【《运输小车搬运机的设计分析案例》3700字】

.运输小车搬运机的设计分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u31472.运输小车搬运机的设计分析案例 1120081.1轨道运行装置的设计 2182091.2小车放置装置的设计 4318131.3小车搬运装置运输部分的设计 9217281.4提升机相关设计 11随着企业的不断进步，针对成本方面的问题也是不得不进行考虑的问题。如何有效的减少成本支出，一直是各企业之间在追求的目标，为了实现利益最大化，可以适当减少运输小车的数量，本文设计了一种装置提升机的小车搬运装置。设计本意是将不同高度货架之间的搬运小车进行互补使用，减少企业的运行成本和购买小车的成本，多余的资金可以用在维护和保养方面。本体设计大体与换层提升机类似，下面拥有移动装置，可以在轨道上进行位移。上面可以放置一个运输小车的收纳平台，可以进行上下移动，方便搬运小车。1.1轨道运行装置的设计在不同高度之间的高的货架边上安装两根滑轨，并将两种高度不一的货架之间放上两根横向滑轨，具体设计方向如图1.1.1所示。图1.1.1铁轨放置示意图装滑轨的主要作用是固定小车搬运机的运作路径，也可以起到固定小车搬运装置的作用。装置可以在滑轨上自由的进行上下搬运以及左右搬运的移动，使得运货小车可以在高低货架之间来回调用。1.2小车放置装置的设计经过研究，提升机的整体可以利用铝合金材料进行设计。使用铝合金的优点有：1）其密度小。相对于同等体积的材料来讲，铝的重量约为同体积情况下的铜或者钢的三分之一。2）具有良好的抗腐蚀性、耐热性。材料在日常使用中是无法避免腐蚀的，然而铝合金经过特殊处理后会形成一层氧化层，具有非常强的抗腐蚀性。耐久度会大幅提高。3）具有良好的导热性。当装置运行过程中，无法避免的会出现发热现象，使用铝合金材料可以良好的降温，保护器材不受损害。设计一种能够放置小车的装置，方便小车进出，三面有阻挡物，形状类似于簸箕。由于AutoStore系统的特殊性，相关货箱大小可以根据客户需求进行客制化，所以小车的尺寸也可以定制化。在设计此装置时，可以根据小车尺寸相应更改托盘大小。由于小车的总体质量还是比较重的，为了防止小车掉落而产生损失，托盘四周设计有挡板，在小车进出的口，利用货架来进行封闭四周，起到一定的保护作用，放止小车因操作失误而产生的掉落。具体设计方向如图1.2.1所示。图1.2.1小车搬运机放置部分的设计为了能够提供更高的稳定性，本人在整体搬运装置的后面增加两根拉杆，确保装置在运行中不会出现掉落等问题。为了区分零件的颜色，本人将底面颜色设置为黄色示意空白区域。设计如图1.2.2和1.2.3所示。图1.2.2搬运装置拉杆设计图1.2.3搬运装置拉杆装配位点示意图

图1.2.4搬运装置上用于抓握铁轨的抓手设计图1.2.5搬运机轨道的相应设置为了保障系统整体的稳定度，在拉杆的上方会安装如图1.2.4所示的滑倒钩爪，这种装置内部的滑槽可以与滑轨轨道形成间隙配合，在钩爪与滑轨之间采用四氯板来进行缓冲和润滑作用，有效降低钩爪与滑轨之间的摩擦系数，保证产品的使用寿命。在搬运装置的下方设置有两个电动轮，只有在电机提供电力的时候才会进行转动，轮子外面使用橡胶材质增大轮子与轨道之间的摩擦力，另外在垂直滑轨的底部分别安装了限位装置，分为两种，一种是使用红外线来检测装置是否到位的光电限位开关，一种是使用物理方法进行限位的机械限位装置，又称行程限位器。使用限位装置的目的是用来防止装置因为在搬运机器人的过程中由于机器人的重量过大导致的装置错位变大，水平导轨的一端也设置有类似的限位装置，保障搬运过程中可以使得机器人从搬运器上运作到货架的过程中能够准确定位到运作轨道，防止因为不可抗的机械故障导致的损失。限位装置如图1.2.6所示.图1.2.6红外线限位装置与机械限位装置1.3小车搬运装置运输部分的设计在货架上安装两条滑轨，其形状类似于铁轨，可以使得钩爪可以套在上面，如图1.3.1所示。图1.3.1滑轨形状示意图在滑轨上放置小车搬运装置，其装置下面放置两个个伺服电动机，用两根电缆进行供电，电缆可以根据需求伸长缩短。根据官网提供的数据，运货机器人的重量在148kg，本文就选用了科尔摩根的AKM2G伺服电动机。这种电动机可以应用于本系统，搬运150kg的物体进行垂直上下运动，且速度在1m/s。此伺服电机具有优秀的运动控制软件，能够有效的控制装置的运转速度，所以这种电机是一种不错的选择。电机具体信息如图1.3.2所示。