【正文】 緊，作用在軸上的徑向壓力較小，在相同條件下，鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)較為緊湊。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：鏈傳動(dòng)是具有中間撓性的嚙合傳動(dòng)。 輸送裝置：帶式輸送機(jī)和輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)都具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置靈活，輸送平穩(wěn)，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。 功能 /功能解 方案一 方案二 方案三 方案四 動(dòng)力功能 電動(dòng)機(jī) 內(nèi)燃機(jī) 液壓傳動(dòng) 氣壓傳動(dòng) 傳動(dòng)功能 鏈傳動(dòng) 帶傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 零件輸送 輥?zhàn)虞斔蜋C(jī) 帶式輸送機(jī) 斗式提升機(jī) 螺旋輸送機(jī) 零件搬運(yùn) 機(jī)械手 人工 用形態(tài)學(xué)矩陣求解 用形態(tài)學(xué)矩陣求解，找出最優(yōu)解如表 。 該機(jī)構(gòu)的各系統(tǒng)分解如圖 所示。 零件存儲(chǔ)立體回轉(zhuǎn)庫(kù) 庫(kù)門的啟閉 零件的輸送 零件的搬運(yùn) 箱斗的回轉(zhuǎn) 控制系統(tǒng) 待裝零件 加載能量 零件搬運(yùn) 零件輸送 庫(kù)門開啟 能量轉(zhuǎn)換 能耗 零件裝 庫(kù) 回轉(zhuǎn) 圖 功能結(jié)構(gòu)圖 圖 功能分解圖 功能求解 分功能原理解 分功能原理解是在系統(tǒng)分解的基礎(chǔ)上，將機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)，控制系統(tǒng)等逐一分解。該設(shè)計(jì)的工作過程是零件放置在輸送機(jī)上，通過輸送機(jī)輸送到回轉(zhuǎn) 庫(kù)的面前，機(jī)械手開始搬運(yùn)，同時(shí)庫(kù)門開啟，把零件裝進(jìn)回轉(zhuǎn)庫(kù)，回轉(zhuǎn)庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)到指定的存儲(chǔ)位置。通過以上的功能分析得到功能分解圖如圖 所示 。 待裝零件 信號(hào) 能量 零件裝庫(kù)回轉(zhuǎn) 黑箱 圖 黑箱 功能分解 由功能分析可知，零件的裝庫(kù)主要分為 4 部分。根據(jù)上述條件繪制黑箱。 主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下： ① 回轉(zhuǎn) 速度 ： ~（變頻調(diào)速） ； ② 工件最大尺寸 ： 200 mm200 mm200 mm； ③ 庫(kù)體尺寸（單體）：長(zhǎng) 2020 mm、高 300（厚度尺寸根據(jù)工件確定， 盡量?。? ④ 電源： AC 380V/50Hz（三相四線） 。 圖 聯(lián)體提升貨柜 第 2 章 總體方 案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 從所給的任務(wù)書上就可以知道這臺(tái)機(jī)器的主要功能是對(duì)零部件進(jìn)行儲(chǔ)存。 為適應(yīng)現(xiàn)代化管理的需求，庫(kù)存各類物品、零件 、圖書、生活用品等，都廣泛使用檔案裝具、密集柜、密集架、大多數(shù)采用框架式結(jié)構(gòu)，各層之間用隔板分開，擺放物品和零件，或采用抽屜式存放，為了存取方便，貨柜或貨架都不能超過一定高度，特別是較大否、較重的物品更不能存放較高的位置，因此不能充分的利用空間。 圖 沈飛數(shù)控回轉(zhuǎn)庫(kù) 課題的提出背景 回轉(zhuǎn)立體庫(kù)是自動(dòng)化庫(kù)柜的一種，利用弗里斯轉(zhuǎn)輪原理，由電機(jī)、減速器，并通過鏈輪，鏈條帶動(dòng)可移動(dòng)式箱斗做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，物品放置在可移動(dòng)式箱斗中，箱斗旋轉(zhuǎn)，使物品達(dá)到儲(chǔ)存口。我國(guó)由于起步晚，在觀念上還有點(diǎn)落后，使得國(guó)內(nèi)大部分的企業(yè)不 知道這種新型的儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)。