)提升鏈條斷裂，安全系統(tǒng)切斷電機(jī)和電機(jī)制動(dòng)器的電源，使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，載貨臺(tái)制動(dòng)器卡在立柱上，防止載貨臺(tái)下降。如果堆垛機(jī)超速下降，超速保護(hù)裝置切斷電機(jī)和電機(jī)制動(dòng)器的電源，使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。如果堆垛機(jī)觸發(fā)上、下極限限位器，緊急終端限位器能切斷堆垛機(jī)總電源。堆垛機(jī)還裝有運(yùn)行終端限速器和運(yùn)行終端限位器。堆垛機(jī)的貨叉上裝有行程限位光電開(kāi)關(guān)或機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)，載貨臺(tái)接近出庫(kù)位置時(shí)或貨叉出入庫(kù)完了，使貨叉電機(jī)開(kāi)或停。此外，堆垛機(jī)裝有急停按鈕、音響報(bào)警裝置、貨叉上貨物探測(cè)裝置。堆垛機(jī)電器設(shè)備安全要求，符合 JB5319.2 一 91 標(biāo)準(zhǔn)。堆垛機(jī)下框架兩端、載貨臺(tái)與上橫梁、下框架之間均裝有抗沖擊性能良好的緩沖器。堆垛機(jī)車輪前方設(shè)置有清軌器。所選用的提升鏈條安黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 7 頁(yè)全系數(shù)為大于 9，以保證人身安全。4.2 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要是堆垛機(jī)控制系統(tǒng)和輸送設(shè)備控制系統(tǒng)。堆垛機(jī)控制系統(tǒng)采用單片機(jī)與 PLC 相結(jié)合的方法，其中單片機(jī)負(fù)責(zé)處理用戶界面、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和與上位機(jī)的通訊；PLC 負(fù)責(zé)低層的邏輯控制和各種安全保護(hù)。這使堆垛機(jī)的控制即具有 PLC 的可靠性和安全性，又具有單片機(jī)的靈活性和良好的用戶界面。堆垛機(jī)與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間采用無(wú)線通訊方式。通過(guò)在監(jiān)控計(jì)算機(jī)端和堆垛機(jī)控制柜端安裝的紅外光通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的信息傳遞。堆垛機(jī)控制柜采用兩臺(tái)變頻器控制。一臺(tái)變頻器控制行走電機(jī)和貨叉電機(jī)互鎖，這種方式既降低了成本，又避免了貨叉取送貨時(shí)，行走電機(jī)突然動(dòng)作的可能，保證了堆垛機(jī)的安全，也增加了堆垛機(jī)的平穩(wěn)性。另一臺(tái)變頻器控制升降電機(jī)。4.3 設(shè)計(jì)攻關(guān)(1)堆棧車停位精度和重復(fù)精度 [8]在關(guān)鍵設(shè)備中，采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，直線導(dǎo)軌和導(dǎo)向輪導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，并對(duì)堆棧軌道車的位置進(jìn)行精確控制。選用高精度元器件，確保設(shè)備停位快速、準(zhǔn)確。(2)有效降低噪音的措施采用運(yùn)行平穩(wěn)性高、傳動(dòng)噪音低的功能部件。比如：在輸送區(qū)間的所有范圍內(nèi)，安裝有非金屬導(dǎo)向裝置，輸送輥采用非金屬材料，這樣，托盤的金屬導(dǎo)輪在運(yùn)輸過(guò)程中，既避免了與金屬材料接觸而產(chǎn)生噪音，又保證了運(yùn)行平穩(wěn)、可靠。(3)對(duì)環(huán)境污染物的有效防護(hù)由于生產(chǎn)工藝對(duì)廠房有較高的潔凈度要求。因此設(shè)備設(shè)計(jì)中，采取技術(shù)措施，盡可能減少生產(chǎn)中對(duì)環(huán)境的附加污染。在動(dòng)力傳動(dòng)部位下方，安裝異物接收裝置，對(duì)粉塵、油污等異物進(jìn)行收集；采用集中的供氣和排氣方式，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。(4)減少?zèng)_擊震動(dòng)的措施選用導(dǎo)向平衡裝置，采用伺服電機(jī)，安裝直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌或?qū)л啠渲镁彌_器件，在地基與地面之間，安裝防震墊等。所有這些措施，均會(huì)有效地降低設(shè)備運(yùn)行中所產(chǎn)生的沖擊震動(dòng)。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 8 頁(yè)5 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行效果及應(yīng)用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了所需自制件和外購(gòu)件都在立體庫(kù)集中管理；有效利用了空間，節(jié)省了倉(cāng)庫(kù)占地面積；嚴(yán)格了賬目管理，提高了管理水平；信息反饋及時(shí)準(zhǔn)確，為決策提供了可靠依據(jù)；采用計(jì)算機(jī)管理與控制，為企業(yè)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了條件 [9]。企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和深化,使得倉(cāng)庫(kù)成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的一個(gè)重要且不可缺少的環(huán)節(jié)。立體倉(cāng)庫(kù)正以它最小的占地面積和最佳的空間利用率,逐步替代著面積利用率極低且陳舊落后的平面?zhèn)}庫(kù),這種替代促使倉(cāng)儲(chǔ)物流業(yè)的水平提高。為滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)與流通的需要,就必須采用以計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為主要手段組成的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。以倉(cāng)庫(kù)為核心的存儲(chǔ)系統(tǒng)是物流設(shè)備設(shè)施中的一大類，是直接用于物流活動(dòng)，改進(jìn)并提高其工作效率的各種設(shè)施設(shè)備的總稱 [10]。6 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的故障自診斷故障自診斷系統(tǒng)是一種建立在微機(jī)自動(dòng)控制基礎(chǔ)上的多功能、自動(dòng)化、智能化系統(tǒng),能自動(dòng)獲得在線的實(shí)時(shí)故障信息,并能自動(dòng)對(duì)發(fā)生故障用聲光顯示,通過(guò)微機(jī)自動(dòng)進(jìn)行故障性質(zhì)、程度、類別、部位、原因及趨勢(shì)的診斷或預(yù)報(bào)。由于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)作為一種高度自動(dòng)化、智能化的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng),其機(jī)構(gòu)復(fù)雜、層次性、模塊性強(qiáng),系統(tǒng)的診斷信息種類繁多,數(shù)量龐大,故障一旦發(fā)生,便很難確定故障點(diǎn)的位置和原因 [11]。通過(guò)對(duì)機(jī)械狀態(tài)測(cè)試、數(shù)據(jù)分析與故障診斷，可以確定機(jī)械的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)及所需的各種參數(shù)，以及確定機(jī)械的故障形式和故障部位，直至檢測(cè)出發(fā)生故障的零部件或元器件，從而可以對(duì)有故障的機(jī)械進(jìn)行快速監(jiān)測(cè)和維修。運(yùn)行故障主要形式為某一模塊的某一動(dòng)作未完成,如堆垛機(jī)的行走、上升不到位,堆垛機(jī)的松繩、超速、導(dǎo)引小車移動(dòng)障礙、控制系統(tǒng)異常等等。立體倉(cāng)庫(kù)有關(guān)故障的數(shù)據(jù)主要源于兩方面:①設(shè)備控制器內(nèi)部的各種反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào),包括 I/O 信號(hào),設(shè)備功能控制產(chǎn)生的中間信號(hào),以及設(shè)備內(nèi)部以保護(hù)為目的的監(jiān)控報(bào)警信號(hào)等;②設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的結(jié)果。此外現(xiàn)場(chǎng)工人觀察到的現(xiàn)象,對(duì)定位故障以及判斷故障原因也有很大幫助。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 9 頁(yè)參考文獻(xiàn)[1] 蔣蕊聰.自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)[J].中國(guó)儲(chǔ)運(yùn),2007, 06 期，74-75.[2] 張晨陽(yáng).小型多功能自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)[J]. 湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003,03 期， 12-15.[3] 龔志遠(yuǎn).微型自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)[J].制造技術(shù)與機(jī)床 ,2011，08 期，79-82.[4] 陳駿，施國(guó)洪，姚冠新.立體倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].江蘇理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科 學(xué)版),2000,05 期，83-86.[5] 朱正禮，周以齊，吳耀華.立體倉(cāng)庫(kù)物理模型的設(shè)計(jì)[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2001,09期， 12-14.[6] 貢文偉，趙艷萍，陳駿，施國(guó)洪.立體倉(cāng)庫(kù)故障自診斷研究[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)， 2002,06 期，69-72.[7] 李振，譚筱煥，沈彤.多層立體倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)思與實(shí)踐[J].物流技術(shù)，1998，02 期，13 -15.[8] 韓勇德. 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)建[J].物流技術(shù)與應(yīng)用， 2009,11 期，108-110.[9] 郭萍茹.自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的實(shí)踐[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)， 2003,01 期，59-60.[10] 劉志剛，張建奇，鮑復(fù)民.自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J ].機(jī)械與電子，2011， 10 期，32-34.[11] 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