文/李成友 陳光坤 盧會超 胡建法

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展，消費水平的提高，機動車擁有量的高速增長，對于車輛泊車位的需求顯得越來越旺盛。而土地使用成本的上升，城市可用于泊車位的地面面積不足，無疑將給旺盛的泊車位需求帶來雙重壓力。目前自動化立體倉庫已在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，采用巷道堆垛機作業(yè)方式的自動化立體車庫與其他類型的自動化立體車庫相比，技術(shù)相對成熟，性能較為可靠，作業(yè)效率較高?，F(xiàn)階段巷道堆垛機存取物料規(guī)格及重量也符合最大車型要求，因此使用巷道堆垛式自動化立體車庫應(yīng)用于車輛存儲具有較高的可行性，有效地緩解車輛生產(chǎn)企業(yè)庫容和城市泊車位缺口，提高了土地利用率，具有較高的經(jīng)濟性。

一、建設(shè)需求

1.項目簡述

由于該汽車整車物流服務(wù)商現(xiàn)有的車輛倉儲面積已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)量增長的需要，臨時租借的倉庫在運作條件和質(zhì)量安全方面又很難滿足現(xiàn)階段的要求。而絕大多數(shù)泊車位屬于平面停車場，土地利用率和運作效率相對較低。為解決庫容缺口提高倉庫土地利用率，釋放土地資源用于其他增值服務(wù)，提出了使用巷道堆垛機式自動化立體車庫的規(guī)劃設(shè)計方案。

圖1 車輛外形尺寸參數(shù)

圖2 夾抱輪胎搬運原理圖

2.車輛參數(shù)

通過對存儲車型的外形尺寸的數(shù)據(jù)分析，整車重量2.5噸以上車型較少，且大部分車輛尺寸維持在長5245mm，寬2008mm，高1927mm的范圍內(nèi)（如圖1）。因此立體車庫采用基于該尺寸范圍的最大包容原則設(shè)計。

二、規(guī)劃設(shè)計

根據(jù)自動化立體車庫建設(shè)需求和車輛存儲不超過300輛的防火分區(qū)設(shè)計規(guī)范，綜合庫存策略、存取效率和建設(shè)施工成本因素，出入庫作業(yè)方式為人工駕駛輔助簡單的機械定位，存取車輛主機設(shè)備為巷道堆垛機，車輛停放貨架為高層貨架。

1.巷道堆垛機的搬運方式

由于車輛價值較高，且各車型之間軸距、輪距變化較大，車輛定位寬度方向采用中心定位，長度方向采用前輪中心定位。巷道堆垛機的貨叉采用伸縮式結(jié)構(gòu)，對應(yīng)貨叉結(jié)構(gòu)設(shè)計了三種搬運方式。

（1）夾抱輪胎的搬運

車輛外緣離地間隙最小為100mm，車輛軸距最大尺寸差為628mm，車輪尺寸偏差較小。使用貨叉夾抱輪胎的作業(yè)方式可直接從地面將車輛叉取搬運，作業(yè)站臺和貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計較為簡單，從而可降低建設(shè)成本。夾抱輪胎的搬運方式共計采用4副貨叉，兩兩配合使用。作業(yè)時通過條碼信息識別車輛型號，根據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫參數(shù)識別車輛軸距來調(diào)整兩對貨叉的間距，貨叉向車輪外緣伸出，到達預(yù)定伸縮長度后，貨叉再向中間靠攏，夾緊輪胎后完成車輛搬運（如圖2）。

（2）梳齒貨叉的搬運

梳齒貨叉的搬運方式，使用貨叉為4副，采用1副貨叉支撐前輪，3副貨叉在車輛軸距偏差內(nèi)分布，用于支撐后輪。車輛入庫時，地面升降臺上升以彌補梳齒間隙，人工駕駛車輛通過梳齒，將車輛停放至預(yù)定位置；升降臺下降由支撐件對車輪進行停位支撐，巷道堆垛機貨叉沿梳齒空間伸出，然后抬升車輛即可實現(xiàn)對車輛的搬運（如圖3）。

（3）普通貨叉配合托盤的搬運

普通貨叉配合托盤的搬運作業(yè)方式，根據(jù)物料長度采用4副貨叉。托盤采用鋼制平托盤，表面鋪設(shè)花紋鋼板。由車輛的極限輪距及軸距可得出托盤尺寸設(shè)定在長4m，寬2m范圍內(nèi)，即可完成對車輛的承載。作業(yè)時，巷道堆垛機通過叉取托盤的方式，實現(xiàn)對承載車輛的搬運（如圖4）。

（4）小結(jié)

