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一、概述

　　穿梭式密集存儲(chǔ)是目前普遍接受的高密度倉(cāng)儲(chǔ)模式。在穿梭式密集存儲(chǔ)系統(tǒng)中，穿梭車可在貫通式貨架的軌道上雙向運(yùn)行，通過(guò)與叉車或堆垛機(jī)配合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)密集存儲(chǔ)貨架內(nèi)物資的存取作業(yè)。 
　　穿梭式子母車（RGV+）自動(dòng)化密集存取系統(tǒng)是在穿梭式密集存儲(chǔ)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出的一種新型倉(cāng)儲(chǔ)存取系統(tǒng)，其核心作業(yè)設(shè)備穿梭式子母車具有四向行走功能，穿梭母車不僅能夠在垂直于貫通式貨架軌道的橫向軌道上雙向行駛，還能利用穿梭母車上搭載的穿梭子車在其一側(cè)或兩側(cè)的軌道貫穿式密集貨架任意巷道內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存取作業(yè)，增加了貨架布局和庫(kù)內(nèi)作業(yè)的靈活性。由于它無(wú)需堆垛機(jī)即可實(shí)現(xiàn)自主作業(yè)，減少了堆垛機(jī)作業(yè)通道所占用的庫(kù)房面積，是高密度密集存儲(chǔ)和自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)的發(fā)展方向，在煙草、冷鏈物流、醫(yī)藥等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。

二、系統(tǒng)出入庫(kù)作業(yè)流程

　　穿梭式子母車自動(dòng)化密集存取系統(tǒng)是以托盤為物流單元的物流裝置。整個(gè)物流過(guò)程實(shí)際上是由提升機(jī)?穿梭母車?穿梭子車之間相互接駁實(shí)現(xiàn)了物資的出入庫(kù)作業(yè)。其物流過(guò)程包含貨架外和貨架內(nèi)部?jī)刹糠?；貨架外的由理貨組盤、物資搬運(yùn)作業(yè)人員和叉車完成，貨架內(nèi)的物資搬運(yùn)由托盤提升機(jī)和穿梭式子母車（RGV+）協(xié)同完成。 
　　入庫(kù)作業(yè)流程： 物資到貨→生成入庫(kù)計(jì)劃→理貨組盤→叉車運(yùn)輸→分配入庫(kù)貨位→提升機(jī)換層→子母車接貨運(yùn)輸→子車送達(dá)。 
　　出庫(kù)作業(yè)流程： 生成出庫(kù)計(jì)劃→分配出庫(kù)貨位→穿梭式子母車運(yùn)輸→升降機(jī)換層→叉車運(yùn)輸→物資出庫(kù)/拆盤作業(yè)。
　　物資流量較大的倉(cāng)庫(kù)通常分時(shí)進(jìn)行物資出入庫(kù)作業(yè)，在入庫(kù)作業(yè)中使用的組盤服務(wù)臺(tái)、叉車、托盤升降機(jī)、穿梭式子母車（RGV+）與出庫(kù)作業(yè)中使用的拆盤服務(wù)臺(tái)、叉車、穿梭式子母車（RGV+）是同一套設(shè)備，出庫(kù)托盤升降機(jī)一般單獨(dú)設(shè)置。因此，應(yīng)分別分析倉(cāng)庫(kù)物資出入庫(kù)作業(yè)過(guò)程的設(shè)備要求，使設(shè)備配置能滿足出入庫(kù)作業(yè)需求。

三、系統(tǒng)主要設(shè)備

　　 本系統(tǒng)是一種密集式雙向子母穿梭車自動(dòng)存取倉(cāng)儲(chǔ)物流裝置，主要由穿梭母車和穿梭子車及其行走軌道、軌道貫通式密集巷道貨架、出入庫(kù)升降機(jī)、子母車換層機(jī)、出庫(kù)輸送線、入庫(kù)輸送線、非接觸供電、監(jiān)控系統(tǒng)、倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成。 

3.1 穿梭式子母車（RGV+）

        