图1.3.2AKM2G伺服电动机2D模型两台伺服电动机就可以带动整体搬运装置进行上下与左右运动。在控制方面选择使用PLC来进行控制，这样也可以使得提升机在运动时，自主控制电机的运转速度和正反转。在货架上的钢轨滑道的两边焊接能够阻挡搬运器的挡板，并在水平和垂直滑轨的上下设置光电限位开关。搬运装置上下移动时，在装置上方拉杆处安装两个咬合导轨的装置，并在内部塞上四氯板，四氟板滑移面朝下，在钢铁导轨上滴加少量润滑剂后，运输装置在滑移导轨上滑移前进。四氯板的全名为聚四氟乙烯板，具体样式如图1.3.3所示：图1.3.3四氯板四氯板这种材料是一种化学工业产品，具有耐高压、滑动摩擦阻力系数小等特点，通常作为缓冲材料和降低物体间摩擦系数的一种材料，在重物水平滑移段等时使用。使用四氯板可以使得装置在进行水平方向的滑移时的摩擦系数仅在0.03~0.15。在使用时应注意是否存在四氯板偏移的现象。根据资料所示，在不涂油的情况下四氟板与钢制铁轨之间的摩擦系数为0.09；在涂上润滑剂进行润滑之后，两物体间的摩擦系数为0.03。使用四氯板可以有效的固定装置且对滑轨的磨损程度降到最小。1.4提升机相关设计1.限位装置的自动开合根据开合动力的配置情况，机器人搬运装置的活动限位装置可分为共用动力驱动限位和自带动力驱动限位两种形式。1）共用动力驱动限位的形式。在多层货架上面的所有限位装置，全部都由一个动力源进行驱动。在搬运器进行运作的过程中，限位装置会因为驱动力的存在而开启，当搬运器停止运作后，也就是撤销驱动力后限位装置会自动进行复位。2）自带动力驱动形式。每个限位装置均配备带有一个开启动力源。根据所需动力的不同，又分为气动限位装置和电动限位装置两种限位装置。在本文中，选择的是电动限位装置，即光电限位开关，在红外线被遮挡之后，对应的光敏传感器就会断电，使得行程限位器弹出，将搬运机器人停在规定位置。在搬运机器人离开的时候，红外线的遮挡消失，光敏传感器通电，行程限位器收回。2.实现升降台与走行轨道的准确对接可以肯定的是，换层提升机的升降台与运输小车所需要运作的运行轨道之间不可避免的会出现错位，而这一现象通常是由多种因素混合造成的。改善提升机提升阶段的停顿精度的措施大体上有以下几种选择：（1）提高制造和安装精度：这个需要在制造的方面进行监管，精度要求需要提高，只有制造的精度提高了之后才能够将安装的精度提高。安装时务必按照安装要求进行安装。（2）增加升降台的刚度；可以选择新一代的合金材料进行升降台的制造，合金相比于单一金属材料的刚度有显著的提升，重量却逐渐的在降低。（3）合理选用提升机的支撑结构。就提高停顿精度而言，使用四立柱式结构会明显优于两立柱式结构，而两立柱式结构要优于单立柱式结构，这是因为立柱的数量越多，提升机的整体稳定性越高，运行部分的强度越高，搬运器的停顿精度也就越高；（4）升降台二次停位修正停位误差。修正停位误差可以有效减少因为误差而出现的系统性装置损坏，有利于系统装置的维护和保养。这样设计的提升机具有一下特点：1）平稳顺畅换层式提升机在运行过程中的升降平台停放后,与运输小车同时运行的运行轨道之间通常存在特定的高度错位和转弯点错位；在机器人通过搬运器的过程中，会使得搬运器下平面所受的压力逐渐变化，造成本应该停稳的搬运器因为橡胶的弹性形变而进一步抬高高度。货架与提升机轨道之间的对接错位就是这样一个变量，每次运行过程中总会出现运输小车在行走过程中存在因为小车重量造成的搬运器平台下沉及平台回弹的现象，此外，每次下沉和反弹的距离并不固定，总会造成一定程度上的误差。本文所述的搬运器机构，当拉杆上的钩爪滑入轨道上的卡槽后，此时拉杆成为搬运器与滑轨之间的刚性连接，在移动的过程中可以一点一点地解决轨道之间明显的高低错位和转弯点错位，使得机器人在搬运器和货架上轨道上面的对接更加准确可靠。2）结构紧凑由于在现实中，仓库内的可利用空间极为有限，因此需要将限位装置的安装在货架的水平方向上，避免与货架内部的料箱存储发生冲突，影响料箱的正常存贮。本文所设计的机器人搬运器的驱动装置也就是伺服电机将安装在升降台本体的下方，由两条电缆进行供电和进行控制。相比于将电力驱动装置全部安装在轨道外进行单独设立的方案，在理论上更加节省占用的空间。3）低成本本文所表述的机器人搬运器机构所采用的限位装置本身不带有能源，需要外界额外提供，此时将轨道对接的辅助装置安装在机器人搬运器的升降平台之上。这种方式与采用限位装置本身具有能源供给的限位装置相比，成本会额外降低；而与其它限位装置采用共用动力的方案相比，还具有更好的