一种改进型环行有轨穿梭车

姚晓明

（北京高科物流仓储设备技术研究所有限公司，北京 100089）

一种改进型环行有轨穿梭车

姚晓明

（北京高科物流仓储设备技术研究所有限公司，北京 100089）

目前国内外项目中使用的环行穿梭车的机械结构设计，大多具有以下设计特点：四轮支撑，双电机驱动，平面踏面轨道，内、外轨往往具有不同曲率或不同轨面形状，等等。针对以上几方面设计特点和实际使用要求，进一步优化设计，改为三点支撑，单电机驱动，内外轨同宽等改进型设计将有助于进一步简化结构设计，降低制造难度和成本，并使制造安装更为方便易行。

有轨穿梭车；仓储物流系统；环行

1 引言

有轨穿梭车是仓储物流设备中担负物流分配的主要设备之一，对提高入、出库及货物存储效率起到关键作用。近年来越来越多使用的环行穿梭车，相比传统往复运行的穿梭车，更加有效改善物流特性，使多品种、多岔道的物流系统管理更具可靠性、条理性，从而达到提高物流效率、降低物流成本的目的。在自动化仓储物流系统中，RGV（有轨穿梭车）担负各种货物的分流、集中、快速转运等作业任务，因此RGV又称为“自动分配车”。与其它分配方式（如输送机交叉分配方式、叉车或AGV（无轨自动引导车）分配方式）相比，RGV的运行速度高、定位准确、设备结构简单，具有较好的综合效果，而环行RGV，因其单向环行的特点，便于使用多台车同时协调动作，一定程度克服了货物流动中多个交叉点阻塞问题，大大提高了物流效率，在某些多品种、多岔道、距离长、货物输送量大的物流系统中，所具有的特殊使用功能有其不易替代的明显优势。

笔者在实践中，对国内外一些项目中使用的环行RGV进行了分析比较，设计并使用了本文介绍的环行RGV，该设备与同类产品相比，做了一些改进设计，在本公司项目中使用取得不错的效果。

2 一种改进型环行RGV设计

环行穿梭车物流系统示意图如图1所示，其中参数见表1。

图1 环行穿梭车物流系统示意图

表1 主要技术参数

设计特点如下：

（1）采用链条式输送移载机构，便于不同形式的托盘底部平稳通过，尽量不使用辊子输送系统，避免辊子间隙影响托盘腿通过，并尽量减小链式输送机端部转向轮径，使托盘在该处平稳过渡。

（2）采用三点支撑的行走机构，与传统的四轮支撑行走机构相比，从支撑原理上有效消除由于运行轨道铺设的高度误差及车架制造误差可能造成运行过程中轮压发生变化的影响，避免由于轮压变化所造成的行走驱动力矩不足的风险。

（3）目前在用的RGV行走机构大多为四点支撑（四个车轮在车架的四角），由于整车转弯时车体与弯道切线方向存在夹角，所需行走驱动力会加大，另外以上所述安装制造误差引起的轮压及驱动力矩变化也是潜在不稳定因素，又因弯道运行时车轮相对有转角而无法将主从动车轮用长轴连接，因此往往采用2套电机分别带动2个主动轮的驱动方式，以确保顺利转弯并补偿运行中可能产生的轮压变化对行走拖动力的影响，而本文所述的改进设计采用三点支撑，则只需一套行走驱动电机即可满足使用而基本无需考虑行走过程中轮压发生变化所造成的行走驱动力矩变化的不可测因素。至于转弯时所需驱动力增大，由于弯道车速比直行时慢得多（大约1/3至1/2）,而行走电机减速机系统按照变频前低速选型，因此具有较大传动比和输出扭矩，高速运行时提高供电频率至80～90Hz，按照高速运行工况计算的电机功率可同时满足低速较大扭矩工况，只要转弯半径不要过小（车体行走方向中心线与导向弯道（外侧轨）切线夹角小于30°），就不必担心发生使用单电机驱动造成转弯驱动力矩不足的问题。

（4）在传统的四支点四行走轮支撑系统中，当主动一侧的2个车轮（与轨道导向）带动被动一侧2个车轮（与轨道无导向）及整车运行至转弯处圆弧形轨段时，前后被动轮会沿不同轨迹运行，为此需将该轨段做成加宽轨面的非标轨道，方能同时容纳前后轮两条轨迹而不至于脱轨。而本改进型RGV的被动轮一侧只有一个支撑点，该点在转弯时只走过一个轨迹，因此就无需制做加宽轨道，只需用一条标准宽度、非标弯形的轨道与另一条规则圆弧弯形轨道配合使用即可。非标弯形的轨迹可用画包络线方法找到其近似轨迹，然后用几段近似圆弧模拟连接即可。

（5）在改进设计中，被动一侧仅一个支承点，如果简单使用一个被动轮，则会显得车轮的承载能力不足，为解决承载问题，被动轮仍使用2个，而在该支撑点设一转轴及一个可沿此轴摆动的平衡架，将2个被动车轮安装在平衡架下，这样就形成2个被动车轮共用一个支撑点，如图2所示，只要2个被动轮间距较近，则二轮转弯时走过的轨迹仍很接近，不会影响其在同一条标准轨面上行走，这样即可保证有4个轮子承载，又可保留三支撑点特性（实现单电机驱动、标准宽度轨道）。如图2中所示平衡架与车体之间留有合理间隙，可在补偿设备制造、轨道安装误差的同时，防止异常偏载时车体倾翻。

图2 被动车轮组示意图

（6）由于环行RGV高效运行的保障在于若干台车“川流不息”不断流动，因此必须保证环行轨道全程畅行无阻，因此，故障车的临时维修问题必须解决好：设置一个手动转移小车，可将故障RGV通过该手动转移小车迅速转移至维修区域，并尽快将该处移出轨道重新复位，该手动转移小车要拉动灵活，复位时准确定位并穿销固定，同时恢复供电滑线的位置（RGV上设双电刷保证通过该处滑线接头间隙而不间断供电），确保其它RGV尽快恢复正常运转。

（7）为实现高速、平稳、低噪运行，要使用具有平面运行踏面的铝合金轨道，所有车轮和水平导向轮均使用聚氨酯或聚酰胺（尼龙）材质，被动车轮为无水平导向的万向脚轮，反向运行时需要将其偏心方向反装。另外，本车如果需要改为直线双向运行，只需将其2个万向被动轮改装为无偏心的固定脚轮即可，实现了多用途的使用功能。

3 小结

综上所述，本环行RGV机械结构设计采用四轮三点支撑和一个减速电机的行走驱动系统，取代目前许多项目中的四轮四支点双电机驱动系统，并因此可使行走轨道的设计制造更为简单，为此类产品的设计使用进行进一步探索，有助于降低设计制造难度和成本，方便制造安装。

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

姚晓明（1954-），男，河北石家庄人，北京高科物流仓储设备技术研究所有限公司高级工程师，研究方向：起重运输机械设计、仓储物流设备设计。

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