毕业设计（论文）-丝杆驱动式自动托盘机械设计.doc

丝杆驱动式自动托盘机械设计 i 摘要 本设计介绍了自动仓库中的丝杆驱动式自动托盘机械设计的基本结构和工作原 理。它采用机械装置和电气控制相结合，通过对仓库中入口位置和仓库中已存放好 的托盘（包括货物）取出和存入升降机库中的动作来实现仓库存、取半自动化。其 利用升降机上的电机和减速器带动丝杆驱动式装置中的丝杆作旋转运动，从而使得 螺母作直线运动，而拔杆是固定在螺母上的，所以利用拔杆与托盘之间的作用来实 现托盘进出升降机的库，其进出的速度大约在 10 米/分钟左右。此外，本设计还应 用到电磁铁和接近开关，来使系统中丝杆驱动机构上的拔杆与托盘实现准确对接， 使托盘的进出库更为高效、准确。本设备采用半自动化控制，适用于 16kg 左右重 量的货物出入库，通过控制面板上按钮对设备进行操作，其结构简单、方便实用。 关键词：自动托盘；丝杆驱动；拔杆；机械设计 ii abstract introduced the design of automated warehouses automatic tray screw-driven mechanical design of the basic structure and working principle. it uses mechanical and electrical control devices combine the entrance of the location of warehouses and warehouses have been put in a good tray (including goods) and into the lift out of action the treasury to keep warehouse, semi-automatic check. the use of lift on the motor and reducer driven screw-driven device for rotation of the screw, so that nut for linear motion, and the pull rod is fixed on the nut, so the use of pull between the rod and the role of tray to achieve the tray lifts out of the library, the access speed of about 10 meters / minutes. in addition, the design is also applied to the electromagnet and close to switch, in order to make the system screw drive mechanism and the pull rod to achieve accurate docking tray to tray and out of the library more efficient and accurate. the semi-automatic control equipment for the weight of about 16kg of inbound cargo through the control panel buttons to operate the equipment, its structure is simple, convenient and practical. keywords: automatic tray; screw driver; pull rod; mechanical design iii 目录 摘要i abstract .ii 绪论1 第一章 总体方案设计2 第二章 托盘机构设计3 2.1 托盘主体设计 .3 2.2 托盘轴的设计 .3 2.3 托盘上轮子的设计 .4 2.4 托盘上拉扣的设计 .4 2.5 托盘上各附件设计 .5 2.5.1滚动轴承 .5 2.5.2 螺纹连接.5 2.5.3 垫片及附件的设计.6 第三章 丝杆驱动系统机构设计8 3.1 丝杆螺母副的设计 .8 3.1.1 丝杆的设计.8 3.1.2 螺母的设计.9 3.2 底座的设计 .9 3.3 前后端盖的设计 10 3.4 滚动轴承的选择 11 3.5 导轨的设计 11 3.6 拔杆的设计 12 3.7 丝杆驱动上附件的设计 12 第四章 电气控制过程简述.15 第五章 结论.17 致谢.19 参考文献.20 附录一 驱动系统装配图.21 附录二 托盘装配图.22 附录三 拔杆零件图.23 附录四 轮子零件图.24 附录五 托盘设计图.25 1 绪论 现代科学技术不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透。在机械工程领 域，由于微电子技术的迅速发展及其向机械工业的渗透，从而使机械工业的技术结 构、产品、功能与构成、生产方式及管理体系发展了巨大变化，工业生产已经由 “机械电气化”迈入了“机电一体化”的发展阶段。 自动托盘系统是一个比较复杂的机电一体化系统，它在现代仓储物流，商品零 售等作业过程中正越来越多地取代传统手工作业。它是集机械、电子、计算机等高 新技术于一体的。它广泛应用于仓库自动作业。在快餐店，药店等零售业的运用也 日趋广泛。 在本题主要是设计自动托盘的机械部分设计，主要完成托盘的出架和入架的动 作。货物先是通过某种动作到升降机上的，然后升降机运动到了要存放该红货物的 货架前，如是进入到了该设计的范畴。该课题就是研究升降机在货架前以后的动作。 之后的动作是货物的入架或出架动作，货物的入架是单片机得到信息后给电动机得 电正转，使丝杆运动利用拔杆把升降机中的托盘推出并进入到要存放该货物的货架 中，当托盘完全进入货架后，单片机给电动机一个信息使它停止正转，到止托盘的 入架动作完成。其中托盘的出架动刚好相反，它是利用拔杆与托盘上的拉扣连接后 将其拉入升降机中完成动作。它们的连接是利用单片机给电磁铁信息使它动作连接 拔杆与拉扣。 该设计中用到了电磁铁和接近开关，在托盘的入、出架时拔杆与托盘都是通边 电磁铁联接为一体的，使托盘的出、入架更为精确高效。而在判断电磁铁该何时动 作使拔杆与拉扣连接是用到了接近开关，它为单片机反馈拔杆与拉扣之间距离的信 息，告知单片机现在可以连接拔杆与托盘了。从而实现高效准确的托盘出、入货架。 本课题是自动托盘作业系统中出架与入架的机械实现部分。其设计目的是为了 实现仓库存取的自动化作业，更深入地理解机电一体化系统的设计与工作过程。 2 出 架 拔杆与拉 扣连接 出架 完成 图 1-1 自动托盘工作流程图 拔杆推托 盘入架 拔杆将托盘 拉出货架 拔杆与拉 扣脱离 入架 完成 拔杆与拉 扣脱离 拔杆与托 盘连接 入 架 第一章 总体方案设计 本设计主要分两个部分，是托盘的机构设计和丝杆驱动系统的机构设计。在系 统运作过程中，货物通过皮带输送机等一些设备输送到仓库入口处，通过叉车或其 它设备转运到托盘中,之后通过安装在升降机上的丝杆驱动系与托盘对接，将托盘 拉入升降机中，再通过升降机的运作将托盘运送到货物的存放地点，利用丝杆驱动 系统再将托盘从升降机中送入仓库中，从而完成货物的入库动作。出库动作刚好相 反。在此过程中,所有的动作都是以托盘为中心来实现的。 技术要求： （1） 要把电机的旋转运动转化为托盘盘出架和入架过程中的直线运动。 （2） 托盘的尺寸满足：0.3m0.4m。 （3） 轮子的直径：d100mm。 （4） 托盘能够载起重量在 16kg 的货物。 （5） 托盘的行程为托盘的长度略过 8 到 10 毫米左右。 （6） 托盘在导轨上来回行使。 （7） 托盘的行使速度约为 10 米/分钟。 依据工作原理及技术要求，本设计采用机械装置和电气控制相结合。机械装置 由托盘的设计和丝杆驱动的设计组成。其中货物的上下托盘和升降机的运作由其它 系统完成不在该设计范围之内。但本课题是该设计的机械设计部分，所以电气控制 方面的设计就只虽稍微介绍一下，具体方案就查看本设计的控制部分。具体工作流 程如图 11。 3 第二章 托盘机构设计 2.1 托盘主体设计 托盘主体是用来放置货物的，根据技术要求托盘采用钢作为主要材料，实行铸 造成型。其效果如下图 2-1 所示： 该托盘各边厚为 20 毫米，在底部设计了两个 r10 半圆槽，位于托盘的中部， 中心相距 180 毫米，用来安放两根轴。在侧过有一个 3015 毫米的方形穿透孔， 用来安放与拔杆对接的拉扣。另外，在底部还有 18 个 5 的带螺纹的孔，其中 16 个用于固定两根轴其它 2 个用于固定拉杆。托盘的尺寸为：30040080 毫米。重 量约为：10。 2.2托盘轴的设计 轴是用来承载托盘和货物的，根据技术要求轴采用钢棒加工成型，其 cad 设计 图如下图 2-2 所示： 该轴一共有两根，长度为 386 毫米，轴的两端有两个 8 的带螺纹的孔。轴的 主要尺寸为 20，其中有两个 26 的轴肩，长度为 15 毫米，两轴肩之间的距离 为 315 毫米且成对称结构。 图 2-1 托盘的造型 图 2-2 轴的 cad 剖面图 4 2.3托盘上轮子的设计 轮子是辅助托盘运动的，根据技术要求，该轮设计为在导轨上运动的，且其中 用深沟球轴承与轴结合。其效果如下图 2-3 所示： 该轮一共有四个，其外径为 90，内径为 23.5，宽度为 30 毫米。轮子上有 等腰梯形凹槽，是为了托盘行使的平稳设计与导轨相啮合的。其尺寸为：上底为 7.5 毫米、下底为 22.5 毫米、高为 10 毫米，居中放置。轮子上有 8 个 5 的带螺 纹的孔，均匀分布在轮子端面的两侧，且两端面上的孔是对称的，其中心位于 60 的圆上。 2.4托盘上拉扣的设计 托盘上的拉扣是为了实现托盘与驱动系统上的拔杆对接而设计的，它主要承受 拉力，作用是传递驱动力到托盘上，使托盘与拔杆一起运动。采用铸造成型。其拉 扣 cad 设计图如下图 2-4 所示： 该拉扣设计主要考虑合理，其设计的一些尺寸在图 2-4 上已经标出来了，其中 没有标出的拉扣厚度为 15 毫米，上图中所示的右边的那个 10 的孔与驱动系统上 的拔杆的一个孔相对应，当两孔中心重合时，电磁铁作用，使销钉穿透两孔从而实 现对接，达到传递力的效果。左边两个对称的 5 的孔是用来固定拉扣的，避免其 图 2-3 轮子的造型 图 2-4 拉扣 cad 设计图 5 在运动过程中松落。 2.5托盘上各附件设计 托盘上的附件主要有：轴承、螺丝和一些安装垫片。它们的作用主要是辅助托 盘能够正确的安设计要求运动。 2.5.1 滚动轴承 滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。它已标准化，由专门的轴承工厂 成批生产。在机械设计中，只需根据工作条件选用合适的滚动轴承类型和尺寸并进 行组合结构设计。因为该轴承是安装在托盘上的，起减少阻力提高效率作用，主要 承受径向载荷，所以决定选用常见的深沟球轴承。而它是安装在轴与轮子之间的， 它的选择原则是跟据轴和轮子的一些数据去选用标准件。 查看机械设计 （彭文生等主编）和机械设计课程设计 （唐增宝等主编） 中有关滚动轴承设计与选择的内容，因轴的外径为 20，轮子的内径为 23.5， 经确定选择轴承的型号为：3204 gb/t 276-1994。