现代物流设备设计与选用

前言

目前，社会生产力的高速发展与物流系统低效率的矛盾越来越突出。在世界各地，已普遍将改造物流结构、降低物流成本、提高物流效率作为企业在竞争中取胜的重要措施。快速、高效、自动化的物流机械设备是物流现代化的基础，涉及到设计、制造、控制、管理等多门学科的知识。为适应现代化物流机械设备设计和制造的需要，编写本书。

本书内容可分为四部分：第一部分是典型物流机械介绍；第二部分是总体设计理念和步骤；第三部分是物流机械设备设计中用到的机械、电气和控制技术简述；第四部分介绍了几个现代物流设备的设计和选用原则，还介绍了与自动化仓库技术相近的机械式立体停车设备的相关知识和设计原则。

本书力求突破设计中先机后电的模式，建立以机、电、控制为基础的系统设计的思路。例如，在设计变速系统时，是电气变速好还是机械变速优点多；在设计制动系统时，是应该采用电气制动还是采用机械制动更有利，还是综合使用电气和机械技术更好。

本书图文并茂、深入浅出，强调全局与综合的知识，而不对某知识点做过细的讲述。

本书可供从事物流机械设备设计和制造的工程技术人员使用，也可作为高等学校机电专业高年级学生的教材和毕业设计参考书。

本书由宋世军博士（山东建筑工程学院机电学院院长，主要研究CAD/CAM和图像识别技术）主审，孔令中担任主编，于复生博士后（山东建筑工程学院机电学院副院长，主要研究精密测控系统、机器人等）和郭世永博士后（青岛理工大学车辆与工程机械研究所所长，主要研究车辆、物流机械等）担任副主编。

本书电动机、电气变速和电气制动部分由李全民编写；减速器、带传动、链传动和钢丝绳传动部分由林晨博士编写；液压和气压传动由孟广耀博士和卢尚斌编写；自动导引小车（AGV）部分由郭世永博士后编写；传感器技术、控制技术和机器人部分由于复生博士后、沈孝芹编写；塔式起重机部分由王积永编写；其余部分由孔令中（山东建筑工程学院）、胡文霞、孔雪编写。

本书涉及知识面较广，我们参阅和引用了许多国内外同行的著作和学术论文，在此，表示深深的谢意。

由于编者水平有限，难免有许多不当之处，敬请读者批评指正。



编者

2005年9月
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 

现代化物流要依托现代化物流机械设备。为适应现代化物流机械设备设计和制造的需要，编写本书。

本书介绍了典型的输送、装卸和运输机械，自动化仓库、自动导引小车(AGV)、机器人和塔式起重机的设计和选用原则，以及与自动化仓库技术相近的机械式立体停车设备的相关知识和设计原则。

本书突破设计中先机后电的模式，介绍了以机、电、控制为基础的系统总体设计的主导思想。为了开拓设计者的思路，本书还对机、电、控制等基础知识做了简要介绍。

本书可供从事物流机械设备设计和制造的工程技术人员使用，也可作为高等学校机电专业的教材和毕业设计参考书。
	 
	 
	 
	 
	 
	 
	 

目录
第1章绪论

1.1物流的基本任务

1.2物流的发展

1.2.1生产制造业的发展趋势

1.2.2物流技术的发展

1.3物流机械设备

第2章典型物流机械

2.1输送机械

2.1.1散货输送机械

2.1.2件货输送机械

2.2装船和卸船设备

2.2.1散货装船机

2.2.2机械式散货连续式卸船机

2.2.3散货卸船机的比较和选用

2.3散货堆场设备

2.3.1堆料机

2.3.2取料机

2.3.3斗轮堆取料机

2.4散货装卸车设备

2.4.1散货装车机

2.4.2散货卸车机

2.5集装箱装卸设备

2.5.1集装箱吊具

2.5.2岸边集装箱起重机

2.5.3集装箱堆场及水平运输机械

2.6叉式装卸车

2.6.1叉式装卸车的特点、作用及其分类

2.6.2叉车的主要技术参数和性能

第3章物流机械系统总体设计

3.1物流机械总体设计概述

3.1.1总体设计类型

3.1.2总体设计的主要内容

3.1.3物流机械系统功能

3.1.4物流机械的总体组成

3.1.5总体设计步骤

3.1.6总体设计的特点

3.2物流机械系统的关键技术

3.2.1机械技术

3.2.2检测传感技术

3.2.3自动控制技术

3.2.4伺服系统

3.2.5系统总体技术

第4章驱动与传动

4.1电动机

4.1.1直流电动机

4.1.2异步电动机

4.1.3伺服电动机

4.1.4直线电动机

4.1.5电动机的选择

4.2系统的调速

4.2.1调速指标

4.2.2电气调速

4.2.3齿轮减速器

4.2.4蜗杆减速器

4.2.5蜗杆?渤萋旨跛倨?

