旋转式立体车库论文

旋转式立体车库 摘 要 立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施 随着城 市汽车保有量的不断增加 停车难问题己经成为大中型城市的一个普遍现象 机械式立体车库可充分利用上地资源 发挥空间优势 最大限度地停放车辆 成为解决城市静态交通问题的重要途径 随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展 拥有私家车的家庭越来越多 而与此相对应的是城市停车状况的尴尬 以北京市为例 截止 2006 年底 市区 仅有公共停车场 827 处 共计车位 5 6 万个 仅占市区机动车拥有量的 8 5 停车环境与城市规划的矛盾十分突出 上海的情况也让人无法乐观 仅有的 227 个地下车库使用面积不足 60 万平方米 只能满足 1 3 万辆机动车停放的要 求 路边停车渐呈泛滥之势 比例高达 64 而且还有继续上升之势 据建设 部城市交通工程技术中心对全国 15 个大城市停车现状的调查 城市机动车保有 量与停车位之比平均为 4 84 1 这一比值对于渴望 车者有其位 的车主来说 形式不容乐观 停车难产生最主要的原因是城市建设规划上的准备不足 上世 纪 80 年代初期 北京市权威部门对 2000 年北京汽车发展数的预测仅仅是 70 万 80 万辆 而事实上到新世纪钟声敲响之前 北京市汽车总量则足足比预期多 了 100 万辆 其中私人小客车的数量就高达 45 万辆 面对迅速发展的城市车流 停车设施建设的落后也就不足为奇 据建设部停车技术开发推广中心介绍 北 京市停车设施的 欠账 最保守估计应为 20 30 停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通 车辆停放状态 问题 静 态交通是相对于动态交通 车辆行驶状态 而存在的一种交通形态 二者相互 联系 互相影响 停车设施是城市静态交通的主要内容 随着城市的不断发展 各种车辆的不断增加 对停车设施的需求也在不断增加 如果两者之间失去平 衡 城市里就会出现停车难的一系列问题 数据显示 最近几年我国城市机动 车辆平均增长速度在 15 20 而同时期城市停车基础设施的平均增长速度只 有 2 3 特别是大城市的机动车拥有量的增长速度远远超过停车基础设施的 增长速度 因此 我们必须重视城市停车难的问题 并积极探求解决的措施 专家们指出 解决城市静态交通问题 大体分为软硬两种措施 所谓软措 施 就是通过政策法规 限制路面停车 提高停车场利用效率 使部分车主更 愿意改乘公共交通工具 以减少机动车对停车场的需求 而硬措施 主要包括 增建停车场 建设地下及立体停车场 利用其它空间满足停车需求 而无论采 取什么措施 在规划后再收拾残局 于局限内弥补不足 政府和管理部门所需 投入得精力和资金都不小 随着人类社会的不断进步和科学技术的发展 人类的生产 生活方式趋于 集中 城市的规模越来越大 人们在城市里的生存空间却越来越小 于是出现 了要利用空间的理念 城市中开始建设立体建筑 立体交通和立体停车 作为 现代大都市的标志 城市中心商住区高楼大厦林立 社区道路 高架交通干道 立交桥和地下铁路 编织出城市立体交通网 汽车的住宅 停车场也有了长足 的发展 由平面停车向立体停车 由简单的机械车库向计算机管理高度自动化 的现代立体停车演变 成为具有较强的实用性 观赏性和适合城市环境的建筑 伴随着汽车进入家庭 城市动态 静态交通管理制度的不断完善和人们对居住 环境要求的提高 给停车产业提供了前所未有发展机遇 停车产业市场前景广 阔 作为现代大都市的标志 立体建筑和立体交通都有了显著发展 道路拥挤 车满为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音 发展立体停车已成为人们 的共识 目前我国经济正处在高速发展时期 随着人们生活水平的不断提高 汽车进入家庭的步伐正在加快 停车产业市场前景广阔 机械式立体车库既可 以大面积使用 也可以见缝插针设置 还能与地面停车场 地下车库和停车楼 组合实施 是解决城市停车难最有效的手段也是停车产业发展的必由之路 当 前 我国许多大城市如北京 上海 深圳都开始大力发展机械式立体停车产业 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 在地下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 近年来 