自动可升降货物架机原设计方案说明书

PAGEPAGE10项目名称：自动可升降货物架·目录一、课题背景及意义国内外市场情况分析（主要完成人：潘水芳，金言）课题必要性及可行性(主要完成人：顾晓山，卢晁信)课题设计任务(主要完成人：顾晓山)二、总体方案及执行机构方案确定(主要完成人：顾晓山)功能及工艺流程分解(主要完成人：卢晁信，潘水芳）凸轮杆件组合机构方案（主要完成人：潘水芳，顾晓山）平面四杆机构方案（主要完成人：潘水芳，顾晓山）总体方案确定（主要完成人：顾晓山，潘水芳，卢晁信，金言）三、执行机构设计(主要完成人：卢晁信)执行机构运动综合（主要完成人：卢晁信，金言）执行机构运动分析（主要完成人：潘水芳，顾晓山）执行机构动力分析（主要完成人：卢晁信，潘水芳，顾晓山）四、机械系统方案评价(主要完成人：潘水芳、金言)4.1系统功能及性能评价（主要完成人：潘水芳）4.2系统经济性评价（主要完成人：顾晓山）4.3系统技术评价（主要完成人：金言）五、结论及展望(主要完成人：顾晓山)5.15.2参考文献(主要完成人：卢晁信，金言)附件(主要完成人：顾晓山)自动可升降货物架组员：顾晓山，潘水芳，卢晁信，金言一、课题背景及意义1.1国内外市场情况分析（主要完成人：潘水芳，金言）升降平台是一种多功能起重装卸机械设备，可分为固定式和移动式：移动式分为直臂式、曲臂式，剪叉式，桅柱式，铝合金升降平台，套缸式：固定式有剪叉式，导轨式升降平台、链条式升降平台、装卸平台及附着式电动施工平台等。自动可升降货架是一种新型的仓储设备，它可以根据货物的大小和重量自动调节高度，以适应不同大小的货物。目前，国内外市场情况如下：国内市场：据估计，2021年我国货架市场规模约154亿元左右，同比2020年增长约20%,整个行业在“双循环”模式之下得到了长足发展，创下历史新高。医药化工、商业物流、食品饮料行业是我国货架需求增长的主要来源；在地域方面，我国货架市场长期以来都与经济发达程度呈正相关，产业聚集在长三角、珠三角等经济最发达的地区。国外市场：根据《2021-2027全球及中国智能货架行业研究及十四五规划分析报告》，全球智能货架市场规模预计将从2020年的约30亿美元增长到2027年的约80亿美元。其中，美国是最大的智能货架市场之一，其次是欧洲和亚太地区。中国市场对于升降平台设备需求非常大，而且对于升降平台类似平台例如：液压升降平台、固定液压升降平台、铝合金升降平台、导轨式升降平台等等需求也非常大，已经成为升降平台需求大国和制造大国，但仍不是强国。由于制造和生产升降平台配置的关键核心部件都被欧美日等国家企业集团所掌握，国内制造配件还远远达不到某些客户的要求，国内企业应该更加努力对关键核心配件的工艺和技术不断提升，弥补我国在这方面的不足。自动可升降货架在国外市场上具有广泛的应用和需求。以下是一些关于自动可升降货架在国外市场情况的概述：1.北美市场：自动可升降货架在北美市场上非常受欢迎，特别是在零售和电子商务行业。由于电子商务的快速发展，仓储和物流需求也随之增加，自动可升降货架能够提高仓库的存储密度和工作效率。2.欧洲市场：欧洲市场也对自动可升降货架表现出浓厚的兴趣。欧洲国家的制造业、物流和零售业都在不断发展，这促使了对提高仓库和分销中心效率的需求。自动可升降货架通过最大化垂直空间的利用，可以实现更高的存储密度，从而提高了仓库的操作效率。3.亚洲市场：亚洲市场对自动可升降货架的需求也在增加。随着电子商务的蓬勃发展和人口的增长，亚洲国家面临着日益增长的物流和仓储需求。自动可升降货架可以帮助亚洲企业提高物流和仓储效率，适应市场需求的增长。4.