（机械工程专业论文）垂直循环式立体车库设计研究.pdf

哈尔滨t 稃大学硕士学位论文 摘要 随着我国国民经济的高速发展和城市化水平的不断加快，车辆的拥有量 在飞速的增长。由于停车场地的严重缺乏，尤其是住宅小区内停车场地的不 足，造成了车辆乱停乱放现象，间接地造成了城市交通的混乱，破坏了城市 的居住环境和城市形象。目前，我国城市内大多采用平面式停车场，该种停 车场占地面积大，设备复杂，有效停车位置少，对人员车辆安全的保障性 差。故建造立体车库已经到了必不可少的地步。 立体车库空间利用率非常高，占地面积约为平面停车场的1 1 5 1 2 5 ， 大大地节省了土地资源和土建开发成本。可以实现自动化操作，使用方便。 建设成本大大低于传统停车场。配备自动检测系统、各种安全机构、自动报 警系统、消防系统及其他防范设施，安全可靠。并且可以因地制宜，利用零 星空地，配以美观的外形，美化城市环境。 本文从分析各种立体车库的具体特点出发，结合城市住宅小区具体环境 情况，选择垂直循环式立体车库为研究开发对象。提出并确定了车库的总体 方案；确立了车库的整体体系结构由机械结构和自动控制结构组成；设计了 车库的整体尺寸；选择了车库的建材；确定了换向机构主要部件，并分别进 行了选择和设计；确定了升降机构主要部件，并分别进行了选择、设计和校 核；对轿厢速度曲线进行了建模与仿真；设计了自动收费管理系统的收费模 式与管理方法；设计了自动存取车系统的组成和功能；确定了监控安保系统 的具体功能；确定了车辆出入流程和管理；设计了计算机管理软件功能及管 理系统硬件配置；对车库存取车流程进行了建模；对存取车策略进行了仿 真。车库的开发丰富了小区内停车设备的建设模式，具有一定的社会意义。 关键词：垂直循环；立体车库：机械系统；自动控制系统 堕笙堡! 壁盔! 堡堂笪堡兰 a b s t r a c t w i t ht h e h i g h s p e e dd e v e l o p m e n to ft h en a t i o n a le c o n o m yi no u rc o u n t r y a n dt h ea c c e l e r a t i o no fu r b a n i z a t i o nl e v e l ，t h eh u m b e ro ft h ev e h i c l ei n c r e a s e sa t v e r yf a s ts p e e d b e c a u s eo ft h es e r i o u sl a c ko ft h ep a r k i n gs p a c e s ，e s p e c i a l l yi n r e s i d e n t i a ld i s t r i c t s ，t h ep h e n o m e n o no fp a r k i n gc o n f u s e d l yi sv e r yc o m m o n t h i s c a u s e st h ec o n f u s i o no ft h et r a f f i ci n d i r e c t l y , d e s 仃o y st h ed w e l l i n ge n v i r o n m e n t a n dt h ec i t yi m a g e a tp r e s e n t ，p l a n ep a r k i n gs p a c e sa r eu s u a l l ya d o p t e di nm o s t o f o u rc i t i e s t h ef l o o ra r e ao f t h i sk i n do f p a r k i n gs p a c e si sl a r g e ，t h ee q u i p m e n t s a l ec o m p l e x , t h ea v a i l a b i l i t yp a r k i n gs p a c e sa r ef e w , a n dt h ei n s u r a n c ef o r p e r s o n n e la n dt h ev e h i c l ei sn o tg o o d t h es p a c eu t i l i z a t i o nr a t i oo f t r i d i m e n s i o n a lg a r a g ei sv e r yh i 曲a n dt h ef l o o r s p a c eo f i ti sa b o u t1 1 5t o1 2 5o f t h ep l a n ep a r k i n gs p a c e t h i se c o n o m i z e sl a n d r e s o u r c e sa n dc i v i ld e v e l o p m e n tc o s ti nt h el o n gt e r m s i tc a nr e a l i z ea u t o m a t e d o p e r a t i o na n dc o n v e n i e n tu s e t h ed e v e l o p m e n tc o s to fi