自动化仓储设计与管理
巷道式堆垛起重机
巷道式堆垛起重机演示
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巷道式堆垛起重机
通常按其结构型式、起重机支承方式和取货作业方式进行
分类
1.按结构型式分类
(1)单立柱型
金属结构由一根立柱和上、下横梁组成(或仅有下横梁)；自
重较轻，但刚性较差。一般用于起重量2吨以下，起升高度
不大于16米的仓库。
(2)双立柱型
金属结构由两根立柱和上、下横梁组成一个刚性框架；刚
性好，自重较单立柱大。适用于各种起升高度的仓库；起
重量可达5吨或更大；适用于高速运行、快速起、制动。
分类
巷道式堆垛起重机
巷道式堆垛起重机
巷道式堆垛起重机
2.按支承方式分类
(1)地面支承型
支承在地面轨道上，用下部车轮支承和驱动；上部设水平导向
轮；运行机构布置在下部。适用于各种起重量和起升高度的仓
库；
(2)悬挂型
仓库屋架下装设轨道，起重机悬挂于轨道下翼缘上运行；仓
库货架下部设导轨，起重机下部设水平导向轮靠在导轨上防止
摆动过大；运行机构设在上部。适用于起重量较小、起升高度
较低(不大于15米)的仓库；便于转移巷道。
(3)货架支承型
巷道两侧货格顶部敷设轨道，起重机支承在两侧轨道上运行；
仓库货架下部设导轨，起重机下部设水平导向轮靠在导轨上防
止摆动过大；运行机构设在起重机上部； 适用于起重量和起
升高度均较小的仓库。
巷道式堆垛起重机
3.按作业方式分类
(1)单元型
以整个货物单元出、入库；起重机载货台须备有叉取
货物的装置；适用于整个货物单元出入库的作业，或
者“货到人”的拣选作业；使用最广泛。
(2)拣选型
堆垛机上设司机室，由司机从货物单元中拣选一部分
货物出库；载货台上可以不设叉取装置，直接由司机
手工操作取货；适用于“人到货”的拣选作业；
巷道式堆垛起重机
巷道式堆垛起重机由起升机构、运行机
构、货叉、伸缩机构、机架以及电气部
分等组成
巷道式堆垛起重机
1 起升机构。
堆垛机的起升机构由电动机、制动器、减速机、
卷简或链轮以及柔性件组成，常用的柔性件有
钢丝绳和起重链等。卷扬机通过钢丝绳牵引载
荷台作升降运动。
起升机构的工作速度一般在15m/min-
25m/min,最高可达4５m/min。不管先用多大
的工作速度，都备有低速档，主要用于平稳停
车和取存货物时的“微升降”作业。
在堆垛机的起重、行走和伸叉(叉取货物)三种
驱动中，起重的功率最大。
巷道式堆垛起重机
２．运行机构。
在堆垛机的下横梁上装有运行驱动机构和在轨
道地轨上运行的车轮。按运行机构所在的位置
不同可以分为地面驱动式、上部驱动式和中间
驱动式等几种。上部驱动式堆垛机又可分为支
承式和悬挂式两种，前者支承在天轨上运行，
堆垛机底部有两组水平导向轮。悬挂式堆垛机
则悬挂在位于巷道上方的支承梁上运行。
巷道式堆垛起重机
３ ．载货台及取货机构。 载货台是货物单元
承接装置，通过钢丝绳或链条与起升机构联接。
载货台可沿立柱导轨上下升降。取货装置安装
在载货台上，有司机室的堆垛机，其司机室也
一般装在载货台上，随载货台一起升降。
取货装置一般是货叉伸缩机构。货叉由前叉、
中间叉、固定叉以及导向滚轮等组成。货叉的
传动方式主要有齿轮―齿条和齿轮―链条两种。
货叉伸缩速度一般为15米/分以下
巷道式堆垛起重机
4．机架。 机架由立柱和上、下横梁连接而成，
是堆垛机的承载构件。机架有单立柱和双立柱
两大类。
5．电气设备。 主要包括电力拖动、控制、检
测和安全保护。
在电力拖动方面，目前国内多用的是交流变
频调速、交流变极调速和可控硅直流调速
对堆垛机的控制一般采用可编程序控制器、单
片机、单板机和计算机等。堆垛机必须具有自
动认址、货位虚实等检测以及其他检测
巷道式堆垛起重机
控制方式
手动控制方式
半自动控制方式
自动控制方式
远距离集中控制方式
巷道式堆垛起重机
安全保护
货叉与运行、起升机构的连锁
