三层三列式升降横移式立体车库的设计【机械毕业设计含5张CAD图+说明书论文1.6万字50页，任务书】
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!【包含文件如下】【机械设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc[16000字，50页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat
下载车板部件图.dwg
二层载车板部件图.dwg
升降大链轮.dwg
升降轴.dwg
装配图.dwg
立体车库外文翻译.doc
设计说明书.doc[16000字，50页]
任务书.doc
摘 要
在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上,以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象，选择三层三列式车库结构作为研究模型。综合考虑立体车库制造成本和运行安全的双重因素。
简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统也作了简单的说明，依据升降横移式立体车库的运行原理，运用机械设计相关知识进行了一系列传动方案的设计，包括提升系统的传动设计，横移系统的传动设计，还运用力学理论对升降横移式立体车库的结构进行了力学分析，包括升降横移式立体车库的框架结构的强度、横移传动系统中轴的强度和升降传动系统中轴的强度等。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际，在升降横移式立体车库中使用了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。
关键词：立体停车库；升降横移式立体车库；钢结构；安全措施
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪 论 1
1.1 课题来源与背景 1
1.2 机械式立体停车库发展概况 1
1.3 立体停车库分类及优点 3
1.4 研究升降横移式立体停车库的意义 6
1.5 升降横移式车库的工作原理 7
1.6 升降横移式库机械部分部件结构和功能 8
第2章 方案总体设计 10
2.1 方案总体设计 10
2.2 传动方案的设计 10
2.3 传动方案的选择 12
第3章 主框架部分 14
3.1 钢结构形式的选择 14
3.2 钢结构部分材料的选择 14
第4章 升降传动系统设计 16
4.1 升降电动机的选择 16
4.2 升降链传动的设计 18
4.3 升降轴的设计 20
4.4 联轴器及键的选择 22
4.5 轴承的选择 23
4.6 钢丝绳和滑轮的选用 24
4.7 卷筒的设计 24
4.8 升降轴的强度校核 25
第5章 横移传动系统设计 28
5.1 横移电动机的选择 28
5.2 横移链传动的设计 29
5.3 横移传动轴A的设计 32
5.4 联轴器及键的选择 34
5.5 轴承的选择与计算 35
5.6 横移车轮与导轨的选择 36
第6章 安全防护措施 38
6.1 防坠落装置设计 38
6.2 其他防护措施 39
第7章 车库的控制系统 40
结 论 42
致 谢 43
参考文献 44
- 内容简介：
-
黑龙江科技学院 毕业设计任务书 学生姓名： 舒阳欢 任务下达日期： 2011 年 12 月 19 日 设计开题日期： 2012 年 04 月 13 日 设计开始日期： 2012 年 04 月 16 日 中期检查日期： 2012 年 05 月 18 日 设计完成日期： 2012 年 06 月 04 日 一、设计题目 ： 升降横移式 立体车库的设计 二、设计的主要内容 ： 随着汽车工业的快速发展，在 我国 一些大、中城市相继出现了停车难 等问题 。 立体车库是当今社会的朝阳产业，是 改善城市交通，缓解城市停车难的新途径 。 要求 设计一款 升降横移式立体车库，重点是进行提升部分和横移部分的机械装置设计，选择最优方案，使其结构紧凑 、 合理。 设计合理的出入车库存取流程， 在实际使用中，可以提供安全、快速、便捷的停车服务 。 主要包括：（ 1） 总体方案设计 ；（ 2） 提升 机构的设计计算；（ 3） 横移 机构的设计计算 。 三、设计目标： 设计产品用于中小型轿车的停放，适用于商场、机关、单位、住宅小区等公共区域的汽车停放。三层七车位；限重 M=2500层限高 H=2m；二层及以上限高 H=宽 L=2m； 对主要零部件进行设计、计算、校核，完成规定的图量。 指 导 教 师： 院（系）主管领导： 2011 年 12 月 19 日 立体车库 一、 立体车库 的 概述 车辆无处停放的问题 是城市 经济和交通发展到一定程度的结果，车库设备在国外的发展，特别是在日本 有 近 30 的历史， 无论是技术上还是在经验上 都取得了成功 。 中国是在 20 世纪 90 年代开始开发的机械式停车设备， 距今已有10 年历史 。