作為物流倉儲系統中至關重要的一環，自動立體倉庫一直備受各個有物流需求的行業關注。雷柏機器人在智能倉儲物流領域不斷深耕，在多個成功案例的實際應用中，總結出一些立庫核心的設備和技術成果。今天我們就從自身的經驗角度出發，向大家介紹目前雷柏機器人已經實現數字化的立庫核心裝備——堆垛機。

（企業供圖，下同）

什么是堆垛機？堆垛機是自動化立體倉庫輸送系統的核心，是重要的起重運輸設備。它在計算機技術操作下，在立體倉庫的巷道間沿導軌道來回梭行，將位于巷道口的貨物存入貨位，或根據指令取出貨位內的貨物運送至巷道口，憑借機械化及自動化獨立完成出入庫作業。此外，堆垛機還能對進出信息作出及時處理，適應黑暗、低溫等特別作業環境。

堆垛機由行走、提升和貨叉三個驅動結構完成作業要求，采用國際先進的變頻或伺服控制系統和激光認址系統進行全閉環控制，配合條碼或激光測距等高精度認址方式，實現堆垛機高精度運行。

堆垛機種類繁多，從各類型劃分可以知道有以下分類：

1．按立柱數量可分為單立柱、雙立柱、多立柱堆垛機；

2．按地面軌道構成可分為單軌、雙軌、多軌堆垛機；

3．按載貨臺工位數量可分為單工位、雙工位、多工位堆垛機；

4．按存取貨叉結構可分為單伸位、雙伸位、多伸位堆垛機；

5．按存取型式可分為推拉貨叉、夾抱貨叉、輥鏈輸送機構、動力臺車機構堆垛機；

6．按運動方式可分為直軌型、 U型彎軌型、 M型彎軌、轉軌車型等；

7．按驅動方式可分為單驅型、雙驅型。

堆垛機分類方式多種多樣，在智能倉儲物流領域里，有幾種堆垛機類型比較常見：

1．單立柱直軌型堆垛機：（如下圖所示）

單立柱堆垛機的特點是其結構緊湊、適用于輕載高速倉儲系統，多采用不同類型的傳感器和雙鋼絲繩結構實現高安全性。適用場景多為庫內周轉率較高，運行速度較快、工作時間較長、貨物重量低于100kg、立庫高度小于10m的智能立體倉庫，如新能源成品倉庫、食品倉庫、醫藥、電子行業成品及半成品倉庫等。

2．雙立柱直軌型堆垛機：（如下圖所示）

雙立柱堆垛機結構穩定、安全可靠、適用性強，適用于重載物流系統。機臺上多安裝不同類型的傳感器和雙鋼絲繩結構以實現高安全性。適用場景多為庫內周轉率要求一般，運行速度一般、工作時間較長、貨物重量大于200kg、立庫高度大于10m的智能立體倉庫，如新能源原材料倉庫、汽車零配件倉庫、鋼鐵行業成品倉庫、化工行業原材料倉庫，冷鏈存儲倉庫等。

3、U型軌道堆垛機：（如下圖所示）

轉彎堆垛機可實現一機多巷道配置需求，滿足用戶大儲量，低效率的存儲要求，降低系統一次性投資額度。常用于新能源成品倉庫、鋼鐵行業成品倉庫、汽車零配件倉庫、冷鏈存儲倉庫等。

堆垛機結構特征

本文以雙立柱直軌堆垛機為例，對堆垛機的各部分結構進行說明。

堆垛機主要由主體框架結構、載貨臺、水平運行結構、起升結構、貨叉伸縮結構、起升導向輪裝置、安全保護裝置和電氣裝置等部件組成（見圖1）。

1．上部導輪裝置  2．上橫梁  3．立柱  4．超速保護裝置  5．起升結構  6．操作臺  7．電氣控制柜

8．水平運行結構  9．下橫梁  10．起升導向輪裝置  11．載貨臺  12．貨叉伸縮結構  13．過載松繩裝置

圖 1 有軌巷道堆垛機結構

堆垛機組成部件介紹

主體框架結構

金屬結構主要由下橫梁，立柱，上橫梁，載貨臺等組成。

在下橫梁上裝有水平運行機構、運行認址裝置、超速保護裝置的限速器等。立柱兩側的起升導軌，供載貨臺上下運行導向之用。在立柱上裝有起升機構、高度認址檢測片、終端限位裝置、電控柜及安全梯等。上橫梁上裝有定滑輪、上部運行導向輪裝置、過載松繩保護裝置等。

整個框架結構具有重量輕、抗扭、抗彎剛度大、強度高的特點。

載貨臺

載貨臺主要由上導輪架、下導輪架、垂直框架、水平框架等組成（見圖2）；其上裝有貨叉伸縮機構、滑輪裝置、超速保護裝置的制動夾緊器或斷繩保護裝置、起升導向輪裝置、升降認址裝置、貨物位置異常檢測裝置以及雙重入庫檢測裝置等。