入库时货物要虚实探测
钢丝声松绳过载时弹簧变形过大
载货台断绳保护
声光信号
自动输送设备
自动输送设备可以输送多种物品，短暂
存储或分拣的一种理想设备，可输送各
种板材、袋装件、箱装件、部件总成和
各种集装单元货物，是仓储自动化系统
的重要组成部分。
按照输送货物的类型分类
单元物品输送设备
散碎物料输送设备
单元物品输送设备
辊道式输送机
应用最广泛的一种输送机械
为保证货物在辊子上移动时的稳定性，该
支承面至少应该接触四个辊子，即辊子间距
应小于货物支承面长度的1/4
辊道式输送机
辊道式输送机
辊道式输送机的转向装置
辊道式输送机
具有弯道的辊道式输送机
辊道式合流输送机
实现物料自动汇合输送。
辊道式分流（分拣）输送机
实现物料自动分类输送。
链式输送机
链式输送机有多种形式，使用非常广泛。
最简单的链式输送机由两根套筒辊子链
组成。链条由驱动链轮牵引，链条下有
导轨，支承着链节上的套筒辊子，货物
直接压在链条上，随着链条的移动而向
前移动。
链式输送机
通过承载链实现物料输送。
链板式垂直提升机
是一种新颖的连续输送机械，托住货物
是一串互相铰接的链条
悬挂输送机
悬挂输送主要用于在制品的暂存，物料
可以在悬挂输送系统上暂时存放一段时
间，直到生产或装运为止。这就避免了
在车间地面暂存所造成的劳动力和空间
的浪费。安全性是在悬挂输送系统设计
和实施中应考虑的重要因素。
悬挂输送机
悬挂输送机
悬挂输送机
地链小车与普通悬挂输送机
搬运机器人
与其他输送设备结合使用，主要使用在
下列场合：
在生产线的各加工中心或加工工序之间，采
用搬运机器人或上下料机械手；
与叉车堆垛机结合使用，在出入库台卸货
与自动托盘码垛机结合使用，将托盘与货物
码垛在一起
机 器 人
基本组成和功能：物流系统中的机器人作业系统主要
由搬运机器人及周边设备组成。其主要功能是对物料
进行码垛、拆码等搬运工作。
直角坐标机器人 圆柱坐标机器人 关节机器人
其他自动化设备
往复穿梭车
遥控有轨自动车
RAV
往复式穿梭车
遥控有轨
自动车
实现物料的密
集性自动仓储。
红河自动化备件物流系统(RAV)
实现备件自动存取，快速响应。
散碎物料输送设备
皮带式输送机
皮带式输送机是最广泛的散料运输机械。运
输带的上分支是用来装卸物料的，运输带由
托辊支承，靠驱动滚筒出的摩擦力带动。为
了保证在驱动过程中运输带不打滑，必须使
运输带保持足够的张力，为此需要设置张紧
装置。
皮带式输送机
普通皮带输送机与吊挂管状带式输送机
提升机
斗式提升机是垂直散碎物料的连续运输
机械。它的牵引件可以是运输带或链条。
在牵引件上按一定的间距固定着很多料
斗，驱动装置带动牵引件回转，料斗从
提升机的底部抖起物料，随牵引件上升
到顶部后，绕过链轮或者卸料滚筒，物
料从料斗内卸出。
斗式提升机
a)离心卸料式 b)导板卸料式 c)完全卸料式
空中移载车
１、路线固定，
出入库频率高
２、受空间限制
较小；噪音小、
可靠性很高;
４、直线输送时
速度可高达
180m/分，是
普通输送机速度
的10倍以上。
自动化仓库的搬运设备
叉车
叉车（Fork lift truck）是指具有各种叉具，
能够对货物进行升降和移动以及装卸作
业的搬运车辆。
叉车按照其动力种类可划分为电瓶和内
燃机两大类（内燃机的燃料又分为汽油、
柴油和天然气三种）
叉车
叉车
电瓶叉车和内燃机叉车比较表
平衡重式叉车
特点：
平衡性能好、
稳定性高；
适合搬运一些
较重的货物。
侧面叉车
特点：
货叉和门架位
于车体侧面；
适用于长大物
料的装卸和搬
运。
前移式叉车
门架（或货叉）
可以前后移动；
运行时门架后
移，使货物重
心位于前、后
轮之间，运行
稳定
叉车
叉车车轮有充气和实芯两种
起重量
起升高度
起升和行驶速度
最小转弯半径
叉车的主要技术性能指标
拣选叉车
高位拣选叉车
托盘搬运车
托盘搬运车
自动导引车（AGV）