國(guó)內(nèi)的主要生產(chǎn)廠家有沈飛（圖 所示為沈飛自行研制的數(shù)控回轉(zhuǎn)庫(kù) [5]），昆船，太原剛玉和中國(guó)電子科技（如圖 所示是該所 在垂直提升貨柜的基礎(chǔ)上，結(jié)合自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)結(jié)構(gòu)研發(fā)出來的聯(lián)體提升貨柜 ）等。 自動(dòng)化貨柜主要用于存放工具，刀具，工業(yè)零、備件，電子元器件，煙機(jī)備件，煙草原、輔料，醫(yī)療藥品、器具，以及重要文檔、資料、光盤、磁介質(zhì)等 ,可廣泛用于航空航天、煙草、機(jī)械、石化、醫(yī)藥、電子、檔案、碼頭、鐵路、汽車 ,等行業(yè)。因此，倉(cāng)庫(kù)的管理就必不可少。 （ 5） 可以實(shí)現(xiàn)智能管理，用低于最小庫(kù)存量時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示補(bǔ)充。 （ 3） 降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效 率。 （ 2） 充分利用時(shí)間。 4）超大型立體貨柜（ LARGE SCALE VERTICAL WAREHOUSE） 超大型立體貨柜是在我所立體貨柜設(shè)備的基礎(chǔ)上，針對(duì)實(shí)現(xiàn)板材、管材等超大型物件的管理而開發(fā)，可解決超大型件不好存儲(chǔ)的問題。此設(shè)備利用空間增加庫(kù)存面積，運(yùn)行速度快 ，噪聲低。 3）聯(lián)體垂直提升貨柜（ JOINT LIFTER） 工作原理：聯(lián)體提升貨柜是我所在垂直提升貨柜的基礎(chǔ)上，結(jié)合自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)結(jié)構(gòu)研發(fā)出來的。管理監(jiān)控系統(tǒng)可與 ERP、 MRPⅡ 連接。實(shí)現(xiàn)智能化管理，真正實(shí)現(xiàn) “ 物到人 “ 。在升降運(yùn)動(dòng)中采用絕對(duì)認(rèn)址方式，精 度較高、認(rèn)址準(zhǔn)確，水平運(yùn)動(dòng)采用感應(yīng)開關(guān)控制，以達(dá)到機(jī)構(gòu)的動(dòng)作要求。非常適合擺放在生產(chǎn)區(qū)附近，用于存放產(chǎn)品的零備件，生產(chǎn)工具及數(shù)控刀具等。 1）垂直循環(huán)貨柜（回轉(zhuǎn)庫(kù)、數(shù)控回轉(zhuǎn)庫(kù)） 垂直循環(huán)貨柜以料斗 為存儲(chǔ)單元，通過鏈條傳動(dòng)帶動(dòng)料斗的循環(huán)回轉(zhuǎn)。其不同點(diǎn)在于各系統(tǒng)有著不同的配置和應(yīng)用方案。與旋轉(zhuǎn)式的自動(dòng)貨柜先比較，垂直升降式能更加有效的利用空間，高度可達(dá) 20 米以上。 進(jìn)入 80 年代，世界市場(chǎng)對(duì)垂直用的自動(dòng)化庫(kù)柜有了巨大的需求，工業(yè)用的自動(dòng)化用貨柜比起文件柜 有了長(zhǎng)足發(fā)展。 自動(dòng)化庫(kù)柜發(fā)展始于 20 世紀(jì) 50 年代中葉，在歐洲，德國(guó)亨乃爾公司根據(jù)垂直旋轉(zhuǎn)的原理，開始批量生產(chǎn)辦公室用的文件柜，用于存放各種文件或文件夾。 自動(dòng)貨柜技術(shù) 自動(dòng)貨柜的種類及其工作原理 自動(dòng)貨柜又名自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)、 立體貨柜 等，是現(xiàn)代化倉(cāng)儲(chǔ)的主要設(shè)備，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)化操作，提升管理 [3]。 第五階段是智能自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，人工智能技術(shù)的發(fā)展了自動(dòng)化技術(shù)向更高級(jí)的階段 ——智能自動(dòng)化方向發(fā)展。 雖然人們?cè)?80 年代已經(jīng)注意到系統(tǒng)集成化，但至今在我國(guó)已建成的集成化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)還不多。