1.1 工作原理
四向穿梭车一般具有两套轮系，其一套负责X方向行走，另一套负责Y方向行走。小车在轨道上运行，遇到转弯处，是通过更换轮系来完成的。因此，货物单元的方向在整个作业时间内是不变的。
小车如果要变化层时，大多数是通过巷道外的提升机来完成的。小车自动驶入提升机后，提升机提升到所需要的楼层，完成换层。
在实际应用中，提升机有两种作业模式：带车作业与不带车作业。不带车作业时，提升机仅仅提升货物单元，带车作业时，每次作业，小车与货物同时进入提升机，这时其实不需要换层提升机。
显然，不带车提升时，每层需要有货物移载工作站，这是一笔不小的成本，而带车作业时系统会简单很多，每层的端部也简单很多，但效率也会低很多，这是要注意的。
四向穿梭车的最大特点是每台车都可以抵达仓库每一个货位，因此，从理论上讲，如果没有出入库能力要求的话，一个仓库布置1台小车即可以完成整个仓库的出入库作业。这对于出入库频率较低的系统，具有很大优势。 作为一个系统而言，四向穿梭车需要与货架（轨道）、提升机、输送系统、通讯系统、充电系统组成一个完整的系统才能工作，当然，有关管理、监控、调度和控制的软件系统也是必不可少的。
1.2 共性技术特点
在四向穿梭车机器人形式上，无论是托盘式或料箱式，其技术都有一些共性的特点，如：货架、轨道、定位、通讯、供电、维修等。
1）货架与轨道 穿梭车系统相对于传统的立体存储系统而言，货架是其最大的变化。小车经过的所有路径均需要铺设轨道，转折路口还要有特制的转接板，以及每辆小车均需要有充电点，这是四向穿梭车的特点，也是使得成本增加的主要原因。
相对来说，穿梭车系统对于货架的加工精度及安装精度都比传统货架要高，这样又会增加加工和安装的成本，目前国内能够生产穿梭车货架的企业不是很多。尤其对于料箱式穿梭车货架，要求更加严格。
2）定位穿梭车的定位一般采用条形码和光电开关定位。定位精度要求达到3mm以内。比AGV简单的是，穿梭车在固定轨道上运行，不需要导航系统。
3）通讯如何在密集的货架中实现通讯，是需要经验和技巧的。选用什么样的天线和通讯技术，对项目的稳定性非常重要。
4）供电一般采用电容+锂电池方式，电容要保证一次充电能够完成一次最远的作业，这对于车的配置而言，会有比较大的差异。路径越长，需要的电容器越大。电池只能作为辅助供电，避免小车在中途停电或电压过低而无法工作。
5）控制欧洲的穿梭小车控制采用PLC居多，但这样成本较高。在日本，采用专用的集成电路板进行控制，可以大大降低产品的成本。国内的设备也有两种选择。
6）调度系统对四向穿梭车而言，一个作业区域往往会有多台车同时作业，如何提升系统的总体效率，需要对小车进行作业调度。调度的内容包括：车况识别，车的选用，路线规划等。车越多，调度越重要，难度也越大。
7）维修相对而言，由于托盘式穿梭车尺寸较大，巷道较宽，层高也较高，因此，理论上人员可以进入货架内部进行操作。而料箱式穿梭车则不然，因此，一方面，要尽量避免进入货架中，另一方面，则在设计中要考虑进入货架内部的可能，这是其重要差别。
1.3 非共性技术特点
1）托盘式四向穿梭车
①移载对于托盘式穿梭车而言，运输的货物单元是托盘，重量一般会达到500～1000kg，因此，小车的移载装置既不能采用货叉，也不能采用链条等方式，而是直接通过驶入货架，将托盘放置在货架轨道上，这是托盘穿梭车的特点。这一做法可以很容易实现密集存储，但会使作业效率下降，货架成本增加。
②提升机提升机负责货物托盘的入出库作业，是四向穿梭车系统的关键辅助设备。托盘式的提升机，既可以提升托盘，也可以提升穿梭车，且两者可以共用。
③速度和加速度空载穿梭车速度可以达到4m/s以上，有载一般为3m/s，加速度一般为0.5m/s2。但对于不同的要求，也可以有所变化。
2）料箱式四向穿梭车
①移载相对而言，料箱式穿梭车就要灵活得多。这主要是单元变小变轻以后，可以有多种方式进行移载。最简单的方式是采用货叉。为了提升存储密度，可以采用双深度的货叉，有时为了适应不同宽度的纸箱，货叉还可以改变宽度。货叉是穿梭车最重要的部件。欧洲的专业公司开发的货叉，其售价有时高达10万元以上。
②提升机有两种典型的结构，带车提升机和不带车提升机。带车提升机主要用于穿梭车的换层，有时为了简化系统，也可以采用每次都带车作业，但作业效率会下降。不带车提升机会有较大的提升能力，有时还可以采用双工位的提升机，每小时的提升能力超过200次甚至更高。
③速度和加速度为了提高作业效率，小车的速度会高达5m/s，因为采用夹抱装置，小车的加速度则可达到2m/s2，这样大大提升了小车的作业效率。对提升机来说，提升速度一般也会达到4m/s以上，以匹配整个系统的效率。