ti sm u c h l e s st h a no n eo f p l a n ep a r k i n gs p a c e i te q u i p s a u t o m a t i cc h e c k o u ts y s t e m , m a n ys e c u r i t y m e c h a n i s m s ， a u t o m a t i c a l a r ms y s t e m ,f i r e e x t i n g u i s h i n g s y s t e ma n d o t h e r p r o t e c t i v em e a s u r e s , s oi ti sv e r ys a f ea n dr e l i a b l e a l s oi tc a l la d j u s tm e a s u r e st o l o c a lc o n d i t i o n sa n du s ef r a g m e n t a r ys p a c e e q u i p p i n gw i t i lh a n d s o m ef i g u r a t i o n , i tc a nb e a u t i f yc i t ye n v i r o n m e n t i nt h i sd i s s e r t a t i o n , a f t e ra n a l y s i n gs p e c i f i cc h a r a c t e r i s t i c so fm a n yk i n d so f t r i d i m e n s i o n a lg a r a g e c o m b i n i n gw i t hs p e c i f i ce n v i r o n m e n tc o m p l e x i o n so ft h e r e s i d e n t i a ld i s t r i c t s ，v e r t i c a lc i r c u l a rt r i d i m e n s i o n a lg a r a g ei sc h o s e nt ob et h e s u b j e c ti n v e s t i g a t e d ，t h eb o l i s t i cp r o j e c ti sa d v a n c e da n dc o n f i r m e d t h eh o l i s t i c a r c h i t e c t u r eo ft h eg a r a g ei sc o m p o s e dw i t hm e c h a n i s ms y s t e ma n da u t o m a t i c c o n t r o ls y s t e m t h eh o l i s t i cd i m e n s i o ni se s t a b l i s h e d t h eb u i l d i n gm a t e r i a l sa r e c h o s e n t h em a i nc o m p o n e n t so f c o m m u t a t i n gm e c h a n i s ma r ed e t e r m i n e d ，c h o s e n a n dd e s i g n e d s e p a r a t e l y t h em o d e l i n ga n de m u l a t i o n o fv e l o c i t yc u r v e so f c o m p a r t m e n ti sp r o c e s s e d t h em a i nc o m p o n e n t so fl i f t i n gm e c h a n i s ma r e d e t e r m i n e d ，c h o s e n ，d e s i g n e da n dc h e c k e ds e p a r a t e l y t h et o l lp a t t e r na n dt h e m a n a g i n gm e t h o do ft h ea u t o m a t i ct o l l - s y s t e ma r ee s t a b l i s h e d t h ec o m p o n e n t s a n df u n c t i o n so ft h ea u t o m a t i cd e p o s i t i n gs y s t e ma r ed e s i g n e d t h es p e c i f i c 哈尔滨t 稗人学硕十学何论文 f u n c t i o n so fm o n i t o rs a f e t ys y s t e ma r ed e t e r m i n e d t h ef l o wa n dt h em a n a g e m e n t o ft h ev e h i c l ea r ed e t e r m i n e d t h ef u n c t