對比上述三種搬運方式，夾抱輪胎和梳齒貨叉搬運方式無需承載托盤；普通貨叉配合托盤搬運方式需要使用托盤承載。夾抱輪胎搬運方式受車輛離地間隙影響且貨叉設(shè)計較為復(fù)雜，貨架貨格設(shè)計需采用平板支撐方式，在車輛輪胎出現(xiàn)漏氣的極端情況下無法實現(xiàn)對車輛的搬運。梳齒貨叉搬運方式，由于搬運重量較大，梳齒無法實現(xiàn)密集分布，對車輛后輪的支撐具有不穩(wěn)定性因素。普通貨叉配合托盤搬運方式，使用托盤對車輛承載，穩(wěn)定性較好，可在設(shè)計尺寸范圍內(nèi)兼容不同類型的車輛。雖然托盤的引用會增加一定的建設(shè)成本，但是貨架結(jié)構(gòu)相對簡單，技術(shù)也較為成熟，可行性較高，因此最終選擇普通貨叉配合托盤的搬運方式作為該自動化立體倉庫的解決方案。

圖3 梳齒貨叉搬運原理圖

圖4 普通貨叉配合托盤搬運原理圖

圖5 車輛定位示意圖

圖6 托盤定位示意圖

圖7 自動化立體車庫存儲單元平面圖

2.地面定位方式

為實現(xiàn)自動化立體車庫的低成本建設(shè)，充分利用車輛可自主行走的特性。車輛在托盤上的定位通過人工駕駛的方式完成。托盤在地面的定位方式是托盤通過將托盤嵌入地面地坑的方式實現(xiàn)。

（1）地面停車定位

車輛在寬度方向的定位依靠的是車輛寬度中心，車輛進入入庫站臺時，由駕駛員將車輛調(diào)整到車輛寬度中心與托盤寬度中心對齊。車輛的長度方向定位為前輪中心，為減少定位偏差，根據(jù)車輛前懸尺寸在前輪中心位置設(shè)置光電檢測裝置，并在前端安裝攝像監(jiān)控輔助停車系統(tǒng)；在車輛正前方實時顯示前輪行走位置，以幫助駕駛員完成車輛在托盤長度方向的定位(如圖5)。

（2）托盤定位

由于托盤為統(tǒng)一尺寸，托盤在堆垛機取放貨站臺的定位采用地坑嵌套托盤的方式。必要時可在地坑內(nèi)邊緣加裝橡膠條封邊，通過提高巷道堆垛機定位精度和縮小托盤與地坑之間的間隙，以實現(xiàn)對托盤的精確定位(如圖6)。

3.貨架設(shè)計

貨架采用橫梁式單深單貨位結(jié)構(gòu)，貨格高度根據(jù)車輛最大高度設(shè)計，長5.9m，寬2.5m。堆垛機取放貨站臺及貨架底層均設(shè)置在地面，以減少高度差，方便車輛行走。貨架根據(jù)設(shè)計標準采用單巷道為一個存儲單元，可停放車輛：2(排)×16(列)×9(層)+9=297輛，中間層高度2.45m，頂層高度3.1m。共計9層，貨架總高約23m。

4.平面布局

作業(yè)布局采用一端入庫、一端出庫的方式設(shè)計(如圖7)。按照一個存儲單元停放297輛的設(shè)計方案，立體車庫初步規(guī)劃建筑尺寸：長112m，寬9.7m，凈空高度24m，總的建筑面積1087m2。可根據(jù)場地或者庫存需要對存儲單元數(shù)量進行擴展，也可采用多存儲單元使用同一管理系統(tǒng)的方式，降低建設(shè)成本。

5.工藝流程

當(dāng)車輛需要入庫時，系統(tǒng)自動分配貨位地址，巷道堆垛機從對應(yīng)的目標貨位上取出空托盤，搬運至入庫站臺的地坑內(nèi)。系統(tǒng)提示入庫信息，人工駕駛車輛行駛至托盤上，完成車輛定位停放。倉庫管理人員使用無線手持終端對物料信息與托盤信息進行綁定，信息確認后對物料進行申請入庫，再由巷道堆垛機搬運至預(yù)定的貨位存儲。

車輛出庫時，管理人員根據(jù)出庫計劃或出庫單下達出庫指令，系統(tǒng)接收出庫信息后按照預(yù)定的出庫策略，調(diào)度堆垛機將需出庫的車輛實托盤搬運至出庫站臺。系統(tǒng)提示出庫信息。人工確認后駕駛車輛離開出庫站臺，巷道堆垛機將出庫站臺上的空托盤返庫存儲。

三、結(jié)束語

巷道堆垛式自動化立體車庫的規(guī)劃設(shè)計方案，需要對巷道堆垛機運行軌道下沉，增加了土建施工難度。且車輛定位主要依靠人工識別，操作人員在作業(yè)過程中需具備一定的專業(yè)技能，業(yè)務(wù)的熟練程度也影響著出入庫作業(yè)效率。甚至車輛在進入托盤或者離開托盤的行駛過程中，會對托盤造成沖擊使托盤定位產(chǎn)生偏差。但是該規(guī)劃設(shè)計方案設(shè)備種類較少，系統(tǒng)簡單，有助于提升企業(yè)信息化管理水平。由于使用托盤承載，搬運較為平穩(wěn)，可使車輛在存儲過程中得到較好的保護。而隨著行業(yè)的發(fā)展，巷道堆垛式自動化立體車庫的優(yōu)勢也將會日益明顯，成為一種低成本立體車庫的建設(shè)趨勢。