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俯仰 立体车库 结构 自控 系统 设计

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编号： 毕业设计专用袋姓 名： 侯欣竹 学 号： 20131039 学 院：材料科学与工程学院 年 级： 2013级 专业班级： 森林工程2班 指导老师： 郑哲文教授 论文题目： 林科大立体车库结构与自控系统设计 编号文件名有无编号文件名有无1诚信声明8评阅书2任务书、指导书9毕业答辩情况表3开题报告10毕业答辩原始记录表4毕业实验实习报告11成绩评审表（答辩委员用）5中期检查表12成绩评审表（指导老师及评阅人用）6查重结果报告单7毕业设计（论文） 题 目： 立体车库结构与自控系统设计 2017年 5 月 中南林业科技大学本科毕业设计 立体车库结构与自控系统设计摘要生活在现代化的城市中，乘坐私家车几乎成为每家每户出行的主要方式之一，随之而来的也就是车辆停放的巨大难题。本人在校期间发现校内车辆较多，尤其在体艺馆举办大型展览或比赛等活动期间，车辆会占据大部分校内空间，影响师生出行，而立体车库的使用就能很好的解决停车难的问题。本设计的主要目的是完成两层自动立体车库的结构与控制系统设计，首先根据条件进行总体思路设计，再通过对各机构及零部件的力学分析与模拟，得到精确的计算结果，并根据结果选定满足条件的结构及控制电路元件，使其满足简便、快捷的停车要求，利用CAD等软件绘制出相应的结构及装配图，最终形成完整的设计方案。该立体车库投入使用后，能够节约约70%的地面空间，且使用方便，停放车辆安全可靠，具有很高的实用价值。关键词：立体车库；控制；机构；提升与横移第 5 页 共 32 页Title The Design of Structure and Automatic Control System for A Three-dimensional Garage in CSUFTAbstract：With the developement of economy and traffic in urban area, there are fewer places to park the vehicles, this is an unavoidable problem for all of us. In order to solve the contradiction between the living area and the area of parking space, our country started the research of the three-dimensional mechanical parking equipment in the early 90s of last century. Compared with the traditional garage, three-dimensional garage shows its superiority in many ways. First of all, three-dimensional garage occupying a small area of parking spaces on average. For the traditional garages, since there should be enough traffic lanes for cars to travel, each car occupys about 40 square meters. However, a double-decked three-dimensional garage can increase the ground utilization rate by 70% -80%. Secondly, the use of three-dimensional garage makes parking a simple, fast, safe and reliable thing, and makes it more confident for everyones