i o n so fm a n a g e m e n ts o f t w a r ea n d h a r d w a r ec o n f i g u r a t i o no ft h em a n a g i n gs y s t e ma r ed e s i g n e d 1 1 1 em o d e lo f a c c e s sf l o wi sf o u n d e d 1 1 ”e m u l a t i o no fa c c e s s i n gp o l i c yi sp r o c e s s e d 1 1 1 e d e v e l o p m e n to ft h ev e r t i c a lc i r c u l a rt r i d i m e n s i o n a lg a r a g ee n r i c h e sc o n s t r u c t i o n p a t t e r no f p a r k i n gs p a c e si nr e s i d e n t i a ld i s t r i c t s h a sd e f i n i t es o c i e t ys i g n i f i c a n c e k e y w o r d s ： v e r t i c a lc i r c u l a r ；t r i d i m e n s i o n a lg a r a g e ；m e c h a n i c a ls y s t e m ； a u t o m a t i cc o n t r o ls y s t e m 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的 指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、 数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对 应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人 承担。 作者( 签字) ：何砂弧 日期：川年r 月，石日 哈尔滨t 稃大学硕十学付论文 第1 章绪论 1 1 研究的背景与意义 1 1 1 论文研究的背景 伴随着我国国民经济的高速发展以及城市化水平的不断加快，车辆的拥 有量在飞速的增长。车辆的不断增多，城市道路设施跟不上经济发展的步 伐，造成了动态交通的严重阻塞。同时停车场地设置的不合理，出现了严重 的占道停车，占用居住小区绿地，造成静态交通混乱现象，从而进一步加剧 了交通拥挤，破坏了城市的居住环境和城市形象，破坏了动态交通和静态交 通的关系，形成了恶性循环 i - 3 j 。 目前我国城市机动车辆的拥有量与停车位之比大约为5 ：1 ，也就是说停 车位的满足率只有2 0 0 , 4 左右。停车位严重不足，造成机动车非法停放、占 道停放现象日益严重。从城市建设的经验看，要保证交通不拥堵，不仅要满 足1 0 0 的基本停车位，还要能满足2 0 的公共停车位。近几年新增轿车 每年在2 0 0 万辆左右，按停车位与轿车数之比为1 2 ：l 计算，每年需新增停 车位2 4 0 万个，才能满足停车位的需求。 目前，我国城市内大部分都采用平面式停车场。该种停车场占地面积 大，设备复杂，有效停车位置少，对人员车辆安全的保障性差。平面停车场 需要进出车道、通行车道，并且对宽度、转弯半径、坡度都有规定，因此真 正用于停车的面积只占建筑面积的一部分，平均下来一辆小型车要占用4 0 平方米的面积。平面式停车场由于上述这些占地面积大、造价高、存车效率 低、人员与车辆安全保障差等弊病，对于开发商的效益和业主的使用都非常 不利1 4 】。故建造立体车库已是迫在眉睫，也是我国经济发展、人民生活水平 提高所带来的城市静态交通的必由之路。立体车库凭借其在许多方面的优越 性，从其诞生以来就广泛地引起人们的关注，并在近年来越来越受到人们的重 视【5 划。本文正是在这样的背景下，试图对城市住宅小区的停车问题做一些 研究与探讨。 1 1 2 论文研究的意义 城市中的住宅小区，具有同商铺、企事业单位等不同的特点，居住的居 民相对流动性较小，小区的住宅建设规划比较紧凑。因此，在借鉴传统停车 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 场与其他立体车库的基础上，本文试图建立适合我国城市中住宅小区的大容 量、分散式的立体车库。具体讲，论文研究的意义体现在以下几个方面： 1 占地面积方面 以往使用的地上平面停车场，由于车辆呈平面摆放，车与车之间需要 留有通道面积，故每台普通的小车平均占地面积在1 5 平方米左右；再有， 地下停车场，由于也要留出足够的出入通道，每个车位的平均占地面积至少 需要2 5 平方米。但如果使用立体停车库，在3 0 平方米的空地上就可以停放 一组8 车位的立体停车库，平均每个车位的占地面积不到4 平方米1 7 j ，显 然，平均到每台车上的占地面积会大大减少。据不完全统计，如果采用地上 多层立体车库，可使土地利用率提高8 0 - 9 0 。因此，立体停车库可以 大大节省有限的土地资源，并节省土建开发成本睁”j 。 