多層穿梭車是自動化立體倉庫的核心設(shè)備之一，主要用于實現(xiàn)貨物在貨架多層空間內(nèi)的高效運輸和存取。多層穿梭車由穿梭車、提升機(jī)、貨架以及控制系統(tǒng)構(gòu)成。穿梭車作為核心執(zhí)行單元，在貨架間的軌道上運行。其軌道通常呈網(wǎng)格狀分布，穿梭車可沿水平方向的 X 軸和 Y 軸自由移動，實現(xiàn)貨物在同一平面內(nèi)的快速搬運。提升機(jī)安裝在倉庫的特定位置，通過鏈條、鋼絲繩等傳動裝置，將穿梭車及承載的貨物垂直提升或下降，從而實現(xiàn)不同樓層貨架間的貨物轉(zhuǎn)移。貨架采用多層立體結(jié)構(gòu)設(shè)計，為貨物提供存儲位，各層貨架與穿梭車軌道緊密相連?？刂葡到y(tǒng)則像是整個系統(tǒng)的大腦，通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)，向穿梭車和提升機(jī)發(fā)送指令，協(xié)調(diào)它們的工作，精準(zhǔn)控制貨物的入庫、存儲和出庫流程。下面就來說說其詳細(xì)工作原理及要點：

一、硬件架構(gòu)與核心組件

車體結(jié)構(gòu)

主體框架：承載貨物及驅(qū)動裝置，通常采用輕量化高強(qiáng)度材料（如鋁合金），確保剛性與運動靈活性。

水平行走機(jī)構(gòu)：配備驅(qū)動輪和導(dǎo)向輪，通過電機(jī)驅(qū)動在貨架層間的水平軌道上往返移動（X 軸方向）。

垂直升降機(jī)構(gòu)：集成升降電機(jī)、絲杠 / 鏈條傳動系統(tǒng)或直線導(dǎo)軌，用于在不同貨架層間升降（Z 軸方向）。

貨叉機(jī)構(gòu)：內(nèi)置伸縮式貨叉（單深位或多深位），用于存取貨架貨位中的托盤或料箱（Y 軸方向）。

貨架與軌道系統(tǒng)

貨架：多層立體結(jié)構(gòu)，每層設(shè)有水平軌道，軌道兩側(cè)為貨位（托盤或料箱存儲位）。

垂直提升機(jī)（可選）：當(dāng)穿梭車需跨樓層作業(yè)時，通過獨立的垂直提升機(jī)將穿梭車運送至目標(biāo)樓層，擴(kuò)展立體倉庫的高度范圍。

二、多層穿梭車的作業(yè)流程

1. 任務(wù)接收與解析

上層 WMS 通過通信模塊向穿梭車下達(dá)作業(yè)指令（如 “從貨架 A 區(qū) 2 層 3 號貨位取貨，運送至出入庫站臺”）。

車載控制器解析指令，確定目標(biāo)貨位坐標(biāo)（X, Y, Z）及作業(yè)類型（入庫、出庫、移庫等）。

2. 路徑規(guī)劃與運動控制

水平移動（X 軸）：穿梭車通過驅(qū)動輪沿當(dāng)前層軌道向目標(biāo)貨位水平移動，編碼器實時反饋位置信息，接近目標(biāo)貨位時減速至精準(zhǔn)?？?。

垂直升降（Z 軸）（如需跨層）：若目標(biāo)貨位在其他樓層，穿梭車先移動至垂直提升機(jī)內(nèi)，由提升機(jī)完成樓層切換，再進(jìn)入目標(biāo)層軌道。

貨叉伸縮（Y 軸）：到達(dá)目標(biāo)貨位后，貨叉按預(yù)設(shè)速度伸出，叉取或存放貨物，傳感器檢測貨物是否到位（如重量傳感器、光電開關(guān)）。

3. 貨物存取與安全機(jī)制

入庫作業(yè)：穿梭車從輸送線或接駁設(shè)備接收貨物，按指令將貨物存入指定貨位，貨叉縮回后返回待命位置。

出庫作業(yè)：穿梭車至目標(biāo)貨位叉取貨物，運送至指定出口（如出入庫站臺、輸送線），與下游設(shè)備完成交接。

安全防護(hù)：

激光防撞傳感器：檢測前方障礙物（如人員、設(shè)備），觸發(fā)緊急制動。

機(jī)械限位裝置：防止水平 / 垂直運動超程。

貨叉鎖定機(jī)構(gòu)：確保貨物存取時車體穩(wěn)定，避免晃動。

4. 多車協(xié)同與任務(wù)調(diào)度

在大型立體倉庫中，多臺穿梭車可通過任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)，避免路徑?jīng)_突并優(yōu)化效率：

動態(tài)路徑分配：根據(jù)各穿梭車位置、負(fù)載狀態(tài)，實時分配優(yōu)很好的任務(wù)路徑。

避障與同步：通過無線通信協(xié)調(diào)多車運動，例如在交叉軌道處設(shè)定優(yōu)先級或等待機(jī)制。

三、優(yōu)勢顯現(xiàn)

自動化與智能化

支持無人化作業(yè)：全流程由系統(tǒng)自動調(diào)度，無需人工干預(yù)。

可接入智能倉儲系統(tǒng)（如 WMS、WCS），與 AGV、輸送線、堆垛機(jī)等設(shè)備聯(lián)動，構(gòu)建全自動化物流體系。

高空間利用率

貨架無需預(yù)留人員或設(shè)備通道，倉庫容積率比傳統(tǒng)倉儲模式提升 。

適用于高密度存儲場景（如冷庫、醫(yī)藥倉儲、電商物流中心）。

四、典型應(yīng)用場景

制造業(yè)生產(chǎn)線：用于原材料、半成品的立體存儲與線邊配送，支持 JIT（準(zhǔn)時制）生產(chǎn)模式。

電商倉儲中心：應(yīng)對海量 SKU 的快速出入庫需求，尤其適合拆零揀選（如料箱式穿梭車）。

冷鏈物流：在低溫環(huán)境下（如 - 30℃冷庫）穩(wěn)定運行，減少人工操作成本與安全風(fēng)險。

醫(yī)藥 / 精密電子倉儲：通過高精度控制與防塵設(shè)計，滿足高潔凈度、高安全性存儲要求。

多層穿梭車通過 三維運動協(xié)同 + 自動化控制 + 多車調(diào)度”的技術(shù)組合，實現(xiàn)了立體倉庫中貨物的高效、精準(zhǔn)存取，是現(xiàn)代智能倉儲系統(tǒng)的核心裝備之一。其工作原理的本質(zhì)是將空間維度解耦為水平、垂直、存取三個獨立運動軸 ，通過控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)協(xié)調(diào)，在有限空間內(nèi)有效利用倉儲效率，對自動化物流的需求。未來，隨著 AI、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融入，多層穿梭車將向更智能、更柔性化的方向發(fā)展（如自主路徑優(yōu)化、故障自愈等），進(jìn)一步提升倉儲系統(tǒng)的整體效能。