由于小区内很多新的家庭和停车位的比例为 1:1。为了解决停车位的大小 与住户商用面积的 矛盾 ， 机械式停车设备 以 平均 占地面积小的特点 ，深受广大用户 的欢迎。 机械车库与传统的自然地下车库，在许多方面显示出优越性。首先，机械车库具有突出的优势部分。以往的地下车库由于要留出足够的 行车通道，平均一辆车就要占据 40 平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高 80 90，如果采用地上多层（ 21 层）立体式车库的话， 50 平方米的土地面积上便可存放 40 辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。 机械车库 与 地下车库 相比 可以更有效确保人身和车辆的安全，在车库或车不停准位置 的情况下 ，整个电子监控设备将无法运行。应该说，机械车库 在管理上可以彻底做到人车分流 。 在使用机械式立体停车的地下车库，可以 不使用 采暖，通风 等设施 ，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机 械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样就可以充分发挥其 占地面积少 、 化整为零 优势， 住宅区每栋楼 可随机 设置 机械式立体停车库。这对 如今 车库短缺的小区停车难问题 的解决 提供了 便利 条件。 目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式， 巷道堆垛式 ， 垂直提升式、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式。 (一） 升降横移式 升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。 1. 产品特点 ： 1) 节省占地，配置灵活，建设周期短。 2) 价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。 3) 可采用自动控制，构造简单，安全可靠。 4) 存取车迅速，等候时间短。 5) 运行平稳，工作噪声低。 6) 适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。 2. 安全装置：防坠装置，光电传感器、限位保护器、急停开关等。 （二） 巷道堆垛式 巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用 于车位数需要较多的客户使用。 （三）垂直提升式 垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高（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，但占地却最小。 （四） 垂直循环式 产品特点： 1) 占地少，两个泊位面积可停 610 辆车。 2) 外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓。 3) 价格低，地基、外装修、消防等投资少，建设周期短。 4) 可采用自动控制，运行安全可靠。 二、 立体车库自动控制系统 现代大型建筑的主流是智能化大厦和小区，因此自动化立体停车设备或车库的自动控制系统将成为智能化大厦和小区的一个重要组成部分。操作简单、迅速，使用方便，安全可靠，维护量小，为用户提供一个安全、简易的使用环境，这是自动化立体停车设备的基本特点。停车设备的一切运行状况，车辆停放的时间，车辆存放交费情况，车库库容量，车辆存放高、低峰情况，等信息均可通过网络传送到智能化控制中心，通过智能化控制中心运算处理，与广播系统和各分部管理办公室相连，达到提前发布相关控制、管理信息，从而全部实现智能化管理 。通过大厦和小区的智能化控制中心还可与社会相关职能部门联网，将有关信息发布出去或收集进来，扩大车库的社会利用率和经济效益。这将是自动化车库的发展方向。 立体车库自动化控制系统主要包含以下五个子系统：自动收费管理系统，自动存取车系统，远程诊断系统，自动道闸， 监控安保系统。 以上子系统均由中央控制室统一控制，可为客户规划停车库管理形式，发布车库库存容量，控制车流方案。 （一）自动收费管理系统 自动收费采用非接触式 。 分长期卡与储值卡两种。对固定用户，发行长期卡，费用可在固定用户交纳管理费用时一 并交纳；对临时用户，发行储值卡，即：用户交纳的费用存在卡内，每次停车读卡自动从卡中扣除费用。 （二） 自动存取车系统 自动存取车系统一般由小型可编程控制器 制，包括卡号识别与移动载车盘两个过程。用户进入车库时，在门口刷卡进入，读卡机自动把数据传送到制系统， 统通过判断卡号，自动把对应的载车盘移动到人车交接的位置，开启车库门，缩短存取车的时间。存车时，司机按照指示灯信号指引入库，只有当车辆停放在安全位置后，停车正常指示灯才会亮启。存取车完成后，车库门自动关闭。