1、結構設計與分析

托盤四向穿梭車的構成機構與模塊多，結構緊湊，整機框架比較復雜，結構部件上缺口、孔洞比較多，應力集中與設計薄弱點比較多，對于整車的結構設計與分析的難度比較大；需要借助于有限元來輔助分析，尤其整車的行駛穩定性分析目前僅僅建立在工況模擬試驗的基礎上，還不能從理論上有體系地研究。整車的運動振動主要集中在驅動及液壓部分，其輪軸及軸承上最容易引起振動疲勞破壞，主要在于鋼貨架內配置的軌道存在接頭及安裝偏差，貨架結構體也存在一定的彈性變形，車輪與軌道的接觸剛度較大，易引起輪軌接觸振動、車體振動，目前多采用包膠車輪等措施來優化輪組共振；整車的結構優化空間還很大，技術難點也客觀存在，有限元模擬及分析手段是結構的優化與改進的有效途徑之一，結合工況試驗與分析，可以為客戶提供完善的可靠的物流解決方案；

2、路徑規劃與調度控制系統

托盤四向穿梭車為立體儲存提供了新的解決方案，是對立體庫存儲技術的重大突破，傳統以AS/RS為主的立體存儲設計思想因此受到了很大沖擊。然而，托盤四向穿梭車由于增加了橫向和縱向的軌道以及提升機的上下換層作業，存在空間交通管制與設備運行避障，其系統的路線設計與路徑優化是技術難點之一，實現難點是非常困難的，系統越大，其調度系統復雜，系統調度難度大；

3、高容量電池技術

電池技術是影響托盤式四向穿梭車應用的關鍵技術之一。因為托盤四向穿梭車存儲搬運的托盤單元貨物荷載重，單位運行路程的功耗大，每次完全充電能滿足的工作時間成為托盤式四向穿梭車廣泛應用的一個瓶頸。有效地監測到托盤四向穿梭車的鋰電池健康狀態及充放電性能，也是保證托盤四向穿梭式自動化密集倉儲系統全自動化的關鍵技術之一，而高性能高容量的電池價格昂貴，使得托盤式四向穿梭車的制造成本居高不下；

4、通訊與信息傳輸技術

托盤四向穿梭式自動化密集倉儲系統中由于存儲托盤單元貨物密度大，通訊信號屏蔽及干擾比較大，存儲托盤單元貨物荷載重，存儲搬運過程中的運動慣性大，影響托盤四向穿梭車及其系統的運動特性，導致定位不準確，而設備通訊故障頻繁導致故障排查及維護很困難，也在一定程度上成為研發難點之一；

5、技術通用性不強，市場競爭力度大

出于技術保護的目的，公開的資料大都是簡單地參數說明及整車框架結構描述。整車具有較高的安全性，需要設置多重安全防護措施，例如聲光警報、急停、多車避讓、防撞保護、運行區域安全檢測等，而整車的空間體積較小，結構及機構的設計相當緊湊，對整車的維修保養難度比較大。另外整車的運動可靠性及整機可靠性研究還缺乏，相應的試驗研究及方法還有待改進。廣泛的同業技術交流、跨行業的技術融合是未來必然的出路之一；

6、定位檢測技術

條碼定位檢測：通過條碼閱讀器識別碼帶上的信息，測量對應條碼的起始角度與終止角度，經過專門的算法，計算閱讀器與正在閱讀條碼的相對位置，另加對應條碼的偏移位置信息，從而得到基于條碼帶的絕對位置信息。條碼閱讀器發出的激光閱讀線， 每秒掃描條碼可高達800次，每個條碼長度約40mm，根據不同的閱讀距離可以覆蓋3～6個條碼，測量范圍可達10km。其測量精度高且速度快的優勢在我司的托盤四向穿梭車及貨物垂直提升機中獲得了很好的應用。

編碼器定位：旋轉編碼器是測量轉速的裝置，旋轉編碼器與從動輪軸相連且同步旋轉，通過脈沖數及車輪周長計算出穿梭車在軌道上行走的距離，進而確定穿梭車的行進位置。通常在精度要求較高的場合加裝光電開關或者在軌道旁單獨設置輔助齒條、同步帶等機構輔助減小由磨損帶來的誤差。編碼定位在我司的托盤四向穿梭車及貨物垂直提升機中獲得了很好的應用。

激光測距：目前常用的有相位法、脈沖法、干涉法等，其中相位法常用在機械及地理工程測量中。激光測距儀安裝在貨物垂直提升機的載貨臺上隨動運行，在地面基準處標定點安裝有反射板，激光測距儀發射激光束照射到標定點處的反射板上，激光束反射回激光測距儀，通過數據傳輸及控制運算測定距離，可有效保證高層貨物垂直提升機的運行精度和換層定位精度，是建設高位及超高位托盤四向穿梭式自動化密集倉儲系統的關鍵部件之一。激光測距具有抗干擾能力強、準直性好、測量精度高的優勢。

本文作者：張衛國