現代物流設備設計與選用

《現代物流設備設計與選用》是2006年1月1日化學工業出版社出版的圖書，由孔令中編著。本書突破設計中先機後電的模式，介紹了以機、電、控制為基礎的系統總體設計的主導思想。為了開拓設計者的思路，本書還對機、電、控制等基礎知識做了簡要介紹。

基本介紹

• 書名：現代物流設備設計與選用
• 作者：孔令中
• ISBN：7-5025-7736-X
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2006-1-1

內容介紹

現代化物流要依託現代化物流機械設備。為適應現代化物流機械設備設計和製造的需要，編寫本書。

《現代物流設備設計與選用》介紹了典型的輸送、裝卸和運輸機械，自動化倉庫、自動導引小車(AGV)、機器人和塔式起重機的設計和選用原則，以及與自動化倉庫技術相近的機械式立體停車設備的相關知識和設計原則。

前言

社會生產力的高速發展與物流系統低效率的矛盾越來越突出。在世界各地，已普遍將改造物流結構、降低物流成本、提高物流效率作為企業在競爭中取勝的重要措施。快速、高效、自動化的物流機械設備是物流現代化的基礎，涉及到設計、製造、控制、管理等多門學科的知識。為適應現代化物流機械設備設計和製造的需要，編寫本書。

本書內容可分為四部分：第一部分是典型物流機械介紹；第二部分是總體設計理念和步驟；第三部分是物流機械設備設計中用到的機械、電氣和控制技術簡述；第四部分介紹了幾個現代物流設備的設計和選用原則，還介紹了與自動化倉庫技術相近的機械式立體停車設備的相關知識和設計原則。

本書力求突破設計中先機後電的模式，建立以機、電、控制為基礎的系統設計的思路。例如，在設計變速系統時，是電氣變速好還是機械變速優點多；在設計制動系統時，是應該採用電氣制動還是採用機械制動更有利，還是綜合使用電氣和機械技術更好。

本書圖文並茂、深入淺出，強調全局與綜合的知識，而不對某知識點做過細的講述。

本書可供從事物流機械設備設計和製造的工程技術人員使用，也可作為高等學校機電專業高年級學生的教材和畢業設計參考書。

本書由宋世軍博士(山東建築工程學院機電學院院長，主要研究CAD/CAM和圖像識別技術)主審，孔令中擔任主編，於復生博士後(山東建築工程學院機電學院副院長，主要研究精密測控系統、機器人等)和郭世永博士後(青島理工大學車輛與工程機械研究所所長，主要研究車輛、物流機械等)擔任副主編。

本書電動機、電氣變速和電氣制動部分由李全民編寫；減速器、帶傳動、鏈傳動和鋼絲繩傳動部分由林晨博士編寫；液壓和氣壓傳動由孟廣耀博士和盧尚斌編寫；自動導引小車(AGV)部分由郭世永博士後編寫；感測器技術、控制技術和機器人部分由於復生博土後、沈孝芹編寫；塔式起重機部分由王積永編寫；其餘部分由孔令中(山東建築工程學院)、胡文霞、孔雪編寫。