daily lives. The main purpose of this paper is to complete the design of the structure and control system of the two-story three-dimensional garage. First, the general idea is designed according to the instruction. Then, through the mechanical analysis and simulation of the components, the results are calculated, and the suitble sturcture and control circuit components can be selected to meet the conditions of simple and fast parking requirements. Then use CAD and other softwares to draw the corresponding structure and assembly diagram, and ultimately form a complete design.Keywords: Three-dimensional Garage; controlling; Lifting and Traverse目 录1 绪论12 总体方案设计23 机械部分的设计计算33.1 停车架的设计计算33.1.1 停车板的设计计算33.1.2 停车板支承框架的设计计算53.2 上层提升机构的设计计算63.2.1 导向板、立柱、滚轮、斜拉杆的设计计算73.2.2 链轮轴、链条及链轮的选用设计计算113.2.3 液压系统设计计算143.3 底层横移机构的设计计算183.3.1 轮轴、导轨、滚轮和支座的设计计算183.3.2 电动机和减速器的选用194 控制部分的设计214. 1 控制电路的设计214. 2 电气元件的选择22结论25致谢26参考文献27附 图1 29附 图2 30附 图3 31第 28 页 共 31 页中南林业科技大学本科毕业设计 立体车库结构与自控系统设计1 绪论近几年，随着中国经济的发展，人们生活水平的提高，私家车开始逐渐普及到千家万户，但由于城市土地资源无法扩充，使得城市日益拥堵，停车费用也在不断上涨，“停车难”成为人们关注的热门话题。根据国家发改委统计，2016年中国停车位新增约540万个，截止目前我国停车位缺口超过5000万个，中国大城市的汽车和停车位的比例约为1:0.8，停车位严重短缺是城市发展的难题之一，而发展立体车库停车场将是解决问题的方式之一。中国的停车问题中国的停车问题不仅影响社会发展和环境保护，也是国家实施关于汽车及城市交通等相关措施的阻碍，因此，明确停车问题的关键所在，找到有效的解决方案，并制定合理的计划是目前的首要任务。（1） 停车位缺乏 在大城市，停车场的建设不能满足日益增加的车辆，停车位和车辆数不平衡是普遍现象，目前，在商场、旅游景点、娱乐场所、办公写字楼区域停车问题尤为突出。例如，在上海市中心，需求停车位达到120万个以上，而实际停车位只有90万左右，在这种情况下，一些停车场还会被占用作其他场地，加重了停车问题严重性。（2） 乱停车现象严重 停车位的缺乏，导致了车辆乱停现象，一些道路的非机动车道、行人通道、公共草坪、运动场所都变成了停车场。随意停车不仅影响了正常的社会秩序和人们的生活，更增添了很多安全隐患。（3） 停车场利用率低 尽管停车场严重不足，不同类型的停车场的利用率却极不平衡，人们选择停车场主要根据两个条件：停车费用和位置方便与否。因此免费停车场以及路边停车场更加受车主的欢迎，而收费停车场和地下停车场利用率低，造成场地资源的浪费。（4） 管理系统不完善 停车管理系统不完善也是导致停车问题的因素之一，一些停车场缺乏科学高效的管理系统，行车通道混乱，使得车主花费大量时间用来停车，在高峰期时造成拥堵，也间接导致了人们乱停车的现象。国家及地方政策国家针对日益突出的停车难的问题，提出将发展立体车库作为重要的市场项目进行重点研究，我国发改委发表了有关重点行业产品技术支持和产业结构调整的指导方针，政府鼓励和参与建设城市立体车库和改善城市基础设施计划，并制定了相关优惠政策来给与补贴。