可行性论证报告与调研报告

1、黑龙江科技大学本科毕业设计可行性论证报告设计题目： 自动化立体仓库无人搬运小车结构设计 院系名称： 机械工程学院 专 业 ： 机械电子工程 班 级 ： 机电10-1 姓 名 ： 刘世一 学 号 ： 2010022760 指导教师 ： 陈焕林 1、设计课题要达到的设计目的；设计一种可以用于自动化立体仓库内自动寻找和运输货物的无人驾驶搬运小车的机械结构。该自动化立体仓库主要存放600*400*320mm的塑料物流箱，货物重100300Kg货架采用落地式层高400mm共7层，小车行走速度300m/min这种适用轻载快速反应的物流仓库。2、结合调研报告获得的信息进行简要论述；在当今中国做为最大的发展中

2、国家，工业发展是我们强国的重要途径。而提高劳动生产率是改变现状的最有效的办法。在高速发展的工业社会，物流效率成为生产的附带成本，如果能降低运输物料和货物的成本和时间，就能提高生产效率。传统的工厂运输物料的方式是通过工人操作传统叉车进行堆垛、运输作业，效率一般且占用大量工人，先进一点的例如自动化立体仓库中专用的堆垛机利用电脑控制一方面减少了工人的手工操作另一方面采用密集仓库方便管理。但这种成套的仓库管理系统造价非常高，维修养护费用高而且需要专业的技术人才进行日常的仓库管理和操作。所以这种不易普及。现有的自动导引小车其实质是一种集声、光、电、计算机为一体的简易移动机器人，机构上类似于有人驾驶车。主

3、要应用于柔性加工系统、柔性装配系统、自动化立体仓库及其他一些行业作为搬运设备。未来的发展方向：主要是从国家线路向可调整线路；从简单车载单元控制向复杂系统计算机控制；从原始的段点定期通讯到先进的实时通讯等方向发展；从落后的现场控制到先进的远程图形监控；从领域的发展看，主要是从较为集中的机械制造、加工、装配生产线向更广泛的各行业自动化生产，物料搬运，物品仓储，商品配送等行业发展。本次我们所设计的自动化立体仓库无人搬运小车的结构设计是以，自动导引小车为载体，在自动导引小车加装物料搬运夹持装置实现无人搬运的功能，达到减少工人人工操作，提高作业生产效率。该无人搬运小车可广泛应用于工厂的危险作业区域的搬运

4、任务，提高了工厂的安全指数。3、依据所应用的理论、提出三个方案。本设计自动化立体仓库无人搬运小车的结构设计采用自动化导引小车为载体，在自动化导引小车上加装物料搬运装置和升降机构组成。现对载体自动化导引小车的转向问题和物料的提升机构提出三个方案：方案一对自动化导引小车的转向问题采用单个交流电机做驱动，液压转向方式提升机构采用液压系统和滑轮组扩大液压缸的行程。方案二对自动化导引小车的转向问题采用双交流电机驱动，通过控制电机的转速、旋转方向实现小车的转向。提升机构方案同方案一。方案三对自动化导引小车的转向问题方案采用方案一的方案，提升机构采用电机驱动丝杠加装自锁装置。4、设计方案结构简图。机构简图工

5、作流程图：机场、车站其他物流运输渠道快递、邮包登记处入库口自动化立体仓库出库口方案一的液压转向机构方案一的提升机构5、设计方案论证：方案一a.技术方面；电机驱动、电机的调速控制技术、液压系统的防漏以及控制系统的模拟与数字电子技术b.制造方面（制造能力、制造方法、制造手段）；在中国，我国电源频率为50Hz所以三相交流电机中一对极电机的同步转速为3000r/min,三相交流电机中两对极电机的同步转速为1500r/min，余类推。c.现有的知识储备方面（现阶段的设计能力、设计方法、设计手段等）；通过本科期间学习的机械原理、机械设计、机电控制技术、液压与气压传动、液压课程设计、测试技术、传感器原理等课