4.2.6行星齿轮减速器

4.2.7谐波减速器

4.2.8特殊齿形减速器

4.2.9无级变速器

4.3系统的制动

4.3.1直流电动机的电气制动

4.3.2异步电动机的电气制动

4.3.3机械式制动器

4.4带传动

4.4.1带传动的类型

4.4.2带传动工况分析

4.5链传动

4.5.1特点及应用

4.5.2链传动的结构

4.5.3滚子链链轮的结构和材料

4.5.4链传动的运动特性

4.5.5链传动的受力分析

4.5.6滚子链传动的设计计算

4.5.7链传动装置的设计

4.6钢丝绳传动

4.6.1钢丝绳

4.6.2滑轮及滑轮组

4.6.3卷筒

4.7液压传动

4.7.1液压传动的特点

4.7.2液压泵和液压马达

4.7.3液压缸

4.7.4液压阀

4.7.5液压系统的设计

4.8气压传动

4.8.1气压传动的特点

4.8.2气缸

4.8.3气动马达

4.8.4气阀

4.8.5气动控制回路的设计

4.8.6气动系统设计步骤及内容

第5章传感器技术

5.1概论

5.1.1物流机械对传感器的基本要求

5.1.2传感器的组成与一般特性

5.1.3传感器的应用与发展趋势

5.2开关量及接近传感器

5.2.1光电传感器

5.2.2接近开关用电感式、电容式传感器

5.2.3涡流式传感器

5.2.4霍尔传感器

5.3位移传感器

5.3.1光栅式传感器

5.3.2光电编码器

5.3.3旋转变压器及感应同步器

5.3.4光纤位移传感器

5.4速度、加速度传感器

5.4.1测速发电机

5.4.2霍尔转速传感器

5.4.3磁电式速度传感器

5.5力和转矩传感器

5.5.1力传感器

5.5.2转矩传感器

5.6智能传感器

5.6.1智能传感器的定义、特点和构成

5.6.2智能传感器输出信号的预处理和数据采集

5.6.3传感器的智能化

5.6.4智能传感器的应用

5.6.5智能传感器的发展趋势

5.6.6虚拟传感器和网络传感器

5.7其他传感器

5.7.1触觉传感器

5.7.2图像和色彩传感器

5.7.3温度传感器

5.7.4模糊传感器

5.8信号处理接口电路

5.8.1数据放大接口

5.8.2数据转换接口

第6章控制技术

6.1开关量计算机控制系统

6.1.1开关量计算机控制系统的组成与功能

6.1.2单片机控制技术

6.1.3PLC控制技术

6.2连续量控制技术

6.2.1伺服系统概述

6.2.2速度控制伺服系统

6.2.3位置控制伺服系统

第7章自动化仓库

7.1自动化仓库的特点及分类

7.1.1自动化仓库的特点

7.1.2自动化仓库的分类

7.2自动化仓库的构成

7.2.1机械设备

7.2.2电气与电子设备

7.3巷道式堆垛机

7.3.1机架及运行、起升机构

7.3.2载货台及存取货机构

7.3.3供电及安全保护

7.4自动化仓库的自动寻址

7.4.1认址装置

7.4.2认址检测方式

7.5仓库自动化系统的设计

7.5.1仓库自动化系统的设计原则

7.5.2系统设计过程

7.5.3系统功能

7.5.4生产能力及仿真

7.5.5几种典型的自动化系统结构

7.6自动化仓库的发展趋势与展望

第8章自动导引小车（AGV）

8.1AGV发展概况

8.1.1AGV国内外的发展过程

8.1.2AGV国内外的应用领域

8.1.3AGV的分类

8.1.4AGV的基本性能参数

8.2AGV特点及导向调度方法

8.2.1AGV的工作过程

8.2.2AGV的特点

8.2.3AGV导向技术及调度方法

8.3AGV的组成

8.3.1车体系统

8.3.2驱动/导向系统

8.3.3控制/通讯系统

8.3.4安全系统

8.4AGV应用实例

8.4.1整体设计方案

8.4.2硬件电路设计

8.4.3系统设计

第9章机器人

9.1概述

9.2物流机器人的应用背景与技术要求

9.3物流机器人的一般组成

9.3.1机器人机械本体

9.3.2控制系统

9.3.3机器人内外部接口

9.4用机械手进行装配作业的基本动作

9.4.1装配作业中的误差

9.4.2装配作业的柔软性

9.4.3模糊对中的柔软性(RCC)

9.4.4RCC的应用实例

9.5SCARA装配机器人

9.5.1SR系列装配机器人

9.5.2使用马达

9.5.3控制马达的作用与控制回路

9.5.4SSR??H系列装配机器人

9.6机器人在装配中的应用举例

9.7机器人在搬运易碎易爆物品中的应用举例

第10章塔式起重机

10.1概述

10.2塔式起重机产品分类

10.3塔式起重机的组成

10.3.1工作机构

10.3.2金属结构

10.3.3动力装置

10.3.4控制系统

10.4塔机的工作级别

10.5塔机的载荷

10.5.1基本载荷

10.5.2附加载荷——工作状态风载荷

10.5.3特殊载荷

10.5.4其他载荷

10.6钢结构

10.6.1计算原则

10.6.2结构的工作级别

10.6.3载荷组合

10.6.4材料及其许用应力

10.7平衡重

10.7.1平衡重确定

10.7.2平衡重的校核

10.8塔机的抗倾翻稳定性

10.8.1抗倾翻稳定性

10.8.2抗倾翻稳定性计算

第11章机械式立体停车设备

11.1机械式停车设备类别、形式与基本参数

11.1.1术语和定义

11.1.2类别与形式

11.1.3基本参数

11.2机械式立体车库类型

11.2.1升降横移式(PSH)

11.2.2垂直升降式（塔式、电梯式）(PCS)

11.2.3简易升降式(PJS)

11.2.4垂直循环式（PCX）

11.2.5水平循环式（PSX）

11.2.6多层循环式（PDX）

11.2.7平面移动式（PPY）

11.2.8巷道堆垛式（PXD）

11.2.9汽车升降机

11.3机械式停车设备的安全要求

11.3.1安全要求和措施

11.3.2停车设备使用环境的安全要求

11.3.3使用信息

11.4升降横移类停车设备的设计与制造

11.4.1设备的主要组成部分

11.4.2车库的选型与配置

11.5垂直升降类停车设备的设计与制造

11.5.1设备的主要组成部分

11.5.2选型与配置

11.5.3停车库设计条件

11.6简易升降类停车库

11.6.1设备主要组成部分

11.6.2车库的选型与配置

参考文献