有了政策支持，立体车库的发展将会顺利进行。立体车库的优点（1）立体车库相对于传统停车场来说更像一个容器，可以充分利用空间而不只是占用地面，在办公写字楼或住宅区域均可设置立体车库，可极大减小土地占用率。（2）车库由电脑控制，方便车主停车取车，不会出现过多车辆堵塞通道浪费时间，效率很高且秩序井然。（3）立体车库安全系数高，车辆在车库中由电脑控制移动，杜绝了停靠刮擦车辆的问题，且人员无法进入，车辆不会损坏或失窃。2 总体方案设计本次设计是根据中南林业科技大学的校园场地情况进行的小型立体车库设计。车库共两层，第一层三个车位，两个位置停放车辆，一个位置用来周转，第二层三个车位，全部用来停放车辆。根据任务指导书给出的要求，结合升降横移式立体车库的基本结构，并考虑到安全因素、成本因素、实用性因素等，初步给出三个合理方案如下图2-1所示：方案一：底层边位作为出入口兼周转空车位；方案二：底层中间位作为出入口兼周转空车位；方案三：底层3个车位均为出入口，其中任意一个均可用于周转。对这三种方案的数据分析如表2-1所示:表2-1 方案的比较分析方案一方案二方案三（1）存取车最多/最少移动的车辆数5/13/13/0（2）横移机构数目221（3）升降机构数目 233 分析表2-1可知，方案三存取车需要移动的车辆数最少，横移机构的数目最少，结构更为简洁明了，建设成本也更低，而针对升降机数目的问题，由于本车库统一采用液压泵提升车辆，升降机的多少对于液压泵的工作没有太大的影响。综上所述，采用方案三更为合理。3 机械部分的设计计算3.1 停车架的设计与计算图3-1 停车板单杠侧顶式液压结构型式停车架是整个车库的主体部分，是支承车辆停放的关键结构，其主要包括上下停车板、液压提升装置、横向移动装置等，考虑到立体车库的设计目的是为了节省地面停车空间，并方便车主停放及取走车辆，本设计对上停车板选用了单杠侧顶式的液压提升装置，如图3-1。该形式的提升装置能在保证停车数量的基础上最大程度减少地面空间，且结构简明直观，车主使用过程中能够一目了然，但悬臂的支承力较大，以下便针对支撑力及结构强度刚度等方面进行计算分析。3.1.1 停车板的设计计算1下停车板的设计根据常见车型尺寸表中数据，长、宽、高尺寸最大分别为5050mm、1878mm、1780mm，车身最重2322kg。如图3-2，考虑到车辆停放后开关车门、车主离开车库以及停放时车辆有可能倾斜角度等问题，上停车板应在车身尺寸基础上加宽，定L1=4000mm。下停车板在长度方面没有其他要求，车辆只需停放并固定，因此本着节省空间的原则，长度定L2=5100mm。2上停车板的设计上停车板由于需要频繁提升及下降，受倾覆力矩较大，因此需要坚固的支承架来保证其稳定性，从而保证车辆及人员的安全。考虑到下方下停车板的问题，支承架安装部位及结构如图3-3所示。在支承架的下方四角各装一个支腿，支腿定100mm，使得上停车板不会挤压到下停车板，考虑到支腿安装部分，上停车板定宽度L3=4400mm，长度L4=6000mm，同时为了方便车辆驶入，设置一个引坡段，定倾斜角度15度。 停车板对整体强度要求很高，所以停车板的制作选择菱形花纹钢板（GB3277-82），钢板厚度为4mm，焊接而成整体上下停车板，根据表花纹钢板（GB3277-82），查得钢板重量33.4kg/m2，因此上停车板总重量： kg下停车板总重量： kg312 停车板支承架的设计计算a) 上停车板的支承架结构 b) 下停车板的支承架结构图3-4 停车板支承框架 支撑架是立体停车库的“骨骼”，是支承一切重量的关键所在，车辆停放的钢板、钢板横移的机构、钢板及车辆升降的机构，都依附于支撑架而进行，根据金属材料课程所学原理，本设计选用槽钢来构成整体框架，其结构如图3-4。对停车板的受力情况进行分析，如图3-5，上停车板为悬臂梁结构，受力较a) 上停车板工作侧视图 b)受力变形简图图 3-5 上支承框架校核大且不均匀，因此作受力图分析，将受力理想化，则支承架受停放汽车的重量及自身重量的作用。设前者作用力为P，后者作用力为ql，则前者作用的最大挠度为：b)a) m-4后者作用下最大挠度为： m-4 E材料的弹性模量，此处取E=210GPa； I材料的截面惯性矩。