第4讲 搬运技术与设备.ppt

物流技术与装备物流技术与装备 主讲人：王玉勤主讲人：王玉勤2012年年10月月Logistics Technology&Equipment 第第 4 讲讲 搬运技术与设备搬运技术与设备 n00 概述概述n01 手推车手推车n02 托盘搬运车托盘搬运车n03 固定平台搬运车固定平台搬运车n04 叉车叉车n05 AGV（自动导引车）（自动导引车）n06 集装箱跨运车集装箱跨运车n07 搬运机器人搬运机器人12/21/20222西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系n搬运设备的概念搬运设备的概念 搬运设备是指对物料、产品、零件、介质或其他搬运设备是指对物料、产品、零件、介质或其他物品进行搬动、运输或改变其位置时所需要的机械及物品进行搬动、运输或改变其位置时所需要的机械及器具的总称。器具的总称。00 00 概概 述述n搬运设备的优点搬运设备的优点 （1）减轻劳动强度，改善劳动条件）减轻劳动强度，改善劳动条件 （2）提高效率，缩短作业时间，加速周转）提高效率，缩短作业时间，加速周转 （3）提高装卸质量，保证货物的完整）提高装卸质量，保证货物的完整 （4）降低物流成本）降低物流成本常用的有：手推车、托常用的有：手推车、托盘搬运车、叉车、自动盘搬运车、叉车、自动导引车（导引车（AGVAGV）、搬运机）、搬运机器人等器人等12/21/20223西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系n手推台车手推台车 杠杠杆式手推车杆式手推车 01 01 手推车手推车12/21/20224西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系 01 01 手推车手推车登高式手推台车登高式手推台车手动液压升降平台车手动液压升降平台车12/21/20225西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系 02-1 02-1 手动托盘搬运车手动托盘搬运车n手动托盘搬运车手动托盘搬运车12/21/20226西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系 02-2 02-2 电动托盘搬运车电动托盘搬运车n 电动托盘搬运车电动托盘搬运车站立式站立式 步行式步行式 侧座式侧座式 12/21/20227西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系12/21/20228西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系03 03 固定平台搬运车固定平台搬运车定定义义具有具有较较大承大承载载物料平台的搬运物料平台的搬运车车。相。相对对承承载载卡卡车车而言：承而言：承载载平台离地低，装卸方便；平台离地低，装卸方便；结结构构简单简单、价格低；、价格低；轴轴距、距、轮轮距距较较小，作小，作业业灵活等。一般用于企灵活等。一般用于企业业内内车间车间与与车间车间、车间车间与与仓库仓库之之间间的运的运输输。分分类类根据根据动动力不同分：力不同分：内燃型和内燃型和电电瓶型瓶型12/21/20229西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系n概念概念 叉车是一种无轨、轮胎行走式装卸搬运车辆。主叉车是一种无轨、轮胎行走式装卸搬运车辆。主要用于厂矿、仓库、车站、港口等场所。对成件、成要用于厂矿、仓库、车站、港口等场所。对成件、成箱及托盘等货物进行装卸、堆码、拆垛、短途搬运等箱及托盘等货物进行装卸、堆码、拆垛、短途搬运等作业。作业。04 04 叉叉 车车n叉车搬运的优点叉车搬运的优点 （1）适用性强，机动灵活，成本低、投资）适用性强，机动灵活，成本低、投资 少。少。（2）可缩短装卸搬运、堆码的作业时间，）可缩短装卸搬运、堆码的作业时间，加快车船周转。加快车船周转。（3）可减少货损，提高作业的安全程度。）可减少货损，提高作业的安全程度。（4）提高仓库容积利用率，堆垛高度可达）提高仓库容积利用率，堆垛高度可达35m。12/21/202210西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系 04 04 叉叉 车车n按照动力装置分类按照动力装置分类内燃式叉车内燃式叉车电动式叉车电动式叉车分类分类n按照结构特点分类按照结构特点分类平衡重式叉车平衡重式叉车插腿式叉车插腿式叉车前移式叉车前移式叉车侧面式叉车侧面式叉车12/21/202211西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系主主要要参参数数额额定起重量：定起重量：用用货货叉起升叉起升货货物物时时，货物重心至货叉垂直段前壁的距货物重心至货叉垂直段前壁的距离不大于载荷中心距时，允许起升货物的最大重量，以离不大于载荷中心距时，允许起升货物的最大重量，以t（吨）表（吨）表示。