巷道堆垛机按结构不同可分为单立柱型巷道堆垛机和双立柱型巷道堆垛机。 单立柱型巷道堆垛机的机架结构由一根立柱、上横梁和下横梁组成一个矩形框架。立柱多采用较大的H型钢或焊接制作，立柱上附加导轨。整车质量较轻，消耗材料少，因此制造成本相对较低，但结构刚度比双立柱差。由于载物台及货物对立柱的偏心作用，以及行走、制动时产生的水平惯性力的作用，使单立柱堆垛机在使用上有局限性。不适用于起重量大和水平运行速度高的堆垛机，适用于重量12t以下，起升高度在16m以下的仓库。单立柱堆垛机的起升结构普遍采用钢丝绳传动，由电机减速机驱动卷筒转动，通过钢丝绳牵引载物台沿立柱或起升钢轨作升降运动。对于钢丝绳传动，传动和布置相对容易，但定位准确性稍差。

双立柱机构的堆垛机的机架由两根立柱和上横梁、下横梁组成一个长方形框架。立柱形式有方管和圆管。方管兼作起升导轨，圆管附加起升导轨。双立柱堆垛机的最大优点就是强度和刚性都比较好，并且运行平稳。一般对于起升高度较高、起重量较大和水平运行速度较高的立体仓库堆垛机，多采用双立柱结构。双立柱堆垛机的起升机构普遍采用链条（钢丝绳）传动，由电机减速机驱动链轮（卷筒）转动，通过链条（钢丝绳）牵引载货台沿立柱或起升导轨作升降运动。由于链条传动多采用封闭链或配重装置，受空间尺寸限制，传动和布置较复杂，但定位较准确[2]。

1.2设计参数

表1.1 载重量为3吨的双立柱巷道堆垛起重机的主要性能参数

序号 1 2 3 4 3 4 5 6 7 8 技术项目 主体结构形式 货叉形式 适合高度 适合载荷 最大走行速度,m/min 水平加速度,m/s2 最大升降速度,m/ min 升降加速度,m/s2 最大伸叉速度 伸叉加速度,m/s2 技术指标 双立柱、单深位、单货台 单副伸缩式存取货叉 12m以下 小于3t 120(自动运转时) 0.4(自动运转时) 12（满载）,20（空载） 0.5（自动运转时） 20（满载）,30（空载） 0.4自动运转

表1.1 载重量为3吨的双立柱巷道堆垛起重机的主要性能参数 续表 9 10 11 12 13 14 15 16 17

水平走行定位精度,mm 垂直升降定位精度, mm 伸叉定位精度,mm 行走驱动 升降驱动 伸叉驱动 作业形式 供电方式 控制操作方式 ?5 ?5 ?5 下部驱动 电机带动，钢丝绳牵引 电机带动链轮和链条驱动 单一和复合循环 低部安全滑触线 手动/自动/在线

第2章 总体运动方案设计和结构分析

2.1双立柱巷道物流堆垛起重机的总体运动方案设计

因为与单立柱相比，双立柱巷道堆垛机具有强度和刚性都比较好，运行平稳且定位准确等优点，被广泛应用于自动化立体仓库中，结合这一现状，我决定对双立柱巷道堆垛起重机进行研究和设计。

为使堆垛机能够准确、快速、安全、自动搬运货物出库，必须满足以下设计要求：

（1）具备三维运动功能，能在高窄巷道中进行高升降行程作业,可以有效利用仓库空间,能适应最高层、 最低层、其他层货位及站台货位的存、取货物。货叉长度及伸叉行程适应托盘深度及货架宽度方向尺寸（包括巷道宽度），使单元负载得以正确平稳地方入货位中。在存取货时，堆垛机的行走及升降运动能同时动作，且行走及升降速度匹配，缩短了作业时间，即沿巷道来回运动、载货台垂直运动、货叉沿货架方向伸缩运动能同时进行；

（2）堆垛机的结构设计成熟可靠，结构具有足够的强度及刚性要求，运行稳定可靠，满足一定的定位精度，重复定位精度不能超过10mm；

（3）具备安全保护措施；

（4）在满足强度、刚度和可靠性的前提下，尽量减小堆垛机各部分的重量，以减小提升功率和行走时的摩擦阻力；

（5）所有零部件按标准要求采用优质材料制造，以提高堆垛机整机性能；堆垛机需调整的零部件以尽量减少，以简化维护工作并延长使用寿命；

（6）堆垛机起升导轨光滑，保证堆垛机运行平稳；

（7）保护仓库环境，避免货物污染受损。根据以上设计要求制定双立柱巷道物流堆垛起重机的总体运动方案。

无轨堆垛机在使用过程中虽然因为没有轨道而节约了仓库的地面利用率，但却存在在存取货物时不便于控制的缺点，所以我决定针对有轨巷道堆垛机进行研和设计。在这个课题中由于采用上下两条轨道作为堆垛机滑轨已经可以保证堆垛机沿伸叉方向的平稳性，所以上下轨道我均采用单轨道作为滑轨，这样即可以节轨道占地空间又可以节约轨道与机器的制造成本。

堆垛机的起升机构多数采用链传动或钢丝绳传动，为了减小体积在这里我采用钢丝绳—卷筒传动；在伸叉结构中为了保证伸平稳性的高精度采用链轮—链条传动；在

控制行走的部分为了达到体积与平稳性的要求采用皮带轮传动[3]。

堆垛机结构如图2.1、2.2所示

图2.1单立柱堆垛机结构简图 图2.2双立柱堆垛机结构简图

2.2主要装置 2.2.1底架

是堆垛机整体支承座，由两端的行走轮支架及钢板组焊成的矩形梁构成。堆垛机运行时产生的动负荷及静负荷均由底架传至行走轮，底架具有很好的刚性。

2.2.2立柱

矩形截面，减小行走运动时的立柱震动，维持走行运行平稳。

在立柱上加工升降导向槽，支撑升降台上下运动，行走时立柱上的导向轮沿着天轨做直线运动，防止立柱左右偏摆，有足够的稳定性。

2.2.3升降载货台

为U型结构，其竖支架侧面有深沟球轴承可以在立柱内的导向槽内沿着立柱升降，升降牵引机构采用钢丝绳方式。

升降载货台水平支架上设有货叉，可左右滑动叉取货架上的货物或将货物放置到