两者共同作用，单根支承架的最大挠度为： m-4取f=0.0002l，令。由此可求得支承架的截面惯性矩为： m-4根据型钢表热轧普通槽钢（GB707-65）查得，应选用5号槽钢。 5号槽钢的重量为 5.44kg/m，求得上下两停车板所连接支承架的重量分别为上框架：kg下框架：kg3.2 上层提升机构的设计计算提升机构是立体车库区别于传统车库的关键部分，车辆依靠提升至上层空间来减小地面空间占有率。本次设计依靠链轮及链条提升车辆及停车板。由上文知车辆最大高度1780mm，结合人体平均高度，定停车板提升高度h=1900mm。提升机构的动力装置为液压缸驱动，液压缸连接链轮与地基，各部分结构及装配位置如图3-6。1-链轮轴；2-上停车板；3-斜拉杆；4-支承架；5-导槽；6-导向板；7-立柱；8-链轮；9-液压缸；10-提升链；11-地基；12-导槽图3-6 提升机构321 导向板、立柱、滚轮、斜拉杆的设计计算1.导向板 升降机构的运动方向并非固定，要提升至预计的方位，就需要导向板的引导。如图3-7，标注1位置为两个抱箍，固定在上边缘。滚轮的安装大大减小了升降时产生的摩擦力，使机构运行更加省力，且减缓了钢材磨损速度。滚轮、支承架、停车板、立柱的相对位置及尺寸如图3-8，钢板上的穿孔用来定位轮轴及斜拉杆。2.立柱 两根立柱在停车板提升过程中受到拉力，单根立柱受力分析如图3-9所示，l为滚轮中心至地表高度，根据上停车板提升高度1900mm，l定为2300mm；h为两根立柱高度，设为4000mm，则单根立柱所受作用力N。最大挠度 式中,E钢材的弹性模量，此处取 E=210GPa；I立柱的截面惯性矩(m4)。取允许挠度f为0.0002l，令。则可求得立柱的截面惯性矩m4对于最小矩形截面，如图3-10a) 所示，,取h=530mm，b=400mm。于是设计立柱截面如图3-10b) 所示，两导槽宽度为200mm。根据所得立柱尺寸，确定导向板尺寸如图3-11所示。3.滚轮滚轮充当润滑剂的作用，在升降过程中来回滚动减小摩擦，如图3-12，两侧滚轮对称装配。滚轮轴安装在导向板上，滚动过程中受到导向板剪力，计算该力大小F： （3-1）式中,m力偶矩；n力偶对数，一根立柱有两对力偶；a上下滚轮的轴距。于是 N。校核轴截面强度： （3-2） 式中，为45号钢调质后的抗剪切强度，查表得155MPa。于是m2。解上式求得轴的直径d0.0265m，取d=30mm。查表圆柱滚子轴承（GB/T283-94），选用圆柱滚子轴承N206E。 由于导向板承受挤压力，考虑到材料强度选用45号钢，查表得其许用挤压应力MPa，则导向板与滚轮轴的挤压面积Abs应满足以下关系： （3-3）设导向板厚度为(mm)，因为积压面只有半个圆柱面，因此 mm取=10mm。4.斜拉杆 斜拉杆与链条配合，用来连接及固定停车板，其结构及各部分零件如图3-13所示。理想状态下，车辆对停车板的压力简化为作用在中心的压力F，根据前文求得停车板的平衡方程mc=0,则单根斜拉杆的拉力T为 （3-4） kN选用抗拉应力强度b较大的50号钢，查表优质碳素结构钢（GB699-88），得50号钢MPa, m2求得d11mm，取d=13mm, 于是单根斜拉杆的重量 kg式中,钢材的密度，此处取=7.8103kg/m3；A斜拉杆的截面积(m2)；L斜拉杆的长度(m)，用勾股定理计算。3.2.2 链轮轴、链条及链轮的选用设计计算1.链轮轴链轮轴与链轮及液压系统相连接，是带动链轮转动的主要部件，轴的局部剖面图及尺寸如图3-15所示，由于轴直接承受弯矩，因此对其进行受力校核，轴的最大弯矩Nm。本设计选用40Cr作为轴的制作材料，查表得MPa。轴的抗弯截面系数m3。由求得d0.122m，取d=130mm。取轴的平均直径为115mm，1-紧定螺钉；2-套筒；3-挡圈；4-链轮；5-轴承；6-活塞杆；7-抱箍图3-16 链轮轴装配轴的重量为kg。查表双列调心滚子轴承 （GB/T288-94），选用双列调心滚子轴承 3053726。 参数为：d=130mm,D=210mm,B=64mm2.链条链条直接连接停车板，将其拉升至上层车库，并维持稳定直至车主取车。本设计中的链条应满足高负荷高强度的要求，应用公式 （3-5）式中,Q链条极限拉伸载荷(N)； Fmax最大工作载荷(N)； n许用安全系数，此处取n=5。