示。载载荷中心矩：荷中心矩：在货叉上放置标准重量的货物、确保叉车纵向稳定时，在货叉上放置标准重量的货物、确保叉车纵向稳定时，其重心到货叉垂直段前壁的水平距离，以其重心到货叉垂直段前壁的水平距离，以mm（毫米）表示。（毫米）表示。门架倾角：门架倾角：无载的叉车在平坦坚实的地面上，门架相对其垂直位置无载的叉车在平坦坚实的地面上，门架相对其垂直位置向前或向后的最大倾角。向前或向后的最大倾角。最大起升高度：最大起升高度：在平坦坚实的地面上，叉车满载，货物升至最高位在平坦坚实的地面上，叉车满载，货物升至最高位置时，货叉水平段的上表面离地面的垂直距离。置时，货叉水平段的上表面离地面的垂直距离。最大起升速度：最大起升速度：叉车满载时，货物起升的最大速度，以叉车满载时，货物起升的最大速度，以mmin（米分）（米分）表示。表示。最大最大运行速度：运行速度：叉叉车满载时车满载时，在干燥、平坦、，在干燥、平坦、坚实坚实的地面上行的地面上行驶时驶时的最大速度。的最大速度。最小最小转转弯半径：弯半径：当叉车在无载低速行驶、打满方向盘转弯时，车体当叉车在无载低速行驶、打满方向盘转弯时，车体最外侧和最内侧至转弯中心的最小距离，分别称为最小外侧转弯半最外侧和最内侧至转弯中心的最小距离，分别称为最小外侧转弯半径和最小内侧转弯半径。径和最小内侧转弯半径。最小离地间隙：最小离地间隙：车轮以外，车体上固定的最低点至地面的距离，表车轮以外，车体上固定的最低点至地面的距离，表示叉车无碰撞地越过地面凸起障碍物的能力。最小离地间隙愈大，示叉车无碰撞地越过地面凸起障碍物的能力。最小离地间隙愈大，则叉车的通过性愈高。则叉车的通过性愈高。04 04 叉叉 车车12/21/202212西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系主主要要性性能能装卸性：装卸性：指叉指叉车车起重能力和装卸快慢的性能。装卸性能的好坏起重能力和装卸快慢的性能。装卸性能的好坏对对叉叉车车的生的生产产率有直接影响。叉率有直接影响。叉车车的起重量大、的起重量大、载载荷中心距大、工作速荷中心距大、工作速度高，度高，则则装卸性能好。装卸性能好。牵牵引性：引性：表示叉车行驶和加速快慢、牵引力和爬坡能力大小等方面表示叉车行驶和加速快慢、牵引力和爬坡能力大小等方面的性能。的性能。制动性：制动性：叉车在行驶中根据要求降低车速及停车的性能。通常以在叉车在行驶中根据要求降低车速及停车的性能。通常以在一定行驶速度下制动时制动距离来加以衡量。一定行驶速度下制动时制动距离来加以衡量。机动性：机动性：叉车在最小面积内转弯的能力和通过狭窄、曲折通道的能叉车在最小面积内转弯的能力和通过狭窄、曲折通道的能力。力。通过性：通过性：指叉车克服道路障碍而通过各种不良路面的能力。叉车的指叉车克服道路障碍而通过各种不良路面的能力。叉车的外形尺寸小、轮压小、离地间隙大、驱动轮牵引力大，则叉车的通外形尺寸小、轮压小、离地间隙大、驱动轮牵引力大，则叉车的通过性好。过性好。操纵性操纵性：指叉指叉车车操作的操作的轻轻便性和舒适性。便性和舒适性。稳稳定性：定性：叉车在行驶和作业过程中，抵抗纵向和横向倾翻的能力。叉车在行驶和作业过程中，抵抗纵向和横向倾翻的能力。经济性：经济性：指叉车的造价和营运费用，包括动力消耗、生产率、使用指叉车的造价和营运费用，包括动力消耗、生产率、使用方便和耐用的程度。方便和耐用的程度。04 04 叉叉 车车12/21/202213西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系04-1 04-1 平衡重式叉车平衡重式叉车定定义义 在在车车体前方具有体前方具有货货叉和叉和门门架，而在架，而在车车体体尾部尾部设设有平衡重的装卸作有平衡重的装卸作业车辆业车辆，称平衡重，称平衡重式叉式叉车车。12/21/202214西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系定定义义门门架（或架（或货货叉）可以前后移叉）可以前后移动动的叉的叉车车。适适用用范范围围运行运行时门时门架后移，使架后移，使货货物物重心位于前、后重心位于前、后轮轮之之间间，运，运行行稳稳定，不需要平衡重，自定，不需要平衡重，自重重轻轻，降低直角通道，降低直角通道宽宽和直和直角堆角堆垛宽垛宽，适用于，适用于车间车间、仓仓库库内工作。内工作。分分类类按操作可分：站按操作可分：站驾驾式、坐式、坐驾驾式。式。