22314字硕士毕业论文立体仓储拣选车的可靠性及优化研究

绪方理论

1.1选题的背景和意义

现阶段，中国经济继续稳步发展，迎来了物流仓储行业快速发展的时期。物流和配送的现代化使得对工业装卸车辆的需求不断达到新的高度，市场继续繁荣，形成了空的长期增长期。近年来，中国工业车辆的生产和销售逐年大幅增长。其中，电瓶车的增长率惊人。据中国机械工业协会工业车辆分会统计，仅2010年一年，中国电瓶车销量就达到29，782辆，比2009年[1]增长约60%。随着物流业和运输业的进一步高速发展，加上国家环保政策的加强和全民环保意识的增强，用户对电动汽车的需求越来越强烈，这必将带来电动绿色储能汽车的快速增长。目前，国内土地资源稀缺导致价格飙升，迫使人们转向有利的空发展战略，导致该国越来越多的中央立体仓库。三维存储(也称为三维存储)是一种新型的仓库，它使用结合了计算机控制和人工控制的道路存储和搬运设备来存取货物。

立体仓储已成为现代物流系统的重要组成部分，具有节约土地、减少储运损耗、提高物流效率等诸多优点。随着立体存储的不断增加，高级皮卡也将迎来巨大的发展机遇。高级拣选车属于仓储车辆的范畴，是人工拣选式立体仓库中不可缺少的搬运设备。它们是减轻工人劳动强度和提高作业效率的重要工具。图1.2显示了德国永恒力荣格海因里希公司[2]开发的高级皮卡。

目前，举升高度小于7m的仓储车辆已在国内市场逐步推广，但举升高度大于7m的高档仓储车辆，特别是举升高度为7m~12m的高档仓储车辆，在中国仍然是空白色，完全依赖进口。因此，对高层车辆选型关键技术进行深入研究是适时的。如果我们能够克服技术难题，开发900多万辆智能电动高级皮卡车，并研究相关理论问题，将在一定程度上推动我国仓储车辆和仓储物流业的快速发展。1.2国内外仓储车辆的发展现状根据国际惯例，汽车工业车辆通常分为五类进行统计，其中仓储车辆分为两类，一类是电动代步车，另一类是电动代步车。它们都是电池驱动的工业车辆，是[3，4]仓储物流不可或缺的车辆。

1.1.1国内仓储车辆的发展现状

与内燃叉车相比，中国的仓储车辆起步较晚，发展缓慢。直到20世纪70年代末，这项研究才由原机械部起重运输机械研究所开始，电动托盘搬运车和道路堆垛机也相继在[3]得到发展。在过去的两年里，中国的仓储车辆发展势头迅猛。2010年电动代步车销量比2009年增长50%以上，电动代步车增速达到80%以上。电动代步车的技术含量和价格相对较低，国内企业在这方面发展较快。电动客车因举升高度高、价格高、技术复杂等因素，主要被外资企业垄断。特别是，由于技术相对复杂，立体仓储的高级分拣车在中国仍然是空白色，完全依赖进口。

1.1.2国外仓储车辆的发展现状

国外土地资源极其紧张，导致仓储物流产业快速发展，这直接推动了仓储车辆的快速发展。国外对工业车辆的环保、安全和节能有着严格的要求，这导致了电池和电机驱动的储能车辆的快速发展。欧盟电动汽车占工业车辆总数的75-78%，而美国电动工业车辆占53%以上，其中存储车辆约占[工业车辆总数的40%。目前，国外举升高度为7~10m的高水平皮卡相当普遍，其性能和可靠性相对较高。以下是国外立体仓储高级皮卡的发展现状简介。1995年，大卫·金克斯(David M Jinks)设计了一款原创采摘车，如图1.3所示。汽车的升降机构为两级门框系统，外门框垂直固定在车身上，内门框可沿外门框垂直移动，操作台也可沿内门框升降。其托盘夹紧装置和叉可以通过操作平台的提升达到任何高度。如图1.4所示，台架系统的提升通过鼓机构实现，内部台架的提升和速度调节功能可以通过控制电机[5]的转向和旋转速度来实现。2002年，日本输送机有限公司开发了如图1.5所示的拣选车，该拣选车还使用两级龙门系统来实现提升。外门框固定在底盘上，内门框在液压缸[6]的驱动下沿着外门框上升和下降。

