环形穿梭车的设计
2018/01/18 21:37:44
近年来，随着物流行业的飞速发展，环形穿梭车已广泛应用于自动化立体仓库(Automatic Warehouse)和日用百货、医药、烟草以及瓶装盒装产品等多种行业的生产中，并以其快速、准确的特点而逐步获得广大用户的认可。环形穿梭车（通常为单轨形式）由往复式穿梭车发展而来，轨道在平面内呈闭环布置，穿梭车沿轨道单向运行，该环形轨道可以同时运行多台穿梭车，从而改善了往复式穿梭车输送能力有限的缺点。
环形穿梭车
1.1 主要技术指标
序号 | 项目 | 参数值 |
1 | 直线运行速度(m/min) | 120 |
2 | 转弯运行速度（m/min） | 40 |
3 | 输送速度(m/min) | 12 |
3 | 定位精度（mm） | ±0.5 |
4. | 最大载重（kg） | 1000 |
5 | 控制方式 | PLC |
6 | 通信方式 | 无线以太网 |
7 | 调速方式 | 变频无极调速 |
8 | 供电方式 | 滑触供电 |
9 | 行走电机 | 1.5kW两台 |
10 | 装输送电机 | 0.55kW |
1.2 结构及工作原理
环形穿梭车主要由轨道、车体、行走轮、行走电机、行走轮导向机构、输送机(Conveyor)、输送电机、万向轮、滑触供电系统、聚氨酯缓冲器及控制系统组成。环形轨道最小转弯半径R500，外轨道两侧为导向面。两个行走轮安装于车体上，行走电机安装在行走轮一侧，直接驱动。两只行走轮带旋转机构并前后带导向机构，四个导向轮抱在一根轨道的两个侧面，确保行走轮按设计的弯道行走自如。另一个轮子为万向轮，不带导向，直接在内轨道平面上行驶。输送机(Conveyor)安装在车体上，与周边的各输入、输出站台对接。控制系统采用滑触供电及条码定位方式，车体的两端安装了距离检测传感器和机械式聚氨酯缓冲器，保证环形穿梭车的安全性。图2 环形穿梭车机构图
1.3 参数计算
驱动力：
F=m·g· [2/D· ( μ·d/2+f)+C]
=2000·10·[2/200· ( 0.005·40/2+0.5)+0.003]
=185N
F---驱动力，N
m---自重+载重，Kg
g---重力加速度，m/s2
D---行走轮直径，mm
d---轴径，mm
μ---滚动轴承的摩擦系数，一般取0.005
f---滚动摩擦杠杆臂，钢对钢取0.5mm
C---次级摩擦的附加因子，有滚动轴承的轮子取0.003
电机功率：
P=F·V/(1000·η)
=185·2/(1000·0.5)
=0.74Kw
P---功率，Kw
V---速度，米/秒
转轨穿梭车电机取1.5Kw
减速器的输出转数计算：
N=V·60·1000/(3.14·D)
=2·60·1000/(3.14·200)
=191
1.4 设备特点
a.双轨环形车道，三行走轮结构，双轮驱动，实现小转弯半径90度转弯。
b.滑触线安装在轨道外侧，集电器安装在行走轮上，随行走轮摆动，与滑触线接触良好。
c.行走轮上安装条码阅读器，环行轨道安装条码带，穿梭车在弯轨处不会出现丢步，保证行走及调度安全可靠。
d.弯道的最小转弯半径500mm。
1.5 控制系统说明
a.环形穿梭车采用滑触供电方式。
b.走行和货物输送均采用变频器控制，无极调速。
c.行走的双轮驱动，保证了在小转弯半径条件下穿梭车的流畅运行。
d.条码的应用简化了位置及速度控制，系统的可维护性大为改善，如需增加车辆或站台也非常简单。
e.基于无线以太网通讯系统可实时显示穿梭车的运行状态（装货/卸货、穿梭车的行走位置等），调度所有穿梭车协调运行。
f.距离检测传感器可检测前后穿梭车的位置，确保安全。结束语
环形穿梭车由往复式穿梭车发展而来，在同一条环形轨道上，可以有多台穿梭车同时运行，弥补了往复式穿梭车输送能力不足的缺点。运行路线不在一条直线上、输送货物需要排序且站台较多的情况下，一般采用单轨环形穿梭车来进行系统总体平面布局。但是，随着穿梭车数量的增加，调度系统的难度也大幅度提高，并且车辆的交通堵塞会非常严重，反而会造成整个系统的能力下降。