        穿梭式子母車是一種軌道式電動(dòng)自行小車（Rail　Guide Vehicle,RGV）,穿梭母車搭載一臺(tái)具有升降功能的穿梭子車，稱之為：RGV+穿梭車，簡(jiǎn)稱RGV+。RGV+穿梭車的硬件組成主要包括行走機(jī)構(gòu)、鏈條移載機(jī)和子車單元。總體結(jié)構(gòu)如圖所示。 
　　 穿梭母車行走電機(jī)減速機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)包裹高性能聚氨酯材料的車輪，使穿梭車在鋁合金軌道上做水平行走；移載電機(jī)減速機(jī)通過(guò)鏈輪、鏈條傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)移載機(jī)鏈條旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)移載功能。 
　　 穿梭子車行走電機(jī)減速機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)車輪在貫穿式軌道貨架巷道中行走；提升電機(jī)減速機(jī)通過(guò)凸輪連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)載貨臺(tái)做垂直升降。 
　　 通過(guò)上述RGV+穿梭車的三維運(yùn)動(dòng)可將指定位置的貨物取出或?qū)⒇浳锼腿胫付ㄎ恢?，且托盤間距可調(diào)。

3.2 RGV+主要技術(shù)參數(shù)

　　 3.2.1 穿梭母車主要技術(shù)參數(shù)表：
 

3.4 升降機(jī)系統(tǒng)

3.5 RGV+穿梭母車供電系統(tǒng)
   穿梭母車電力供給采用本公司研發(fā)的非接觸感應(yīng)供電系統(tǒng)。非接觸式供電，依據(jù)電磁感應(yīng)原理，給移動(dòng)設(shè)備源源不斷提供電力，輸電線路和負(fù)載沒(méi)有電氣連接和物理接觸。在RGV+行走軌道的一側(cè)敷設(shè)利茲電纜，感應(yīng)集電器安裝在穿梭母車底板靠非接觸供電線路一側(cè)隨穿梭母車往復(fù)移動(dòng)，通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生電力。其既滿足了設(shè)備高速移動(dòng)需求，又解決了倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境中滑觸式供電易產(chǎn)生接觸磨損、火花、污染等缺點(diǎn)。 
　 　穿梭母車除了配有控制系統(tǒng)外，還配備了超級(jí)電容充電系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置在穿梭母車上的正負(fù)電極向穿梭子車提供滑觸式安全防護(hù)式充電接口。

3.6 RGV+穿梭子車供電系統(tǒng)  
   穿梭子車電力供給采用超級(jí)電容這一新型儲(chǔ)能技術(shù)。超級(jí)電容，也就是電化學(xué)雙層電容，是近幾年才發(fā)展起來(lái)的一種專門用于儲(chǔ)能的特種電容器，是介于傳統(tǒng)物理電容器和電池特性之間的一種新型儲(chǔ)能器件。與傳統(tǒng)的電解電容器相比，超級(jí)電容器的儲(chǔ)能密度高、充電時(shí)間只需40秒、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，其反復(fù)充電使用的極限壽命可以達(dá)到 10 0萬(wàn)次以上，是健康綠色環(huán)保型儲(chǔ)能器件。所選用的超級(jí)電容組充滿一次電可以滿足穿梭子車0.2KW驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照1m/s速度行走150m來(lái)回，解決了傳統(tǒng)蓄電池每天需頻繁充電的難題，充分滿足子車電力需求。 
　　 充電模式：由于穿梭母車設(shè)有充電系統(tǒng)和充電電極接口，穿梭子車底部設(shè)有與充電電極相對(duì)應(yīng)的集電器。當(dāng)穿梭子車返回穿梭母車時(shí)，穿梭子車集電器與穿梭母車充電電極彈性滑觸連接，超級(jí)電容器能量管理系統(tǒng)自動(dòng)選擇快充或慢充模式。

