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搬运设备
贰、搬运设备
搬运设备以搬运车辆为主，可分为两大系列，一是重负载较长距离搬运之堆高车辆系列，另一为轻负载较短距离搬运之手推车系列。
堆高车辆系列设计用来以较安全的方式，举升及搬运负载。
以举升高度区分，主要可分为低举升高度的托板车及高举升高度的堆高机二种。
如以操作员的操作方式区分，则可分为步行式及坐立式两大类。
而手推车系列设计用来以轻便好用的方式，承载及搬运拣取后之货品。
手推车分类以其用途及负荷能力来分类，一般分为二轮手推车、多轮手推车、笼车等三种。
本文将各类搬运车辆仔细加以探讨，并介绍相关工程规格，以期做为搬运车辆选用之参考。
1堆高车辆系列的分类
堆高车辆系列以举升能力区分，主要可分成低举升车辆及高举升车辆。
低举升车辆即一般的托板车，举升高度在100～150mm。
高举升车辆即一般的堆高机，举升高度可达12m，在这两类型中，可再由操作人员姿势、动力供应方式及应用之差异性再加以细分（图2-1所示）。
1.1低举升车辆
即一般的托板车，图2-2所示，举升高度在100～150mm，可手动与电动的方式。
手动的方式，一般即称为“栈板千斤顶”，是以人力操作水平及垂直的移动。
电动的方式是以电瓶提供动力做举升及搬运用。
所有的动力型式都可站立于地板上来操作，为步行式搬运车辆。
如其具有一安全的操作平台及手可以抓的护栏，则可像立式搬运车辆的操作方式，图2-3所示。
由于以手动的拖动操作方式，除了费力外且易造成作业员受伤，因此尽管电动托板车的成本较高，但使用愈趋普遍。
图2-2托板车
1.2高举升车辆
即一般的堆高机，举升高度可达12m。
依操作员乘坐的方式可分为步行／立式及坐立式。
一般步行／立式，可举升高度约2.7～3.9m，由于应用上的不同，因此也发展出多种型式，如配重式、窄道式、转柱式、侧边负载式、转叉式及高扬程存取机等。
2堆高机的构造与选用要点
2.1堆高机的构造
堆高机的构造如图2-4所示。
以下讨论其在安全操作的情况下，所需之基本组合。
（1）安全架：
保护操作员免于被掉落的对象击中的护架，由美国职业安全健康行政机关OSHA（OccupationalSafetyandHealthAdministration）列为在大部分作业情况下之基本需求。
只要举升的物品会超过操作员头部以上的高度，就必须具备安全架。
（2）升降架组合（MastAssembly）：
由一直立的槽型钢组合而成的升降装置，大部分由油压缸来动作，只有少部分是利用电动的举升装置。
升降架多段式的设计可使堆高机升降架缩回时，整体高度较低。
而复杂的多段式升降架，在举升作业时则较一般的升降架需要更多的能量及更复杂的设计。
为了减少升降架举升时不可控制的变形，及增加稳定度，需整体考虑油压缸、ㄇ形钢的型式及链条机构的设计。
一般升降架可分一段式、二段式、三段式及四段式。
一段式的升降架，其滑动及移动的组件最少，因此负载的举升最平稳。
但是对于相同扬程而言，升降架收回之全体高度最高。
四段式其升降架收回之全体高度最低，较适合于天花板高度较低的场合。
（3）牙叉架：
由工业车辆协会（IndustrialTruckAssociation，ITA）依据牙叉架的能力分级。
牙叉及其它附件是固定在此牙叉架上。
牙叉架组合通常会使用一后挡板，以防止负载物品倾倒。
ITA并已将牙叉架上之安装孔位置及形状标准化，可确保牙叉与其它应用附件的交换性。
（4）牙叉：
堆高机上，搬运负载最必用的配件。
通常是100～150mm宽，1,000～1,200mm长及40mm厚。
最常使用牙叉的配备是牙叉侧移装置，利用手动或油压驱动，可调整牙叉的间距，以搬运不同规格栈板的负载。