其相关数据如表 2-1 所示： 表 2-1 滚动轴承的数据 基本尺寸/毫米安安装尺寸/毫米 基本额定负荷 /kn 轴承型 号 ddb rs min da min da max ras max crcr0 620420471412641112.86.65 表 2-1 中所示的一些数据的代号在图 2-5 所示的轴承示意图中可以对应的找到。 图 2-5 轴承示意图 2.5.2 螺纹连接 螺纹连接是一种应用非常广泛的可拆连接。它的特点是结构简单，装拆方便， 连接可靠性高，适用范围广。 各种螺纹及其连接件大多数制订有国家标准。设计者的主要任务是根据螺纹连 6 接的工作条件，按照螺纹的特点选择螺纹类型。不论是螺纹还是螺纹紧固件，其主 要参数是公称直径 d（d） ，它可以由强度计算确定，也可按照结构上的需要确定。 查看机械设计 （彭文生等主编）和机械设计课程设计 （唐增宝等主编） 中有关螺纹连接设计与选择的内容，在托盘上一共用到三种型号的螺纹（gb/t 5783-2000） ，共 54 口，它们分别用在四个轮子、两根轴的两端、拉扣和两根轴的 固定上。它的一些尺寸数据如表 2-2 所示： 表 2-2 螺栓的尺寸数据（/毫米） d2d1 p acdweksl m54.484.130.820.278.793.5812 m54.484.130.820.278.793.588 m87.1886.6471.2540.512155.31318 表 2-2 中所示的一些数据的代号在图 2-6 所示的螺栓示意图中可以对应的找到。 图 2-6 螺栓的示意图 2.5.3 垫片及附件的设计 本设计中托盘部份一共用到了 5 种不同样式和功能的垫片及附件。垫片及附件 的设计，它们分别有如下： 1)、托盘上两根轴与托盘结合时用的四个垫片，它的作用是为了固定两根轴在 托盘上，在这个垫片上有四个螺栓孔，它的直径为 6。它的厚度为 5 毫米，外形 尺寸为 70x50 毫米方形，中间有一个内径为 20 外径为 30 的凸起。 2)、托盘上两根主轴上的两端用于挡住轴承的，使轴承固定在轴上的轴肩与该 垫片之间，避免不必要的活动影响托盘正常的机械运动。它的厚度为 3 毫米，其内 径为 8 和外径为 26。 3)、轮子两边的垫片，每个轮子上有两片，共八片，它的作用是为了连接和固 定轴承与导轨轮子而设计的，每个上面有四个 5 螺孔，均匀分布。它是安装在轮 7 子上的，其内径为 41 比轮子的内径要小，外径为 75 也要比轮了的外径要小， 而厚度为 5 毫米。安装在轮子的两侧，就可能把滚动轴承夹在中间了，可以避免轮 子与轴承之间的轴向移动。 4)、轴承与轴承之间的垫片，在托盘上一共用到八个滚动轴承，每个轴端各两 个，在轴承与轴承之间为避免轴承的内环与外环的动作不一样而引起不必要的摩擦， 所以在两个滚动轴承的内环之间也设计了一个环形垫片。它的外径为 26，而内径 为 21，其厚度为 2 毫米。 5)、弹簧垫片，它是安装在轴端挡片与轴端固定螺栓之间的，它的是起防松作 用。它的应用也非常的广，所以也是一种标准件，可以根据要配用的螺栓的公称直 选取。 8 第三章 丝杆驱动系统机构设计 3.1丝杆螺母副的设计 3.1.1 丝杆的设计 丝杆是该机构的核心部件，它主要起传递力的作用，所以设计它要考虑到它所 需传递的功率的大致大小。由于托盘的设计时要求载重为 16 千克，而托盘采用钢 铁制造而成，自重大约在 14 千克左右。所以计算时丝杆驱动系统需要推动约 30 千 克的重物运动。 托盘运动的条件是丝杆驱动系统的产生的力矩与托盘产生阻力力矩相等。力矩 的计算公试为：m=fl。其中 l 是从转动轴到着力点的矢量 , f 是矢量力；力矩 也是矢量。 托盘产生的阻力为滚动摩擦力 ，但是在托盘受到拔杆的推力启动时，所要 克服的是轮子与地面产生的最大静摩擦力。托盘运动克服的最大静摩擦力的计算 如下： =n (=0. 