移动载车盘时，系统严格按照 各种检测信号的状态进行移动，检测信号包括超长检测、到位检测、极限位置检测、人员误入检测、急停信号检测等。若有载车盘运行不到位或车辆长度超出车库允许的长度，所有载车盘将不进行动作，若检测到急停信号，将停止一切动作，直至急停信号消失。以上信号均为硬件信号，除此之外，还可从控制软件中设置保护信号，比如时间保护，以保证因硬件损坏而导致信号失灵时保证主体设备及车辆的安全。 （三）远程诊断系统 现场控制器可以通过网卡、 网络设备与控制中心的局域网相连接，可以通过 现远程管理，监测现场运行情况，当现场 出现故障时，在控制中心即可进行解决，方便管理人员、安保人员异地办公。 （四）自动道闸 在车库出入口处各设非接触式读卡器、感应线圈及道闸，用户在车库出入口处刷卡后，系统自动判别该卡是否有效，若有效，则道闸自动开启，通过感应线圈后，自动栅栏自动关闭；若无效，则道闸不开启，同时声光报警。 （五）监控安保系统 监控安保系统是指在中央控制室进行监视控制车库现场的运行状况。它具有运动检测、车牌识别、网络连接、各种类型的报警系统实现连动等功能，可以实现无人看守。 系统简介： 视频监控功能：在车库各出入 口，值班室和车库内主要区段安装定焦摄像机，在大范围车位区安装球形云台，以便实现对车库全方位的实时监控。如果在车库光照条件不好的情况下，可选用黑白摄像机。 运动检测功能：可以在夜间设置车库的运动检测区域，当检测区有移动目标时，运动检测功能发出报警信号，提醒值班人员。 车牌识别功能：它能够设置车库参照车辆的车牌、车型。当参照车辆进入车库监视区域，系统自动对比参照车辆图像，有异常情况，发出报警信号，并自动切换和记录相关图像。 报警连动功能：可以连动各类报警主机，如启动继电器发出声光报警通知安保人员自动放下道闸拦 截车辆出入。 数字录像功能：可以连续记录一个同在车库所发生事件，可以同步回放多个图像，可选择任意图像进行整体放大和局部放大，记录、回放、备份可同步进行各种信息。 据介绍，已经开始有越来越多的居住小区开始采用机械停车库了。考虑到成本及维修，目前多数小区采用的是多层升降横移式立体停车设备，大规模的仓储式机械停车库还很少。升降横移式立体停车设备的泊车流程示意如下： （一）红绿黄指示灯指示车库运行状态。 红色指示灯指示有人正在进行操作，请稍候；绿色指示灯指示目前无人操作，可进行操作；黄色指示灯指示有故障发生，车 库不能工作。 （二）存车操作 司机驾驶车辆从车库入口进入。在入口处的非接触式读卡机前感应区域晃以下自己的 ，感应过程完毕，栅栏自动升起，司机开车进入车库。车辆进入后，栅栏自动关闭。划卡的同时，控制器读取车位号，车库内对应的载车盘自动移动到人车交接的位置，车库单元门自动打开。司机开车进入，停车到位，拉手刹，下车走出车库，用 在车库出口处晃一下 ，车库单元门自动关闭。完成存车操作 （ 三 ） 取车操作 司机进入车库时，在入口处的非接触式读卡机前感应区域晃以下自己的 ，控制器自动读取车位号， 车库内对应的载车盘自动移动到人车交接的位置，车库单元门自动打开，司机进入车库，开车出来，在车库出口处的自动读卡机前感应区域晃一下自己的 ，感应完毕，读卡机接受信息，上位控制机自动记录、扣费，栅栏自动升起，司机开车出场，出场后，栅栏自动关闭；同时，控制器自动读取车位号，对应的车库单元门自动关闭。取车操作完毕。 车库在运行过程中，有完备的自我保护装置。一系列光电开关、接近开关、行程开关等对载车盘准确运行到位起着决定性的作用；独特的防坠落装置、断绳报警装置、超速保护装置对车辆的安全起到保护作用。 车辆超长检测 、车辆停车不到位检测、以及人员误入检测等信号对车辆及人员的安全起着决定性的作用。 三、实例介绍 去年，我公司承接了北辰绿色家园小区地下立体停车库，该车库采用升降横移式机械立体设备，为用户建造了 718 个车位，从根本上解决了用户停车难的问题，在保证停车的前提下，增加了绿地面积，改善了小区的居住环境，深受住户好评。现以此为实例对升降横移式立体停车设备的自动控制系统进行介绍。 此车库为升降横移式立体停车设备，共有 24 个单元，每个单元分为前后两排，共三层，即上层、中层、下层，前后排各有 8 个车位，共 16 个车位。中层为车道层，用户在中层完成出入库人、机、车交接作业操作。每个车位编号如下： 其中 AR 为载车盘所在位置编号， 116 为载车盘（停放车辆）编号。 13为前排上层载车盘， 45 为前排中层载车盘， 68 为前排下层载车盘， 911 为后 排上层载车盘， 1213 为后排中层载车盘， 1416 为后排下层载车盘， “中 ”为过桥车代号（为后排车出入库搭桥）。 13， 68， 911， 1416 只能上下移动，45， 1213，中只能左右移动。 该立体车库的自动存取车控制系统包括弱电与强电两套系统。弱电系统主要包括各种信号的采集， 报警与控制输出。强电系统包括载车盘电机控制线路。 （一）弱电系统： 1. 检测信号： 车库检测信号是控制程序执行的重要依据。控制程序根据检测到的信号顺序执行，控制输出。 对每个上、下层载车盘，其运行状态只有上升、下降动作，载车盘停放位置只有上位或下位，所以都有以下检测信号：载车盘上认趾，载车盘上极限，载车盘下认趾，载车盘下极限。