2 建设成本方面 停车场地的建设成本主要包括土地费用和硬件建设费用等项目。由于 传统平面停车场的占地面积相对较大，特别是城市中的土地购置费及其他税 费近几年大幅上涨，因而使得其建设成本居高不下。而立体停车库由于是在 较小的土地面积上实现空间存放，使摊薄到每个停车位的成本大幅降低。据 对我国北方某城市的调查，传统地面停车场的每个车位成本平均在1 0 万人 民币左右，而高档写字楼的地下停车场每个停车位建设成本也在十几万元。 如果按照当地的物价水准计算，建设立体车库成本可降到每个停车位5 “万 元【i i - 1 2 】。因此说，立体车库的建设成本是相对较低的。 3 安全保障方面 由于传统的平面停车场中所有车辆都停放在同一平面，在出入车时，尤 其是遇车辆停放高峰，极易造成车辆的刮损。如果管理人员不足或疏忽，还 会造成车辆丢失。而立体停车库中，由于处在同一平面的车辆数目较少，而 且存取车时无论高峰还是稀少时，都要通过电子程序，几乎没有刮碰的机 会，车辆失窃更是不可能，因为立体车库在管理上是人车分离，否则报警系 统启动。所以，对车主来说，立体存放解决了其安全方面的后顾之忧。 4 自动程控方面 立体车库配套安装智能管理系统。在存车、取车、收费及监控安保等 方面都采用了自动控制，既方便了管理人员的操作，又提升了管理档次，使 管理自动化、程序化。 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 1 2 国内外研究的现状及发展前景 1 2 1 国外研究的现状 机械式立体车库发源于上世纪2 0 年代的美国，是在繁华拥挤的都市里 为解决停车难而采取的一种措施。5 0 年代以后，伴随着私人小汽车的大量 涌现，在西欧、东南亚、韩国和日本都得到了广泛的应用。形成了一个包 括制造、安装、使用和维修的行业体系。其中，发展较早、较好的日本公 司有新明和、石j i l 岛播磨、日精、三菱重工等；欧洲有意大利s o t e f i n i n t e r p a r k 、德国p a l i s 等。这些国家和公司从上世纪六十年代初就开发并使用 可最大限度地利用空间的机械式停车设备，经过几十年的不断发展，机械 停车库从造型、结构、控制、驱动、监测、材料、保险等方面不断地更新 换代，日趋完美。 经过多年的研究与发展，立体车库已拥有多种形式，这些形式主要有： 1 升降横移式 此种立体车库如图1 1 所示。采用模块化设计，每个单元可设计成两 层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个不等。 顶层车板上下升降，底层车板左右水平横移，中间层车板既可左右横移又可 上下升降。通过不断的交换空位，完成车辆的存取。此立体车库适用于地面 及地下停车场，配置灵活，造价较低【l “j 。 图1 1 升降横移式立体车库 2 巷道堆垛式 巷道堆垛式立体车库如图1 2 所示。采用堆垛机作为存取车辆的工具， 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 所有车辆均由巷道堆垛机或桥式起重机将进到搬运器的车辆水平且垂直移动 到存车位，并由存取装置实现车辆的有序存取。因此，对堆垛机的技术要求 较高，单台堆垛机成本较高，巷道堆垛式立体车库适用于车位数量需求较多 的客户使用fj s - 1 7 】。 图1 2 巷道堆垛式立体车库 3 垂直提升式 垂直提升式立体车库如图1 3 所示。垂直提升式立体车库类似于电梯， 图1 3 垂直提升式立体车库 哈尔滨下程大学硕十学位论文 在提升机的两侧布置车位，通过提升机构将车辆或载车板升降到指定层，然 后用安装在提升机上的装置将车辆或载车板送入或送出车位，从而达到立体 存取车的目的。此种车库般高度较高，可达几十米，对设备的安全性、加 工安装精度等要求都很高，因此造价较高，但占地面积却很小1 1 ”。 4 垂直循环式 垂直循环式立体车库如图1 4 所示，采用链传动带动轿厢在垂直方向上 循环运转，汽车停在轿厢上，轿厢随传动系统作升降运动，或者将所要存车 的空车位降至地面，循环往复地将轿厢或空车位送到车库出入口，完成车辆 的存取工作“9 - 2 2 1 。一般车库出入口处设有转台，省去司机调头。该类型车库 非常适用于土地资源比较紧张，而停车位需求却很大的场所使用。 图1 4 垂直循环式立体车库 5 平面移动式 如图1 5 所示，通过每层的升降机的垂直升降和搬运器的平面往复运 动，将车辆自动移送到多层平面布置的停车区域，分别动作，互不干扰。 适合在大中型建筑物或公共设施中安装，每套系统容车数量8 0 1 2 0 辆，两台 车辆可以同时出入库，按排列方式可分为纵列或横列布置方式1 2 3 埘l 。 哈尔滨t 稃大学硕+ 学位论文 图1 5 平面移动式立体车库 6 多层循环式 多层循环式立体车库如图1 6 所示。通过载车板左右移动与升降的相互 配合，使载车板循环运动，从而实现车辆多层存放。根据需要，出入口可加 设回转盘，避免倒车麻烦，适用于无法设置坡道的场所2 5 - 2 8 1 。最适宜建于地 形细长且面积只允许设置一个出入口的场所。 图1 6 多层循环式立体车库 1 2 2 国内研究的现状与发展前景 我国立体车库的发展，始于上世纪八十年代，河北承德的华一机械车库 集团有限责任公司于1 9 8 9 年建造起国内第一台垂直循环类机械式停车车库， 填补了国内机械式停车车库的空白。