2) f n=mg=30kg10kg/n=300n 即=300n0.2=60n f 其中 n 为托盘的自重， 为轮子与在底面的摩擦因数 所以丝杆驱动要提供的力矩 m=nl=r（r 为轮子的半径） f m=r=60n0.045m=0.27nm f 在该设计中采用外径为 30 矩形螺纹，参考螺纹连接的一些相关资料，初步 设计的一些数据如下表 3-1 所示： 表 3-1 丝杆相关数据 d2d1 p l m3027.72726.2113.5480 因为该系统要求的速度是 10 转/分钟而托盘与货物的总重量为 30kg，所以是低速轻 载，不必计算丝杆的承载能力。它的其它特征有键槽，它位于丝杆的一端。 9 3.1.2 螺母的设计 丝杆上的螺母与丝杆是一个运动副，它的作用是将电机的旋转运动转换成丝杆 上螺母沿导轨的直线运动。它的设计效果图如下图 3-1 所示： 图 3-1 丝杆螺母效果图 在上图中可以看到左右方向上有三个孔，一大两小，其中两个小孔是穿导轨而 用的，它的大小为，而中间的那个大孔是一个螺纹孔，是丝杆的螺母孔，是与丝杆 结合成运动副的。它的数据参照丝杆的。至于上面还有四个 m8 的螺纹孔，该孔距 边界为 1050 毫米，是固定拔杆而设计的。 3.2 底座的设计 丝杆驱动的底座有两个方面的用途，一是用来把整个驱动系统固定在升降机上， 二是用来支撑整个驱动系统，如在上面安装有驱动系统的导轨等一些固定驱动系统 的零部件。它的效果图如下图 3-2 所示： 图 3-2 驱动系统底座效果图 在上面所示的效果图中并没有反应出相关尺寸，它的一些外形尺寸如后文所述。 该底座的包装尺寸为 58828170 毫米，底盘的厚度为 20 毫米，在底座的两侧分 布着六个 16 螺孔，从上面的效果图中也可以看的出来，孔与孔之间的距离为 200 毫米，中间的一个孔是处在底座长边的中间。从图中看到的那放孔的两长条矩形的 10 宽度为 40 毫米，而底座中两端凸起的高度为 50 毫米，宽度为 54 毫米，在上面主 要是安放丝杆驱动的导轨和滚动轴承。左右两端设计大致相同，不同之处在于上面 效果图中的左端上同轴的，除了有一个安放导轨的 20 半圆柱槽外还有一个从外 端面往里的半个正六边形的沉孔，深度为 10 毫米。在两个凸起的高台上，位于中 心线上的还有一个 41 的略小于半个圆的槽，因为在底座上要安装丝杆，所以， 在这中心线上需要安装上轴承。为了安装轴承的所以各端的中央有凹下去比 41 更大的半圆形槽。在上面的效果图中还可以看到两个凸起的高台上每个上都有四个 孔，它们都是 10 的螺纹孔，其孔中心的尺寸为：中间两个孔相距为 80 毫米，最 外边两个孔的距离为 172.5 毫米，在宽度上它们都是处于凸台的中间。 3.3 前后端盖的设计 前后端盖是固定在底座两端的两个凸台上的，上面的一些凹槽与对应在底座上 凹槽相对应，也可以说是一模一样的。它的效果图如下图 3-3 所示： 图 3-3 前后端盖效果图 在上面所示的效果图中并没有反应出相关尺寸，它的一些外形尺寸如后文所述。 该前后端盖包装尺寸为 2015433.5 毫米，在该前后端盖上面主要是固定丝杆驱 动的导轨和滚动轴承。前后两端盖的设计大致相同，不同之处在于上面效果图中的 左边那个端盖上同轴的，除了有一个安放导轨的 20 半圆柱槽外还有一个从外端 面往里的半个正六边形的沉孔，深度为 10 毫米。在两个前后端盖上，位于中心线 上的还有一个 41 的略小于半个圆的槽，因为在上面要固定丝杆，所以，在这中 心线上需要安装上轴承。为了安装轴承的所以各端的中央有凹下去比 41 更大的 半圆形槽。在上面的效果图中还可以看到两个前后端盖上每个上都有四个孔，它们 都是 10 的螺纹孔，其孔中心的尺寸为：中间两个孔相距为 80 毫米，最外边两个 孔的距离为 172.5 毫米，在宽度上它们都是处于前后端盖的中间。 11 3.4 滚动轴承的选择 滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。