取N,代入式3-5，得链条极限拉伸载荷N。均分到两根链条上，每一根N。查表A系列滚子链的基本参数与主要尺寸（GB1243.1-83），选用单排精密滚子链20A，参数为：节距mm，滚子外径mm，内链节内宽mm， 销轴直径mm，内链节外宽mm，外链节内款mm，内链板高度mm，销轴长度mm，单排极限拉伸载荷N，单排每米重量kg/m。3.链轮由前文链轮轴选用的轴承可确定链轮轮毂内径mm，初步定链轮分度圆直径d=300mm-400mm。 轮毂厚度 （常数K=9.5）， mm，取h=47mm；轮毂长度 mm；轮毂直径 mm；轮宽 mm试选齿侧凸缘直径mm，齿根圆直径mm，则初步计算链轮分度圆mm。由,求得z32.7，取齿数z=38。得链轮分度圆直径mm，齿顶圆直径 mm；齿根圆直径 mm；齿侧凸缘直径mm。根据液压泵提升高度 （图3-17），链条长度为 mm取链条150节。3.2.3 液压系统设计计算1.液压系统原理设计液压控制的好处是控制过程平稳流畅，提升物品振动轻，安全系数较高，且结构简单操作方便，在无法自动运行的情况下可以人为手动操作，不会给车主带来不必要的麻烦。液压系统的整体结构及原理如图3-18所示。2.液压缸的主要尺寸计算活塞杆的最大工作负载N。包括停放的车辆（2322kg）、停车板、整套提升装置、固定装置等。取稳定安全系数，则杆的临界压力N。代入公式 （3-6）式中,E钢材的弹性模量，这里E=210GPa； I活塞杆横截面的惯性矩(m4)； l活塞杆的长度(m)。求得 m4 又 得杆的直径d约为64mm，查表活塞杆直径系列（GB2348-80），取d=70mm。初步测算液压缸的工作压力为5MPa， 查表液压缸工作压力与活塞杆直径，得液压缸内径，约等于127.3mm，取D=125mm。由公式 （3-7）式中,p液压缸的工作压力（Pa）； F工作循环中最大的外负载（N）；cm液压缸的机械效率，一般=0.90.97，这里取0.95。求得液压缸工作压力 MPa。液压缸圆筒定为薄壁圆筒结构，D/10。计算其壁厚： （3-8）式中,py试验压力，此处取1.5pmax； 缸筒许用应力。此处取=100MPa。得壁厚mm，取=10mm。 再根据公式 （3-9）式中,L液压缸的最大行程，此处取1000mm；于是mm,取115mm。活塞宽度mm。缸筒长度取内径的2030倍，定为1250mm。3.油泵的计算取液压系统总压力损失pl=1MPa，则实际工作压力 MPa。车库中提升一辆汽车耗费最大流量为 L/min考虑到损耗，实际流量为 L/min 因此选取CB-10型齿轮泵。查表得CB-10型齿轮泵的总效率=0.8，若同时提升三辆汽车，液压泵的最大功率为： kW查表Y系列(IP44)电动机的技术数据（JB3074-82）,选用电机Y112M-4。具体参数为：额定功率4kW；满载转速1440r/min；质量43kg。4.选择控制元件根据以上计算结果，选取标准元件如下：表3-1 控制元件规格p=4.4MPaq=47.3L/min单向阀C2-815换向阀3WE10P球阀CV1-NG25-D10H11溢流阀YF-L 20H3.3 底层横移机构的设计计算现有的横移驱动方式如图3-19所示， 本设计的原则是保证车辆移动的平稳及安全，对横移速度无过多限制，故而采用对面双轮驱动的方式，两边滚轮转速一致，保证了平稳性，且结构原理简单，建造成本较低，适合用于校园立体车库的建设。3.3.1 轮轴、导轨、滚轮和支座的设计计算1.轮轴轮轴装配图如图3-20所示。1-滚轮；2-套筒；3-轴承；4-轮轴；5-支座；6-轴端盖图3-20 轮轴装配轮轴的受力校核图，如图3-21所示。其承受最大重量为 kg。 取安全值G=3000kg。定轮轴长l=3.5m，两侧a=0.15m。则求得弯矩为： Nm轴的制作材料选用45号调质钢，查表得许用弯曲应力-1=60MPa，则根据公式得：m，取轴的直径d=60mm。 查表轻轨及重轨，选用24号轻轨做横移路轨。 滚轮直径取100mm，轮宽根据钢轨取65mm。2.支座支座共有12个，分别支承三个下停车板，其结构示意图如图3-22所示。3.3.2 电动机、减速器的选用1.