虽然从二十世纪八十年代就开始研制和 使用机械式立体车库，但由于市场需求原因，十多年来缓慢发展。近年来， 中国经济腾飞，城市化进程加快，汽车工业和汽车需求市场得到快速发展， 哈尔滨t 稃大学硕十学位论文 汽车保有量的不断增加。然而，城市停车设施的增长却长期落后于车辆的增 长。立体车库产业在上世纪九十年代迅速兴起，步入了引进、开发、制造和 使用的快车道，国内立体停车库市场正以直线上升的态势在飞速发展。我国 立体停车设备的产品经引进技术和自主研究开发，生产技术水平有了很大的 提高，许多设备采用了当前机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等领域 的先进技术，如采用交流变频调速系统，使运行高速、平稳、省电、减少振 动和噪声。控制形式有按钮式、i c 卡式、触摸屏式、密码钥匙式、遥控式 等，有些设备还采用了总线控制技术；传动装黄采用内藏式，以增大停车空 间并保护各传动元件不受污染和腐蚀，提高了设备的耐久性；机械结构中采 用了模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸，缩短施工周期。目前品种 的满足率己达9 0 左右，有的品种填补了国内空白，产品国产化率达到5 0 以上【2 9 1 。 、 目前国内从事立体车库研发的企业已有1 0 0 余家，其中主机生产的企业 有5 0 多家，首批获得国家颁发的立体停车设备制造企业资质的有2 2 家。为适 应立体车库行业迅猛发展的需要，保证产品质量和可靠性，以规范立体车库 的生产和建设，国家己出台了机械式停车设备类别、型式与基本参数一 j b t 8 7 1 3 0 1 9 9 8 等6 个标准，对推动我国立体车库事业起到了极大的促进作 用。 虽然立体车库在我国的发展势头非常的迅猛，但是目前立体车库在住宅 小区内的应用，却还是少的可怜。其主要原因还是人们的思维观念没有转变 过来，而技术上的问题已经退居其次。可以说，当前的技术已经完全可以满 足小区内建造立体车库的主要要求，急需解决的是人们的思想问题1 3 0 】。伴 随着我国住房业的迅速发展，小区式居住方式已经成为市民住房方式的主 流。并且，伴随我国经济的迅速发展，人们拥有自己的私家车也已经成为一 种必然。所以，正是由于小区与私家车的数量越来越多，一旦人们的思想方 式转变过来，那么应用于小区内的立体车库必将会如同雨后春笋般迅速地生 长起来。而且，立体车库的技术也必然在今后的若干年内有大幅度的发展 3 1 3 3 j 。所以，无论是立体车库技术的研究，还是立体车库工程的建造，发展 前景都是非常乐观的，都必将在不久的将来得到丰厚的回报。 1 3 研究目标及论文的主要研究工作 1 3 1 研究目标 目前，城市居民私有车辆中有相当一部分是露天随意停放，既不安全又 哈尔滨t 稃大学硕十学竹论文 破坏了环境的和谐。随着我国城市住宅小区建设的发展，人民生活水平的不 断提高，私有车辆还会迅速增加。在显得拥挤的小区内，停放私家车就成为 急需解决的课题，因此，本文的研究目标是：针对城市住宅小区空地面积散 而小的特点，确定较为合理的方案。设计一种结构简单、占地面积小及建设 成本低的垂直循环立体车库，增加存车位，缓解存车压力。该车库要可容纳 2 2 辆中小型轿车，平均每辆车占地面积小于5 平方米，存车数量提高到其 他形式同等占地面积的3 倍以上；存取车独立，存取时间不超过1 0 0 秒；结 构简单，易于维护；具有安保及报警系统。 1 3 2 论文的主要研究工作 基于以上研究目标，确定本课题的主要工作，具体包括以下内容： 1 垂直循环式立体车库的方案确定 根据研究目标，将立体车库选定为垂直循环式。通过对五种不同的垂 直循环式立体车库的分析和比较，对照本文的目标，确定其中的一种为本 文所设计研究的方案。 2 立体车库总体结构设计 在具体方案确定后，对该立体车库进行总体结构设计，确定本车库由 机械和自动控制两大系统组成。机械系统由整体框架、升降机构和换向机构 组成；自动控制系统由自动收费、自动存取和监控安保三个子系统组成。同 时，明确各系统的工作原理。 3 对立体车库的机械系统进行设计与分析 根据立体车库的总体结构及各系统的功能，对机械系统中的整体框架、 升降机构和换向机构分别进行设计与分析。 4 对轿厢运行速度进行建模、仿真与分析 选定轿厢理想运行速度曲线；对轿厢速度曲线建立数学模型及离散模 型；并对轿厢运行速度进行仿真与分析。 5 对立体车库的自动控制系统进行设计与分析 根据立体车库总体结构中对自动控制系统功能的构建，对自动控制系统 的自动收费、自动存取及监控安保等子系统进行有详略之分的设计与分析。 对存取车流程进行建模与分析，并对存取车策略进行防真。 哈尔滨丁程大学硕十学位论文 第2 章立体车库方案的确定及总体结构设计 2 1 立体车库总体方案的确定 目前，立体车库的应用主要有升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、 垂直循环式、平面移动式及多层循环式。从各自的特点看，升降横移式和平 面移动式需占面积较大、完整且不可分割；巷道堆垛式成本较高；垂直提升 式自高较高；多层循环式适于细长形地带。而城市住宅小区内的空地，或是 楼与楼之间不允许有其他过高的建筑的地带，或是边角处面积很小分散形的 地带，因此，垂直循环式应为最佳选择。