四、RGV+穿梭車的安全運(yùn)行控制

    為了保證人身、貨物及設(shè)備的安全，RGV+穿梭車配備有完善的硬件及軟件的安全保護(hù)裝置，RGV+本身還具有自診斷功能屏顯。并在電氣控制上采取一系列保護(hù)措施： 
　　 4.1從基本的電機(jī)控制角度，各電機(jī)均設(shè)有過(guò)流繼電器對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)； 
　　 4.2 從RGV+安全運(yùn)行控制角度，設(shè)置了行走端點(diǎn)限位及升降端點(diǎn)限位傳感器；設(shè)置了行走高速?gòu)?qiáng)制切除功能，從而防止穿梭車運(yùn)行至軌道兩端附近時(shí)運(yùn)行速度過(guò)快；設(shè)置了升降高速?gòu)?qiáng)制切除功能；防止頂升貨物速度過(guò)快； 
　　 4.3 從出入庫(kù)操作安全角度，為防止空出庫(kù)、重復(fù)入庫(kù)等現(xiàn)象發(fā)生，設(shè)置了出入庫(kù)位置上的貨物檢測(cè)傳感器；為防止貨物尺寸與欲入庫(kù)貨物尺寸不符，設(shè)置了貨物尺寸檢測(cè)傳感器；為防止貨物坍塌情況的發(fā)生，RGV+穿梭車上設(shè)置了貨物坍塌傳感器；還設(shè)置了松鏈傳感器，以檢測(cè)松鏈情況的發(fā)生； 
　　 4.4 從安全報(bào)警角度，RGV+穿梭車和升降機(jī)控制箱上分別設(shè)置了緊急停止按鈕，以備在非常情況下切斷RGV+穿梭車和升降機(jī)電源，設(shè)置有異常狀態(tài)下的聲光報(bào)警裝置，并用指示燈指示RGV+穿梭車工作狀態(tài)。 

五、實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

      

    穿梭式子母車（RGV+）自動(dòng)化密集存取系統(tǒng)以一套三層入庫(kù)升降移載機(jī)和一套三層出庫(kù)升降移載機(jī)立體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為例，根據(jù)倉(cāng)庫(kù)面積和倉(cāng)儲(chǔ)物資情況，可以設(shè)置N列、N個(gè)托盤貨位。系統(tǒng)中采用3臺(tái)RGV+穿梭車分別在每層各自的橫向軌道上運(yùn)行；RGV+穿梭車上的穿梭子車可以在軌道貫通式密集貨架任意巷道來(lái)回穿梭。 RGV+穿梭車通過(guò)紅外激光通訊方式與地面主站PLC通訊；地面主站PLC通過(guò)以太網(wǎng)與監(jiān)控級(jí)計(jì)算機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)整個(gè)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)與監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)了聯(lián)機(jī)自動(dòng)、本機(jī)自動(dòng)、半自動(dòng)及手動(dòng)四鐘RGV+控制模式。 
　　 RGV+穿梭車通過(guò)激光絕對(duì)認(rèn)址實(shí)現(xiàn)了測(cè)距、調(diào)速的數(shù)字化，確保了RGV+穿梭車運(yùn)行精確、平穩(wěn)；由于RGV+穿梭車運(yùn)行靈活、速度較快的特點(diǎn)，使庫(kù)臺(tái)和貨位地址變更、出入庫(kù)操作更為高效、可靠。 
   ◎基于RGV+穿梭車的高靈活性，貨架可以設(shè)計(jì)成多層、多列，匹配對(duì)應(yīng)層高的升降機(jī)，組成自動(dòng)化密集存取系統(tǒng)。 
　　 ◎在出入庫(kù)物流頻率允許的前提下，RGV+穿梭車可以通過(guò)換層升降機(jī)進(jìn)行換層作業(yè)，以減少系統(tǒng)的投資。
　　 ◎RGV+中的穿梭子車還可以與叉車組合，構(gòu)成一種半自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。叉車可將穿梭子車放置于任意巷道的任意貨架層，多個(gè)巷道也可以共用一部穿梭子車，實(shí)資的存取作業(yè) 

六、結(jié)語(yǔ) 

    RGV+穿梭式子母車自動(dòng)化密集存取系統(tǒng),通過(guò)集成可編程控制器、分布式現(xiàn)場(chǎng)總線、矢量變頻調(diào)速、激光測(cè)距定位、無(wú)線紅外激光通訊、無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）、非接觸感應(yīng)供電、超級(jí)電容儲(chǔ)能等高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了RGV+穿梭車的精確絕對(duì)認(rèn)址與平滑調(diào)速。實(shí)際工程應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有成本低、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，可以提升物資大批量批進(jìn)、批出的作業(yè)效率，在同等面積倉(cāng)庫(kù)環(huán)境下比普通橫梁貨架布局托盤貨位增加3倍，具有設(shè)備投資少、高性價(jià)比、集成度高、可擴(kuò)展性強(qiáng)、低物流成本等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)達(dá)到減員增效的目的，從而實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能環(huán)保的理念。