（5）轴距：
轴距即前后轮的距离，决定操作及作业的特性。
这些特性包括负载能力、旋转半径、直角堆栈信道宽度，以及离地高度。
配重式的设计，轴距最长。
（6）负载中心（LoadCenter，LC）：
负载中心即为负载的重心至牙叉前端面的距离，这是决定负载能力的因素之一，堆高机负载在4500kg以下时均是以0.6m的LC来设计，并已成为工业标准。
如果负载的LC尺寸超过0.6m，则堆高机的安全举升能力将大大的降低。
特别是配重式的堆高机而言，LC尺寸是决定负载安全的重要因素。
（7）轮胎：
一般轮胎，可分为硬胎及气胎。
硬胎多用于室内，气胎多用于室外的场合，行走速度较快。
（8）动力系统：
动力系统，主要可区分如下图2-5所示。
托板车及窄道式堆高机均使用电动式。
用于室外的车辆，则多使用内燃机式。
图2-5堆高机动力系统型式
2.2堆高机选用指引
堆高机的选用，必须评估最基本的几个性能因素。
考虑使用的工作环境、作业条件以选用能满足作业需求的堆高机性能。
这几个基本因素为负载能力、尺寸、扬程、行走及举升速度、机动性及爬坡力。
因此必须向制造商洽询详细规格信息，仔细评估每一项性能因素，以决定是否能满足作业的需求及有效的作业。
（1）负载能力（LoadCapacity）
负载能力是首要考虑因素。
堆高机的选用必须可以举升最重的额定负载至特定的高度。
负载能力是以负载中心（LoadCenter，LC）为基准来计算。
工业标准的LC是0.6m。
除非另有提及，不然所有堆高机的举升额定能力均以此来计算。
图2-6说明LC的位置移动时，负载能力的变化。
在日本的标准，LC有0.5m，0.55m及0.6m等规格。
图2-6负载能力与LC关系图
（2）举升（Lift）
举升的规格包括扬程、举升全高、升降架高度及自由扬程等规格。
必须考虑使用条件，以选用适当规格。
扬程（ElevatedHeight在额定负载下堆高机的最大举升高度）。
伸展高度（ExtendedHeight）有时称为“全部举升高度（OverallElevatedHeight，OAEH），表示升降架上升时，顶端可达到的最高位置。
此高度可决定堆高机于最大高度时，建筑物所需要的最小间隙。
一般建筑物的可用高度与OAEH最少需有300mm的间隙。
建筑物的可用高度是扣掉灯、梁、管路等障碍物之后的高度。
（3）升降架高度（OverallCollapsedHeight）
表示地面至第一节升降架顶端的高度（如图2-4升降架部份所示），有些设计，安全架的高度比升降架高度高，特别是一些站立式的设计，因此安全架高度决定了作业时所需的最小余隙，故其由两者之一较高者可决定堆高机的最小作业高度。
多段式的升降架，其升降架高度较低，但却有高扬程。
（4）自由扬程（Freelift）
表示第二节升降架移动之前，牙叉可上升的高度。
自由扬程与升降架的设计有关。
一般低自由扬程在600mm。
而高自由扬程可达1.5m左右。
高自由扬程的设计，可在较低的空间下堆栈栈板，如箱型车、货柜车。
（5）行走及举升速度（TravelandLiftSpeed）
行走及举升速度，直接影响堆高机的作业效率。
动力系统的型式直接影响行走及举升速度的能力。
电瓶、马达及控制技术的不断进步，对于行走及举升速度有很大的提升。
一般在室内，最大的行走速度有到10～13km／hr。
在室外，则大于此速度。
堆高机油压系统的设计，马力及容量的大小，直接影响举升速度。
目前电动堆高机举升速度在0.3～0.5m／s。
（6）机动性（Maneuverability）
机动性是表示堆高机在一信道宽度内的作业能力。
负载的长度、负载的空间、堆高机的尺寸、旋转半径等因素，共同决定作业信道宽度。
