研制AGV小车检修平台

汪浩

【摘 要】AGV智能小车，通常也称为AGV小车·指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。在现在的烟草行业中运用广泛，其主要职能是将生产用的原材料运送至各个机台。但当AGV小车发生故障，需要对其修时，却异常的困难。目前我厂采用的是利用叉车将小车起吊后，对小车底部进行维修。此方法不仅维修准备工作繁琐且耗时较长。在整个维修过程中存在重多的安全隐患。因此我们迫切需要一种全新的维修方式来解决这一问题。

【关键词】起吊；液压缸；AGV小车

1 问题现象

AGV小车时我厂物流系统中的重要节点设备。其运行效率关系着卷烟的正常生产情况。但当小车底部发生故障，对其进维修时却异常困难。其一是小车自重高达1.2吨。其二是小车底部离地间隙仅为2cm。目前我厂采用的维修方式为，叉车起吊AGV到一定高度，维修人员进入小车底部进行维修。此方法步骤多大致为：1呼叫叉车人员及叉车2人工搭建一个简易平台3叉车起吊AGV4运送AGV小车到平台上5维修人员开始维修。在整个流程中由于叉车人员不属于维修部门，在寻求其协作时耗时较多。根据维修记录反应的数据来看平均耗时将近40分钟。严重影响维修效率。且在整个起吊和运送AGV小车的过程中，由于货叉在小车上并没有专门的着力点，小车摇晃厉害。如果小车重达1.2吨的AGV小车滑落，会砸损设备砸伤人员。此方法存在严重的安全隐患。我厂需要一种全新的检修平台来改变这一现状。

2 检修平台设计方案

2.1 整体方案的选型

要对AGV小车底部进行维修。首先得将小车的底部暴露于维修人员面前。如何达到这一目的。先试想了三种方案。方案一：侧面放倒式检修平台。将小车从侧面将其放到，小车的底部露出，维修人员对其进行维修。此方案实施难度大，机械设计较为复杂，且在放倒小车的同时。小车内部的液体电池的电池液会随之溢出，损坏设备。方案二：地面下洼式检修平台。此方案借鉴了传统的汽车维修平台样式，将地面下挖出一定体积的土方。维修人员进入洼地对小车底部进行维修。该方案实施较为容易，但由于AGV小车的宽度仅为100cm。那么洼地的宽度不足100cm。然而我厂维修人员的平均肩宽为60cm，当维修人员进入洼地作业时，空间狭窄，操作方便。方案三：顶部吊装式检修平台。将AGV小车起吊到一定的高度，维修人员进入其底部对其进行维修。此方案可实施行强，对于起吊重物，工程上有很多经验可以借鉴。因此选用方案三。

2.2 顶部吊装式检修平台

新设计的检修平台共有三大部分组成：平台支架，起吊系统和电控系统。

2.2.1 平台支架方案

1）支架的结构

关于支架的结构设计，借鉴了工程中常用的两种起吊样式。金字式和龙门吊式，这两种吊装样式有着结构简单、稳定性强的诸多特点。在工程作业中有着广泛的应用。结合我厂的实际情况（小车的高度为160cm，小车的宽：100cm，起吊高度：100cm，预留吊钩空间：40cm，AGV专用通道宽：470cm，高：320cm）对这两种吊装结构进行了分析。

（1）金字塔式

该结构整体高度为300cm通过等边三角形计算可得出其底边长度高达880cm。由于AGV小车在工作时必须经过，其专用通道。而该通道的宽度为470cm。远远小于支架的宽度。该结构不仅占地面积大且不具备通过性，故不采用此结构。

（2）龙门吊式

该结构整体高度也为300cm。但在宽度上仅需大于小车宽度100cm即可。在考虑到小车进入平台的情况，我们将其宽度设定为140cm。该结构占地面积小，可通过AGV小车工作通道。采用此结构。

龙门吊式结构在起吊小车后，由于其作用力都集中在小车顶部吊钩处。此时会出现两个问题。问题一，当维修人员对底部进行维修时，小车会受力摇摆，导致维修人员使力困难。问题二：维修人员在摇摆的小车底部作业，存在严重的安全隐患。因此需要对龙门吊时的支架结构进行优化：