在载车盘上位，均设有安全挂钩，挂钩也为两种状态，即挂钩通电打开和断电闭合，并通过一个特定的行程开关来获取挂钩状态信息。载车盘向上运行过程中，检测到上认趾信号，则自动停止运行， 如果上认趾开关被损坏，系统未检测到信号，载车盘会继续向上运行，当运行到上极限开关处时，上极限信号就会切断电机电源，使电机停电，无法继续运行，起着双重保险的作用。载车盘向下运行过程中，首先打开对应的挂钩，系统检测到挂钩打开的信号后，系统开始下降，如果挂钩未打开，载车盘不会下降。下降过程中，当检测到下认趾信号时，自动停止运行，如果下认趾开关被损坏，系统未检测到信号，载车盘会继续向下运行，当运行到下极限开关处时，下极限信号就会切断电机电源，使电机停电，无法继续运行，起着双重保险的作用。 设有延时保护，在载车 盘开始运行的同时， 始计时，当计时时间到，而载车盘未运行到位时，载车盘停止运行，同时系统报警。另外，若两道认址开关均被损坏，载车盘运行到位而无信号返回时，载车盘会继续向上或下运行，从而发生不可预料的事故，但通过 时间保护，则可对载车盘的运行起到第三层保护的作用。 对中层载车盘，其运行状态只有左、右移动动作，载车盘停放位置只有左位或右位，所以有以下检测信号： 4 在 D 位， 4 在 5 在 5 在 F 位， 12在 M 位， 12 在 N 位， 13 在 N 位， 13 在 O 位。 4 号载车盘右移时，检测到 停止运行；左移时， 检测到 D 位信号，则停止运行。 5 号载车盘右移时，检测到 F 位信号，则停止运行； 5 号载车盘左移时，检测到 停止运行。 12 号载车盘左移时，检测到 M 位信号，则停止运行；右移时，检测到 N 位信号，则停止运行。 13 号载车盘左移时，检测到 N 位信号，则停止运行；右移时，检测到 O 位信号，则停止运行。 由于此车库为前后双列停放车辆，后排车的出入就得依赖前排的过桥车，过桥车的控制将是后排车出入的关键。过桥车有三个运行位置，即左、中、右，所以有三个检测信号：过桥车在 D，过桥车在 E，过桥车在 F。 另外，每个车位设有车辆超长检测 ，当系统检测到超长信号时，所有载车盘均不能动作，以保护车辆的安全。车库入口处设有人员误入检测，防止人员在载车盘运行过程中误入，发生意外；也有在车库入口处设有升降门或栏杆，起着防止人员误入的作用，但升降门或栏杆的开启关闭受系统运行状态联锁控制。 2. 急停信号： 系统必须在明显处设有急停开关，当发生意外时，按下急停开关，断所有电机的电源，使载车盘无法继续运行，以保护人员及设备的安全。 3. 输出控制信号： 系统输出控制信号包括控制电机运行方向信号，控制电机运行信号，控制电磁铁得、失电信号，控制灯光报警 信号，控制车库照明信号。 （二）强电系统： 强电部分包括控制电机正反转接触器，控制电机运行接触器。 出信号给接触器线圈，控制接触器的接通与关断。 （三）系统设计： 系统采用 制，分设自动，手动，检修三种状态。检修状态下，所有检测信号不参与控制。在手动与自动方式时，所有信号进入 照外部检测信号，输出控制信号，控制电机正反转接触器线圈和电机接触器线圈，以控制各载车盘运行。 系统联动联锁控制： 1、 上层载车盘不在上位或运行不到上位，中层载车盘及过桥车不能运行。 2、 下层载车盘不在下位或运行不到下位中层载车盘及过桥车不能运行。 3、 中层载车盘及过桥车运行不到位，上下层载车盘不能运行。 4、 前后超长开关只要被遮挡，所有载车盘都不能动作。 5、 入口处人员误入被遮挡，所有载车盘都不能动。只有通过 “复位 ”按钮，才可解除此联锁。 6、 安全挂钩不在开启位置，无下降动作。 7、 任何载车盘触发上、下极限限位开关，立即断所有电机电源。 8、 急停按钮按下，立即断所有电机电源。 此项目已验收并投入使用，就使用情况来看，不仅占地面积相对扩大了 4倍，而且 ，经实地测试，最长的出车时间为 85 秒，真正做到了 空间利用率高；运行速度快，存 /取车时间端。智能化控制，操作简便；耐用性高，维护方便。 四、结束语 “车库 ”是大中城市的热门话题，国家经贸委将 “城市立体车库 ”列为 “近期行业技术发展重点 ”，随着家用汽车的不断增加，公共场所及社区内存车矛盾、车挤绿地的问题将会越来越突出，在人们对生活质量和环境意识不断增强之时 “车库 ”日渐成为热门话题，机械自动化立体车库将会在新开发的楼盘及商业里大显身手。 1、 A is of to a in 0or in of a is in of 990s 0 in As :1. To of D an of a s of in to a of to an 0 If of to of 0% 0%, If 21 50 of be on 0 be to in or It be do a of In ve of in of is in a to of of or to a be up to of in in of (1) be in as of a to on 1. 