而堆高机的尺寸，包括长、宽及轴距。
机动性的基本指针就是堆高机直角堆栈时信道宽度的大小。
（7）控制方式
控制的方式会影响堆高机的作业效率、机动性及安全性。
一般控制方式可分为两部分：
（a）驱动控制：
车体前进、后退及剎车的控制。
牙叉上升、下降的控制。
电动堆高机的驱动控制可分为两种型式，一种是机械式，由步进阻抗控制（Stepped-resistanceControl）。
另一种是电子式，由硅控整流器控制（SCR）。
步进阻抗控制是以机械的连杆，经由踩油门踏板来传动以控制电阻，只有较便宜的堆高机或较少使用的场合会使用机械式。
利用电子SCR方式来做行走及举升的控制，几乎已完全取代机械式的控制方式。
用SCR的控制非常平顺，具低转速高扭力的特性，耗电量又小，因此可使作业时间加长。
（b）导引控制：
应用在超窄道式的移动自动导引。
导引控制的应用，可使操作者在存取信道中，前进后退时，不必注意堆高机方向是否偏斜。
一般导引控制可分为机械式及电子式自动导引系统。
机械式的系统是在料架信道两边的地板上架有导轨。
而在堆高机的两侧则装有导引滚轮。
在信道内行走时，滚轮与导轨直接接触以导引车辆前进。
一般信道长度较短时，使用机械式方式较为经济，且较易安装及维护。
如信道长度较长或堆高机数量较多时，使用导线式电子导引系统会较经济。
此系统是在信道内，挖一浅沟，埋入导线并覆上树脂的接着剂，以保持地板的平整。
导线会由一驱动单元作动发出一低频的信号，由堆高机上的感应器接收，并译码此信号，以控制堆高机的行走方向。
大部份的系统使用两个感应器接收单元，分别在堆高机的前后两端，以控制前进后退，动作较确实，另有只单一感应器，只能做单方向的导引，较不实用。
导线式导引系统很容易做路线变更，只需重新锯开一线槽，埋入导线即可。
此系统也应用到工厂的其它区域做车辆的自动导引。
导线式导引系统的最大好处就是可让操作员集中注意力于存取及拣取的作业，而不必花精神在方向的控制上，而且很安全，多有连锁功能（Interlock），以随时停止堆高机。
在选择导引系统，除了堆高机数量及信道长度的因素外，尚需考虑堆高机及接受器，驱动装置的成本。
2.3堆高机信道宽度
为了使堆高机在存取或搬运作业时能平顺且没有其它干涉之产生，各种不同类型之堆高机，均有不同尺寸之基本信道宽度限制，图2-7为各型堆高机所需基本信道宽度。
3步行式车辆
步行式车辆的分类如图2-8所示
图2-8步行式车辆分类
（1）选用指引
一般步行式搬运车辆的操作速度，通常限制在5km／hr以下。
单向搬运的距离在100m以内。
使用的频率也要考虑在内。
因为使用步行式车辆，如果搬运距离太长，次数频繁，则易造成作业员疲劳，降低作业效率。
储存密度及高度也是考虑的重要因素。
在较密集及堆栈高度较低的储存情况下，步行式车辆可提供较好的作业性。
信道宽度及高度的条件也必须考虑。
这些条件与车辆的型式有关。
列于表2-1供参考。
实际规格尺寸需参考厂商型录。
表2-1步行式搬运车辆之信道作业宽度及交叉信道宽度（单位m）
型式
步行式搬运车辆
直角堆栈信道
交叉信道
安全高度
扬程
步行/立式
电动托板车
1.5~1.8
1.5~1.8
无
0.15
步行式托板车
1.8~2.1
1.8~2.1
无
0.15
跨立式堆高机
1.8~2.4
1.8~2.4
2.4
4
直达式堆高机
1.8~2.4
1.8~2.4
2.4
4
配重式堆高机
2.7~3.3
2.7~3.3
2.4
4
步行式堆高机堆栈高度，一般是在5m以下。
基于安全理由，在作业区域均需装有安全架。
负载的举升速度大约在0.1～0.2m／s。
举升速度与电瓶电压的大小，升降架的型式、负载的重量及油压泵的大小有关。