随着经济的发展 我国的城市化水平加快和人民生活水平的提高 汽车数量 的不断增加 截至 2003 年底 我国个人汽车保有量为 12427672 辆 其中 个人轿车 4890387 辆 比 2002 年增加 1462441 辆 增长率为 42 7 但与此同时 汽车停车场地的 增长却不能与之同步 汽车泊位与汽车数量的比例严重失调 由此带来停车难 违章停车 停车管理困难等一系列问题 当以往的路边 人行道上停车 地下或地面停车场均解决不 了上述问题时 采用机械式立体停车设备是一个非常有效的措施 机 械 式立 体停车设备 又名立体车库 它占地空间小 并且可最大限度地利用空间 安全方便 是解决城市用地 紧张 缓解停车难的一个有效手段 国家计委已明确机械式立体停车设备及城市立体停车 场为国家重点支持的产业 1998 年 1 月 1 日起执行的 国家计委 6 号令 把机械式停车序 和立体停车场列入 国家重点鼓励发展的产业 产品和技术日录 国家海关总署对机械式 停车产品规定 国内投资项目给予免征进口税 上述措施为我国立体车库产业的成长提供 了良好的条件 也为我国解决城市停车间题提供了机会 可以预见立体车库具有非常广阔 的市场前景 早在 50 多年前 立体停车就在国外有所发展 先后出现了针对家庭使用的 双层停车设备 利用住宅空地建起 2 4 层升降横移停车设备 适合城市中心商 住区使用的停车楼和停车塔 利用广场 建筑物下面的空间建设地下车库 自 70 年代末起 世界经济高速发展 汽车逐渐普及 保有量不断增加 迫使地少 人多 车多的国家 地区和一些发达国家积极开展了机械式停车技术的研究开 发和制造应用 以日本 美国 德国等为代表的发达国家在停车技术领域的研 究处于世界领先水平 韩国和我国的港 澳 台地区的停车业也通过引进 移 植制造 得到了蓬勃发展 较好地解决了本地区的停车难 并开始向外输出技 术和出口产品 国外高容量的立体车库 目前世界停车产业正向多元化发展 其停车技术几乎包含了当今机械 电 子 液压 光学 磁控和计算机技术等领域的所有成熟先进技术 机械方面 应用了许多新材料 新工艺 设备结构采用模块化设计 便于组合使用 易于 安装拆卸 钢结构选用新型优质钢材 既提高了设备的强度和刚度 又使设备 轻巧美观 载车板采用一次成型的镀锌板或彩涂板组装 美观 强韧 耐用 控制技术方面 广泛采用可编程序控制器和矢量变频变压调速闭环控制技术 使运行高速平稳 节省电力 振动和噪音也趋于最小 控制形式有 按钮式 锁匙式 IC 卡式 键盘式 触摸屏式 遥控式等 安全元件采用各种光栅显示 屏 光电管 机械式行程开关 磁性接近开关 光敏感应开关等 安全保护装 置日臻完善 如汽车出入声光引导和定位 汽车尺寸和重量自动识别 限速保 护与多重机构互锁 停车泊位自动跟踪 链条和钢丝绳长度超范围报警和弹性 变形自动补偿 汽车图象摄影对比安全检测 自动消防灭火系统等 日本是最早应用机械式车库的国家之一 其在上世纪 60 年代初就开发并使 用可最大限度的利用空间的机械式停车设备 当时日本全国汽车保有量大约为 500 万辆 大多采用的是垂直循环式停车设备 从 80 年代开始 日本开始向亚 洲地区的韩国 中国及台湾地区出口产品及技术 韩国机械车库技术是日本机 械停车技术的派生 其机械停车产业从 20 世纪 70 年代中期开始起步 80 年代 开始引进日本技术 经过消化生产和本土化 90 年代开始为供应使用阶段 由 于这几个阶段得到政府的高度重视 各种机械停车设备得到普遍开发和利用 韩国近几年增长速度都在 30 左右 目前韩国停车设备行业进入稳步发展阶段 我国机械式车库的早期研究开发工作是从 80 年代中期开始 90 年代开始 引进和生产停车设备 在北京 上海 广州 深圳等地都有使用 参照日本等 国标准制定的我国行业标准也于近几年出台 目前停车设备生产厂已发展到几 百家 生产各种类型的停车设备 有些停车设备已开始出口 机械式立体车库 是一种具有综合性能的建筑 不仅包含了机械停车设备 其规划建设涉及到区 域整体景观 交通疏导 建筑结构 供电照明 通讯监视 通风排水 环境保 护 安全消防 收费管理等各学科领域 就停车设备本身而言 其机械结构的 发展已形成了停车设备独有的技术特征 需要多学科 多专业的复合型人才积 极参与 把国外停车技术和各领域的成熟技术移植到我国停车产业 开发出安 全 经济 高效 节能 省地的产品 满足国内外市场的需求 在我国的停车产业发展中还存在一些问题 如没有统一的技术标准 多数 产品是仿效或引进国外技术制造 技术水平低 缺少具有一定规模的企业 