垂直循环式立体车库的设计灵活性 比较大，这就决定了该种车库的设计方案可以有很多种选择性。根据我国城 市住宅小区的结构特点，在车库方案设计阶段共设计了五种具体的车库方 案，并对它们进行了分析、评价和论证，最后确立了一种方案作为设计方 案。 2 1 1 立体车库的功能结构 建立立体车库，就是要在有特定条件限制的土地面积上存放更多的车 辆，充分利用空间，保证车辆安全，不破坏周围环境的和谐，因此，本课题 研究的立体车库的总功能即为立体存放中小型轿车。对总功能进行分解，得 如图2 1 所示功能结构图。 在这些功能中，升降功能、换向功能及支承功能可由机械系统来实现， 如升降机构实现升降功能，换向机构实现换向功能。而控制功能要由自动控 制系统来实现。 2 1 2 几种立体车库设计方案的分析比较 1 出入口独立单台式垂直循环立体车库 出入口独立单台式垂直循环式立体车库，就是车库的出入口独立设置， 存车时车辆由入口驶入车库，取车时车辆由出口驶出车库，车库的每个轿厢 里面只能容纳一辆车。 ， ( 1 ) 系统构成 整体框架、升降机构、自动控制系统。 哈尔滨t 程大学硕十学忙论文 图2 1 立体车库功能结构图 ( 2 ) 功能分析 整体框架是车库的筋骨，包括车库的支架、边轨和轿厢，对车库其它 系统和车辆起到支承作用，并对车辆起到存储作用，框架的强度对车辆起到 保护作用。升降机构负责带动容纳轿车的轿厢做循环运动，对车辆起到传输 作用。自动控制系统对车库起到整体的控制作用。此种车库不设换向机构， 不具有换向功能。 ( 3 ) 存取车流程 存车的时候，司机将车开到车库入口处，经车库的控制系统确认车库 内有空闲轿厢后，控制系统控制升降机构运行，将离入口垂直距离最近的一 个轿厢送到入口处。司机在执行完一系列入口手续之后，将车开到轿厢上 面，下车，退出轿厢和车库，存车过程结束。取车的时候，司机来到出口 处，执行一系列出1 ：3 手续，告知控制系统自己的车在哪个轿厢之内，控制系 哈尔滨t 稗大学硕十学位论文 统控制升降机构运行，将目标轿厢送到出口处，司机走上轿厢，进入车内， 将车开出车库，取车过程结束。 ( 4 ) 优点 该种设计方案，将车库的出入口独立设置，可以保证车辆的驶入方向 和驶出方向一致，避免了车辆的调头工作，减少了存取车的等待时间。如果 车库的出入口不独立，即车库只有一个门，既是出口也是入口，那么或者在 车库门前安装一个换向机构，或者车库口处必须留出足够的调头空间。不用 配备换向机构，减少了车库的设计难度，建造费用和复杂程度。轿厢内只存 放一辆轿车，能够减少轿厢的体积，从而从整体上减少了车库的设计尺寸与 建筑面积。 ( 5 ) 缺点 该种设计方案，由于每个轿厢内只能容纳一辆车，整个车库的容量不 会很大。如果想增加容量，则必须将车库加高，但是势必会对周围的建筑物 产生影响。车库出入口独立，不配备换向设备，则必须在车库出口前面留有 足够的空间给车辆行驶，这样就增加了车库的附属建筑面积。这样该种车库 就不适合建筑在住宅小区的边缘处，而只适合建筑在小区靠中心的部位。但 是在小区中心处建立如此高层的车库建筑，必须在车库周围留有足够的空 间，以防止对住宅楼产生遮挡等影响。即使将其建筑在边缘处，在车辆出口 处也必须留出足够的空间来让车辆调头。车库具有两个口，增加了车库控制 系统的设计与编制难度，增加了控制设备。对于内部建筑面积紧张的小区来 说，这种设计方案并不是一个最优秀的方案。 2 出入口混合无换向单台式垂直循环立体车库 出入口混合单台式垂直循环式立体车库，就是车库只有一个口，既作为 入口，也作为出口。车库没有换向机构，车辆自己进行调头。车库的每个轿 厢罩面只能容纳一辆车。 ( 1 ) 系统构成 整体框架、升降机构、自动控制系统。 ( 2 ) 功能分析 整体框架对车库其它系统和车辆起到支承作用，并对车辆起到存储和 保护作用。升降机构负责带动轿厢做循环运动，对车辆起到传输作用。自动 控制系统对车库起到整体的控制作用。该类型车库也不设换向机构，不具有 换向功能。 ( 3 ) 存取车流程 哈尔滨t 稃大学硕十学位论文 存车的时候，司机将车开到车库口处，经车库的控制系统确认车库内 有空闲轿厢后，控制系统控制升降机构运行，将离入口垂直距离最近的一个 轿厢送到入口处。司机在执行完一系列入口手续之后，将车开到轿厢上面， 下车，退出轿厢和车库，存车过程结束。取车的时候，司机来到车库口处， 执行一系列出口手续，告知控制系统自己的车在哪个轿厢之内，控制系统控 制升降机构运行，将目标轿厢送到出口处，司机走上轿厢，进入车内，将车 倒出轿厢和车库，调头离开，取车过程结束。 ( 4 ) 优点 该种设计方案，不配备换向机构，减少了车库的设计难度，建造费用 和复杂程度。轿厢内只存放一辆轿车，能够减少轿厢的体积，从而从整体上 减少了车库的设计尺寸与建筑面积。由于只有一个车库口，该车库适合于建 设在小区的边缘处，不会对小区内的住宅楼产生过多的遮挡或者噪声等影 响，而且可以通过增加高度的方法增加轿厢的数量从而增加车库容量，不必 担心对周围产生影响。只具有一个车库口，同时也减少了车库控制系统的设 计与编制难度，减少了控制设备。 ( 5 ) 缺点 该种设计方案，由于只有一个车库口，在存取车辆高峰时会增加车辆 的等待时间和存取时间。由于不配备换向设备，则必须在车库口前面留有足 够的空间给车辆进行调头，这样就增加了车库的附属建筑面积。