可向制造商洽询有关规格，以确定最佳的性能。
单位负载的规格（高度、宽度、长度及重量）必须考虑到与运输标准规格的兼容性。
这些标准规格为储存运输的标准（栈板的型式、运输的距离及堆栈的高度）。
另外尚需考虑的因素包括斜坡的坡度、地板的负荷条件、举升的限制、作业的间隙及环境的条件，如危险的化学物品、湿度、温度等。
（2）控制方式
控制方式影响整体的作业效率。
重要控制问题包括速度、举升、剎车及后退等。
水平的搬运控制是由端部的把手来控制。
速度与方向可同时控制。
一般速度的控制有前进两段式、三段式及后退的控制，另有无段变速可供选用。
举升及放下的控制，是由电子的方式以开关来控制油压的动作或是利用杠杆原理以手动的方式来作动油压。
转向把手在垂直及水平的位置，都可作动剎车停住车辆。
当把手在任何其它位置，可操作托板车行进。
当作业员释放把手，它会自动回复垂直的位置，作动剎车将车停止。
很多型式具有后退的功能。
在作业时，如遭遇阻力，即进行后退的动作，可使作业时较为安全，以避免操作员被车辆及固定的物体夹住。
而为了确保作业安全性，有些机型的设计较简单，可让非专职的员工使用。
3.1低举升托板车（Low-liftPalletTrucks）
最为人所熟知的步行式车辆就是托板车。
图2-9所示为托板车的一般用语及控制的位置。
图2-9托板车用语
牙叉上的轮子是连杆机构的一部分，轮子收回，可使牙叉伸入栈板上下面板的间隙中或栈板与地板之间的间隙。
搬运时，轮子放下可举起栈板。
最大的搬运速度是5km／hr。
速度的快慢与电瓶电压大小成比例关系。
（1）无动力托板车
通常用于1,500～3,000kg的负载能力。
牙叉的宽度适用750～1,500mm宽的栈板。
因为托板车的牙叉宽度是不可调，因此须先将栈板的尺寸标准化。
当使用双面栈板时，牙叉的长度需较栈板为长，并确定牙叉伸入栈板时，轮子已超出栈板，方可撑起栈板。
地板的构造及地板表面平整程度会影响安全的举升高度、搬运效率及操作性。
（2）电动托板车
通常用于短距离搬运，中等负载重量。
构造上与无动力托板车相似，但因使用电瓶动力可达到省力化的效果。
可选购加长型的牙叉，可同时搬运二个或四个栈板（图2-10），操作员立于托板车上来操作搬运负载。
最大速度8km／hr。
另外有的机型设计成操作员的位置在托板车的前端或中间，而位于中间的电动托板车通常用于拣货用。
（图2-11）
图2-10具加长型牙叉之电动托板车
3.2高举升步行式堆高机
具有升降架的机构，可做负载的堆栈。
步行式堆高机主要有四种基本的型式，步行无动力式、步行配重式、步行跨立式及步行直达式。
（1）步行无动力式
无动力式堆高机（图2-12）主要用于非重复性的工作。
这些用手摇的型式，可用于搬运举升模具或是其它比较重的负载。
但为了考量使用之安全性及省力性，其在搬运距离及堆栈高度上都有很大限制，一般只提供低等程度的举升能力，即在2m以下之短程堆栈作业。
图2-12步行手摇无动力式堆高机
（2）步行配重式堆高机
配重式堆高机（图2-13）是以底盘的重量来配重。
提供中等程度的举升能力2.7～4m，可用于单面、双面的栈板。
图2-13步行配重式堆高机
（3）步行跨立式堆高机（StraddleTruck）
利用跨于前端底部的跨架，来达到举高重物时的支撑平衡，此跨于前端的跨架可减少尾端底部所需的配重。
具有较高的稳定度及较轻的重量，图2-14所示。
图2-14步行跨立式堆高机
（4）步行直达式堆高机（ReachTruck）
步行直达式堆高机（图2-15）在任何高度位置，其牙叉可伸缩以存取栈板。
一般跨于前端底部的跨架可长至600mm，超过牙叉收缩时负载重心的位置。