根据“物流术语” （GB/T 18354-
2001）定义，自动导引车是指“能够自
动行驶到指定地点的无轨搬运车辆。”
AGVS是自动导引车系统，它由若干车辆
沿导引路径行驶，独立运行的AGV组成。
AGVS在计算机的控制下运行，并通过物
流系统软件与生产物流、配送中心等系
统集成。
AGV小车(双叉推挽式)
AGV小车(后叉
式)
主要用在自动化的各种仓
库或车间机台之间多层或单层
货物存取搬运工作，也可驶入
货架巷道中存取作业
AGV小车(辊道式)
AGV小车(牵引
式)
用牵引的方式完成物料的搬运
自动导引小车（AGV）
AGV发展历史
世界上第一台AGV是美国Barrett电子公司在
20世纪50年代开发成功的，它是一种牵引式
小车系统。小车跟随一条钢丝索导引的路径
行驶，并具有一个以真空管技术为基础的控
制器。
AGV发展历史（续）
到20世纪60年代和70年代，除Barrett公
司以外，Webb和Clark公司在AGV市场
中也占有相当的份额。在这个时期，欧
洲的AGV技术发展较快，这是由于欧洲
公司已经对托盘的尺寸与结构进行了标
准化，统一尺寸的托盘搬运促进了AGV
的发展。欧洲的AGV技术于80年代初通
过在美国的欧洲公司以许可证与合资经
营的方式转移到美国。
AGV在我国的应用
我国AGV发展历史较短。北京起重运输
机械研究所、清华大学、国防科技大学
和华东工学院都在进行不同类型的AGV
的研制并小批投入生产。
上海金山化工厂、华宝空调器厂、哈尔
滨飞机制造厂、上海新车站邮政枢纽等，
均采用了国外或国产的AGV。
AGV结构
AGV结构
AGV的导引方式
固定路径导引
自由路径（无固定路径）导引方式
1)电磁导引
(Electronic-Magnetic Guided)
这是当前应用最广的AGV导引方式，大约90%
的AGV系统采用此方式。这种导引方法需在路
面下约左右敷设一根金属导线，通以
几千至几十千赫兹的低压、低频电流。该电流
以导向线为圆心产生一个交变磁场，AGV上装
有两个感应线圈，可以检测到磁场强弱，检测
出来的信号经放大整流等环节，并以电压表示
出来。
2）光学导引
(Politic Guided)
采用涂漆的条带来确定行驶路径的导引
方法称为光学导引。AGV上有一个光学
检测系统用于跟踪涂漆的条带。具体有
两种导引原理。
利用地面颜色与漆带颜色之反差，漆带
在明亮的地面上为黑色；在黑暗的地面
上为白色。
3）磁带（磁气）导引
(Magnetic Guided)
以铁氧（磁体）与树脂组成的磁带代替
漆带，以AGV上的磁性感应器代替光敏
传感器，就形成了磁带导引方式
2．自由路径导引
1)行驶路径轨迹推算导向法
2）惯性导航
3）激光导航导引
1)行驶路径轨迹推算导向法
在AGV的计算机中，储存着距离表，通
过与测距法所得方位信息比较，AGV就
能推算出从某一参数点出发的移动方向。
这种导引方式最大优点在于改动路径布
局时的极好柔度，只需改变软件即可更
改路径。
2）惯性导航
在AGV的导向系统中有一个陀螺仪，用
于测量加速度，将陀螺仪的坐标调整成
平行于AGV的行驶方向，当小车偏离规
定路径时，产生一个垂直于其运动方向
的加速度，该加速度立即为陀螺仪所测
得。
3）激光导航导引
在导引车顶部装置与一个沿360°按一定
频率发射激光的装置。同时，在AGV四
周的一些固定位置上放置反射镜片。
当AGV运行时，不断接受从三个已知位
置反射出来的激光束，经过简单的几何
运算，就可以确定AGV的准确位置，从
而实现导航导引。
AGV激光导航导引
AGV小车的激光导航导引原理
AGV叉车
叉起货物的AGV
AGV搬运车（AGV Tow
Train）
AGV Tower Train
AGV装载车
AGV装载车内部结构
正在装载货物的AGV
自动起重设备
高架叉车又称作无轨巷道堆垛机，是一
种变型叉车，对于作业不太频繁或临时
保管，高度不太大的仓库以及为提高仓