6、程通过老师指导、上网查找相关文献资料了解堆垛机的相关国家技术指标，以工厂常见的叉车为设计思路设计堆垛机的提升起重机构、以密集型档案柜为灵感设计密集型仓储货柜，以AGV自动导引小车为参考设计载体导引小车。d.经济性方面（经济成本、经济效益、社会效益等）；在经济性方面，由于应用领域广泛。无人搬运小车应用领域广泛，从制造工厂、商场、机场、港口、快递行业、军需部门到地下停车场等各行各业均有采用。仓库存储货物品种日益多样化，除了大多数仍是制成品外，存储品种越多越好。大到长十几米、重几吨的钢板、钢管等长、大件，小到电子元器件的立体仓库，还有专门用作汽车存储的立体仓库，各种仓库的多样性需求。因此堆垛机应大量

7、广泛的应用发展在各行各业,其设计理应趋于多样化以满足生产的需要。e.方案的不足之处。方案一中采用液压系统转向，系统防漏密封是一个技术难题。方案二a.技术方面；电机驱动、电机的调速控制技术、液压系统的防漏以及控制系统的模拟与数字电子技术b.制造方面（制造能力、制造方法、制造手段）；在中国，我国电源频率为50Hz所以三相交流电机中一对极电机的同步转速为3000r/min,三相交流电机中两对极电机的同步转速为1500r/min，余类推。c.现有的知识储备方面（现阶段的设计能力、设计方法、设计手段等）；通过本科期间学习的机械原理、机械设计、机电控制技术、液压与气压传动、液压课程设计、测试技术、传感器原

8、理等课程通过老师指导、上网查找相关文献资料了解堆垛机的相关国家技术指标，以工厂常见的叉车为设计思路设计堆垛机的提升起重机构、以密集型档案柜为灵感设计密集型仓储货柜，以AGV自动导引小车为参考设计载体导引小车。d.经济性方面（经济成本、经济效益、社会效益等）；在经济性方面，由于应用领域广泛。无人搬运小车应用领域广泛，从制造工厂、商场、机场、港口、快递行业、军需部门到地下停车场等各行各业均有采用。仓库存储货物品种日益多样化，除了大多数仍是制成品外，存储品种越多越好。大到长十几米、重几吨的钢板、钢管等长、大件，小到电子元器件的立体仓库，还有专门用作汽车存储的立体仓库，各种仓库的多样性需求。因此堆垛机

9、应大量广泛的应用发展在各行各业,其设计理应趋于多样化以满足生产的需要。e.方案的不足之处。由于方案二采用双电机驱动，在制造成本上较方案一有所提高，而且加上配套的减速机械装置大大加重的小车整装设备重量同时体积也有所增加。方案三a.技术方面；电机驱动、电机的调速控制技术、液压系统的防漏以及控制系统的模拟与数字电子技术b.制造方面（制造能力、制造方法、制造手段）；在中国，我国电源频率为50Hz所以三相交流电机中一对极电机的同步转速为3000r/min,三相交流电机中两对极电机的同步转速为1500r/min，余类推。丝杠方面进口丝杠精度高满足要求单成本昂贵，相反国产丝杠精度较差价格经济。c.现有的知识

10、储备方面（现阶段的设计能力、设计方法、设计手段等）；通过本科期间学习的机械原理、机械设计、机电控制技术、液压与气压传动、液压课程设计、测试技术、传感器原理等课程通过老师指导、上网查找相关文献资料了解堆垛机的相关国家技术指标，以工厂常见的叉车为设计思路设计堆垛机的提升起重机构、以密集型档案柜为灵感设计密集型仓储货柜，以AGV自动导引小车为参考设计载体导引小车。d.经济性方面（经济成本、经济效益、社会效益等）；在经济性方面，由于应用领域广泛。无人搬运小车应用领域广泛，从制造工厂、商场、机场、港口、快递行业、军需部门到地下停车场等各行各业均有采用。仓库存储货物品种日益多样化，除了大多数仍是制成品外，

