姚曉明

（北京高科物流倉儲設(shè)備技術(shù)研究所有限公司，北京 100089）

一種改進型環(huán)行有軌穿梭車

姚曉明

（北京高科物流倉儲設(shè)備技術(shù)研究所有限公司，北京 100089）

目前國內(nèi)外項目中使用的環(huán)行穿梭車的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，大多具有以下設(shè)計特點：四輪支撐，雙電機驅(qū)動，平面踏面軌道，內(nèi)、外軌往往具有不同曲率或不同軌面形狀，等等。針對以上幾方面設(shè)計特點和實際使用要求，進一步優(yōu)化設(shè)計，改為三點支撐，單電機驅(qū)動，內(nèi)外軌同寬等改進型設(shè)計將有助于進一步簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計，降低制造難度和成本，并使制造安裝更為方便易行。

有軌穿梭車；倉儲物流系統(tǒng)；環(huán)行

1 引言

有軌穿梭車是倉儲物流設(shè)備中擔(dān)負物流分配的主要設(shè)備之一，對提高入、出庫及貨物存儲效率起到關(guān)鍵作用。近年來越來越多使用的環(huán)行穿梭車，相比傳統(tǒng)往復(fù)運行的穿梭車，更加有效改善物流特性，使多品種、多岔道的物流系統(tǒng)管理更具可靠性、條理性，從而達到提高物流效率、降低物流成本的目的。在自動化倉儲物流系統(tǒng)中，RGV（有軌穿梭車）擔(dān)負各種貨物的分流、集中、快速轉(zhuǎn)運等作業(yè)任務(wù)，因此RGV又稱為“自動分配車”。與其它分配方式（如輸送機交叉分配方式、叉車或AGV（無軌自動引導(dǎo)車）分配方式）相比，RGV的運行速度高、定位準(zhǔn)確、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，具有較好的綜合效果，而環(huán)行RGV，因其單向環(huán)行的特點，便于使用多臺車同時協(xié)調(diào)動作，一定程度克服了貨物流動中多個交叉點阻塞問題，大大提高了物流效率，在某些多品種、多岔道、距離長、貨物輸送量大的物流系統(tǒng)中，所具有的特殊使用功能有其不易替代的明顯優(yōu)勢。

筆者在實踐中，對國內(nèi)外一些項目中使用的環(huán)行RGV進行了分析比較，設(shè)計并使用了本文介紹的環(huán)行RGV，該設(shè)備與同類產(chǎn)品相比，做了一些改進設(shè)計，在本公司項目中使用取得不錯的效果。

2 一種改進型環(huán)行RGV設(shè)計

環(huán)行穿梭車物流系統(tǒng)示意圖如圖1所示，其中參數(shù)見表1。

圖1 環(huán)行穿梭車物流系統(tǒng)示意圖

表1 主要技術(shù)參數(shù)

設(shè)計特點如下：

（1）采用鏈條式輸送移載機構(gòu)，便于不同形式的托盤底部平穩(wěn)通過，盡量不使用輥子輸送系統(tǒng)，避免輥子間隙影響托盤腿通過，并盡量減小鏈?zhǔn)捷斔蜋C端部轉(zhuǎn)向輪徑，使托盤在該處平穩(wěn)過渡。

（2）采用三點支撐的行走機構(gòu)，與傳統(tǒng)的四輪支撐行走機構(gòu)相比，從支撐原理上有效消除由于運行軌道鋪設(shè)的高度誤差及車架制造誤差可能造成運行過程中輪壓發(fā)生變化的影響，避免由于輪壓變化所造成的行走驅(qū)動力矩不足的風(fēng)險。

（3）目前在用的RGV行走機構(gòu)大多為四點支撐（四個車輪在車架的四角），由于整車轉(zhuǎn)彎時車體與彎道切線方向存在夾角，所需行走驅(qū)動力會加大，另外以上所述安裝制造誤差引起的輪壓及驅(qū)動力矩變化也是潛在不穩(wěn)定因素，又因彎道運行時車輪相對有轉(zhuǎn)角而無法將主從動車輪用長軸連接，因此往往采用2套電機分別帶動2個主動輪的驅(qū)動方式，以確保順利轉(zhuǎn)彎并補償運行中可能產(chǎn)生的輪壓變化對行走拖動力的影響，而本文所述的改進設(shè)計采用三點支撐，則只需一套行走驅(qū)動電機即可滿足使用而基本無需考慮行走過程中輪壓發(fā)生變化所造成的行走驅(qū)動力矩變化的不可測因素。至于轉(zhuǎn)彎時所需驅(qū)動力增大，由于彎道車速比直行時慢得多（大約1/3至1/2）,而行走電機減速機系統(tǒng)按照變頻前低速選型，因此具有較大傳動比和輸出扭矩，高速運行時提高供電頻率至80～90Hz，按照高速運行工況計算的電機功率可同時滿足低速較大扭矩工況，只要轉(zhuǎn)彎半徑不要過小（車體行走方向中心線與導(dǎo)向彎道（外側(cè)軌）切線夾角小于30°），就不必擔(dān)心發(fā)生使用單電機驅(qū)動造成轉(zhuǎn)彎驅(qū)動力矩不足的問題。