1) 2) a on 3) 4) to a 5) a 6) to of 2. a (2) as a so o to a (3) to of a be by of (4) 1) an of 2) be 3) 4) 2、 So or an of to to a to is of in be of of to of to or of be of of of of (1) C IC of of On (2) LC at to LC to to in in a be of in in If is in or in of of no If to in be to as of to to to of (3) to of in be to (4) In of of in of if If is (5) is in of It of be On in to on If of up in of a it up of a a If of to of it a of in be of to be of an of to a of is a 1) of is no to 2) in of At of C to is to to to in of C in C to 3) at to C to to in of C to to in of a A of on in to a to of is in a of a 3、 my to of 18 to of in of of by of a t- I - 摘 要 在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上 ,以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象，选择三层三列式车库结构作为研究模型。综合考虑立体车库制造成本和运行安全的双重因素。 简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统也作了简单的说明，依据升降横移式立体车库的运行原理，运用机械设计相关知识进行了一系列传动方案的设计，包括提升系统的传动设计，横移系统的传动设计，还运用力学理论对升降横移式立体车库的结构进行了力学分析，包括升降横移式立体车库的框架结构的强度、横移传动系统中轴的强度和升降传动系统 中轴的强度等。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际，在升降横移式立体车库中使用了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。 关键词： 立体停车库；升降横移式立体车库；钢结构；安全措施 - n of on to a of as to as of of on of a of of to of is of In to to to is in to so as to of be 目 录 摘 要 . I . 1 章 绪 论 . 1 课题来源与背景 . 1 机械式立体停车库发展概况 . 1 立体停车库分类及优点 . 3 研究升降横移式立体停车库的意义 . 6 升降横移式车库的工作原理 . 7 升降横移式库机械部分部件结构和功能 . 8 第 2 章 方案总体设计 . 10 方案总体设计 . 10 传动方案的设计 . 10 传动方案的选择 . 12 第 3 章 主框架部分 . 14 钢结构形式的选择 . 14 钢结构部分材料的 选择 . 14 第 4 章 升降传动系统设计 . 16 升降电动机的选择 . 16 升降链传动的设计 . 18 升降轴的设计 . 20 联轴器及键的选择 . 22 轴承的选择 . 23 钢丝绳和滑轮的选用 . 24 卷筒的设计 . 24 升降轴的强度校核 . 25 第 5 章 横移传动系统设计 . 28 横移电动机的选择 . 28 横移链传动的设计 . 29 横移传动轴 A 的设计 . 32 联轴器及键的选择 . 34 轴承的选择与计算 . 35 - 横移车轮与导轨的选择 . 36 第 6 章 安全防护措施 . 38 防坠落装置设计 . 38 其他防护措施 . 39 第 7 章 车库的控制系统 . 40 结 论 . 42 致 谢 . 43 参考文献 . 44 - V - . I . 1 . 1 . 1 . 3 of . 6 of . 7 8 . 10 of . 10 . 10 of . 12 . 14 . 14 . 14 . 16 . 16 . 18 . 20 . 22 . 23 . 24 . 24 . 25 . 28 . 28 . 29 . 32 . 34 . 35 - . 36 . 38 . 38 . 39 . 40 . 42 . 43 . 44 - 1 - 第 1 章 绪 论 课题来源与背景 近几年来，随着汽车工业和建筑业两大支柱产业的快速发展，在一些大、中城市相继出现了停车难和乱停车的现象。在解决城市停车难的问题中，欧美国家和亚洲国家采取的措施有所不同。但立体化停车是各个国家都 积极采取的措施，尤其是全自动化的机械式立体停车库，在很多国家和地区都得到了快速的发展。 机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。机械式立体停车设备以其独特的优点 ，引起了各界的重视，得到了广泛的应用。