其他地区：自动可升降货架在其他地区的市场也有一定的应用，尤其是在工业和物流领域。许多国家和地区都在致力于提高供应链和仓库的效率，自动可升降货架是一种受欢迎的解决方案。总体而言，自动可升降货架在国外市场上有广阔的发展前景。随着电子商务和物流行业的不断增长，企业对提高仓库和物流效率的需求也越来越大。自动可升降货架能够满足这些需求，并为企业提供更高效的仓库管理和货物储存解决方案。1.2课题必要性及可行性(主要完成人：顾晓山，卢晁信)1.2.1自动可升降货架的当前研究背景和要求在中国，由于中国经济快速的发展，对于货物运输和装卸需求要求越来越追求效率，以人工为主的货物搬运由于费时，费力费成本，已经逐步被市场所淘汰。机械搬运、卸货平台运输已经成为众多企业选择。自动升降货物架，包含升降、自动铲取货物、自动到达指定位置并将货物倾倒入指定位置等技术。在水果厂中，要保证水果新鲜，就要保证刚采摘的水果能更快更有效的完成清洗搬运等工作，本次研究例如是针对水果在挑除异物后集中运输过程中用到的可升降货物架机的设计问题，在水果厂繁忙且沉重的工作中，提出一种可升降并且能集中搬运大量水果并运送到指定位置倾倒的自动升降货物架机。自动升降货物架机具有一定的潜在市场，在现有的水果厂中，工人摘除异物后，要把水果集中搬运到水池中进行下一步的清理，但由于水果数量多且沉重，工作强度大，工人需要耗费体力精力很多，使得执行效率因此受限，工作缓慢。而可升降货物架机，可以一次性大量搬运水果，节省人力成本，也使得工作高效的同时保证水果的新鲜。1.2.2针对服务对象的类别和必要性阐述普通办公场所：对于这一类的产品，我们在设计时，就要考虑到使用场所对设备稳定性、安全性方面的要求，以及各种场合对设备移动便利性方面的要求。只有这样才能让设备更好地服务于各种场合。工厂车间：在工业生产中，机器设备是非常重要的，也是不可缺少的一部分。因此，对于这一类产品，我们就要考虑到机器设备在运行过程中所需要具备的稳定性和安全性。只有这样，才能让设备运行更加安全高效。物流运输：在物流运输过程中，货物的移动就需要依赖货物架来实现。因此，这一类产品也需要有足够稳定性。国内的主要研究成果自动可升降货物架是一种自动化的物流设备，它可以实现货物的自动上下运输，提高了物流效率。国内在自动可升降货物架方面的研究主要集中在以下几个方面：1）自动可升降货物架的设计和制造技术。研究成果包括：1．一种自动升降式储物柜，利用三维建模设计出了一种自动升降式储物柜。通过对储物柜内部各个小块的控制依靠各机构之间的相互配合可以将某一指定位置的小柜子移动到下方。此项设计有助于降低高处取物时的潜在危险和提高搬取重物时的舒适度.2．一种可自动升降重物的货架，包括：货架底座，所述货架底座上方固定有两组呈左右对称分布的支撑板，所述支撑板的内侧均设有液压缸，所述液压缸设置在货架底座上且上端主杆，所述主杆的上端设有手柄.2）自动可升降货物架的应用。研究成果包括：1．一种基于自动可升降货物架的智能物流系统，该系统利用传感器和计算机视觉技术实现了对货物的自动识别、分拣和运输。该系统可以提高物流效率，降低人工成本，减少货物损失和损坏.2．一种基于自动可升降货物架的自动化仓库管理系统，该系统通过物联网技术和大数据分析技术实现了对仓库内货物的实时监控和管理。该系统可以提高仓库管理效率，降低人工成本，减少货物损失和损坏.3）自动可升降货物架的安全性能研究。研究成果包括：1．一种基于自动可升降货物架的安全性评估方法，该方法通过对自动可升降货物架的结构、控制系统和安全装置进行分析和测试，评估其安全性。该方法可以为自动可升降货物架的设计和制造提供参考.2．