立體倉庫中智能穿梭車的結構設計及可靠性分析
本文關鍵詞:立體倉庫中智能穿梭車的結構設計及可靠性分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:自動化立體倉庫是近年來國際上迅速發(fā)展起來的一種新型倉儲設施,它利用高層貨架進行成件貨物的存儲,使倉儲管理實現(xiàn)機械化、自動化和密集化。伴隨著物流業(yè)的迅猛發(fā)展,自動化立體倉庫也得到了更深入的研究,國內(nèi)外眾多公司開展了倉庫內(nèi)穿梭車的研究工作。目前已經(jīng)有一些公司設計出了自己的穿梭車,但都是應用在煙草等輕載重的行業(yè),對于糧食存取等重載荷穿梭車的研究較為匱乏。本文正是針對這一現(xiàn)狀開展研究工作,提出能夠承受較大載荷的結構,并進行相應的有限元分析和尺寸優(yōu)化設計,研發(fā)出能夠承受較重載荷的穿梭車。 本文首先通過對智能穿梭車研究現(xiàn)狀的廣泛調(diào)研,結合本課題的實際應用場合,確定了穿梭車的功能需求;谀K化結構設計的方法,逐步確定各個功能模塊的實現(xiàn)方式,并完成行進系統(tǒng)的結構設計。 其次著重進行了頂升系統(tǒng)的設計,提出了多種頂升機構的設計方案,比較不同方案的優(yōu)缺點,并選定方案完成頂升的結構設計,同時提出了一種靜平衡對接機構用于頂升狀態(tài)信號的采集。在此基礎上,進行了零件的尺寸設計和選型,并完成了零件三維實體模型的繪制和虛擬裝配。 然后介紹了有限元分析的原理和流程,并利用SolidWorks Simulation模塊對關鍵結構部件進行了靜力學分析,校核了零件的強度和剛度,同時完成了相應的模態(tài)分析,得到結構的五階模態(tài)振型的固有頻率,確保結構不產(chǎn)生共振現(xiàn)象。 最后在ANSYS Workbench中進行了關鍵零部件的優(yōu)化設計,通過改變某些設計變量,使結構更合理,且盡量保證重量更輕。在節(jié)省材料的同時也更便于運輸,降低成本并提高穿梭車的性能。
【關鍵詞】:智能穿梭車 結構設計 有限元分析 優(yōu)化設計
【學位授予單位】:北京郵電大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TH692.3
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-8
- 第一章 緒論8-14
- 1.1 研究目的與意義8-9
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
- 1.2.1 穿梭車的結構設計9-11
- 1.2.2 結構部件的有限元分析與優(yōu)化11-12
- 1.2.3 前景展望12
- 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容12-13
- 1.4 論文結構安排13-14
- 第二章 穿梭車行進系統(tǒng)的設計14-24
- 2.1 引言14
- 2.2 穿梭車結構設計的具體流程14-15
- 2.3 穿梭車的設計需求15-16
- 2.4 穿梭車行進系統(tǒng)的設計16-23
- 2.4.1 結構設計主要內(nèi)容的分析16-17
- 2.4.2 車輪數(shù)量的分析與選擇17-18
- 2.4.3 驅(qū)動方式的分析與選擇18
- 2.4.4 驅(qū)動動力的分析與選擇18-21
- 2.4.5 導向裝置的分析與選擇21-22
- 2.4.6 行走車軸的計算22-23
- 2.5 穿梭車安全保護模塊的設計23
- 2.6 本章小結23-24
- 第三章 穿梭車頂升機構的設計24-55
- 3.1 引言24
- 3.2 頂升方案的主要分類24
- 3.3 穿梭車部分提升的方案24-43
- 3.3.1 凸輪機構25
- 3.3.2 偏心輪機構25-28
- 3.3.3 剪刀叉機構28-30
- 3.3.4 仿圖儀放縮機構30-40
- 3.3.5 齒輪齒條機構40-41
- 3.3.6 楔形滑塊機構41-42
- 3.3.7 機構自鎖的設計42-43
- 3.4 穿梭車整體提升的方案43-48
- 3.4.1 可變輪徑車輪43-45
- 3.4.2 偏心法蘭機構45-48
- 3.5 對接機構的設計48-53
- 3.5.1 四連桿對接機構原理分析48-51
- 3.5.2 對接運動過程分析51-52
- 3.5.3 對接方向的設計52-53
- 3.6 頂升機構的選定53-54
- 3.7 本章小結54-55
- 第四章 穿梭車關鍵零部件的有限元分析55-65
- 4.1 引言55
- 4.2 有限元軟件分析流程55-56
- 4.3 軸承座的有限元分析56-60
- 4.3.1 軸承座的前處理57-58
- 4.3.2 軸承座的靜力學分析58-59
- 4.3.3 軸承座的模態(tài)分析59-60
- 4.4 行走軸的有限元分析60-64
- 4.4.1 行走軸的前處理60-61
- 4.4.2 行走軸的靜力學分析61-62
- 4.4.3 行走軸的疲勞分析62-64
- 4.5 本章小結64-65
- 第五章 穿梭車關鍵零部件的優(yōu)化設計65-74
- 5.1 引言65
- 5.2 優(yōu)化設計流程65-66
- 5.3 穿梭車頂升塊的優(yōu)化設計66-73
- 5.3.1 函數(shù)設計變量的確定66-67
- 5.3.2 目標函數(shù)的建立67-68
- 5.3.3 優(yōu)化函數(shù)約束條件的確立68-71
- 5.3.4 基于ANSYS的優(yōu)化設計71-73
- 5.4 本章小結73-74
- 第六章 總結與展望74-76
- 6.1 論文主要工作74
- 6.2 研究前景展望74-76
- 參考文獻76-78
- 致謝78-79
- 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄79
【參考文獻】
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本文編號:312681
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