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Ａｕｔｈｏｒｉｔａｔｉｖｅ Ｆ０『ｕｍ
新型自动换轨穿梭车的技术
口昆明船舶设备集团有限公司 陈海军 杨忠文
喜占 冗，口、
＠摘要：昆船公司研制开发的新型自动换轨穿梭车，能够实现多车辆的复
杂路径的行驶，同时可以针对不同的输送要求，灵活配置不同形
式的输送装置。该设备已在烟草柔性制丝试验线上得到印证。
＠关键词：自动换轨、穿梭车
近年来随着物流行业的发展， 穿梭车广泛应用于立体仓库和日 用百货、医药、烟草以及瓶装和 盒装产品等多种行业的生产中， 并以其快速、准确的特点而逐步 获得广大用户的认可。 目前，穿梭车的主要模式有 直行穿梭车和环形穿梭车两种。 直行穿梭车（通常为双轨形式） 又称往复式穿梭车，它在一段直 线轨道上进行往复运动，通过直 线路径将物料从一个站点输送到 另一个站点，该模式的穿梭车具 有系统简单、设备少、占地面积 小、输送快捷等优点；缺点是输送 能力有限。同时，系统的可靠性 在很大程度上取决于单台往复穿 梭车的可靠性。环形穿梭车（通 常为单轨形式）由往复式穿梭车 发展而来，穿梭车轨道在平面内 呈闭环布置，穿梭车沿轨道单向 运行，该环形轨道可以同时运行 多台穿梭车，但过多的穿梭车在 一条闭环轨道上运行也将会导致 交通堵塞，致使穿梭车使用效率 不高，形成穿梭车运力的浪费。
近期，昆明船舶设备集团公
司在吸收了上述两种穿梭车模式
的优点并结合ＡＧＶ（自动导引车）
运行特点的基础上，自主研发了
新型的自动换轨穿梭车（图１】，
并已在烟草柔性制丝试验线上得
到了印证。
自动换轨穿梭车主要结构 图 自动换轨穿梭车
自动换轨穿梭车是一种新型
的物料搬运小车。它在计算机和
电控系统的控制下，可以在具有
直行或转弯行驶的Ｔ形（图２）岔
道路径上自动完成转换轨分道运
动（图３）。在足够的空间条件下，
通过将轨道设计成直、弯多重复
合的蜘蛛网式道路，能够实现多
车辆的复杂路径的行驶；同时可以
针对不同的输送要求，灵活配置
不同形式的输送装置。
自动换轨穿梭车系统主要由
穿梭车本体、轨道系统、供电系
统、单机控制系统、车辆调度系
图２ Ｔ形轨道
统四大部分组成。其中，穿梭车
本体的主要结构包括车架、行走
驱动装置、输送装置、转向装置、
电气装置等五部分；轨道系统由直
图３自动换轨穿梭车转弯
行轨道、转弯轨道、岔道等组成
（图４）；供电系统采用无接触能
量传输或传统电刷供电模式；单机
控制系统包括行走电机控制单元、
行走方向控制单元、物料输送控
制单元、车辆安全控制单元；车辆
调度系统主要负责车辆的调度及
交通管制。
自动换轨穿梭车工作原理
自动换轨穿梭车系统工作方
式为：由上位控制系统下发任务给
穿梭车调度系统，由穿梭车调度
系统通过无线通讯将任务分解给
各台穿梭车去执行，各穿梭车按 指令要求执行完任务后返回信息， 由穿梭车调度系统将相关信息反 馈回上位控制系统。其工作原理 如图５所示。 根据系统的工作方式，总结 出自动换轨穿梭车在工作中的要 点： １．任务分配：上位控制系统将 任务下达给穿梭车调度系统，调 度系统根据最佳路径、各车辆位 置情况等按任务优先级的原则将 任务下达给各单台穿梭车。 权威 Ａｕｔｈｏｒｉｔａｔｉｖｅ Ｆｏ『ｕｍ 图４自动换轨穿梭车系统构成 图Ｓ自动换轨穿梭车工作原理 ２。安全规划：图形监控面通 过穿梭车返回信息可实时模拟显 示相邻小车的距离，如在危险距 离内则下发指令让相关穿梭车避 让；穿梭车本身也可检测与相邻 车辆的间距，如过近则进行避 让。 ３。穿梭车直行、转弯：穿梭 车直行、转弯由单机电控控制完 成。直行时单机电控通过“数字 锁”技术保证前后行走轮速度一 致，转弯时则对前后行走轮进行 差速匹配，保证穿梭车运行稳定。 ４．通讯传输：穿梭车调度系统 通过电缆接收上位控制系统下发 的各项任务指令，并反馈相关任
务执行情况；穿梭车调度系统通过
无线通讯将相关任务信息下发给
各穿梭车，穿梭车执行任务时将
任务完成情况反馈给穿梭车调度
系统。
整个执行流程可总结为：接到
上位控制系统的货物输送指令后，
由车辆调度系统根据当前车辆的
位置和状态，确定执行任务的车
辆，给具体的车辆发出执行信号。
接到信号的车辆，在电控系统的
控制下完成取货或送货任务。
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技术创新点
自动换轨穿梭车的主要技术
参数如下：直行行走速度１６Ｏｒａｌ
ｍｉｎ，转弯行走速度４０ｍ／ｍｉｎ，
加速度０．５ｍ／ｓ ，行走定位精度
±５ｍｍ，最大载重３００ｋｇ。
自动换轨穿梭车系统的主要
创新点如下：
１．在系统功能上，自动换轨 穿梭车系统实现了其他穿梭车搬 运系统的全部功能，包括直行、 转弯、分岔行走和搬运。 ２．在岔道处需要改变行走方 向时，由穿梭车根据上位控制指 令转向要求，通过自身转向机构 实现行走方向的改变，从而实现 设备自主换轨转向。与ＥＭＳ空中 输送小车系统采用的换轨装置相 比，自动换轨穿梭车的轨道系统 不采用扳道机构或换轨机构，而 是采取单车独立控制，自主选择 路线执行上位 下发的任务， 具有较高的系统效率和高可靠性。 ３．多车车辆调度系统控制， 实现多元化的车辆灵活控制。 ４．采用无接触能量传输方式 传输能量，免维护、无摩擦，不 怕灰尘、潮湿，系统具有较高的 防爆等级和安全性，同时也可以 采用电刷等其他供电方式，供电 方式较为灵活。 ５．行走定位采用条码认址， 位置绝对编码，定位可靠精确。 ６．采用无线通信技术，满足 复杂路径多车系统的配置需求。 ７．穿梭车上的输送装置采用 模组设计，设备功能配置灵活。 ８．自动换轨穿梭车的行走驱 动电机通过独特的“数字锁”技术， 实现前后行走车轮速度跟随、力 矩跟随和速度限幅，从而保证在
不同行走状态下的速度匹配。前
后行走车轮在直道行走时作速度
同步跟踪，弯道行走时作速度差
速匹配，保证了穿梭车在不同行
走状态下的稳定性。曰冒固