一种基于自动可升降货物架的安全保护系统，该系统包括多个安全装置，如限位开关、急停按钮、安全门等。这些装置可以在出现故障或异常情况时及时停止自动可升降货物架的运行，保障人员和设备的安全.1.2.4国内的主要应用现状随着现代物流的发展，越来越多的企业需要高效、可靠的货架系统来满足仓储需求。为了更好地利用仓库空间，可移动货架系统应运而生。而国内对于可移动货架的研究也得到了快速发展。目前，国内的可移动货架研究主要分为两类：机电一体化系统和电脑控制系统。其中，机电一体化系统主要是指通过机械驱动来实现货架的升降和移动，如电动货架和手动移动货架。电脑控制系统则是通过电脑来控制货架的运动，如AGV（自动导引车）和AS（自动仓储系统）。电动货架是相对传统的一种可移动货架系统，它采用电动机来驱动货架的升降和移动。这种货架系统不仅能够提高仓储效率，而且能够更好地保护货物。在这种系统中，货架一般都是固定安装在轨道上，通过电动机来实现货架的移动和升降。其中，电动叉车是最常见的一种，它可以通过操纵杆来控制货架的运动。手动移动货架则是一种节能环保、运维简单的货架系统。在这种系统中，货架是通过人力推动来移动的，因此不需要使用任何电力设备。这种货架系统适用于小型仓库或者储藏量不大的企业。AGV和AS则是一种电脑控制的可移动货架系统，这种系统是通过电脑程序来控制货架的运动。AGV通常被应用于大型仓库，它可以自主导航完成货物的搬运。AS则是一种通过自动化技术来实现储物和取物的货架系统，它可以自动执行仓库管理中的各个任务，提高了仓库的运行效率。当前可移动货架系统在国内得到了广泛应用，而各种不同的货架系统也在逐渐发展中。因此，未来可移动货架系统的研究和应用仍将成为国内仓储系统发展的重要方向。升降平台发展现状：由于中国升降平台发展时间段，厂家实力不一，产品也出现参差不齐，质量，价格不一。难免客户选择贪图一时便宜，最终选择质量没有保障的厂家，最后就得不偿失了。如今在中国市场中，全国而言以山东、广东、江苏、上海等市场生产制造升降平台最具实力。其中以山东为主的生产制造升降平台厂家众多，已经形成一个完整的产业链，而且产值几十亿.自动化立体仓库技术应用到货物流通领域中，能极大地提高货物流通效率，减轻工作人员的劳动强度。而货架作为仓储的主要设施，是现代化仓库、物流中心、配送中心必不可少的组成部分。对仓储货架的合理利用，可以提升空间的利用率.中国自动仓储技术的市场应用经历了漫长的过程，目前已经几乎覆盖了烟草、医药、零售、机械制造等国民经济的主要方面，在航空、金融、军事领域也有新开拓，各行业对自动化立体库的需求推动了自动化立体库的快速发展。从立体仓储规模来看，近年来随着现代企业现代化物流理念的进一步增强，自动化立体库与企业生产系统一体化发展逐步成熟，中国自动化立体仓库技术取得较大的进步，形成了多系列、多品种、多档次、高性价比的产品线。1.2.5国外的主要应用现状2021年全球电动升降货物梯市场销售额达到了亿美元，预计2028年将达到亿美元，年复合增长率（CAGR）为%（2022-2028）。地区层面来看，中国市场在过去几年变化较快，2021年市场规模为百万美元，约占全球的%，预计2028年将达到百万美元，届时全球占比将达到%。消费层面来说，目前地区是全球最大的消费市场，2021年占有%的市场份额，之后是和，分别占有%和%。预计未来几年，地区增长最快，2022-2028期间CAGR大约为%。生产端来看，和是最大的两个生产地区，2021年分别占有%和%的市场份额，预计未来几年，地区将保持最快增速，预计2028年份额将达到%。从产品类型方面来看，载量：低于500千克占有重要地位，预计2028年份额将达到%。