11、存储品种越多越好。大到长十几米、重几吨的钢板、钢管等长、大件，小到电子元器件的立体仓库，还有专门用作汽车存储的立体仓库，各种仓库的多样性需求。因此堆垛机应大量广泛的应用发展在各行各业,其设计理应趋于多样化以满足生产的需要。e.方案的不足之处。方案三的提升机构采用电机带丝杠，成本大大高出了第一个方案，同时方案二和方案三都需要两个电机在设备的复杂程度上不易实现。6、结论：所要采用的方案、市场的需求等。综上不管是从经济性考虑还是从方案复杂程度考虑，方案一都优于方案二和方案三。本无人搬运小车针对快递物流行业设计，通过在物流量较大的快递公司实习调研，发现货物分类任务繁重。在大型物流集散中心货物的分类筛选

12、是一项即普通又烦琐的一项工作。通过对快递货物货单的编码堆垛，再通过计算机将货物分类再由堆垛机取用货物就可以方便、快捷的完成这个大家都不愿意做的烦琐的工作从而解放劳动力提高效率7、参考文献(10个以上包括教材、手册、论文)。1 郭环，禹永伟.自动化立体仓库中堆垛机的设计A.辽宁 铁岭：辽宁国能集团铁岭精工机械有限公司，20022 徐菱，劳扬健，王金诺.基于PLC的堆垛机控制系统设计A.成都：西南交通大学，20053 朱敏哲，胡燕琳，马文强.自动堆垛机精确定位控制系统的设计J.机械与电子，2012年第06期4 刘玲，许林英.面向自动化立体仓库仓储管理与控制系统的技术研究.天津大学，20065 龚秋

13、生，刘文波.堆垛机的机械结构及控制系统设计研究.沈阳理工大学,20126 罗志清.自动化立体仓库堆垛机的控制与设计研究.甘肃工业大学，20007 王金诺主编：起重运输机金属结构 中国铁道出版社 1984年8 陆刚 现代电动叉车的结构及技术特点 工程机械与维修 2007.29 张莉 张占仓 后轮驱动的1115t三支点电动叉车 宝鸡合力叉车研究所 起重运输机械 2005（1）全文用小四号，宋体，固定20磅行距。黑龙江科技大学本科毕业设计调研报告设计题目： 自动化立体仓库无人搬运小车结构设计 调研的企业： 哈尔滨圆通物流公司 院系名称： 机械工程学院 专 业 ： 机械电子工程 班 级 ： 机电10-

14、1 姓 名 ： 刘世一 学 号 ： 2010022760 指导教师 ： 陈焕林 1、学生、教师简介学 生 简 介姓名专业班级学号刘世一机械电子工程机电10-12010022760指 导 教 师 简 介姓 名工作单位专 业职 称学校教师陈焕林企业教师2、对所调研的企业应有学生本人与企业产品的合影照片。3、前言：(毕业设计题目、题目涉及的主要技术领域，调研要达到的目的)毕业设计题目：自动化立体仓库无人搬运小车结构设计题目涉及的主要技术领域：主要涉及伺服电机的调速与控制、可编程控制技术、传感器技术、测试技术以及机械原理等基础知识。调研要达到的目的：（自动化立体仓库是自动化生产的重要组成部分，对材料的

15、存储、运输和取用占产品生产周期的大部分时间）。对自动化立体仓库相关技术的研究，将会极大的提高生产效率和产品生产线的自动化水平解放生产力。而“堆垛机”是自动化立体仓库的核心设备以高层立体货架为主要标志、以成套先进的搬运设备为基础、以先进计算机控制技术为主要手段，实现搬运、存储机械化、自动化存储管理现代化。以AGV智能小车为运动载体，活动的货叉为提升机构来实现在立体仓库中物料的无人搬运。实现小占地面积、大存储量提高生产效率的有效手段。4、正文：a. 查阅相关资料了解课题所涉及技术领域的基本情况（包括当前课题的目前概况、生产能力、产品性能、是否满足要求等）；现有“堆垛机”是自动化立体仓库的核心设备，