它已标准化，由专门的轴承工厂 成批生产。在机械设计中，只需根据工作条件选用合适的滚动轴承类型和尺寸并进 行组合结构设计。因为该轴承是安装在托盘上的，起减少阻力提高效率作用，主要 承受径向载荷，所以决定选用常见的深沟球轴承。而它是安装在轴与轮子之间的， 它的选择原则是跟据轴和轮子的一些数据去选用标准件。 查看机械设计 （彭文生等主编）和机械设计课程设计 （唐增宝等主编） 中有关滚动轴承设计与选择的内容，又因为安装在丝杆两端的滚动轴承要承受轴向 载荷，所以它与前文在托盘上设计所选取的轴承不同，它的选择取要考虑到轴承所 要承受的轴向载荷。根据丝杆驱动系统中计算的一些数据，分析之后决定选择取圆 锥滚子轴承的型号为：gb/t 29794 7204 该轴承的示意图如下图 3-4 所示： 图 3-4 圆锥滚子轴承示意图 上图中的一些代号如表 3-2 所示： 表 3-2 圆锥滚子轴承数据 基本尺寸/毫米安安装尺寸/毫米 轴承 型号 ddb c t da min db max da max db min ras max rbs max 72042047141215.252627414311 3.5 导轨的设计 导轨的作用是为了限制丝杆驱动系统中丝杆上的螺母的自由度的，使它不能作 旋转运动，只能延水平方向滑动。它一共有两根，分布在丝杆的两侧，且是穿过丝 杆上的螺母。它主要是一个 20 的圆柱体，长度为 593 毫米。它的一端有螺螺纹， 12 另一端是一个厚度为 10 毫米的六角多边行。导轨通过其上一端的螺纹和另一端的 六角多边行凸台固定在底座上的。 3.6 拔杆的设计 拔杆是固定在丝杆的螺母上的，它的作用是随着螺母一起运动，与托盘接触， 将能量与动力传递给托盘，使托盘作出相应的运动。 拔杆的三维设计图如图 3-5 所示，从图中可以看出，拔杆的厚度为 10 毫米， 长为 84 毫米，宽为 40 毫米，高为 70 毫米。 图 3-5 拔杆设计造型图 从上面拔杆的效果图中可以看出，位于拔杆底面的四个 9 的孔是为了将拔杆 固定在螺母上的螺栓孔，孔的间距为 2064 毫米。中间是一条加强筋。往上在底 面的垂直面上可以看到三个孔，是安放接近开关用的，两边的小孔就固定接近开关 用的。在拔杆的顶部也有三个孔，它们两侧的两个 5 小孔是为固定电磁铁而设计 的，中间的那个 10 孔与下面的一个孔相对应，它们与托盘上拉扣上的孔对应， 当它们的孔心在一条线上时，电磁铁上的销钉就穿透这三个孔，从而达到丝杆驱动 系统与托盘对接成功。 3.7 丝杆驱动上附件的设计 在该丝杆驱动上所用的一些附件都是一些标准件，它们一共有七种，如螺纹连 接、电磁铁、接近开关、键、联轴器、电动机和变速箱。 13 1)、螺纹连接 螺纹连接是一种应用非常广泛的可拆连接。它的特点是结构简单，装拆方便， 连接可靠性高，适用范围广。 各种螺纹及其连接件大多数制订有国家标准。设计者的主要任务是根据螺纹连 接的工作条件，按照螺纹的特点选择螺纹类型。不论是螺纹还是螺纹紧固件，其主 要参数是公称直径 d（d） ，它可以由强度计算确定，也可按照结构上的需要确定。 查看机械设计 （彭文生等主编）和机械设计课程设计 （唐增宝等主编） 中有关螺纹连接设计与选择的内容，在丝杆驱动系统上就用到了五种不同的螺栓， 它的一些数据如表 3-3 所示：（表中的一些数据代号在图 2-6 中相对应） 表 3-3 螺栓的相关数据（：毫米） d2d1 p acdweksl m54.484.130.820.278.793.5812 m54.484.130.820.278.793.588 m87.1886.6471.2540.512155.31318 m109.0268.3761.540.614.417.76.41620 m1614.70113.8351.520.82226.75102420 2)、电磁铁 电磁铁可以看作是一个小型的电气开关，在现在生活中应用范围相当广，所以 在市场上可以很容买得到。