随后，日本输送机有限公司对其相关产品进行了改进，并于2006年推出了新一代产品。2006年，FUJIKAWA KAZUHIRO FUJII TAKANORI在采摘车上安装了一个光传感器，以检测采摘作业相关区域是否存在障碍物。如图1.8所示，当驾驶室处于高位时，光检测器发送径向检测区域，以检测驾驶室下方和前方区域是否存在障碍物。当驾驶室处于低位时，检测区域是驾驶室[9]上方和前方的区域。2006年，雷蒙德公司推出5000系列高位拣选车(如图1.9所示)。采用24V或36V铅酸电池供电，叉的最大提升高度为9906毫米，垂直速度可调。开发了一个集多种功能于一体的单手柄控制系统，可以实现动力转向和自动返回的多种功能。德国林德公司生产的林德V 12(图1.10)高级皮卡通过三级龙门系统可达到10.48米的最大举升高度，货叉的垂直速度可根据货物的不同情况进行调节。

第二章高位存储车辆的可靠性分析...................9

2.1导言……9

2.2可靠性分析方法...................9

2.3高位存储车辆的故障模式、影响和危害分析……10

2.4高级存储车辆故障树分析……20

2.5本章总结……24

第三章高级拣选车的设计与开发...................25

3.1导言……25

3.2高位拣选车机械系统的结构设计……25

3.3关键零件的结构有限元分析与优化……29

第四章高级采摘车稳定性研究……41

4.1导言……41

4.2高位拣选车稳定性分析..............................41

4.3高级拣选车虚拟样机仿真分析……48

结论

本文以立体仓库中的高级皮卡为研究对象，对其机械系统、电气控制系统和液压系统进行了设计和开发。对车辆在三维存储中的可靠性、稳定性和路径优化进行了研究。本文的主要研究工作和成果总结如下:

本文分析了高位存储车辆的可靠性。首先，此类车辆的常见故障位置，如电气系统、控制系统、行走系统等。，是通过使用FMECA方法确定的。确定车辆子系统各种部件的常见故障模式，如部件损坏、部件磨损、部件损坏等。讨论了故障原因，包括部件损坏、磨损、过电流、老化、使用或维护不当等。其次，运用故障树分析法对车辆进行定性分析，分析高等级存储车辆的薄弱环节，如加速度计、接触器、控制器等。，为后续高级皮卡车的设计和开发奠定基础，建立的车辆故障树有助于设计人员检测潜在故障，指导维修人员进行故障诊断和维修等。

参考

[1]中国工程机械工业协会工业车辆分会。《2009-2010年[汽车工业车辆统计数据库/其他》。

[2]永恒之力推出新EKS系列采摘车[。物流技术与应用，2009(3):122-123

[3]苏伊恩。中国仓储叉车的分析与展望[。物流工程与管理，2008，30(10):58-59

陶方圆、魏良宝。叉车结构与设计[M】。北京:机械工业出版社，2010

[5]大卫·金克斯。http://sblunwen.com/ccgllw/伸缩式桅杆订单拣选车:英国，英国2290281A。1995年12月20日。

[6]藤田高桥努。订单提货卡车:日本，2002-308591[邮政]。2002-10-23

[7]重树茂。订单提货卡车:日本，2006-151650[邮政]。2006-06-15

[8]克里斯蒂安·吉布森，纽约州格林。订单提货卡车:美国，6648581[邮政]。2003-11-18

[9]藤川Kazuhiro Fujii Takanori。订单提货卡车:日本，2006-076727[邮政编码]2006-03-23

龚金龙。基于可靠性增强试验的叉车可靠性分析。中国农业大学，2004