生 产能力不足 市场竞争无序 个别企业为抢占市场 采取低价竞争 缺少科研 设计单位的参与 技术创新能力严重不足 政策不配套 对停车产业发展和管 理严重滞后等 解决上述问题 需要我们在政策市场 管理和技术多方面做出 努力 政策方面应参照发达国家的有关政策法规 规划确定出专用和公共停车 位的合理数量 实现投资主体多元化 确定车库的管理属性和停车收费标准 给予投资和经营者相应的优惠政策 使其有利可图 市场方面应建立车库市场 运行机制 利用价格杠杆调高占路停车收费标准 逐步消除 路满库空 现象 鼓励按市场规则经营车库 并实施政府监督和政策调控 使停车产业良性发展 在我国广泛使用的升降横移式立体车库 关键词 关键词 立体车库 控制系统 可编程序控制器 钢结构 旋转式立体车库的类型及动作特点旋转式立体车库的类型及动作特点 一 旋转式立体车库的集中几种类型 升降横移式立体车库 升降旋转式立体车库 提升旋 转式立体车库 自动防摆垂直旋转式立体车库 圆柱旋转塔式车库 旋转车盘式立体 车库等 二 各个车库的介绍 1 升降横移式立体车库升降横移式立体车库 1 立体车库的工作原理 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 2 0 为一个地上 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 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 七车位升降横移式立体车库工作原理图 2 立体车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2 1所示 进行分析 升降横移式立体车库主要组成 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我们 选用钢架结构 如图2 0所示 钢架结构与其它建筑结构相比 具有如下特点 a 可靠性高 钢材在生产时 整个过程可严格控制 质量比较稳定 性能可靠 钢材组 织均匀 接近于各向同性匀质体 钢材的物理力学特性与工程力学对材料性能所 作的基本假定符合较好 钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算结 果 计算结果可靠 所以说钢结构的可靠性高 b 材料的强度高 钢结构自重小 与混凝土等材料相比 虽然钢材的重力密度大 但它的强度和弹性模量较 高 而且强度与重力密度之比也高得多 钢结构自重小 从而便于运输与安装 可减轻基础的负荷 降低地基和基础部分的造价 c 材料的塑性和韧性好 钢材的塑性好 钢结构在一般条件不会因超载等而突然断裂 破坏前一般 都会产生显著的变形 易于被发现 可及时采取补救措施 避免重大事故发生 钢材的韧性好 钢结构对动力荷载的适应性强 具有良好的吸能能力 抗震性 能优越 d 钢结构制造简便 施工工期短 钢结构一般在专业工厂制造 易实现机械化 生产效率和产品精度高 质 量易于保证 是工程结构中工业化程度最高的一种结构 构件制造完成后 运 至施工现场拼装成结构 拼装可采用安装方便的螺栓连接 有时还可在地面拼 装成较大的单元 再进行吊装 施工工期短 可尽快发挥投资的经济效益 由 于钢结构具有连接的特性 故易于加固 改建和拆迁 e 钢结构密闭性好 钢结构采用焊接连接可制成水密性和气密性较好的常压和高压结构 管道 等 f 钢材的耐锈蚀性差 在没有腐蚀介质的一般环境中 普通钢材制成的钢结构经除锈后再涂上合 格的防锈涂料 锈蚀问题并不严重 立体车库多在没有腐蚀介质的环境中 所 以对钢结构本身的维护费用低 结构主体采用热制H 型钢 槽钢 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 上载车板及其提升系统 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2 0 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 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 藏于载车板内 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 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 控制系统 