在集成化系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)協(xié)作，使總體效 益和生產(chǎn)的應(yīng)變能力大大超過各部分獨(dú)立效益的總和。信息技術(shù)的應(yīng)用已成為倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的重要支柱。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)向物資的控制和管理要求實(shí)時(shí)，協(xié)調(diào)和一體化，住處自動(dòng)化技術(shù)逐漸成為倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化技術(shù)的核心。 50 年代末和 60 年代，相繼研制和采用了自動(dòng)導(dǎo)引小車（ AVG）、自動(dòng)貿(mào)架、自動(dòng)存取機(jī)器人、自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)分揀等系統(tǒng)。機(jī)械化滿足了人們速度、精度、高度、重量、重復(fù)存取和搬運(yùn)等要求。人工倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)在初期設(shè)備投資的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也具有優(yōu)越性。在 90 年代后期及 21 世紀(jì)的若干年內(nèi)，智能自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)將是自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展方向。作為現(xiàn)代化的倉(cāng)儲(chǔ)物流的重要組成部分，自動(dòng)化立體回轉(zhuǎn)庫(kù)的先進(jìn)性與強(qiáng)大的功能得到了越來越多的用戶認(rèn)識(shí) [1]。 自動(dòng)化立體回轉(zhuǎn)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 1 章 緒論 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)融入世界經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程加快，全國(guó)各行各業(yè)都迎來了新的挑戰(zhàn)，物流業(yè)也得到了快速發(fā)展。 倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存是物流領(lǐng)域的一個(gè)中心環(huán)節(jié)，在物流領(lǐng)域起著重要作用，被稱為 “ 物流的支柱 ” 。 自動(dòng)化技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域中的發(fā)展與應(yīng)用 自動(dòng)化技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域（包括主體倉(cāng)庫(kù)）中的發(fā)展可分為五個(gè)階段：人工倉(cāng)儲(chǔ)階段、機(jī)械化倉(cāng)儲(chǔ)階段、自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)階段、集成化倉(cāng)儲(chǔ)階段和智能 自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)階段。 第一階段，物資的輸送、存儲(chǔ)、管理和控制主要靠人工實(shí)現(xiàn)，其實(shí)時(shí)性和直觀性是明顯的優(yōu)點(diǎn)。 第二階段，物料可以通過各種各樣的傳帶，工業(yè)輸送車、機(jī)械手、吊車、堆垛機(jī)和升降機(jī)來移動(dòng)和搬運(yùn)，用貨架托盤和可移動(dòng)貨架存儲(chǔ)物料，通過人工操作機(jī)械存取設(shè)備，用限位開關(guān)，螺旋機(jī)械制動(dòng)和機(jī)械監(jiān)視器等控制設(shè)備的運(yùn)行。 第三 階段是自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)階段，自動(dòng)化技術(shù)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)和發(fā)展起了重要的促進(jìn)作用。 