立体仓库中智能穿梭车的结构设计及可靠性分析

发布时间：2017-04-17 07:08

  本文关键词：立体仓库中智能穿梭车的结构设计及可靠性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：自动化立体仓库是近年来国际上迅速发展起来的一种新型仓储设施,它利用高层货架进行成件货物的存储,使仓储管理实现机械化、自动化和密集化。伴随着物流业的迅猛发展,自动化立体仓库也得到了更深入的研究,国内外众多公司开展了仓库内穿梭车的研究工作。目前已经有一些公司设计出了自己的穿梭车,但都是应用在烟草等轻载重的行业,对于粮食存取等重载荷穿梭车的研究较为匮乏。本文正是针对这一现状开展研究工作,提出能够承受较大载荷的结构,并进行相应的有限元分析和尺寸优化设计,研发出能够承受较重载荷的穿梭车。 本文首先通过对智能穿梭车研究现状的广泛调研,结合本课题的实际应用场合,确定了穿梭车的功能需求。基于模块化结构设计的方法,逐步确定各个功能模块的实现方式,并完成行进系统的结构设计。 其次着重进行了顶升系统的设计,提出了多种顶升机构的设计方案,比较不同方案的优缺点,并选定方案完成顶升的结构设计,同时提出了一种静平衡对接机构用于顶升状态信号的采集。在此基础上,进行了零件的尺寸设计和选型,并完成了零件三维实体模型的绘制和虚拟装配。 然后介绍了有限元分析的原理和流程,并利用SolidWorks Simulation模块对关键结构部件进行了静力学分析,校核了零件的强度和刚度,同时完成了相应的模态分析,得到结构的五阶模态振型的固有频率,确保结构不产生共振现象。 最后在ANSYS Workbench中进行了关键零部件的优化设计,通过改变某些设计变量,使结构更合理,且尽量保证重量更轻。在节省材料的同时也更便于运输,降低成本并提高穿梭车的性能。
【关键词】：智能穿梭车 结构设计 有限元分析 优化设计
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH692.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究目的与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 穿梭车的结构设计9-11
• 1.2.2 结构部件的有限元分析与优化11-12
• 1.2.3 前景展望12
• 1.3 本课题的主要研究内容12-13
• 1.4 论文结构安排13-14
• 第二章 穿梭车行进系统的设计14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 穿梭车结构设计的具体流程14-15
• 2.3 穿梭车的设计需求15-16
• 2.4 穿梭车行进系统的设计16-23
• 2.4.1 结构设计主要内容的分析16-17
• 2.4.2 车轮数量的分析与选择17-18
• 2.4.3 驱动方式的分析与选择18
• 2.4.4 驱动动力的分析与选择18-21
• 2.4.5 导向装置的分析与选择21-22
• 2.4.6 行走车轴的计算22-23
• 2.5 穿梭车安全保护模块的设计23
• 2.6 本章小结23-24
• 第三章 穿梭车顶升机构的设计24-55
• 3.1 引言24
• 3.2 顶升方案的主要分类24
• 3.3 穿梭车部分提升的方案24-43
• 3.3.1 凸轮机构25
• 3.3.2 偏心轮机构25-28
• 3.3.3 剪刀叉机构28-30
• 3.3.4 仿图仪放缩机构30-40
• 3.3.5 齿轮齿条机构40-41
• 3.3.6 楔形滑块机构41-42
• 3.3.7 机构自锁的设计42-43
• 3.4 穿梭车整体提升的方案43-48
• 3.4.1 可变轮径车轮43-45
• 3.4.2 偏心法兰机构45-48
• 3.5 对接机构的设计48-53
• 3.5.1 四连杆对接机构原理分析48-51
• 3.5.2 对接运动过程分析51-52
• 3.5.3 对接方向的设计52-53
• 3.6 顶升机构的选定53-54
• 3.7 本章小结54-55
• 第四章 穿梭车关键零部件的有限元分析55-65
• 4.1 引言55
• 4.2 有限元软件分析流程55-56
• 4.3 轴承座的有限元分析56-60
• 4.3.1 轴承座的前处理57-58
• 4.3.2 轴承座的静力学分析58-59
• 4.3.3 轴承座的模态分析59-60
• 4.4 行走轴的有限元分析60-64
• 4.4.1 行走轴的前处理60-61
• 4.4.2 行走轴的静力学分析61-62
• 4.4.3 行走轴的疲劳分析62-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 穿梭车关键零部件的优化设计65-74
• 5.1 引言65
• 5.2 优化设计流程65-66
• 5.3 穿梭车顶升块的优化设计66-73
• 5.3.1 函数设计变量的确定66-67
• 5.3.2 目标函数的建立67-68
• 5.3.3 优化函数约束条件的确立68-71
• 5.3.4 基于ANSYS的优化设计71-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第六章 总结与展望74-76
• 6.1 论文主要工作74
• 6.2 研究前景展望74-76
• 参考文献76-78
• 致谢78-79
• 攻读学位期间发表的学术论文目录79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：312681