对于内部建 筑面积紧张的小区来说，这种设计方案并不是一个最优秀的方案。 3 出入口混合带换向单台式垂直循环立体车库 出入口混合单台式垂直循环式立体车库，就是车库只有一个口，既作为 入口，也作为出口。车库具有换向机构，车辆驶出车库时在换向机构上换向 驶离车库。车库的每个轿厢里面只能容纳一辆车。 ( 1 ) 系统构成 整体框架、升降机构、换向机构、自动控制系统。 ( 2 ) 功能分析 整体框架对车库其它系统和车辆起到支承作用，并对车辆起到存储和 保护作用。升降机构负责带动轿厢做循环运动，对车辆起到传输作用。换向 机构负责改换车辆的运动方向，对车辆起到调头作用。自动控制系统对车库 起到整体的控制作用。 ( 3 ) 存取车流程 存车的时候，司机将车开到车库口处，经车库的控制系统确认车库内 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 有空闲轿厢后，控制系统控制升降机构运行，将离入口垂直距离最近的一个 轿厢送到入口处。司机在执行完一系列入口手续之后，将车开到轿厢上面， 下车，退出轿厢和车库，存车过程结束。取车的时候，司机来到车库口处， 执行一系列出口手续，告知控制系统自己的车在哪个轿厢之内，控制系统控 制升降机构运行，将目标轿厢送到出口处，司机走上轿厢，进入车内，将车 倒到换向机构上，换向机构旋转1 8 0 0 ，完成车辆的调头工作，司机可开车 离开，取车过程结束。 ( 4 ) 优点 该种设计方案，轿厢内只存放一辆轿车，能够减少轿厢的体积，从而 从整体上减少了车库的建筑面积。车库具有换向机构，则车库口不用预留出 车辆调头的空间，可以相应的减少车库的附属建筑面积。由于只有一个车库 口，该车库适合于建设在小区的边缘处，不会对小区内的住宅楼产生过多的 遮挡或者噪声等影响，而且可以通过增加高度的方法增加轿厢的数量从而增 加车库容量，不必担心对周围产生影响。只具有一个车库口，同时也减少了 车库控制系统的设计与编制难度，减少了控制设备。故该种方案非常适合建 筑在内部建筑面积比较紧张的小区内。 ( 5 ) 缺点 该种设计方案，虽然功能较多，但由于只有一个出入口，在存取车辆 高峰时车辆的等待时间和存取时间会有所增加，并且会造成秩序混乱。由于 设计了换向机构，在一定程度上增加了车库的设计难度与建筑成本。 4 出入口混合无换向双台式垂直循环立体车库 出入口混合无换向双台式垂直循环式立体车库，车库具备两个口，每 个口都既是出口也是入口。车辆存车时由一口驶入车库，取车时由一口驶出 车库，驶出口和驶入口可以是同一个，也可以时候不同的，视轿厢内存车的 情况而定。车库没有换向机构，车辆自己进行调头。车库的每个轿厢里面能 容纳两辆车。 ( 1 ) 系统组成 整体框架、升降机构、自动控制系统。 ( 2 ) 功能分析 整体框架对车库其它系统和车辆起到支承作用，并对车辆起到存储作 用。升降机构负责带动轿厢做循环运动，对车辆起到传输作用。自动控制系 统对车库起到整体的控制作用。该类型立体车库的基本功能与出入口独立单 台式垂直循环式立体车库类似。 哈尔滨丁程大学硕十学位论文 ( 3 ) 存取车流程 存车的时候，司机将车开到车库前，经车库的控制系统确认车库内的 轿厢在该入口方向上还有空车位后，控制系统控制升降机构运行，将离入口 垂直距离最近的一个轿厢送到入口处。司机在执行完一系列入口手续之后， 将车开到轿厢上面，下车，退出轿厢和车库，存车过程结束。如果在此入口 时，经控制系统查询车库内轿厢在该入口方向上没有空闲车位，则车辆可以 驶到另一个入口处，查询该入口方向上是否还具有空闲车位。取车的时候， 司机来到存车时的车库口处，执行一系列出口手续，告知控制系统自己的车 在哪个轿厢之内，控制系统控制升降机构运行，将目标轿厢送到该口处，司 机走上轿厢，进入车内，如果该车前面没有车辆阻挡，也即该轿厢内只存有 这一辆车，则司机可以直接开车离开轿厢，从车库另一个门驶离车库，取车 过程结束。如果该车前面有车辆阻拦，则司机将车倒出车库，掉头离开，取 车过程结束。 ( 4 ) 优点 该种设计方案，每个轿厢内可以同时容纳两辆车，车库存储容量得到 了成倍的增加。车库的出入口混合，每个口既可以是入口，也可以是出口， 增加了存取车的灵活性，减少了存取车的时间。在存取车高峰时间内，两个 口同时工作，减少了车辆的等待时间，具有很高的工作效率。不用配备换向 机构，减少了车库的设计难度，建造费用和复杂程度。 ( 5 ) 缺点 该种设计方案，由于每个轿厢内可以容纳两辆车，轿厢尺寸成倍增 长，建筑面积和建筑成本也会相应地增长。车库必须具有两个口，而且都不 具有换向设备，则必须在每个口前面给车辆留出足够的调头行驶空间，必然 会相应的增加车库的附属建筑面积。由于从两个口都可以驶离车库，这样该 种车库也不适合建筑在住宅小区的边缘处，而只适合建筑在小区靠中心的部 位。同样在小区中心处建立如此高层的车库建筑，必须在车库周围留有足够 的空间，以防止对住宅楼产生遮挡等影响。即使将其建筑在边缘处，在车辆 出口处也必须留出足够的空间来让车辆换向和开走。车库具有两个口，增加 了车库控制系统的设计与编制难度，增加了控制设备。对于内部建筑面积紧 张的小区来说，这种设计方案同样不是一个很好的方案。 5 ，出入口混合带换向双台式垂直循环立体车库 出入口混合带换向双台式垂直循环式立体车库，就是车库具备两个口， 每个口都既是出口也是入口。