机械式立体停车库可充分利用空间，在有限场地上，最大限度停放车辆，是改善城市交通，缓解城市停车难的新途径。 就当前社会对于立体停车库的需求，本文介绍了各种型式立体停车库的特点，选出了一种能广泛满足社会需求的机械式立体停车库 ， 升降横移式立体停车库 作为研究对象 ，它也 是比较典型的机电一体化产品。一些大城市已运用其实现许多停车问题。该车库依据升降横移类机械式停车设备运行原理 ，采用钢架结构搭建而成。 机械式立体停车库发展概况 机械式停车设备的应用已有 30 多年的历史了。发展较早、较好的有日本、韩国、德国等。在亚洲，机械式停车设备采用较早应用较普遍的是日本、韩国和我国台湾省。 日本从事机械式立体停车库及其设备开发、制造的共有 200 多家，其中生产机械式立体停车设备的约 100 多家，比较大的公司有新明和、日精、三菱重工、大福、日成、东急、内外及昭和起重机等，产品既有出口的， 也有进口的 1 。 韩国机械式停车设备行业的发展历程比较平稳。 20 世纪 70 年代中期为起- 2 - 步阶段， 80 年代为引进阶段， 90 年代为供应使用阶段。由于这几个阶段受到了政府的高度重视，各种机械式停车设备得到了普遍的开发和利用，年递增速度达到 30%； 2000 年以来为发展阶段，自动化停车设备将随供应量不断的扩大而迅速发展。 我国在 20 世纪 80 年代初开始研制和使用机械式停车设备。 80 年代是起步阶段， 90 年代以来，随着汽车工业和建筑业的发展，尤其是轿车进入家庭后，停车设备的应用逐步推广 ，己经形成了新兴的停车设备行业，步入了引进、开发、制造、使用相结合的初步发展阶段。现在从事停车设备制造的企业数约有 100 家，其中主机生产企业超过 50 家。首批获得国家颁发的立体停车设备制造企业资质的企业有 22 家。产品经引进技术和自我研制开发，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，控制型式有按钮式、 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 ； 传动装置采用内藏式，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；机构中采用了模块化设计，这样便于组合使用，又易于安装拆卸，且可缩短施工周期 ;还采用一些新材料、新工艺，如采用 H 型钢做钢梁，组合的镀锌板或一体成型的镀锌板坐载车板；安全保护方面采用了声光引导、定位装置及自动消防灭火系统等。目前品种的满足率己达 90%左右，有的品种填补了国内空白，产品国产化率达到 50%以上。 由于很多新建小区内住户与车位的配比为 1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都 显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据 40 平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高 80 90，如果采用地上多层（ 21 层）立体式车库的话， 50 平方米的土地面积上便可存放 40 辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。 机械车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。 在机械车库中采用机械 存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中- 3 - 的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。 立体停车库分类及优点 1. 立体停车库的分类： 停车库就其结构特征来分类，可分为平面式及立体式，平面式又分为地下平面式停车库、地上平面式停车库；立体停车库又可分为自行式立体停车库、半自动立体停车库和全自动立体停车库，而全 自动立体停车库还可分为两层或多层平面式全自动立体停车库、竖向密集型全自动立体停车库以及特殊造型结构全自动立体停车库。 目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式 3 。 (1). 升降横移式 升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。 图 1升降横移式立体停车库 - 4 - 产品特点： 1) 节省占地，配置灵活，建设周期短。 2) 价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。 3) 可采用自动控制，构造简单，安全可靠。 4) 存取车迅速，等候时间短。 5) 运行平稳，工作噪声低。 6) 适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。 安 全装置：防坠装置，光电传感器、限位保护器、急停开关等。 (2). 