載貨臺由起升機構通過載貨臺上的滑輪裝置帶動，依靠起升導向輪裝置沿著立柱起升導軌升降，并由貨叉伸縮機構進行存取貨物作業。

1．上導輪架    2． 下導輪架    3．垂直框架    4．水平框架

圖 2 載貨臺

水平運行結構

采用變頻調速，三合一電機減速器，可調式車輪和水平輪組等（見圖3）。

1．電機減速器    2．水平輪組      3．清軌器      4．安全夾鉤

5．減速器托架    6．緩沖器撞頭    7．被動車輪    8．主動車輪

圖 3 水平運行結構

被動車輪內裝有調心軸承組，具有自動調整車輪平行度的作用。

下橫梁兩端下部設置有水平輪組及安全夾鉤，可通過水平輪偏心軸調整水平輪與運行軌道的間隙，同時安全夾鉤可保證堆垛機不致傾翻；在下橫梁兩端頭部還設有清軌器和聚氨脂緩沖器，以保證堆垛機運行時不致卡軌和減少碰撞時的沖擊。

起升結構

起升機結構用于驅動載貨臺做升降運動。

起升電機減速器機構通過支架用螺栓固定在立柱下端，減速器輸出軸上裝有懸臂式鋼質卷筒，鋼絲繩由卷筒引出，經過上橫梁上的定滑輪改變方向后再經過載貨臺上的動滑輪向上與固定在上橫梁上的過載松繩保護裝置連接（見圖4）。

1．定滑輪裝置   2． 過載松繩保護裝置   3． 鋼絲繩

4． 動滑輪裝置   5． 電機減速器   6． 電機減速器支架

圖 4 起升結構

貨叉伸縮結構

貨叉伸縮結構是堆垛機存取貨物的執行機構，裝設在載貨臺上。為減小巷道的寬度，且具有足夠的伸縮行程，本機構采用三級直線差動式伸縮貨叉，由伸縮貨叉（上）、伸縮貨叉（中）、固定貨叉及導向輪等組成（見圖5）。

固定貨叉安裝在載貨臺上，固定貨叉、伸縮貨叉（中）、（上）之間由鏈輪鏈條進行連接。電機減速器通過鏈輪由鏈條驅動鏈輪軸上的鏈輪，再由鏈輪軸上兩個鏈輪帶動鏈條、鏈條、鏈條驅動伸縮貨叉（中）從固定貨叉中點向左或向右伸縮時，又帶動伸縮貨叉（上）以三倍的速度進行伸縮。

電動機出軸端裝有超載離合器，以防止貨叉伸縮時發生卡阻或遇障礙物而損壞貨叉和電動機。本結構采用特制的滾針軸承導向輪，貨叉行程通過行程開關或旋轉編碼器控制。

1．電機減速器  2．鏈輪  3．固定貨叉  4． 伸縮貨叉（中）  5．伸縮貨叉（上）  6．鏈條

7．鏈輪  8． 鏈條  9．鏈條  10．鏈輪軸  11．鏈輪  12．鏈條  13．導向輪  14．鏈輪

圖 6 貨叉伸縮結構

過載松繩保護裝置

過載松繩保護裝置是控制堆垛機載貨臺受載情況的保護裝置，其作用是當載貨臺上承受載荷超過最大允許值時通過起升鋼絲繩的拉力大小，拉伸過載松繩保護裝置中的拉伸彈簧產生不同行程，從而切斷起升電機回路電源或總電源，使起升機構及時停止運轉。

起升導向輪裝置

本裝置由鋼質滾輪、特制軸承和偏心輪軸等零件組成，是將載貨臺上載荷傳遞給立柱，并沿立柱上下運行的導向受力機構，滾輪能承受較大的擠壓接觸應力，可通過偏心輪軸調整滾輪與起升導軌之間的間隙，以保證載貨臺沿著起升導軌正常運行。

超速保護裝置

超速保護裝置（見圖6）是堆垛機的安全保護裝置之一。當堆垛機的載貨臺升降時，由于某種原因（如鋼絲繩或鏈條斷裂，起升電機或減速機斷軸等）引起載貨臺超速下墜，當達到超速保護裝置限定的速度時，超速保護裝置能不依賴其它動力驅動機構和電氣系統，迅速將載貨臺可靠地夾持在起升導軌上，達到防墜保護作用。

1． 連桿Ⅰ   2． 棘爪     3． 行程開關    4． 棘輪    5． 平衡錘   6． 滑輪

7． 偏心輪   8． 制動塊   9． 調節螺栓   10． 鋼絲繩   11． 繩輪

圖 6 超速保護裝置

雷柏機器人根據客戶的使用需求配置不同的功能模塊。在保證技術先進性的基礎上均具備自動化程度高、設備操作終端支持多種語言，以及多段平滑曲線加減速控制技術的應用確保堆垛機系統工作可靠穩定等優點。

雷柏機器人的堆垛機系統，驅動、檢測與控制技術均采用目前主流技術，控制、執行元器件均選用國際知名品牌的主流產品。經過近幾年不斷地研發優化，并經項目的實踐驗證，現已實現全面標準化。在標準化的同時，滿足客戶多樣化及個性化需求，遵循模塊化、最優化設計理念，為客戶量身定制最優立庫設備。

關于雷柏機器人

深圳雷柏機器人智能裝備有限公司（簡稱：RRS雷柏機器人），致力于成為智能倉儲物流專業服務先行者。母公司雷柏科技，早在2012年便開始在工廠內探索轉型機器人自動化生產、智能工廠，并于2015年入選工信部第一批智能制造試點示范單位。自雷柏工廠自身的機器人自動化升級改造獲得業內外廣泛認可，并被央視經濟半小時、韓國KBS、美國HBO先后報道。目前雷柏機器人主營機器人系統集成、智能物流裝備、自動化立體倉庫及倉儲物流設備，為客戶量身定制整體智能制造解決方案，助其打造數字化智能工廠，推動中國制造智能化的轉型升級進程。