它在该设计上的作用也是起到一个开关的作用，它主要 负责拔杆与托盘上拉扣连接问题，它安装在拔杆上，通过单片机发出的指令后作出 相应的动作完成连接问题。 3)、接近开关 接近开关是一种简单的传感器，在市场上可以买得到，它在该设计中的作用是 为了判断丝杆驱动系统上的拔杆与托盘上的拉扣之间的相对距离是否达到指定范围 的，它安装在拔杆上，在拔杆与拉扣接近到接近开关的感应范围时，它就动作传递 信号到单片机中，使单片机作出相应动作。 4)、键 键的作用是传递扭矩，它是安装在丝杆的一端与联轴器之间的。在该设计中， 丝杆一端设计有两个键，成对称分布在丝杆一端。它的尺寸为：10510 毫米。 14 图 3-6 联轴器 5)、联轴器 联轴器的基体功用是连接两轴（也连接轴和其他回转零件） ，是为了传递动力而设计的，它连接变速器上的慢速轴与丝杆 从而达到传递动力。它的外型大致如右图 3-6 所示： 6)、电动机 该机械设备的运动是由电动机驱动，因此，正确选择电动 机具有重要意义。选择电动机的出发点是符合机械设备的使用条件，即由具体的驱 动对象和工作规范来决定。 7)、变速箱 变速箱的作用是将电动机轴的高转速转化为符合要求的低速从而带动丝杆螺母 副的动作。现如今变速箱的应用相当广泛。在现在市场上可以很容易就可以买到符 合设计要求型号的变速箱。 15 第四章 电气控制过程简述 在该自动托盘丝杆驱动系统设计中分有两个课题，一个是机械设计部份，另一 个是电气控制部份。而本课题是自动托盘丝杆驱动系统设计的机械部份，所以电气 控制部份的设计，它不包括在本课题设计内容之中，所以在这里只是稍加叙述一下 它控制该自动托盘如何动作的。它的控制流程图如图 4-1 所示： 入架 电磁铁得电 电机停止 判断托盘 是否到位 电磁铁失电 入架完成升降机运动 否 是 出架 电磁铁得电 电机正转 电机正转 判断拔杆 是否到位 电机停止 是 出架完成升降机运动 否 电机反转 判断托盘 是否到位 否 是 电机停止 电磁铁失电 图 4-1 自动托盘电气控制流程图 16 该自动托盘丝杆驱动系统是一个典型的机电一体化系统，是通过电气系统控制 机械运动。整个系统的运作过程是这样的，开始时人工通过按控制面板上的按钮存 入，其实按钮按下的动作是一个指令，电气控制系统中的单片机获取这个指令，根 据事先设置在里面的程序单片机作出相应的动作，电动机得电正转，电动机带动变 速器，变速器输出低速通过联轴器带动丝杆作旋转运动，丝杆与丝杆上的螺母把丝 杆上的旋转运动转换为螺母的直线运动，在丝杆驱动上的螺母上拔杆由里向外运动， 在拔杆快要与托盘接触时（在感应范围内） ，安装在拔杆上接近开关捕获到一个信 号，它装该信号反馈到单片机中，接着单片机动作，电动机失电停止转动，与止同 时单片机也发出指令，令安装在拔杆上的电磁铁作用，使它的销钉伸长穿透拔杆与 托盘上拉扣相对应的孔。完成托盘与丝杆驱动系统的对接。在对接动作完成后三秒 钟后，单片机又开始发指令，该指令控制电动机反转，在电动机反转后，丝杆上的 螺母就开始往里作直线运动，连接在上面的托盘也就拉入库中。到止，自动托盘丝 杆驱动系统完成了入库（该库是指升降机中的那个临时库）动作。在其存入动作中 还有一个出库的动作，该动作是在前面入库完成后，电气控制系统完成对升降机的 控制，使其到达指定的位置，然后就由单片机发出指令让电动机得电正转，通过螺 母上的拔杆将托盘从库中推出存入指定位置，到止就完成了托盘的存入。自动托盘 的取出过程与存入过程刚好相反，这里就不再叙述了。 17 第五章 结论 在该设计的自动托盘是现代化物流仓储设备的核心。随着全球经济腾飞、科技 进步和信息革命的深入，世界经济进入前所未有的全球化和市场化的新时代。迈向 21 世纪的国际物流技术的特征是信息化、经济化、智能化、系统化、标准化和社会 化。