穿梭车系统的关键技术及技术难点

1、结构设计与分析

托盘四向穿梭车的构成机构与模块多，结构紧凑，整机框架比较复杂，结构部件上缺口、孔洞比较多，应力集中与设计薄弱点比较多，对于整车的结构设计与分析的难度比较大；需要借助于有限元来辅助分析，尤其整车的行驶稳定性分析目前仅仅建立在工况模拟试验的基础上，还不能从理论上有体系地研究。整车的运动振动主要集中在驱动及液压部分，其轮轴及轴承上最容易引起振动疲劳破坏，主要在于钢货架内配置的轨道存在接头及安装偏差，货架结构体也存在一定的弹性变形，车轮与轨道的接触刚度较大，易引起轮轨接触振动、车体振动，目前多采用包胶车轮等措施来优化轮组共振；整车的结构优化空间还很大，技术难点也客观存在，有限元模拟及分析手段是结构的优化与改进的有效途径之一，结合工况试验与分析，可以为客户提供完善的可靠的物流解决方案；

2、路径规划与调度控制系统

托盘四向穿梭车为立体储存提供了新的解决方案，是对立体库存储技术的重大突破，传统以AS/RS为主的立体存储设计思想因此受到了很大冲击。然而，托盘四向穿梭车由于增加了横向和纵向的轨道以及提升机的上下换层作业，存在空间交通管制与设备运行避障，其系统的路线设计与路径优化是技术难点之一，实现难点是非常困难的，系统越大，其调度系统复杂，系统调度难度大；

3、高容量电池技术

电池技术是影响托盘式四向穿梭车应用的关键技术之一。因为托盘四向穿梭车存储搬运的托盘单元货物荷载重，单位运行路程的功耗大，每次完全充电能满足的工作时间成为托盘式四向穿梭车广泛应用的一个瓶颈。有效地监测到托盘四向穿梭车的锂电池健康状态及充放电性能，也是保证托盘四向穿梭式自动化密集仓储系统全自动化的关键技术之一，而高性能高容量的电池价格昂贵，使得托盘式四向穿梭车的制造成本居高不下；

4、通讯与信息传输技术

托盘四向穿梭式自动化密集仓储系统中由于存储托盘单元货物密度大，通讯信号屏蔽及干扰比较大，存储托盘单元货物荷载重，存储搬运过程中的运动惯性大，影响托盘四向穿梭车及其系统的运动特性，导致定位不准确，而设备通讯故障频繁导致故障排查及维护很困难，也在一定程度上成为研发难点之一；

5、技术通用性不强，市场竞争力度大

出于技术保护的目的，公开的资料大都是简单地参数说明及整车框架结构描述。整车具有较高的安全性，需要设置多重安全防护措施，例如声光警报、急停、多车避让、防撞保护、运行区域安全检测等，而整车的空间体积较小，结构及机构的设计相当紧凑，对整车的维修保养难度比较大。另外整车的运动可靠性及整机可靠性研究还缺乏，相应的试验研究及方法还有待改进。广泛的同业技术交流、跨行业的技术融合是未来必然的出路之一；

6、定位检测技术

条码定位检测：通过条码阅读器识别码带上的信息，测量对应条码的起始角度与终止角度，经过专门的算法，计算阅读器与正在阅读条码的相对位置，另加对应条码的偏移位置信息，从而得到基于条码带的绝对位置信息。条码阅读器发出的激光阅读线， 每秒扫描条码可高达800次，每个条码长度约40mm，根据不同的阅读距离可以覆盖3～6个条码，测量范围可达10km。其测量精度高且速度快的优势在我司的托盘四向穿梭车及货物垂直提升机中获得了很好的应用。

编码器定位：旋转编码器是测量转速的装置，旋转编码器与从动轮轴相连且同步旋转，通过脉冲数及车轮周长计算出穿梭车在轨道上行走的距离，进而确定穿梭车的行进位置。通常在精度要求较高的场合加装光电开关或者在轨道旁单独设置辅助齿条、同步带等机构辅助减小由磨损带来的误差。编码定位在我司的托盘四向穿梭车及货物垂直提升机中获得了很好的应用。

激光测距：目前常用的有相位法、脉冲法、干涉法等，其中相位法常用在机械及地理工程测量中。激光测距仪安装在货物垂直提升机的载货台上随动运行，在地面基准处标定点安装有反射板，激光测距仪发射激光束照射到标定点处的反射板上，激光束反射回激光测距仪，通过数据传输及控制运算测定距离，可有效保证高层货物垂直提升机的运行精度和换层定位精度，是建设高位及超高位托盘四向穿梭式自动化密集仓储系统的关键部件之一。激光测距具有抗干扰能力强、准直性好、测量精度高的优势。

本文作者：张卫国