70 年代和 80 年代，旋轉(zhuǎn)式體貨架、移動(dòng)式貨架、巷道式堆垛機(jī)和其他搬運(yùn)設(shè)備都加入了自動(dòng)控制的行列，但這時(shí)只是各個(gè)設(shè)備的局部自動(dòng)化并各自獨(dú)立應(yīng)用，被稱為 “自動(dòng)化孤島 ”。計(jì)算機(jī)之間、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)之間、機(jī)械設(shè)備的控制 器之間以及它們與主計(jì)算機(jī)之間的通信可以及時(shí)地匯總信息，倉(cāng)庫(kù)計(jì)算機(jī)及時(shí)地記錄訂貨和到貨時(shí)間，顯示庫(kù)存量，計(jì)劃人員可以方便地作出供貨決策，他們知道正在生產(chǎn)什么、訂什么貨、什么時(shí)間發(fā)什么貨、管理人員隨時(shí)掌握貨源及需求。 第四階段是集成自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)階段，在 70 年代末和 80 年代，自動(dòng)化技術(shù)被越來越多地用到生產(chǎn)和分配領(lǐng)域，顯然， “ 自動(dòng)化孤島 ” 需要集成化，于是便形成了 “ 集成系統(tǒng) ” 的概念。 集成化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)作為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS—Computer Integrated Manufacturing System）中物資存儲(chǔ)的中心受到人們的重視。 在集成化系統(tǒng)里包括了人、設(shè)備和控制系統(tǒng)，前述三個(gè)階段是基礎(chǔ)?，F(xiàn)在，智能自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)還處于初級(jí)發(fā)展階段，但在未來倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的智能化將具有廣闊的應(yīng)用前景 [2]。 主要分為垂直循環(huán)貨柜、垂直提升貨柜、水平循環(huán)貨柜等幾種。到了 70 年代，亨乃爾、瑞士卡迪斯等公司相繼開發(fā)出垂直旋轉(zhuǎn)式的自動(dòng)化庫(kù)柜。 90 年代，垂直升降式的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)開發(fā)成功，其中有代表性的有亨乃爾公司的 LeanLift 和卡迪斯公司的 Shuttle。 自動(dòng)化貨柜都具有節(jié)省空間、人力，提高儲(chǔ)存效率和揀選速度等特點(diǎn)。垂直庫(kù)偏重于解決存取自動(dòng)化和節(jié)省倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)地；而水平旋轉(zhuǎn)庫(kù)偏重于較大規(guī)模、大批量的快速揀選，特別適于滿足品種數(shù)量大而單件數(shù)量少的配貨需求。貨柜運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)采用優(yōu)算法，自動(dòng)選擇最短路徑，從而使物料快捷的達(dá)到操作者手中。 2）垂直提升貨柜（升降庫(kù)、數(shù)控升降庫(kù)、 Vertical Lift） 垂直提升貨柜是以托盤為存儲(chǔ)單元 ， 通過托盤車的升降和水平運(yùn)動(dòng) ,將存放貨物的托盤取出或送到柜體內(nèi)合適的貨位。儲(chǔ)存貨物時(shí)，入口處設(shè)有自動(dòng)側(cè)高裝置，檢測(cè)所存物品 的高度，自動(dòng)、合理的安排柜體內(nèi)存儲(chǔ)空間。垂直提升貨柜具備手動(dòng)、單機(jī)自動(dòng)、聯(lián)機(jī)自動(dòng)操作方式。與垂直循環(huán)貨柜相比，垂直提升貨柜更適合存放尺寸差異較大和形狀不規(guī)則的物品。該設(shè)備以托盤為存儲(chǔ)單元，通過一個(gè)提升小車在幾臺(tái)垂直提升貨柜單元間的運(yùn)動(dòng)，將托盤運(yùn)至存儲(chǔ)位或取料口。 此設(shè)備通過自動(dòng)測(cè)高光幕，可有效檢測(cè)不同物料的高度，合理安排存儲(chǔ)位置，柜體的聯(lián)體設(shè)計(jì)使得短距離存儲(chǔ)更加靈活，可大大增加空間利用率，降低成本。 