本書涉及知識面較廣，我們參閱和引用了許多國內外同行的著作和學術論文，在此，表示深深的謝意。

由於編者水平有限，難免有許多不當之處，敬請讀者批評指正。

編者

2005年9月

章節目錄

第1章 緒論 1

1．1 物流的基本任務 1

1．2 物流的發展 1

1．2．1 生產製造業的發展趨勢 1

1．2．2 物流技術的發展 2

1．3 物流機械設備 3

第2章 典型物流機械 5

2．1 輸送機械 5

2．1，1 散貨輸送機械 5

2．1．2 件貨輸送機械 29

2．2 裝船和卸船設備 43

2．2．1 散貨裝船機 43

2．2．2 機械式散貨連續式卸船機 47

2．2．3 散貨卸船機的比較和選用 50

2．3 散貨堆場設備 51

2．3．1 堆料機 51

2．3．2 取料機 52

2．3，3 斗輪堆取料機 53

2．4 散貨裝卸車設備 55

2．4．1 散貨裝車機 55

2．4．2 散貨卸車機 56

2．5 貨櫃裝卸設備 58

2．5．1 貨櫃吊具 58

2．5．2 岸邊貨櫃起重機 61

2．5．3 貨櫃堆場及水平運輸機械 64

2．6 叉式裝卸車 72

2．6．1 叉式裝卸車的特點、作用及其分類 72

2．6．2 叉車的主要技術參數和性能 75

第3章 物流機械系統總體設計 80

3．1 物流機械總體設計概述 80

3．1．1 總體設計類型 80

3．1．2 總體設計的主要內容 81

3．1．3 物流機械系統功能 83

3．1．4 物流機械的總體組成 84

3．1．5 總體設計步驟 85

3．1．6 總體設計的特點 85

3．2 物流機械系統的關鍵技術 86

3．2．1 機械技術 86

3．2．2 檢測感測技術 87

3．2．3 自動控制技術 87

3．2．4 伺服系統 88

3．2．5 系統總體技術 89

第4章 驅動與傳動 92

4．1 電動機 92

4．1．1 直流電動機 92

4．1，2 異步電動機 93

4．1．3 伺服電動機 94

4．1．4 直線電動機 98

4．1．5 電動機的選擇 100

4．2 系統的調速 103

4．2．1 調速指標 103

4．2．2 電氣調速 104

4．2．3 齒輪減速器 107

4．2．4 蝸桿減速器 108

4．2．5 蝸桿-齒輪減速器 109

4．2．6 行星齒輪減速器 109

4．2．7 諧波減速器 113

4．2．8 特殊齒形減速器 113

4．2．9 無級變速器 118

4．3 系統的制動 120

4．3．1 直流電動機的電氣制動 120

4．3．2 異步電動機的電氣制動 122

4．3．3 機械式制動器 123

4．4 帶傳動 127

4．4．1 帶傳動的類型 127

4．4．2 帶傳動工況分析 129

4．5 鏈傳動 132

4．5．1 特點及套用 132

4．5．2 鏈傳動的結構 133

4．5．3 滾子鏈鏈輪的結構和材料 134

4．5．4 鏈傳動的運動特性 136

4．5．5 鏈傳動的受力分析 138

4．5．6 滾子鏈傳動的設計計算 139

4．5．7 鏈傳動裝置的設計 143

4．6 鋼絲繩傳動 145

4．6．1 鋼絲繩 145

4．6．2 滑輪及滑輪組 152

4．6．3 捲筒 157

4．7 液壓傳動 161

4．7．1 液壓傳動的特點 161

4．7．2 液壓泵和液壓馬達 162

4．7．3 液壓缸 162

4．7．4 液壓閥 167

4．7．5 液壓系統的設計 172

4．8 氣壓傳動 176

4．8．1 氣壓傳動的特點 176

4．8．2 氣缸 177

4．8．3 氣動馬達 181

4．8．4 氣閥 182

4．8．5 氣動控制迴路的設計 184

4．8．6 氣動系統設計步驟及內容 191

第5章 感測器技術 193

5．1 概論 193

5．1．1 物流機械對感測器的基本要求 193

5．1．2 感測器的組成與一般特性 193

5．1．3 感測器的套用與發展趨勢 193

5．2 開關量及接近感測器 193

5．2．1 光電感測器 193

5．2．2 接近開關用電感式、電容式感測器 195

5．2．3 渦流式感測器 195

5．2．4 霍爾感測器 196

5．3 位移感測器 197

5．3．1 光柵式感測器 197

5．3．2 光電編碼器 198

5．3．3 旋轉變壓器及感應同步器 198

5．3．4 光纖位移感測器 199

5．4 速度、加速度感測器 200

5．4．1 測速發電機 200

5．4．2 霍爾轉速感測器 200

5．4．3 磁電式速度感測器 200

5．5 力和轉矩感測器 201

5．5．1 力感測器 201

5．5．2 轉矩感測器 201

5．6 智慧型感測器 202

5．6．1 智慧型感測器的定義、特點和構成 202

5．6．2 智慧型感測器輸出信號的預處理和數據採集 203

5．6．3 感測器的智慧型化 204

5．6．4 智慧型感測器的套用 205

5．6．5 智慧型感測器的發展趨勢 206

5．6．6 虛擬感測器和網路感測器 207

5．7 其他感測器 207

5．7．1 觸覺感測器 207

5．7．2 圖像和色彩感測器 208

5．7．3 溫度感測器 208

5．7．4 模糊感測器 209

5．8 信號處理接口電路 210

5．8．1 數據放大接口 210

5．8．2 數據轉換接口 211

第6章 控制技術 213

6．1 開關量計算機控制系統 213