巷道堆垛式 巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。 图 1巷道堆垛式立体停车库 (3). 垂直提升式立体车库 垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高（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，但占地却最小。 - 5 - 图 1垂直提升式立体停车库 (4). 垂直循环式 图 1垂直循环式立体停车库 产品特点： 1） 占地少，两个泊位面积可停 610 辆车。 2） 外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓。 3） 价 格低，地基、外装修、消防等投资少，建设周期短。 4） 可采用自动控制，运行安全可靠。 - 6 - 2. 立体车库的优点： 立体停车系统，特别是自动立体停车设备在国际上发展迅猛，在国内倍受青睐是因为比原有的老式停车库有着较多的优点 2 ： 1). 高倍率的技术经济指标 自动立体停车库停车容量大。占地面积小，也可停放各种类型的车辆，特别是轿车。而投资却比同等容量的地下停车库少，施工周期却短，耗电省，占地面积也远比地下车库少。 2). 外观同建筑协调， 管理方便 自动立体停车库最适合用于商场、宾馆、办公楼前、旅游区。在老式却独具风格的建筑物前，采用优质合金材料，用新型装饰材料，可以达到耳目一新的效果。 许多装置基本无须专门的操作人员，一个司机就可单独完成。 3). 完备的配套设施及 “ 绿色 ” 环保 自动立体车库具有完整的安全系统，如障碍物确认装置、紧急制动装置、防止突然落下装置、过载保护装置、漏电保护装置、车辆超长及超高检测装置等等，如果应用于公共场合，还可以配有计时装置，满足收费要求。存取过程可由人工完成，也可以配 备计算机设备全自动完成，这也给今后的开发设计留有大的空间。 由于车辆在存取过程中只在极短的时间内低速行驶，故而噪声、排气极其轻微。 研究升降横移式立体停车库的意义 升降横移式立体停车库是一种比较典型的机电一体化产品形式，它主要涉及机械、电子、建工等多个领域，它需要各方面的专业技术人员协同工作 。在现代化大都市中，升降横移式立体车库己经渗入到人们的各个生活领域 ，在机关、宾馆酒店、医院和居民区等许多地方，升降横移式立体停车库成了一道必不可少的基础设施。但是我国的机械式停车库技术发展比较晚，大部分还沿 用着日本 80 年代的技术。随着我国经济的飞速发展，轿车拥有量的迅速膨胀，机械式车库的现有功能已落后于人们的要求。现有车库技术的不足主要表现在取车得时间比较长，智能化程度比较低，安全程度不够，设计 形- 7 - 式 比较陈旧。上海和北京等地现有的许多高质量的立体停车库，都是运用大量的外汇从国外进口的，并且售后服务也得不到令人满意的保障。为了打破这种依赖进口的格局，打出具有自身特色的车库产品，就得要在原有技术上有重大突破，从而带动国内车库行业的发展，因此 ， 对升降式立体停车库的系统研究显得尤为重 要。 升降横移式车库的工作 原理 升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或横向平移存取停放车辆的机械式停车设备。升降横移式立体车库每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升、降、横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。停泊在这类车库地面的车只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可进入车库内将汽车开进或开出车库。 图 1七车位升降横移式立体车库工作原理图 图 1一个地上 7 车位的升降横移式停车设备，其工作原理是：三层三个车位可以升降，二层两个 车位可以升降和平移，一层的两个车位只能横向横移，空车位供三层和二层的车位下降时借用。 1 、 2 号车位可以直接存放车辆； 7 号车位需下降后再存放车辆； 3 号车位，则需先将 1 号和 2 号载车板右移，再将 3 号载车板下降； 4 号车位，则需先将 2 号载车板右移，再将- 8 - 4 号存车板下降； 5 号车位需要先将 1、 2、 3、 4 号四个载车板右移，再将 5号载车板下降； 6 号车位则需要先 将 2、 4 号载车板右移 ，再将 6 号载车板降下。由于升降横移式停车设备对场地的适应性强，介绍系统各机械部分部件结构和功能可根据不 同的地形和空间进行任意的组合、排列，规 模可大可小，对土建的要求比较低，因此，应用非常广泛。 升降横移式库机械部分部件结构和功能 以三层三列式立体车库为模型建立研究对象。升降横移式立体车库主要由结构框架部分、载车板部分、横移系统、提升系统、控制系统、安全防护系统六大部分组成。下面我们重点对车库的主要组成 (图 1进行分析。 图 1升降横移式立体车库主要组成 (1) 结构框架 立体车库一般主要以钢结构和钢筋混凝土为主，在升降横移式车库中 选用钢架结构 (如图 1。 