管材立體庫(kù)主要技術(shù)指標(biāo) (Parameters of tubular products vertical warehouse)： （ 1）托盤尺寸 (Pallet dimension)： 12020mm1000mm （ 2）托盤載重 (Pallet load)： 5T （ 3）運(yùn)行速度 (Running speed)： 提升 (hoisting speed)24m/min 橫移 (horizontal speed)12m/min （ 4） .整機(jī)載重 (Load per equipment)： 200T 板材立體庫(kù)主要技術(shù)指標(biāo) (Parameters of plate warehouse)： （ 1）托盤尺寸 (Pallet dimension)： 2500mm1250mm （ 2）托盤載重 (Pallet load)： (Running speed):提升 (hoisting speed)24m/min 橫移 (horizontal speed)12m/min （ 3）整機(jī)載重 (Load per equipment)： 600T 自動(dòng)化貨柜的優(yōu)越性及應(yīng)用 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)之所以受到越來越多人的青睞，是由于他具有很多優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 全自動(dòng)化操作，存取物品方便，存取速度快，大大的節(jié)省時(shí)間。能夠在占地面積最小的情況下，充分利用現(xiàn)有的空間高度，從而提升倉(cāng)儲(chǔ)能力。 （ 4） 由于是密閉的，可以使儲(chǔ)存的物品避免塵土和陽光的侵害。 一個(gè)現(xiàn)代化的企業(yè)，方方面面都要做到精細(xì)的管理。時(shí)刻系統(tǒng)的掌握每種物料的生產(chǎn)和庫(kù)存情況，對(duì)企業(yè)的制造和銷售等部門都有重要的作用 [5]。 國(guó)外自動(dòng)化 倉(cāng)庫(kù)已經(jīng)大量使用，著名的自動(dòng)化貨柜生產(chǎn)廠家有：德國(guó)的亨乃爾、瑞士的卡迪斯、美國(guó)的 FKI 等公司，他們的產(chǎn)品都已經(jīng)來到中國(guó)。 憑借著 50 年的生產(chǎn)歷程和長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累，進(jìn)口產(chǎn)品無論在質(zhì)量上、性能上，還是工藝上都有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)企業(yè)與國(guó)外企業(yè)的差距會(huì)越來越少，會(huì)有越來越多的企業(yè)采用這種自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)來提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，因此未來中國(guó)的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)市場(chǎng)的潛力會(huì)越來越大 [8]。是工礦企業(yè)及各類用于庫(kù)房管理的一種倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備。 針對(duì)上述的問題，設(shè)計(jì)了采用構(gòu)架式框架，向高度方向發(fā)展，充分利用空間，減少占地面積，并設(shè)計(jì)成機(jī)械鏈條傳動(dòng)方式的立體回轉(zhuǎn)庫(kù)，克服了現(xiàn)代庫(kù)房管理中采用的固定式貨架和堆積方式存放物品，使物品存取方便，便于管理，可以大大提高工作效率，減輕工作人員的體力勞動(dòng)。零件通過輸送裝置輸送，輸送到達(dá)倉(cāng)庫(kù)的門前，機(jī)械手開始工作，把零件搬運(yùn)到倉(cāng)庫(kù)的箱斗里，箱斗回轉(zhuǎn)，完成儲(chǔ)存目的。 功能分析 總功能確定 本裝置是把零件通過一系列的輸送和搬運(yùn)等步驟，實(shí)現(xiàn)零件的裝庫(kù)回轉(zhuǎn)過程。如圖 所示。分別是庫(kù)門的啟閉，零件的輸送，零件的搬運(yùn)，箱斗的回轉(zhuǎn)。 功能結(jié)構(gòu)確定 由上述的功能分解，確定了功能結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述過程繪制功能結(jié)構(gòu)如圖 所示。分功能分解可以找到更多的方案解，可以從中選折最優(yōu)解。 確定每種功能的方案 根據(jù)上面的功能分解，確定每種功能的方案如 表 所示。 通