同时就应用来看，工业在2021年份额大约是%，未来几年CAGR大约为%从生产商来说，全球范围内，电动升降货物梯核心厂商主要包括ThyssenkruppElevator、Elmas、Schindler、Stannah和TECNO等。2021年，全球第一梯队厂商主要有ThyssenkruppElevator、Elmas、Schindler和Stannah，第一梯队占有大约%的市场份额；第二梯队厂商有TECNO、EtnaFrance、DaldossElevetronic和GEDA-Dechentreiter等，共占有%份额。本报告研究全球与中国市场电动升降货物梯的产能、产量、销量、销售额、价格及未来趋势。重点分析全球与中国市场的主要厂商产品特点、产品规格、价格、销量、销售收入及全球和中国市场主要生产商的市场份额。历史数据为2017至2021年，预测数据为2022至2028年。1.3课题设计任务(主要完成人：顾晓山)我们组设计的自动可升降货物架，它共有两点作用传递和卸载货物，共设计了两个主要机构，传递货物采用平面四杆机构，卸载货物采用齿轮机构和凸轮杆件组合机构，平面四杆机构的优点为：1.能够实现多种运动形式的转换,也可以实现各种预定的运动规律和复杂的运动轨迹,容易满足生产中各种动作要求;2.构件间接触面上的比压小、易润滑、磨损轻、适用于传递较大载荷的场合;3.机构中运动副元素形状简单、易于加工制造和保证精度。齿轮机构的优点为：1.传动比准确2.效率高;3.结构紧凑;4.传动功率大5.工作可靠,寿命长。凸轮杆件组合机构的优点为：1.运动精度高：凸轮的摆线运动可以实现较高的运动精度，适合于需要高精度运动的场合。2.速度可调：通过改变凸轮的形状和大小，可以实现不同的速度传递比，从而实现速度控制。该机械工作时占地面积小，并且可以根据需求更换不同尺寸的平台，同时卸载货物通过凸轮调整使得平台倾斜或齿轮推出货物，运输期间为增加摩擦可采用不同材料的平台或平台上制造凸起加大摩擦。总体方案及执行机构方案确定2.1功能及工艺流程分解(主要完成人：金言、卢晁信）自动升降货架是一种用于储存和提取货物的设备，它可以根据需要自动上升或下降，以便方便地存储和取出货物。以下是自动升降货架的功能和工艺流程的分解：功能：1.货物存储：自动升降货架能够提供大量的储存空间，可以容纳多种类型和尺寸的货物。2.货物提取：通过自动控制系统，货架能够将需要的货物从储存位置提取出来，提高工作效率。3.自动升降：货架能够自动上升或下降到合适的高度，以适应不同高度的货物存储需求。4.安全性：自动升降货架通常配备有安全装置，如传感器和防止货物滑落的装置，确保货物和操作人员的安全。5.自动化管理：自动升降货架可以与仓库管理系统或其他自动化设备进行连接，实现自动化的货物存储和管理。工艺流程：1.设计规划：确定自动升降货架的尺寸、承重能力和高度范围等技术参数，根据实际需求设计货架的结构和布局。2.制造和组装：根据设计要求，制造货架的主要结构和部件，包括升降机构、支撑结构和控制系统等。然后对各个部件进行组装和安装，确保货架的稳定性和可靠性。3.安装调试：将组装好的货架安装到指定位置，并进行调试和测试，确保升降和控制系统正常工作，货架能够按预期进行升降操作。4.系统集成：如果需要与仓库管理系统或其他自动化设备进行连接，进行系统集成工作，确保货架与其他设备的通信和协调工作正常。5.运营和维护：货架安装完成后，进行运营和维护工作，包括定期检查和保养，确保货架的性能和安全性能持续良好。需要注意的是，具体的自动升降货架的功能和工艺流程可能会因不同的制造商和产品而有所差异，上述内容仅提供了一般性的分解和