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堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备，目前，我国的立体仓库中，堆垛机应用行业较为广泛，应用于机械制造业、汽车制造业、纺织业、铁路、卷烟、医药等行业较多。通过手动操作、半自动操作或全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。以下就是堆垛机应用的方面：
一、有轨巷道堆垛机
有轨巷道堆垛起重机，是立体仓库中最重要的起重运输设备，是代表立体仓库特征的标志。其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。
有轨巷道堆垛机分类方式多种多样，在目前立体仓库应用中，堆垛机最常见的是按结构形式和运行轨迹分类。
有轨巷道堆垛机是立体仓库成套设备中的主机，是一种在轨道上运行的起重机械，它能在三维空间上（行走、升降、两侧向伸缩）按照一定的顺序组合进行往复运动，以完成对集装单元或拣选货物的出入库作业。
主要由司机室、货叉装置、载货台总成、上横梁总成、松绳过载装置、断绳安全保护装置、立柱总成、起升装置、电气装置、运行机构、下横梁总成和名牌标牌及随车工具等十二部分组成。
司机室安装在载货台上，室内装有堆垛机的电气操纵柜、照明灯和司机室座椅。载货台总成主要由导轮架、载货台体、导向座、支撑轮装置及滑轮组等组成；其上装有货叉装置、断绳保护装置、起升的主侧导向轮、司机室、升降认址装置、货物位置异常检测装置等。
二、双立柱堆垛机
双立柱结构的堆垛机机架由两根立柱和上横梁、下横梁组成一个长方形框架。立柱形式有方管和圆管。方管兼作起升导轨，圆管附加起升导轨。双立柱堆垛机的最大优点就是强度和刚性都比较好，并且运行平稳。
一般对于起重高度较高、起重量较大和水平运行速度高的立体仓库堆垛机多采用双立柱结构。双立柱堆垛机的起升机构，普遍采用链条传动，由电机减速机驱动链轮转动，通过链条引载货台沿立柱或起升机导轨作升降运动。
由于链条牵引载货台或配重装置，受空间尺寸限制，传动和布置较复杂，但定位较准确。
三、单立柱堆垛机
单立柱结构的堆垛机机架由一根立柱和下横梁组成。立柱多采用较大的H型钢或焊接制作，立柱上附加导轨。整机重量较轻，消耗材料少，因此制造成本相对较低，但刚性稍差。
由于载货台及货物对立柱的偏心作用，以及行走、制动时产生的水平惯性力作用，使单立柱堆垛机在使用上有局限性。不适于起重重量大和水平运行速度高的堆垛机。
单立柱堆垛机的起升结构，普遍采用钢丝绳传动，由电机减速机驱动卷筒转动，通过钢丝绳牵引载货台沿立柱或起升钢轨作升降运动。对于钢丝绳传动，传动和布置相对容易，但定位准确性稍差。
堆垛机水平驱动装置一般安装在堆垛机下横梁上，通过电机减速机驱动车轮转动，使堆垛机沿水平方向运行。此种地面驱动方式使用最为普遍。一般采用两个承重车轮，沿敷设在地面上的轨道（通常亦叫做地轨）运行。
通过下部两组水平轮沿轨道运行导向，在堆垛机顶部两组导向轮沿上轨道（通常亦叫做天轨）运行辅助导向。按其运行轨迹形式区别，有直线运行型堆垛机和曲线运行型堆垛机。
四、直线运行型堆垛机
直线运行型堆垛机只能在巷道内直线轨道上运行，不能自行转换轨道。只能通过其他输送设备转换巷道，如堆垛机转运车。直线型堆垛机可以实现高速运行，能够满足出入库频率较高的立体仓库作业，应用最为广泛。
五、曲线运行型堆垛机
曲线运行型堆垛机车轮与下横梁是通过垂直轴铰接的，能够在环形或其他曲线轨道上运行，即可以走曲线，不通过其他输送设备便可以从一个巷道自行转移到另一个巷道。此种堆垛机通常亦叫做转轨堆垛机。
曲线运行型堆垛机在使用上有局限性，只适用于出入库频率较低的立体仓库。因为不但场地要受到转弯半径的限制，而且转弯时速度特别慢，不能满足出入库频率高的立体仓库作业。
堆垛机作为立体仓库中重要的运输设备，其各项技术参数的选用，将直接影响到整座立体仓库的运行效率和经济效益。合理的选择各项参数，将大大提高整个系统的运行效率和经济效益。堆垛机在高速运行和升降中，特别是在同时进行时，由于车轮与轨道摩擦和提升链条或钢丝绳的振动、摩擦等，将产生较大的噪音。标准中规定，堆垛机在工作时，其噪声值不高于84分贝。目前立体仓库实际应用表明，对于行走速度不超过80米/分钟的，还可以保证，超过100米/分钟以上的，一般难以保证。