升降横移式立体停车设备的控制系统采用PLC 可编程序控制器控制 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 PLC 主要要控制二 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 2 自动防摆垂直旋转式立体车库自动防摆垂直旋转式立体车库 垂直旋转式立体车库 容量大 同时存取车多 存取车速度快 造型美观 人们研究 了十余年 拥有多项专利技术 却没有投入实际使用 主要是因为没有解决载车台的 防摆 问题 不具备实用价值 本发明针对现有技术的不足 提出一种能自动防摆的 L 型悬挂载车台垂直旋转式立体车库 其防摆装置能够随着旋转框架的旋转自动调节悬挂载车台 使其一直保持在水平位置 解 决了车库旋转时汽车的平稳性问题 本发明是按如下方式实现 车库由固定支架 旋转框架 防摆机构 L 型悬挂载车台 驱 制动装置 控制装置等组成 旋转框架在驱制动装置驱动下相对于固定支架旋转 L 型悬 挂载车台通过吊轴安装在旋转框架上随旋转框架旋转 防摆机构由一系列联动的平行四边 形机构组成 平行四边形机构的曲柄与悬挂载车台的回转轴固定联接 其中一个悬挂载车 台的回转轴与旋转框架的回转轴之间设置传动比为一的链传动 链传动使这一悬挂载车台 始终保持水平位置 联动的平行四边形机构则使所有悬挂载车台始终保持水平位置 该立体车库有如下主要创新点 1 创新设计了 闭环联动连杆机构 即一系列平行四边形机构首尾相连形成闭环 再将 一系列连杆 合并 为一个整环 使所有载车台相互制约 形成联动 结构简单 并避免了 运动不确定问题 2 创新设计了 行星链传动 即一个链轮固定作太阳轮 另一个链轮在链条约束下作行 星轮 其效果相当于一个 柔性平行四边形双曲柄机构 实现了刚性机构向柔性机构的转 化 既解决了载车台防摆问题 也避免了运动干涉问题 3 将 闭环联动连杆机构 和 行星链传动 巧妙结合 解决了垂直旋转式立体车库 载车 台防摆 的关键技术问题 结构新颖 简单 实用 创新性强 该新型立体车库结构简单 造型美观 存取车速度快 特别适合于城市广场 旅游风景区 等车辆密集又要求环境协调美观的地方建造 本发明为这种产品开发与市场推广提供了理 论与技术支持 对推动立体车库的普及 改善城市交通 美化城市环境有重要的现实意义 3 升降旋转式立体车库升降旋转式立体车库 1 增加更多的车位 与传统升降横移类车库相比 能够 100 增加上层停车位 无需因预留避让空间而浪费宝 贵的停车时间 在地下车库使用 可比传统升降横移类车库多增加停车位 2 占地面积少 车辆入库无需倒车 设备前方通道只需 4 5 米即可满足设备运行和停车需求 占用空间面 积少 与传统二层升降横移立体车库相比 可节约场地建筑面积 降低建设成本 3 个性化 因地制宜 根据不同环境 即可单台安装 又可多台安装 产品适用于 建筑楼盘 写字楼 住宅小区 企事业单位 私人房屋 别墅 产品可安装于 室内 地下车库 户外适当位置 设备权属清晰 可实现一车一固定车位 4 存 取车方便 免除车主的泊车畏惧 上 下车的宽度均为 2 3 米 解决了传统升降横移机械车库吊索的 窄门 约束 上层台版经移出 旋转 90 度后降落地面 车主存取车均为无转弯的直行方式 无需倒车 下层停车位等同于自然地面停车位 5 安全 可靠 具有与其他立体车库产品无可比拟的优势独立车位系统 独立控制每一个车位 无需牵一 发而动全身 即使发生停电或故障 每个上层车位均可通过手动释放实现安全取车 配备 动态防坠落机构 即使链条或其它传动部件发生断裂或失控 也能将台版卡住不坠落 6 运行经济 操作简单 每存取一台车耗电约 0 07 千瓦时 管理员遥控操作 亦可由车主按键操作 7 结构简洁 两层停车台由单个立柱支撑 四周无围板 建筑通透性好 不是呆板的钢框架结构 对周 围景观影响较小 8 维护 保养方便 完善的维护保养方案 定时对设备进行检查 保养 设备独立系统运行 单台设备维修不 会影响相邻及全部停车位 4 圆柱旋转塔式立体车库圆柱旋转塔式立体车库 1 基本技术特点 每个双塔可提供 60 个以上泊位 每个单塔可提供 30 个以上泊位 进出口旋转及垂直移动均由中控系统控制 占地面积小 占地空间小 运行速度快 平均入库时间接 34s 平均出库时间 40s 使用安全 可靠 2 基本结构 圆柱旋转塔式车库采用模块化结构 其主体由多个 标准节 垂直叠加而成 每个 标准节 构成泊车塔的一层 它包括一段中空的塔柱 两个整体式载车板 车板挂架以及操纵机构 垂直升降的导向槽 