当牙叉往前伸时，牙叉架刚好超过跨于前端底部跨架（Outrigger）长度的位置。
因为负载是延伸在跨于前端底部跨架外，因此叉架上的轮子变成是杠杆的支点，来决定底盘所需的配重。
图2-15步行直达式堆高机
4坐立式堆高机
搬运距离较长，负载较重及举升较高时，则需考虑使用坐立式堆高机。
图2-16所示为坐立式堆高机之基本用语，虽然各制造商设计的架构不尽相同，但解释的名词则保持相同。
负载能力及信道宽度是两个选用主要考虑因素。
以底盘的负载能力（ChassisCapacity），可区分为以下几个等级：
（A）1,000～2,000kg
（B）2,000～5,000kg
（C）5,000～8,000kg
（D）8,000～10,000kg
（E）10,000kg以上
负载能力是由制造商提供保证。
每一型的堆高机都有其适用的负载范围。
如以一轻负荷的堆高机，用于连续重负载的作业，一定会增加其作业与修护成本及危险性。
因此必须选用适当额定能力的机型，以得到较长的寿命及较高的作业效率。
如以堆高机的作业信道宽度区分，可分为三类，宽道式、窄道式及超窄道式（表2-2所示）。
表2-2信道宽度与适用堆高机型式
信道型式
信道宽度（m）
堆高机型式
宽道式
3.1～4.5
配重式堆高机
窄道式
2.1～3.0
直达式（Reach）堆高机
跨立式（Straddle）堆高机
转柱式（Swing-mast）堆高机
超窄道式
2.0以下
转叉式（Turret）堆高机
存取机（Stackercrane）
以下将对于各型的堆高机，做仔细讨论。
4.1配重式堆高机
有两种基本的型式，坐式及立式（图2-17）。
如果作业时必须时常上下堆高机，则选择立式较为适用。
但对于长距离的搬运，则最好选用坐式机型。
坐式的机型有较长的轴距，因此在负载能力较立式的机型大。
但立式机型轴距较短，比较方便于较窄的信道作业。
所有配重式堆高机的负载都是悬吊在前轴的前端。
利用底盘的重量来配重。
负载能力是与LC到堆高机的重心有关。
坐式的堆高机有1,000～5,000kg及5,000kg以上的能力。
立式的设计一般在1,000～2,500kg。
图2-17立式配重式堆高机
4.2跨立式堆高机（StraddleTruck）
本型式堆高机利用跨于前端底部的跨架支撑平衡，来承载负载。
这种设计方式可减少配重的重量，以较轻的车重，得到较高的稳定度。
因为此型车辆的重心较低，且有一半的负载是位于车体内。
因此这种小而稳定性高的堆高机并不适合搬运太宽的负载。
但足可处理一般的负载尺寸（1,200mm×1,000mm），而且空间较配重式为小。
一般前端底部跨架的长度是600mm，有些则长至1.5～2m，以搬运较长、较重的负载。
前端底部跨架的长度与宽度，可决定额定负载的稳定性及需要信道宽度。
所有的底部的跨架宽度都是不可调的。
4.3直达式堆高机（ReachTruck）
利用伸缩式的牙叉，伸出时可超过底部跨架约600mm（图2-18所示）。
与跨立式堆高机相似，均具有跨于前端底部的跨架，同称为跨架式堆高机（OutriggerTrucks）。
但此型之底部跨架并不需与负载一样宽。
因为在存取时，牙叉会伸出超过底部跨架长度，此时直达式又变成是配重式的情况。
而在行走的状态时，牙叉会缩回，则具有与跨立式相同的稳定度及负载能力。
直达式堆高机在设计上，主要有两种不同型式，一种是利用剪刀式的伸缩机构，称为伸臂式，如图2-18所示。
另一种设计则是利用底部跨架上的滑轨，整个升降架可在滑轨上移动，称为滑轨式，如图2-19所示。
图2-18伸臂直达式堆高机
图2-19滑轨直达式堆高机
直达式堆高机底部跨架轮的设计有两种型式，一种型式是在每一底部跨架臂上使用单一轮子，宽13cm，直径约30cm。