6．1．1 開關量計算機控制系統的組成與功能 213

6．1．2 單片機控制技術 214

6．1．3 PLC控制技術 216

6．2 連續量控制技術 218

6．2．1 伺服系統概述 218

6．2．2 速度控制伺服系統 219

6．2．3 位置控制伺服系統 220

第7章 自動化倉庫 221

7．1 自動化倉庫的特點及分類 221

7．1．1 自動化倉庫的特點 221

7．1．2 自動化倉庫的分類 222

7．2 自動化倉庫的構成 225

7．2．1 機械設備 225

7．2．2 電氣與電子設備 229

7．3 巷道式堆垛機 230

7．3．1 機架及運行、起升機構 231

7．3．2 載貨台及存取貨機構 232

7．3．3 供電及安全保護 239

7．4 自動化倉庫的自動定址 241

7．4．1 認址裝置 241

7．4．2 認址檢測方式 241

7．5 倉庫自動化系統的設計 243

7．5．1 倉庫自動化系統的設計原則 243

7．5．2 系統設計過程 245

7．5．3 系統功能 247

7．5．4 生產能力及仿真 247

7．5．5 幾種典型的自動化系統結構 248

7．6 自動化倉庫的發展趨勢與展望 250

第8章 自動導引小車(AGV) 252

8．1 AGV發展概況 252

8．1．1 AGV國內外的發展過程 253

8．1．2 AGV國內外的套用領域 253

8．1．3 AGV的分類 254

8．1．4 AGV的基本性能參數 254

8．2 AGV特點及導向調度方法 255

8．2．1 AGV的工作過程 255

8．2．2 AGV的特點 256

8．2．3 AGV導向技術及調度方法 256

8．3 AGV的組成 260

8．3．1 車體系統 261

8．3．2 驅動/導向系統 261

8．3．3 控制/通訊系統 263

8．3．4 安全系統 265

8．4 AGV套用實例 267

8．4．1 整體設計方案 267

8．4．2 硬體電路設計 268

8．4．3 系統設計 278

第9章 機器人 285

9．1 概述 285

9．2 物流機器人的套用背景與技術要求 285

9．3 物流機器人的一般組成 286

9．3．1 機器人機械本體 286

9．3．2 控制系統 286

9．3．3 機器人內外部接口 286

9．4 用機械手進行裝配作業的基本動作 287

9．4．1 裝配作業中的誤差 287

9．4．2 裝配作業的柔軟性 288

9．4．3 模糊對中的柔軟性(RCC) 288

9．4．4 RCC的套用實例 290

9．5 SCARA裝配機器人 291

9．5．1 SR系列裝配機器人 292

9．5．2 使用馬達 293

9．5．3 控制馬達的作用與控制迴路 293

9，5．4 SSR-H系列裝配機器人 294

9．6 機器人在裝配中的套用舉例 297

9．7 機器人在搬運易碎易爆物品中的套用舉例 299

第10章 塔式起重機 301

10．1 概述 301

10．2 塔式起重機產品分類 301

10．3．塔式起重機的組成 305

10．3．1 工作機構 306

10．3．2 金屬結構 306

10．3．3 動力裝置 306

10．3．4 控制系統 306

10．4 塔機的工作級別 306

10．5 塔機的載荷 306

10．5．1 基本載荷 306

10．5．2 附載入荷--工作狀態風載荷 308

10．5．3 特殊載荷 310

10．5．4 其他載荷 310

10．6 鋼結構 311

10．6．1 計算原則 311

10．6．2 結構的工作級別 311

10．6．3 載荷組合 312

10．6．4 材料及其許用應力 312

10．7 平衡重 313

10．7．1 平衡重確定 314

10．7．2 平衡重的校核 314

10．8 塔機的抗傾翻穩定性 314

10．8．1 抗傾翻穩定性 314

10．8．2 抗傾翻穩定性計算 314

第11章 機械式立體停車設備 317

11．1 機械式停車設備類別、形式與基本參數 317

11．1．1 術語和定義 317

11．1．2 類別與形式 317

11．1．3 基本參數 318

11．2 機械式立體車庫類型 319

11．2．1 升降橫移式(PSH) 319

11．2．2 垂直升降式(塔式、電梯式)(PCS) 320

11．2．3 簡易升降式(PJS) 320

11．2．4 垂直循環式(PCX) 321

11．2．5 水平循環式(PSX) 321

11．2．6 多層循環式(PDX) 322

11．2．7 平面移動式(PPY) 323

11．2．8 巷道堆垛式(PXD) 323

11．2．9 汽車升降機 325

11．3 機械式停車設備的安全要求 325

11．3．1 安全要求和措施 325

11．3．2 停車設備使用環境的安全要求 330

11．3．3 使用信息 330

11．4 升降橫移類停車設備的設計與製造 330

11．4．1 設備的主要組成部分 330

11．4．2 車庫的選型與配置 332

11．5 垂直升降類停車設備的設計與製造 334

11．5．1 設備的主要組成部分 334

11．5．2 選型與配置 338

11．5．3 停車庫設計條件 341

11．6 簡易升降類停車庫 341

11．6．1 設備主要組成部分 341

11．6．2 車庫的選型與配置 341

參考文獻 343