周 炜 刘友朋 岳森峰 张煜哲 张 辰

北京起重运输机械设计研究院有限公司 北京 100007

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自动化立体仓库在智能制造物流供应链和自动化仓储领域广泛应用，有轨巷道堆垛机（以下简称堆垛机）作为自动化立体仓库的核心设备，其作业效率和作业稳定性影响着整个自动化立体仓库的运转效率。目前，欧洲物流仓储设备供应商如德马泰克、米亚斯等普遍使用单立柱堆垛机，日本物流仓储设备供应商大福、村田等则普遍使用双立柱堆垛机，而我国以北京起重运输机械设计研究院有限公司、北自科技有限公司等为代表的物流仓储供应商普遍选用单立柱堆垛机，仅在超重载、多工位的情况下选用双立柱堆垛机。

单立柱堆垛机主要由运行机构、立柱结构、载货台和起升机构等组成，起升机构和载货台安装在立柱结构上，立柱结构安装在运行机构下横梁上。立柱结构作为堆垛机主要的承载结构，一方面具有重要的支承作用，需要保证足够的强度和刚度，国家标准GB/T 3811－2008《起重机设计规范》中规定立柱结构的最大挠度不超过长度的1/1 000。然而，由于堆垛机需要快速精准定位，一般设计中会保证其最大挠度不超过长度的1/500，甚至更低。另一方面，为了保证堆垛机的强度和刚度，一般使用大量结构件进行焊接，这使得立柱结构笨重，不利于启停和控制。为此，本文以常见的高度单立柱堆垛机立柱结构为研究对象，基于拓扑优化在保证应有强度和刚度的情况下对其进行轻量化研究。……