两个整体式载车板及导向槽在同一平面内互成 120 度夹角 各个 标准节 垂直叠加在一起 时 各段塔柱通过高强度螺栓牢固地连接在一起 形成了泊车塔的主体塔柱 精密对正的 导向槽则形成了一个车辆出 入的垂直提升通道 每一层的两个整体式载车板悬挂在主体塔柱上 并可在操纵机构的驱动下 绕塔柱中心顺 时针或逆时针转动 操作机构由一套驱动载车板回转的电力拖动装置 一套用于抓取车板 可靠锁定的液压 电动传动装置以及相应的电气控制装置组成 设置于塔底主机房内的提升机构通过高强度 提升带 驱动操纵机构携带车辆 或空车板 沿导向槽高速 平稳运行 到达指定层后 操纵机构的液压传动装置动作 完成机械锁定 将车辆 或载车板 放置在车板挂架上 并驱动回转电机与挂车架上的异形齿轮啮合 回 转电机自动运转 驱动此时位于该层的三块载车板顺时针 或逆时针 回转 120 度 然后 液压传动装置动作 抓取载车板并可靠锁定 同时使回转电机脱开啮合 解除锁定后 提 升机构又驱动操纵机构携带空载车板 或车辆 沿导向槽高速 平稳运行至出入口 平层 锁定后将载车板 或车辆 旋转至车辆入库 或出库 的最佳方向 这样就完成了一个泊 车 或取车 的动作周期 5 5 旋转车盘式立体车库旋转车盘式立体车库 1 旋转车盘式立体车库的组成部分 车库结构部分 传动机构部分和控制系统部分 车库结构主体为钢结构 钢结构形式又多种多样 应用 FTA 软件对停车库的钢结构进 行失效分析 从而选择比较稳定的钢结构形式 传动机构部分中主要分为平移传动部 分 旋转传动部分和升降传动部分 停车库托动形式是旋转车盘式立体停车库传动机 构的核心问题 在实际应用中 托动形式主要有 机器人托动和钢丝绳托动 2 传动系统 旋转车盘式立体车库的传动系统分为平移传动系统 旋转传动系统 升降传动系统 在旋转车盘 式立体车库的传动系 统是其核心部分 传动系统的好坏直接关系着整个 车库的安全 通过存取车辆的搬运小车的升降 旋转运动 平移运动 完成存取全过 程 平移传动系统 平移传动系统主要是通过机械手 段完成将汽车进行平移入库和出库 是旋转车盘 式立体车库传动系统的主要组成部分 搬运小车由计算机控制 配有自动检测轴距设 备 计算机根据汽车轴距自动调整小车手臂的距离 已达到最佳抓牢位置 进行搬运 小车主要根据齿轮传动原理 杠杆原理 以及液压原理 来完成搬运汽车过程 旋转系统 旋转系统主要由转盘和驱动装置组成 上有供搬运小车运行的轨道 主要完成旋 转运动 将转盘上轨道准确与将要进入的车库口轨道相对 保证搬运小车载汽车顺利 进入车库 旋转系统由计算机进行控制 限位开关和私服电机保证旋转准确 本车库 旋转机构采用涡轮蜗杆带动转盘进行运动 首先进行电机的选择 由于机构重量很大 所以选择的大转矩电机 通过计算数据 选择合适电机 YCJ180 输出轴转速 60r min 由电机转速和转盘所需要转速 得出涡轮蜗杆机构的传动比为 30 在通过计算 校核 得出零件的相应尺寸 2 升降系统 在升降传动系统中 它的型式各种各样 各有各的优点 其中钢丝绳传动和链传动 在实际工程中是两种比较常用的传动型式 提升机构主要由电机 卷扬机 加速机 钢丝绳 滑轮 配重等组成 钢丝绳一端 与吊笼相连 另一段通过滑轮绕在卷筒上 当需要升降时 提升电机便会通过其正反转 来带动卷筒顺时针或逆时针旋转实现吊笼的升和降 在此提升系统中 钢丝绳的强度对整个车库的安全起到了至关重要的作用 磨损 腐蚀 和疲劳断裂是钢丝绳的三种主要破坏形式 也是导致钢丝绳报废的三个主要原因 钢丝绳的总长度取 决于提升高度等方面因素 同时钢丝绳在卷筒上缠绕时一般情 况下至少要多保留两圈 这两圈不但是安全圈而且是工作圈 是非常必要的 此外 为了保证钢丝绳在 随卷筒绕进绕出和绕过滑 轮时不发生 跳槽 对钢丝绳的允许偏 角 还有比较高的要求 根据钢丝绳选择滑轮尺寸 确定滑轮组和配重位置 保证正常 提升 6 6 提升旋转式立体车库提升旋转式立体车库 本设计提出的是具有旋转托盘装置的全自动化立体车库是一款新颖的自动化立体车库 它是针对商业区附近大流量的私人轿车来设计的 其主要特点是 可以快速准确定位存取 车 安全可靠 取车过程中 可将汽车自动换向 容量可按车库的直径来系列安排 外型 美观大方 可以建筑物并设 也可单独设置 与环境融洽结合 高效利用土地 占地面积 最少 因此在寸土寸金的大中城市的发展前景很看好 特别适合应用于商业中心区等地段 主要技术参数剑表 1 表 1 主要技术参数 项目规格 车位数 102 层数 参考 13 停放车辆规格5050X1850X1550 mm 重 