04-2 04-2 前移式叉车前移式叉车12/21/202215西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系04-2 04-2 前移式叉车前移式叉车12/21/202216西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系作作业业特特点点起重量小、起重量小、车车速低、速低、结结构构简单简单、外形尺寸小、外形尺寸小、行走行走轮轮直径小，直径小，对对地面要求高，适用于通道狭窄地面要求高，适用于通道狭窄的的仓库仓库和室内堆和室内堆垛垛、搬运作、搬运作业业。04-3 04-3 插腿式叉车插腿式叉车12/21/202217西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系定定义义货货叉和叉和门门架位于架位于车车体体侧侧面的装卸作面的装卸作业车辆业车辆，称，称侧侧面叉面叉车车。适用于。适用于长长大物大物料的装卸和搬运料的装卸和搬运。分分类类按按动动力不同分：内力不同分：内燃型、燃型、电电瓶型瓶型按作按作业环业环境分：室境分：室外工作（充气外工作（充气轮轮胎）、胎）、室内工作（室内工作（实实心心轮轮胎）胎）04-3 04-3 侧面式叉车侧面式叉车12/21/202218西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系05 AGV12/21/202219西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系05 AGV05 AGV根据美国物流协会定义，根据美国物流协会定义，AGVAGV（Automated Automated Guided VehicleGuided Vehicle）是指装备有电磁或光学导引装置，是指装备有电磁或光学导引装置，能够按照规定的导引路线行驶，具有小车运行和停能够按照规定的导引路线行驶，具有小车运行和停车装置、安全保护装置以及具有各种移载功能的运车装置、安全保护装置以及具有各种移载功能的运输小车。输小车。我国国家标准我国国家标准物流术语物流术语中，对中，对AGVAGV的定义为：的定义为：AGVAGV：装有自动导引装置，能够沿规定的路径行装有自动导引装置，能够沿规定的路径行驶，在车体上具有编程和停车选择装置、安全保护驶，在车体上具有编程和停车选择装置、安全保护装置以及各种物料移载功能的搬运车辆。装置以及各种物料移载功能的搬运车辆。AGVSAGVS：是是一种使车辆按照给定的路线自动运行一种使车辆按照给定的路线自动运行到指定场所，完成物料搬运作业的系统。到指定场所，完成物料搬运作业的系统。12/21/202220西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系 世界上世界上第一台第一台AGVAGV是由美国是由美国BarrettBarrett电子公司于电子公司于2020世纪世纪5050年代开发成功年代开发成功的，它是一种的，它是一种牵引式小车牵引式小车系统，可十系统，可十分方便地与其他物流系统自动连接，分方便地与其他物流系统自动连接，显著地提高劳动生产率。显著地提高劳动生产率。19541954年年英国英国最早研制了最早研制了电磁感应电磁感应导向的导向的AGVSAGVS，由，由于它的显著特点，迅速得到了应用和于它的显著特点，迅速得到了应用和推广。推广。19601960年年欧洲就安装了各种形式、欧洲就安装了各种形式、同水平的同水平的AGVS220AGVS220套，使用了套，使用了AGV1300AGV1300多台。多台。19761976年年，我国起重机械研究所，我国起重机械研究所研制出第一台研制出第一台AGVAGV。19991999年年3 3月月2727日，日，由昆明船舶设备集团有限公司研制生由昆明船舶设备集团有限公司研制生产的产的激光导引激光导引无人车系统在红河卷烟无人车系统在红河卷烟厂投入试运行，这是在我国投入使用厂投入试运行，这是在我国投入使用的首套激光导引无人搬运车系统。的首套激光导引无人搬运车系统。05 AGV12/21/202221西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系05-1 05-1 导引基本原理导引基本原理 固定路径导引方式和自由路径导引方式固定路径导引方式和自由路径导引方式在在行行驶驶路路径径上上设设置置导导引引用用的的信信息息媒媒介介物物，AGV通通过过检检测测出出它它的的信信息息而而得得到到导导引引的的一一种种方方式式，如如电电磁磁导导引引、光光学学导导引引、磁磁带带导导引引（又又称称磁磁性性导引）等。导引）等。在在AGV控控制制器器上上储储存存着着区区域域布布置置的的尺尺寸寸坐坐标标，通通过过识识别别车车体体当当前前方方位位，自自动动地地选选择择行行驶驶路路径径的的一种导引方式。