（4）在傳統(tǒng)的四支點四行走輪支撐系統(tǒng)中，當(dāng)主動一側(cè)的2個車輪（與軌道導(dǎo)向）帶動被動一側(cè)2個車輪（與軌道無導(dǎo)向）及整車運行至轉(zhuǎn)彎處圓弧形軌段時，前后被動輪會沿不同軌跡運行，為此需將該軌段做成加寬軌面的非標(biāo)軌道，方能同時容納前后輪兩條軌跡而不至于脫軌。而本改進型RGV的被動輪一側(cè)只有一個支撐點，該點在轉(zhuǎn)彎時只走過一個軌跡，因此就無需制做加寬軌道，只需用一條標(biāo)準(zhǔn)寬度、非標(biāo)彎形的軌道與另一條規(guī)則圓弧彎形軌道配合使用即可。非標(biāo)彎形的軌跡可用畫包絡(luò)線方法找到其近似軌跡，然后用幾段近似圓弧模擬連接即可。

（5）在改進設(shè)計中，被動一側(cè)僅一個支承點，如果簡單使用一個被動輪，則會顯得車輪的承載能力不足，為解決承載問題，被動輪仍使用2個，而在該支撐點設(shè)一轉(zhuǎn)軸及一個可沿此軸擺動的平衡架，將2個被動車輪安裝在平衡架下，這樣就形成2個被動車輪共用一個支撐點，如圖2所示，只要2個被動輪間距較近，則二輪轉(zhuǎn)彎時走過的軌跡仍很接近，不會影響其在同一條標(biāo)準(zhǔn)軌面上行走，這樣即可保證有4個輪子承載，又可保留三支撐點特性（實現(xiàn)單電機驅(qū)動、標(biāo)準(zhǔn)寬度軌道）。如圖2中所示平衡架與車體之間留有合理間隙，可在補償設(shè)備制造、軌道安裝誤差的同時，防止異常偏載時車體傾翻。

圖2 被動車輪組示意圖

（6）由于環(huán)行RGV高效運行的保障在于若干臺車“川流不息”不斷流動，因此必須保證環(huán)行軌道全程暢行無阻，因此，故障車的臨時維修問題必須解決好：設(shè)置一個手動轉(zhuǎn)移小車，可將故障RGV通過該手動轉(zhuǎn)移小車迅速轉(zhuǎn)移至維修區(qū)域，并盡快將該處移出軌道重新復(fù)位，該手動轉(zhuǎn)移小車要拉動靈活，復(fù)位時準(zhǔn)確定位并穿銷固定，同時恢復(fù)供電滑線的位置（RGV上設(shè)雙電刷保證通過該處滑線接頭間隙而不間斷供電），確保其它RGV盡快恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)。

（7）為實現(xiàn)高速、平穩(wěn)、低噪運行，要使用具有平面運行踏面的鋁合金軌道，所有車輪和水平導(dǎo)向輪均使用聚氨酯或聚酰胺（尼龍）材質(zhì)，被動車輪為無水平導(dǎo)向的萬向腳輪，反向運行時需要將其偏心方向反裝。另外，本車如果需要改為直線雙向運行，只需將其2個萬向被動輪改裝為無偏心的固定腳輪即可，實現(xiàn)了多用途的使用功能。

3 小結(jié)

綜上所述，本環(huán)行RGV機械結(jié)構(gòu)設(shè)計采用四輪三點支撐和一個減速電機的行走驅(qū)動系統(tǒng)，取代目前許多項目中的四輪四支點雙電機驅(qū)動系統(tǒng)，并因此可使行走軌道的設(shè)計制造更為簡單，為此類產(chǎn)品的設(shè)計使用進行進一步探索，有助于降低設(shè)計制造難度和成本，方便制造安裝。

A Kind of Improved Circular Rail Shuttle

Yao Xiaoming
(Beijing Gaoko Mat’l-F&W.EQ.Research Institute Co.,Ltd.,Beijing 100089,China)

In this paper,we first went over the mechanical and structural design of the circular shuttles used in domestic and foreign projects,analyzed their common features,and then in view of such and the requirement often voiced in practice,further optimized its design, including switching to three-foot support,single motor drive and same width for both inner and outer rails,etc.,which helped further simplify the structural design of the shuttle,reduce its manufacturing difficulty and cost and ease its installation.

rail shuttle;warehouse logistics system;circular

F253.9

A

1005-152X(2017)08-0122-02

2017-07-03

姚曉明（1954-），男，河北石家莊人，北京高科物流倉儲設(shè)備技術(shù)研究所有限公司高級工程師，研究方向：起重運輸機械設(shè)計、倉儲物流設(shè)備設(shè)計。

doi∶10.3969/j.issn.1005-152X.2017.08.028