首先，在起吊后的小车底部加入两根可移动的安全横杆，对小车的底部进行支撑。

其次，从龙门吊的侧面100cm的高度设计一根横梁，作为安全横杆的物理支撑。

接着，将整体结构延伸成立方体形，增强整体支架的稳定性。最后，在支架的底部设计四个可调节支撑座，用于平台工作时的物理里支撑。为了满足平台的可移动性在平台的四个角设计四个滑动滚轮。

2）支架的材料

市面上常见的三种材料：铝合金、不绣钢以及45号钢。它们有着各自的优缺点。然而选取 45号钢材做为平台的材料。因为其有着强度高、任性好、价格便宜等特点。

在确定了支架结构后，根据实际情况我们拿出了支架的具体尺寸结合所选的材料。根据材料力学强度计算公式 （M：弯矩W：抗弯截面系数）对平台支架进行了强度校核。通过计算得出该结构设计强度满足要求。

2.2.2 传动方式

对于平台的传动，日常中常见的传动方式有电动链条传动，手动吊葫芦传动，液压缸传动。这三种方式有着各自的优缺点。（a）电动链条式传动：运用电机加减速器，利用电机的转动带动链条传动。该方案设计复杂，且需要为小车设计铁块配重。且在起吊小车时存在电机被拉反转的风险，安全性差（b）手动吊葫芦传动：在支架的顶部安装一个吊葫芦，利用吊葫芦将AGV小车起吊。该方案设计简单，但在起吊AGV小车时，需要人员手动起吊费时费力，不宜采用。（c）液压缸式传动：在支架的两边安装液压缸，利用液压缸的伸出来起吊小车。该方案也是我们常见的重物起升样式。用液压缸起升重物有着结构简单，稳定性强，等诸多特点。

液压缸传动方式更适合AGV小车的起吊作业，根据小车起吊的实际情况提出了液压系统方案的设计要求（工作压力：10Mpa 安全系数：5 承重：>1.2吨 液压缸伸长量：>100cm）由于液压系统的核心部件时液压缸，液压缸的选型取决于来两个重要参数，一是内径（内径越大承重越大）二是杆长（杆长越长起吊高度越高）。通过公式D=2*R=其中F：单个液压缸受力计算得出液压缸的内径D>62mm。然而AGV小车的设计起吊高度为100cm因此液压杆长L>100cm。在确定了液压缸后，以此为基础进行液压系统的设计组装（图1）。

2.2.3 电控系统方案

根据操作需求电控系统需要满足以下四个功能：1点击上升按钮液压缸上升。2点击下降按钮，液压缸下降。3按下急停按钮，平台停止工作。4配合厂房内电源箱，380V电源输入。此方案的电控系功能需求比较简单，用常见的继电器电路就可满足（图2）。

在确定了平台支架、液压传动系统和继电器控制系统后。AGV小车检修平台最终方案如图3所示。

3 AGV检修平台的实施及效果

在确定了最终平台方案后，将支架图纸交于外协单位按图施工，平台的液压系统和电控系统都可以自己动手完成组装。经过一个月的安装调试AGV检修平台开始投入使用。从近三个月的维修记录中，可以看处在使用新平台对小车进行维修后，维修作业时的准备时间大幅缩短由原来的平均耗时49分钟减少到了12分钟以内，同时在起吊和维修小车时的安全性也大大提高。

4 结语

针对AGV小车底部维修困难和安全隐患高这一系列问题。本文设计了一种全新检修平台。改变了以往维修小车底部的操作流程，缩短了维修时间。同时提高了维修小车时人员的安全性。降低了维修人员的劳动强度。提高了设备的有效运行率，保障了生产的顺利进行。由于AGV小车运在现代物流系统中应用广泛，该检修平台有着巨大的推广价值。

【参考文献】

[1]成大先.机械设计手册[M].化学工业出版社，2014.11.

[2]蒋持平.材料力学[M].国防工业出版社，2009.01.

[责任编辑：王伟平]