一种导引方式。12/21/202222西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系电磁导引的基本原理电磁导引的基本原理1-导向电线导向电线2导向轮导向轮3信号检测器信号检测器4放大器放大器5导向电机导向电机6减速器减速器12/21/202223西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系在在AGVAGV的的运运行行路路线线下下面面埋埋设设导导向向电电线线1 1，通通以以3 310KHZ10KHZ的的低低压压、低低频频电电流流，该该交交流流电电信信号号沿沿电电线线周周围围产产生生磁磁场场，AGVAGV上上装装设设的的信信号号检检测测器器3 3可可以以检检测测到到磁磁场场的的强强弱弱并并通通过过检检测测回回路路以以电电压压的的形形式式表表示示出出来来。当当导导向向轮轮2 2偏偏离离导导向向电电线线后后，则则信信号号检检测测器器测测出出电电压压差差信信号号，此此信信号号通通过过放放大大器器4 4放放大大后后控控制制导导向向电电机机5 5工工作作,然然后后导导向向电电机机再再通通过过减减速速器器控控制制导导向向轮轮回回位位，这这样样，就就会会使使AGVAGV的的导导向向轮始终跟踪预定的导引路径。轮始终跟踪预定的导引路径。12/21/202224西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系光学导引光学导引的基本原理的基本原理12/21/202225西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系n当当AGVAGV在反光带的上方运行时，小在反光带的上方运行时，小车下方的光源照射到反光带后，被车下方的光源照射到反光带后，被反光带反射回来的光线由车上的感反光带反射回来的光线由车上的感光元件接受，经过检测和运算回路光元件接受，经过检测和运算回路进行计算后，对小车的位置进行准进行计算后，对小车的位置进行准确的判断，得出小车是否偏离轨道确的判断，得出小车是否偏离轨道的结论。的结论。nAGVAGV没有偏离导引路径时，如图所没有偏离导引路径时，如图所示位置，处于中间位置的信号孔打示位置，处于中间位置的信号孔打开，如果开，如果AGVAGV偏离导引路径时，偏偏离导引路径时，偏离中间位置的信号孔被打开，检测离中间位置的信号孔被打开，检测回路根据检测到的不同感光信号就回路根据检测到的不同感光信号就可判断出可判断出AGVAGV是否偏离，并且判断是否偏离，并且判断出向哪个方向偏离了，偏离值是多出向哪个方向偏离了，偏离值是多少。根据这个结论，由控制系统对少。根据这个结论，由控制系统对AGVAGV的运行状态进行及时修正，使的运行状态进行及时修正，使其及时回到导引路径上来。因此，其及时回到导引路径上来。因此，AGVAGV能够始终沿着反光带的导引轨能够始终沿着反光带的导引轨迹运行。迹运行。12/21/202226西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系激光导引原理图在导引车顶部装置一个沿360方向按一定频率发射激光的装置。同时在AGV四周的一些固定位置上放置反射镜片。当AGV运行时，不断接受到从三个已知位置反射来的激光束，经过简单的几何运算，就可以确定AGV的准确位置，控制系统根据AGV的准确位置对其进行导向控制。12/21/202227西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系05-2 AGV05-2 AGV的基本结构的基本结构n1 车体车体车体由车架和相应的机械装置所组成，是车体由车架和相应的机械装置所组成，是AGV的的基础部分，是其他总成部件的安装基础。基础部分，是其他总成部件的安装基础。n2 蓄电和充电装置蓄电和充电装置AGV常采用常采用24V或或48V直流蓄电池为动力。蓄电直流蓄电池为动力。蓄电池供电一般应保证连续工作池供电一般应保证连续工作8小时以上的需要。小时以上的需要。n3 驱动装置驱动装置AGV的驱动装置由车轮、减速器、制动器、驱动的驱动装置由车轮、减速器、制动器、驱动电机及速度控制器等部分组成，是驱动电机及速度控制器等部分组成，是驱动AGV运行并有运行并有速度控制和制动能力的装置。其运行速度、方向、制速度控制和制动能力的装置。其运行速度、方向、制动的调节分别由计算机控制。为了安全，在断电时制动的调节分别由计算机控制。为了安全，在断电时制动装置能靠机械实现制动。动装置能靠机械实现制动。