随着工业4.0的提出与实践,物流产业正朝着集成化、信息化、智能化方向发展,传统的仓储设备正在发生重大变革。自动货柜是一种新型的自动化仓储设备,其突出优势在于能充分利用空间高度,提高地面空间的利用率。目前,面向小件及繁杂货物的仓储管理,国外已有较成熟的自动货柜产品,但价格较高,国内相关产品的自主研发也已起步。而针对大中型货箱的柔性存储,国内外尚缺乏成熟产品。为此,本文另辟蹊径,结合堆垛机和自动货柜的优点研发了一种适用于高位重载货箱存储的智能立体货柜。在智能立体货柜的结构设计中,针对高位重载货箱的柔性存储需求,并考虑到现有波纹板式承重墙组件加工制造难度大、存取车定位精度要求高、承载能力有限等缺点,制定了新型自动货柜的总体结构方案;设计了重载型立体货柜的托盘支撑结构、四悬点式链条提升机构以及堆垛机式货叉平移机构,并基于ANSYS分析对结构进行优化以提高整体刚度;特别设计了一种双导轮配以高强度导轨的导向结构,解决了升降车承受重载后货叉悬臂倾斜的问题。本自动货柜的控制系统采用PC+DSP的架构。针对存取车的升降运动,提出了S型分段式多段加减速控制调速方案以及垂直运动脉冲定位检测方法,保证了存取车运行的快速性、平稳性与准确性;设计了直线测距编码器的信号调理电路、托盘位置状态检测电路、存取车运行安全检测电路等系统接口电路,并提出了双路传感器冗余控制方案以保证运动过程的高可靠性;编写了DSP运动控制程序,实现了自动模式下的回零、托盘状态检测与电机闭环定位控制等功能;在Visual Studio环境下,使用C#语言开发了基于Windows系统的仓储管理人机交互操作软件,实现了货物存取过程的可视化监控。