车辆存车时由一口驶入车库，取车时由一口驶 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 出车库，驶出口和驶入口可以是同一个，也可以时候不同的，视轿厢内存车 的情况而定。车库具有换向机构，车辆驶出车库时可以在换向机构上换向驶 离车库。车库的每个轿厢里面能容纳两辆车。 ( 1 ) 系统组成 整体框架、升降机构、换向机构、自动控制系统。 ( 2 ) 功能分析 整体框架对车库其它系统和车辆起到支承作用，并对车辆起到存储作 用。升降机构负责带动轿厢做循环运动，对车辆起到传输作用。换向机构负 责改换车辆的运动方向，对车辆起到调头作用。自动控制系统对车库起到整 体的控制作用。该类型立体车库的具体功与出入口混合单台式垂直循环式立 体车库类似。 ( 3 ) 存取车流程 存车的时候，司机将车开到车库前，经车库的控制系统确认车库内的 轿厢在该入口方向上还有空车位后，控制系统控制升降机构运行，将离入口 垂直距离晟近的一个轿厢送到入口处。司机在执行完一系列入口手续之后， 将车开到轿厢上面，下车，退出轿厢和车库，存车过程结束。如果在此入口 时，经控制系统查询车库内轿厢在该入口方向上没有空闲车位，则车辆可以 驶到另一个入口处，查询该入口方向上是否还具有空闲车位。取车的时候， 司机来到存车时的车库口处，执行一系列出口手续，告知控制系统自己的车 在哪个轿厢之内，控制系统控制升降机构运行，将目标轿厢送到该口处，司 机走上轿厢，进入车内，如果该车前面没有车辆阻挡，也即该轿厢内只存有 这一辆车，则司机可以直接开车离开轿厢，从车库另一个门驶离车库，取车 过程结束。如果该车前面有车辆阻拦，则司机将车倒出车库，倒到换向机构 上，换向机构旋转1 8 0 。，完成车辆的掉头工作，司机可开车离开，取车过 程结束。 ( 4 ) 优点 该种设计方案，每个轿厢内可以同时容纳两辆车，车库存储容量得到 了成倍的增加。车库的出入口混合，每个口既可以是入口，也可以是出口， 增加了存取车的灵活性，减少了存取车的时间。在存取车高峰时间内，两个 口同时工作，减少了车辆的等待时间，具有很高的工作效率。车库具有换向 机构，则车库口不用预留出车辆调头的空间，可以相应的减少车库的附属建 筑面积。 ( 5 ) 缺点 哈尔滨丁程大学硕十学何论文 该种设计方案，由于每个轿厢内可以容纳两辆车，轿厢尺寸成倍增 长，建筑面积和建筑成本也会相应地增长。由于设计了换向设备，增加了车 库的设计难度与建筑成本。车库必须具有两个口，需要两个换向设备，会相 应的增加车库的建筑面积。由于从两个口都可以驶离车库，这样该种车库也 不适合建筑在住宅小区的边缘处，而只适合建筑在小区靠中心的部位。同样 在小区中心处建立如此高层的车库建筑，必须在车库周围留有足够的空间， 以防止对住宅楼产生遮挡等影响。即使将其建筑在边缘处，在车辆出口处也 必须留出足够的空间来让车辆开走。车库具有两个口，增加了车库控制系统 的设计与编制难度，增加了控制设备。对于内部建筑面积紧张的小区来说， 这种设计方案并不是一个很好的方案。 2 1 3 车库总体方案的确定 现在我国人口数量多，密度大，尤其是一些相对发达与繁华的城市，人 口密度异常之大，住房需求量非常之多，相应的造成了土地建筑资源也非常 的紧缺。许多高楼大厦拔地而起，住宅小区也如雨后春笋般增加起来，但是 绝大部分小区的内部建设面积都非常的紧张与稀缺。同时，由于人们生活水 平的不断提高，私家车拥有量也在逐年的增加，住宅小区内必须为这些住户 提供足够数量的停车位置，这就决定了建筑面积的大小成了立体车库建筑形 式的第一个也是决定性的选择条件。 通过对上述五种方案进行比较与论证，出入口混合带换向单台式垂直循 环立体车库最适宜在大部分城市住宅小区内进行建设，因此被确定为本车库 的总体方案，根据上述论证可知其具有以下几个突出特点： ( 1 ) 占地面积小 该类形立体车库的占地面积与其它方案相比是最小的。它只有一个车 库门，只需要为其提供一个车辆出入和等待的通道即可。由于具有换向设 备，故不需要为车辆提供调头所用的空间。而且，由于它是单台式的，故 在车库的长和宽两个方向上，占地面积是最小的。 ( 2 ) 空间利用率高 有的小区没有整块很大的空地，无法建造双台或者多台式立体车库， 但是小区内有若干块比较小型的空地，如果这样的小区内车辆拥有量比较 多，可以考虑建造几个该类型的单台式立体车库，这样车库也不需要建造 的非常高。 ( 3 3 建筑方式灵活 哈尔滨t 稃大学硕士学位论文 该类型车库可以根据小区内的具体建筑布局而灵活的建造。如果小区 中心有足够的建筑空间，可以将其建造在小区中心，这样可以使每个用户 都能同样方便的存取车，而且如果能够配以美观的外形，还可以成为小区 内一道亮丽的风景。如果小区建筑面积紧张，建造在中心可能会对周围建 筑物产生遮挡等影响，由于该类型车库只有一个库门，完全可以将其建筑 在小区的边缘，而且不用担心为了增加车库的容量建筑得太高从而对周围 的建筑物产生遮挡。 ( 4 ) 可裁减性与可扩展性强 可以根据小区内车辆的多少而相应的更改车库的建造层数。对于车 辆保有量较大的小区，可以将车库设计的高一些，即层数多一些。对于 车辆保有量较小的小区，可以将建造层数设计的少一些。而且由于这样 的增减是在竖直方向上的，并不会因为建造层数的增多而增加车库的占 地面积。 ( 5 ) 适用性