12/21/202228西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系05-2 AGV05-2 AGV的基本结构的基本结构n4 转向装置转向装置接受导引系统的方向信息通过转向装置来实现转向动接受导引系统的方向信息通过转向装置来实现转向动作。作。n5 车上控制器车上控制器接受控制中心的指令并执行相应的指令，同时将本身接受控制中心的指令并执行相应的指令，同时将本身的状态（如位置、速度等）及时反馈给控制中心。的状态（如位置、速度等）及时反馈给控制中心。n6 通信装置通信装置实现实现AGV与地面控制站及地面监控设备之间的信息与地面控制站及地面监控设备之间的信息交换。交换。n7 安全保护装置安全保护装置安全系统包括对安全系统包括对AGV本身的保护、对人或其它设备本身的保护、对人或其它设备的保护等方面。安全保护方法：接触式保护系统和非接的保护等方面。安全保护方法：接触式保护系统和非接触式保护系统触式保护系统12/21/202229西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系05-2 AGV05-2 AGV的基本结构的基本结构n8 8 移载装置移载装置与所搬运货物直接接触，实现货物转载的装置。与所搬运货物直接接触，实现货物转载的装置。12/21/202230西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系0 05 5-2 2 A AG GV V的的基基本本结结构构1安安全全挡挡圈圈2、11认认址址线线圈圈3失失灵灵控控制制线线圈圈4导导向向探探测测线线圈圈5驱驱动动轴轴6驱驱动动电电机机7转转向向机机构构8导导向向伺伺服服电电机机9蓄蓄电电池池箱箱10车车架架12制制动动用用电电磁磁离离合合器器13车轮车轮12/21/202231西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系05-3 AGV05-3 AGV的分类的分类无人无人搬运车搬运车采用人力或自动移载装置将货物装载到小车上，小车行走到指定地点后，再由人力或自动移载装置将货卸下来完成搬运过程无人无人牵引车牵引车能自动牵引载放货物的平板拖挂车，到达目的地，通过自动装置与平板拖挂车脱开无人叉车无人叉车原理与机械叉车相仿，但运作和行走全部由计算机控制，自动完成12/21/202232西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系05-3 AGV05-3 AGV的分类的分类12/21/202233西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系06 06 集装箱跨运车集装箱跨运车集装箱跨运车是用集装箱跨运车是用于码头前沿和堆场水于码头前沿和堆场水平搬运和堆码集装箱平搬运和堆码集装箱的专用机械。的专用机械。它以门形车架跨在它以门形车架跨在集装箱上，由装有集集装箱上，由装有集装箱吊具的液压升降装箱吊具的液压升降系统吊起集装箱，进系统吊起集装箱，进行搬运，并可将集装行搬运，并可将集装箱堆码四、五层高。箱堆码四、五层高。12/21/202234西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系07 07 搬运机器人搬运机器人（1 1）定义：）定义：搬运机器人是一种有若干自由度，动作程序灵活搬运机器人是一种有若干自由度，动作程序灵活可变，能任意定位，具有独立控制系统，能搬运装卸可变，能任意定位，具有独立控制系统，能搬运装卸物件或操纵工具的自动化机械装置。物件或操纵工具的自动化机械装置。（2 2）应用：）应用：主要用于在物流结点和运输线的端点用来装卸堆垛主要用于在物流结点和运输线的端点用来装卸堆垛物料，为机床搬运装卸工件，为加工中心更换刀具，在物料，为机床搬运装卸工件，为加工中心更换刀具，在装配线上用于产品的装配与喷漆等。装配线上用于产品的装配与喷漆等。（3）优点：）优点：提高劳动效率、降低产品成本、保证产品质量提高劳动效率、降低产品成本、保证产品质量12/21/202235西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系搬运机器人搬运机器人 12/21/202236西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系搬运机器人搬运机器人内蒙古蒙牛集团六期智能生产基地机内蒙古蒙牛集团六期智能生产基地机器人正在搬运液态奶（右图）器人正在搬运液态奶（右图）12/21/202237西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系搬搬运运机机器器人人示示意意图图12/21/202238西安外事学院物流管理系西安外事学院物流管理系