1700kg 电机功率4 6 kW 升降平均速度16 m min 车库由可编程控制器 PLC 实现控制和管理 车库停车层呈辐射状布置多个停车位 以 8 个为例 如设计成 13 层 首层一个进车口 一个出车口 最多可停车 102 辆汽车 该型立体车库可建设成大厦的副楼 也可以单独成幢 外形美观大方 和环境结合融洽 图 2 提升旋转式自动化立体车库平面示意图 提升旋转式自动化立体车库主要由以下几部分构成 1 立体车库主体结构建筑 2 具有交流变频调速的车库垂直提升机构 3 旋转托盘机构 4 停车泊位的车辆输送机构 5 载车板存储调配系统 6 集散式车库运行控制系统 升 降 运 动 控 制 升 降 位 置 控 制 旋 转 运 动 控 制 旋 转 位 置 控 制 托 盘 运 动 控 制 托 盘 位 置 控 制 托 盘 运 动 控 制 托 盘 位 置 控 制 托 盘 储 存 控 制 托 盘 运 动 控 制 车 篮 收 发 位 置 控 制 车 库 运 动 监 测 系 统 车库 温度 及防 火监 测系 统 车库 防水 防潮 监测 系统 汽车电梯升降 控制系统 旋转托盘运行 控 制系统 单元车库运行 控 制系统 车篮储存调配 控 制系统 车库安全运行 控 制系统 立体车库运行控制及监测系统 钢 丝 断 头 监 测 系 统 图 3 基于 PLC 控制的运行控制及检测 根据实际需要确定立体车库的层数 本设计中立体车库采用模块化设计 机械部分包 括升降机构 回转盘 托盘 存车过程 司机将车停在托盘上 检测传感器对汽车位置进 行检测 停好后司机确认 升降机构上升 同时回转盘旋转 到达目标车位后 液压缸驱 动托盘沿轨道进入车位 停车到位后 托盘返回 升降机构下降 取车过程刚好相反 提升机构的设计 减速装置和钢丝绳拽引轮对称安置 设计升降机构考虑的问题有 1 速度曲线 立体车 库的总体机械结构 采用电梯提升机和平移存取构型 车辆存取时间限制在 120s 要求传动 装置可高速度运行 平移机构存取车辆时 要求起升机构具有很高的平层精度 以减小撞击 为了保证安全 低噪声 平移起制动平稳 要求传动装置具有自动加减速功能 升降机构的 驱动装置采用了交流变频调速技术 2 负载机械特征 升降机构是频繁起制动设备 其运行 中的大量时间处在加减速的过程中 升降机构带有对重 因此它的负载机械特征分布于坐标 系的四个象限内 当升降平台静止或匀速运动时 表现为静态负载机械特性 当其加减速运 动时 表现为动态负载机械特性 除含静态特性外 还含加速度造成的惯性转矩 传动板设计 主体部分尺寸为 3000 1200 250 mm 的传动板装有电动机 板内装有减速装置 二级 减速 锥齿轮传动 最后输出两排 4 个 直齿轮 直径 148mm 厚度 48mm 带动齿条使托盘移 动 托盘下面的滚子传动装置 可使托盘移动省力 并能防止托盘偏移 立体车库中旋转机构的设计的主要任务是在提升的过程中用来完成具体车位定位 由 于车库成放射形布置 而车库中只安置一个提升装置 主运动是提升运动 因此要设计一 个辅助运动 旋转运动来完成具体车位的定位 为达到上述要求 在本设计中 在提升过程中不需要旋转 而是在底层安装一个可带 动传动盘旋转的平台 只要有存取车命令 旋转盘先带动传动板运动 将传动板与车位对 接 进行定位 再提升传动板 就能达到准确存取车的目的 车辆存取机构设计 立体车库的主要任务是在最短的时间内安全地完成车辆的存取 而立体车库中升降电 梯的速度已定 因此设计一套合理而安全的存取机构将成为车库设计的重要任务 设计合 理可缩短存取车辆的时间 增加车辆存取的安全性 存取机构的方案选择 下面拟定三种存取机构设计方案有货叉式 平台式 推拉式 1 货叉式存取机构安装在升降台上 每辆车只需一套 依靠货叉的伸缩把车 辆 与托盘一起 存入或取出 在车库的每个循环 存车和去托盘 或存 车和取车 或存托盘和取车 中 货叉要伸缩两次 而且货叉 升降平台 需做依次升降微动 货叉结构比较复杂 维护不便 对升降平台的平层精 度要求较高 为使车库能存放后部突起车辆 SUV 等 需要增加车辆层 高 约 10 15 2 平台式存取机构安装在车位和井道两侧 动力源通过滚轮与停车平台之间 的摩擦力使停车平台平移到车位或井道 实现存取车 在车库的每个工作 循环 存车或取车 中 停车平台只需来回一次 提高了车库的工作效率 它对升降平台的平层井道要求较低 由于升降平台上没有停车托盘 因而 升降电机的功率 减速器等的减小 主要缺点是存取机构太多 每个车位 需一套 升降井道中每层两套或数层两套 增加制造成本和安装难度 