16、通过在立体仓库中做X.Y.Z方向的三维运动以实现取送货物的功能。主要分为单立柱“堆垛机”和双立柱“堆垛机”，由行走、提升和货叉三个驱动机构完成作业要求，采用国际先进伺服控制系统和绝对认址系统进行全闭环控制，配合条码或激光测距等高精度认址方式，实现堆垛机高精度运行。为了适应各行业需求，研发多种类型堆垛机：重载堆垛机，载重量可达8吨/ 货，适用于重型生产企业；铝合金堆垛机，行走速度达到300m/min，适用于轻载、高速的使用环境；还有夹抱式堆垛机，装有司机室的拣选堆垛机等多种类型堆垛机。可根据用户实际需求设计各类型非标堆垛机。b.所调研走访企业的概况本次调研通过在物流量较大的快递公司实习调研，发现

17、货物分类任务繁重。在大型物流集散中心货物的分类筛选是一项即普通又烦琐的一项工作。通过对快递货物货单的编码堆垛，再通过计算机将货物分类再由堆垛机取用货物就可以方便、快捷的完成这个大家都不愿意做的烦琐的工作从而解放劳动力提高效率。c.所设计的课题目前采用的设计方法、研发的手段、技术特点与课题有关的装置或结构相关的具体情况；主要研究任务：自动化立体仓库无人搬运小车的机械结构设计(包括运行机构 升降机构 载物台和机架车身)，控制方案设计研发手段：通过老师指导、上网查找相关文献资料了解堆垛机的相关国家技术指标，以工厂常见的叉车为设计思路设计堆垛机的提升起重机构、以密集型档案柜为灵感设计密集型仓储货柜。以

18、家用汽车为参考设计小车的转向、传动机构。 技术特点：自动化立体仓库是自动化、智能存储和取用物料的系统。对提高生产率、降低生产成本有着重要的意义。无人搬运小车是自动化立体仓库中重要的起重堆垛设备，能够在仓库的巷道中来回作业，将位于巷道口的货物存入货柜，或者相反取出货柜中的货物送到巷道口。为提高系统整体的自动化水平，采用计算机编码分配货架和管理货物。使不规律的物流作业变得井井有条，高效率生产。在能耗方面，我们力求低能耗，环保。d.现阶段存在哪些技术问题；我国已建成的集成化仓储系统还不多，与国外工业发达国家相比，无论是从数量上还是从建设水平上都有着较大的差距。主要有：1）目前我国这种自动化仓库数量还

19、不能够满足今后我国经济发展的需求。2）仓库型式和设备品种、规格较少、还不能满足生产需求。3）应用先进控制技术和驱动技术还不多，多采用两速、三速电机拖动工作速度不高，效率低下，自动化程度低。在货物取用方面，不断发展出具有新的物理外形和更高精度性能的设备。载体小车的动力问题、转向问题以及小车的自重。在拣选作业自动化方面，各国正研究开发可供实用量产的拣选自动化设备和系统，但尚未投入生产使用。e.对市场进行简单分析；应用领域日趋广泛，从制造工厂、商场、机场、港口、快递行业、军需部门到地下停车场等各行各业均有采用。仓库存储货物品种日益多样化，除了大多数仍是制成品外，存储品种越多越好。大到长十几米、重几吨

20、的钢板、钢管等长、大件，小到电子元器件的立体仓库，还有专门用作汽车存储的立体仓库，各种仓库的多样性需求。因此堆垛机应大量广泛的应用发展在各行各业,其设计理应趋于多样化以满足生产的需要。f.结论（结合调研所获得信息对设计题目的必要性加以评价）； 5、参考文献（67论文）。1 郭环，禹永伟.自动化立体仓库中堆垛机的设计A.辽宁 铁岭：辽宁国能集团铁岭精工机械有限公司，20022 徐菱，劳扬健，王金诺.基于PLC的堆垛机控制系统设计A.成都：西南交通大学，20053 朱敏哲，胡燕琳，马文强.自动堆垛机精确定位控制系统的设计J.机械与电子，2012年第06期4 刘玲，许林英.面向自动化立体仓库仓储管理与控制系统的技术研究.天津大学，20065 龚秋生，刘文波.堆垛机的机械结构及控