此型设计适用于可将负载缩回置于底部跨架臂之内。
这种设计的好处是对于较不平或裂缝的地板有较好的克服能力。
另一种型式是在每一叉架臂上，使用两个较小的轮子，宽约10cm，直径约13cm。
这种大小的轮子，在设计上会略大于底部跨架的高度，但不会超过底部跨架的顶面，所以顶面是平的。
直达式相对于跨立式的主要优点就是在堆栈负载时，不需像跨立式要将底部跨架跨在负载的两旁。
4.4倍深直达式堆高机（DoubleReachTruck）
具有二节的伸缩臂装置，应用于倍深度（DoubleDeep）料架的存取。
如图2-20所示。
图2-20倍深直达式堆高机
对于倍深直达式的应用，有两个尺寸非常重要。
即伸展长度（Reachdistance）及后挡板（Backrest）的尺寸。
这两个尺寸决定伸缩装置动作的顺序。
伸展的长度必须要有足够的长度可存取第二个栈板的位置。
如伸展的长度不够，则必须以两次的动作来完成。
第二次的动作是堆高机退后约30cm，然后再用牙叉举起负载，前进至第二个栈板的位置将负载放下。
而后挡板的尺寸，则会影响到料架开口的大小，因为伸缩机构退至后面的位置时，尺寸会变宽。
因此料架的开口需有足够的间隙，容许伸缩机构动作时，尺寸大小的变化。
4.5转柱式堆高机（Swing-mastTruck）
具有转叉式（Turret）堆高机侧边负载及配重的特性。
但转柱式是旋转整个升降架组合，而不是旋转牙叉组合（图2-21）。
一般转柱式的设计，都是只能向右边旋转，不能转向左边，如图2-22所示。
因此如要做左边负载的存取，则需将堆高机开出信道，再以反方向进入信道作业。
除了升降架可旋转外，其余机构与配重式非常类似。
可在1.2～2.4m的窄道内作业。
因为旋转的升降架会增加车重，因此堆高机需有更大的出力，才能达到与配重式堆高机相同的负载能力。
图2-21转柱式堆高机
图2-22转柱式堆高机之作业方式
4.6转叉式堆高机（TurretTruck）
结合侧边负载（SideLoading）及配重式堆高机的特性，以较长的轴距来设计，有较佳的稳定性。
升降架的宽度加大至接近车体的宽度。
（图2-23）。
此型堆高机作业时，有三种基本动作，如图2-24所示。
（a）举升：
举升负载至所要高度。
（b）旋转：
牙叉向左或向右旋转至所要的料架。
（c）侧移：
在料架内移动负载，做取出或存放的动作。
图2-23转叉式堆高机
在信道内旋转负载时，需要牙叉的旋转与横移同时动作。
大部分的堆高机都已将此动作的控制做得相当容易。
但堆高机移动时，则最好不要旋转牙叉，否则容易因移动中与料架干涉或碰撞到其它固定物，而发生危险。
图2-24转叉式堆高机之旋转及侧移动作
4.7拣取转叉式堆高机（Man-upTurretTruck）
在转叉式堆高机的前端，装有一作业平台，此平台可让操作员做栈板的存取及拣货用（图2-25）。
平台可与牙叉一同升降，所以操作员可清楚地看到欲存取的位置，提高作业效率。
为平衡平台及操作员的重量，以及操作的安全性，因此需加强升降架的强度，以减少无法控制的变形。
4.8侧载式堆高机（Side-loadingTruck）
主要设计用来搬运特殊形状的负载（图2-26、2-27）。
最普遍的侧载式堆高机是搬运长形的对象，如金属管、木材等。
通常是在有导引的信道内作业，存取高度可至9～11m。
图2-26侧载式堆高机
图2-27侧载式堆高机之作业情形
4.9合成车（HybridVehicles）
结合堆高机及自动存取机技术而开发出合成车（图2-28）。
这种合成车行走速度可高至2.1m／s，在信道内可同时做行走及举升的动
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