库储存能力，把现有仓库改造成中，低
层货架的仓库时，这种高架叉车尤为适
用。
拣选式电动堆垛机
拣选式电动堆垛机的特点是没有货叉，
人和货物同在一个有栏杆的平台上升降
来完成拣选作业。它用于一般的立体仓
库或普通平房仓库中，在货架上存取货
物或其它搬运，堆垛作业。
托盘
集装单元：采用各种不同的方法和器具，
把具有包装或无包装的物品，整齐地汇
集成为一个扩大了的、便于装卸搬运的、
并在整个物流过程中保持一定形状的作
业单元
集装化：用集装器具或采用捆扎方法，
把物品组成标准规格的单元货件，以加
快装卸、搬运、储存、运输等活动
托盘
托盘（ pallet）是用于集装、堆放、搬运和运输的
放置作为单元负荷的货物和制品的水平平台装置。
托盘是现代工商业生产、运输、储存及包装的很重
要的一种工具，随着机械化的提高，使用量也越来
越大。
托盘运输是货物按照一定要求成组装在一个标准托
盘上组合成为一个运输单位并便于利用铲车或托盘
升降进行装卸、搬运和堆存的一种运输方式，它是
成组运输的初级形态。
托盘是一种重要的集装器具，是在物流领域中适应
装卸机械化而发展起来的一种集装器具，托盘的发
展可以说是与叉车同步。
托盘
托盘尺寸的标准化
ISO基本标准 800×1200
1000×1200（毫米）
托盘的分类
托盘按结构不同，常见的有下列四种：
平板托盘
箱形托盘
柱型托盘
轮式托盘
根据材质的不同可分为木制、钢制、塑
料、纸质及复合等多种托盘。
托盘基本参数
长/ 宽/ 高/ 长宽高误差/对角线误差/ 额定
载荷 / 最大堆码层数/挠曲度/ 表面防滑系
数
托盘的运输
搬运或出入库场都可用机械操作，减少货物堆
码作业，从而有利于提高运输效率，缩短货运
时间，减少劳动强度。
以托盘为运输单位，货物件数变少体积重量变
大，而且每个托盘所装数量相等。既便于点数、
理货交接，又可以减少货损货差事故。
投资比较小，收效比较快。
托盘的回收利用，组织工作难度较大，会浪费
一部分运力。
我国自动化仓库的发展概况与展望
在选择建设自动化立体仓库时，必须综
合考虑自动化立体仓库在整个企业中的
营运策略地位和设置自动化立体仓库的
目的，不能为了自动化而自动化，而后
再详细斟酌建设自动化立体仓库所带来
的正面和负面影响。最后，还要考虑相
应采取的补救措施。所以，在实际建设
中必须进行详细的方案规划，进行综合
测评，最终确定建设方案。
案例1 某自动仓储系统简介
本例为一计算机外设设备的生产厂，现
行仓库为传统货架式仓库。经探讨其包
装产品、现行仓储作业特性，提出其构
建自动仓储系统的规划及模式，并进行
经济效益的评估。
设备规划
主要设施规划功能规格包括：
搬运机：1台，行走速度4~50m/min，升降速度5及20m/min
（两段速度），叉动速度4~12m/min，荷重能力750kg。
钢架系统：1座，（含屋顶墙面结构、隔热墙、烤漆板外墙、
天沟及收边），储位数量2900个。
出入口输送机：8台，有动力，荷重能力1500Kg，移载速度，
10m/min。
暂存架：8台，无动力。
厂房建筑采用整体钢架式结构设计（Racked Supported
Building），墙面采厚度无钉式彩色钢板，屋顶部份填加玻璃
纤维隔热材，并依据相关法规设置通风、消防、照明及避雷
设施。
设备购置成本比较
设备购置成本：使用年限以平均经济寿命为依据，以年成
本法计算投入成本，主要项目包括存取机系统、存货钢架、
控制与信息系统设备、叉车等设施。
设备购置成本比较 单位：千元
小结
上网或查找资料，熟悉自动化仓库在我
国的应用情况，对自动化仓库的应用形
式、投资情况等进行研究，并了解一个
或两个自动化仓库的应用实例，撰写一
个调查报告。
复习
丹麦电信物流中心作业演示
国际知名公司lecasud现代食品饮料物流
中心作业演示
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