相应的好处是某些存取机构的故障 不致影响其他车位的存取 3 推拉式存取机构在过渡板上装有直齿轮和滚子轨道 在托盘底部有与之配 合的齿条和凸起 在过渡板上装有独立的电动机 控制齿条和齿条的运动 可使托盘移动 当托盘到达停车位上方时 停车位上的液压千斤顶顶住车 辆的底盘 把车辆顶高 这时 过渡板上的电动机反转 托盘返回 液压 千斤顶回位 车辆就放置到了停车位上 机构结构如图 4 所示 图 4 存取机构简图 由于这种利用齿条传动的优点是传动准确迅速 可以使存取车过程安全可靠 而且一 个车库只需要配备一套托盘即可 大大减少了成本 所以选用第三套方案 采用推拉式存 取机构 存取机构的设计 所造托盘的规格为 3600 2400 200 mm 中间凹槽的规格为 3500 2300 50 mm 对存 入托盘的车辆能起固定作用 防止车辆打滑 在托盘的下面装有两排 4 个 滚子装置 可与 托架 传动板 停车板上的轨道配合使用 以避免托动元件磨损过大 寿命较短的缺点 托 盘下面还有两排齿条装置 可与传动板上的齿轮配合使用 滚子 轴承配合轴装在 厂 字 形零件上 再用螺栓与托盘连接 结构也较简单 自动控制系统设计 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 本设计中的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 以上子系统设计成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 自动收费管理系统设计 自动收费采用非接触式 IC 卡 本设计中 IC 卡设计成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 自动存取车系统设计 自动存取车系统一般由小型可编程控制器 PLC 控制 包括卡号识别与移动托盘两个过 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 PLC 控制系统 PLC 系 统通过判断卡号 自动把对应的托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 移动托盘时 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 若有托盘运行不到位或车辆长度超出车库允许的长度 所有托盘将不进 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 远程诊断系统设计 现场控制器可以通过网卡 Hub 等网络设备与控制中心的局域网相连接 可以通过 MODEN 实现远程管理 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 自动道闸设计 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 监控安保系统设计 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 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 立体设备的泊车流程示意如下 A 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 B 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 IC 卡 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 车库内对应的托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 IC 卡在车库出口处 晃一下 IC 卡 车库单元门自动关闭 完成存车操作 C 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 IC 卡 控制器 自动读取车位号 车库内对应的托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 IC 卡 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 等对托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