结构主体采用热制方钢、角钢和钢板等型材制造，具有 较好的强度和刚度，轻巧、美观，并可二次拆卸安装，运输方便。 (2) 上载车板及其提升系统 - 9 - 每块上载车板都配有一套独立的电机减速机与链传动组合的传动系统。其工作原理如图 1电机顺时针旋转时，载车板上升，电机逆时针旋转时，载车板下降。根据载车板及车重确定链条所需的传动力。根据传动力及载车板的移动速度确定电机功率。根据车身高度确定上下载车板间的距离，根据这个距离确定链条的长度，最后根据传动力确定链轮大小，链节形状及大小。 (3) 下载车板及其横移系统 由于下载车板不需悬挂链条，所以为了节省材料，下载车板 比上载车板要短。每块下载车板后部都配有一套独立的电机减速机传动系统。在下载车板底部装有四只钢轮，可以在导轨上行走，其中两只为主动轮，装于长传动轴两端，另两只为独立安装的从动轮。电机减速机驱动长传动轴运转，长传动轴上的主动钢轮在导轨上滚动行走从而使下载车板作横向平移运动。根据载车板及车辆的重量、行走速度、滚轮与导轨间的摩擦系数确定横移电机的驱动功率。 (4) 安全装置 上载车板上装有上下行程极限开关和防坠落安全装置。防坠落安全装置装在纵梁与上载车板上停位之间，在纵梁两测各装两只挂钩，上载车板两侧相应位置处各 装两只耳环，当上载车板上升到位后，纵梁下面的四只挂钩便自动套入四只耳环内，以防止升降电机常闭制动器慢释放后，上载车板在汽车和载车板本身的重力作用下慢慢下滑，压坏下层汽车。另外也防止制动器一旦失灵，上载车板从上停车位坠落，砸坏下层汽车。下载车板的安全装置主要是行程极限开关和防碰撞板。行程极限开关的作用是使载车板横移到位后自动停止。防碰撞板的作用是：下载车板横移时，如果碰撞到人、遗留行李或车主宠物时，切断横移电机电源，横移停止。 (5) 控制系统 升降横移式立体停车设备的控制系统采用 编程序控制器控制， 主要有手动、自动、复位、急停四种控制方法。自动控制应用于平时的正常工作状态，手动控制应用于调试、维修状态，复位应用于排除故障场合，急停应用于发现异常的紧急场合。对于本文中所列的 7 车位升降横移式立体停车设备， 要要控制二、三层五个升降电机的正反转和一、二层四个横移电机的正反转。此外要控制上层车位上安全钩的电磁铁和系统报警显示装置等。 - 10 - 第 2 章 方案总体设计 方案总体设计 升降横移式立体停车库的结构设计在整个车库中非常重要，主框架部分、载车板部分和传动系统是升降横移式立体停车库的主要组成部分， 主框架部分承担着整个升降横移式立体停车库的总量，而且它的轻重、稳定性和可靠性以及载车板部分还影响着整个立体停车库的重量、材料和成本的多少以及安全性，传动系统决定着升降横移式立体停车库运行的好坏，所以如何设计主框架部分、载车板部分和传动系统成为影响整个立体停车库的关键因素。 1. 总体布局 ： 根据预期的设计要求，要达到 7 车位的中小型轿车的存取目标，本次设计的车库采用三层结构，一层和二层各两个停车位和一个空位，三层三个停车位。需要场地大概为长 8m，宽 6m，高 6m。 2. 驱动机构的设计与选择 ： 本次设计是针 对的轿车的存取，可以满足驱动力要求的机构可以是液压马达或液压泵，柴油机，汽油机和电动机等。在车辆存取的过程中，要求升降或者横移动作平稳，并且考虑到噪声的大小和启动的频率以及便于控制，本次设计采用电动机作为驱动机构。 3. 提升方式的设计与选择 ： 提升的方式有链提升和钢丝绳提升等，通过分析，本次设计采用钢丝绳提升，并采用双滚筒，可以实现平稳提升，并可以提升结构设计的简化。 传动方案 的设计 机械传动系统主要功用是传递原动机的功率，变换运动的形式以实现预定的要求。传动装置的性能、质量及设计布局的合理与 否，直接影响机器的工作性能、重量、成本及运转费用，合理拟定传动方案具有十分重要的意义。一般常用以下几种传动方案 ： 方案一：带传动，易于实现两轴中心距较大的传动；具有传动平稳，缓- 11 - 冲、吸振的特性；结构简单，成本低；可起过载保护作用。 1234图 2带传动 方案二：链传动，平均传动比准确，工作可靠，效率较高；传动功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；可在恶劣环境中工作；易于实现较大中心距的传动；结构轻 便，成本低。 12345图 2链传动 方案 三 ：直齿轮传动， 传动效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命较长，传动准确平稳，承载能力高 ，功率和速度适应范围广。其结构如图 2 - 12 - 12345图 2直齿轮传动 传动方案 的选择 好的传动方案除应满足工作机的性能和适应工作条 件外，还应尺寸紧凑、成本低廉，传动效率高等。故对更方案进行价值分析，由表 35 。 表 2定性判定与价值对应 判定 不用 差 中等 满意 较好 好 很好 超目标 理想 价值 P 2传动方案选择的使用价值表 设 计 指 标 加权因子方案二 方案三 价值1 率 率 周速度 13 - （续表） 设
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