电动机的选用计算本设计中电动机用来驱动滑轮旋转，设电机输出最大牵引力为F，滚轮静摩擦力为FC，惯性力为Fa，需满足滚轮正常带动链条旋转条件： 。根据公式计算滚动摩阻力偶矩M为： （3-10）式中,滚动摩阻系数，此处取=0.05mm；N滚轮与钢轨支承面的正压力N。得到 Nmm。设滚轮的直径r=100mm，求得单个从动轮正常滚动所需的牵引力为 N。已知横移速度为v=0.15m/s，则加速阶段速度变化量v=0.15m/s，选取t=0.2s(其范围通常在0.010.5s),得惯性力 N。最终得总牵引力为 N电机功率 W查表Y系列(IP44)电动机的技术数据（JB3074-82）,选择型号为Y801-4。具体参数为：额定功率0.55kW，满载转速1390r/min，质量17kg。2.减速器的选用根据v=0.15m/s，选用蜗轮蜗杆减速器。滚轮直径取mm，滚轮的周长m，滚轮的转速为r/min，传动比，取蜗杆头数,取蜗轮齿数。 根据以上计算数据，查表CWU型减速器主要技术参数（GB/T10085-1988）选用CWU160-53-F减速器,中心距mm。4 控制部分的设计4.1 控制电路的设计本次所设计立体车库的控制系统采用继电器电控装置，电磁继电器作为传统控制设备具有很多优势，如控制电路简单、控制逻辑严谨、操作方法清晰不易出错，尤其适合两层五车位立体车库的控制。首先对于上层三块停车板，控制它们的升降需要用到液压泵电机、球形逻辑阀、以及电磁换向阀三者，以下为详细控制过程。车位编号参照前文图2-1方案三的布局。 第一块停车板，其逻辑控制流程图如图附1所示。由图可知，车主取车时首先按下1车位下降按钮，系统会判断该车位停车板是否位于底层，若位于底层，则无法继续下降，系统终止；若位于上层，则自动进行下一步骤，判断4车位是否有车辆停放，若无车辆停放，1车位停车板直接下降至地面，车主将自己的车辆取走，整个过程结束，若4车位有车辆停放，则进行下一层逻辑判断，判断5车位是否有停车板，若无停车板，将左横移板右移，使4车位空出，将1车位停车板降下；若5车位有停车板，继续进行下一层判断，判断5车位停车板的来源，若是来自2车位停车板下降，则先将2车位停车板上升，再重复之前的动作，将1车位汽车降下；若5车位停车板是来自右横移板左横移过来，继续进行最后一次判断，判断6车位是否有停车板，若没有，则将5车位横移板右移，空出5车位，并重复之前动作，逐步降下1车位车辆；若6车位有停车板，将其上升，空出6车位，再重复之前动作，将1车位停车板与汽车降下。至此，包含了取走1车位停放车辆时所碰到的所有车库情况，并逐个按逻辑解决。车主若要取走2车位停放车辆，可按下2车位下降按钮，各情况逻辑关系与1车位同理，逻辑关系图如图附2所示。车主若要取走3车位停放车辆，可按下3车位下降按钮，各情况对应逻辑关系与1、2车位同理，逻辑关系图如图附3所示。除了常用6个工作按钮用来控制上停车板升降之外，增添了意外情况应急按钮5个，其中4个用来人为手动控制下层横移板的移动，最后一个用来紧急制动，可强制停止所有停车板的移动。4.2 电气元件的选择分析以上逻辑控制过程发现，如何检测车位是否为空是整个电路判断的关键所在，针对车库停车的具体情况，有两种感应方式可供选择，一种是压力传感器，另一种是光电传感器。本设计选择光电传感器，由于车辆重量不均匀，停车板重力受力点不易固定等实际原因，重力传感器的安装难度大，检测误差大，因此实际考察时排除了这个选择。而光电传感器是利用阻断激光信号接收的方式进行判断是否有空闲车位，其灵敏度很高，安装角度易找，准确度也很高，且成本低廉，维护方便，十分适合立体车库的使用。图4-1即为光电传感器的原理示意图。另一个重要的元件是熔断器。最常见的熔断器是家用保险丝，当电器线路故障短路时，保险丝熔断，保护人们不受生命财产损失。在本设计中，熔断器连接着控制电路，在系统发生故障时可自动或人为切断电路。对于熔断器的选择，要从多方面考虑，最主要的是熔断电流，所以根据公式 (4-1)式中, 熔体额定电流(A)； 电动机的额定电流(A)； 异步电动机起动电流(A)前文已选定电机型号为Y801-4，查表Y系列异步电动机技术数据，得该型号对应的额定电流为1.6A,起动电流倍数为6.5，则熔断电流为： 再查表常用熔断器型号规格，选定熔断器型号RC1A-5。第三为接触器，连接着控制按钮，是车主用来提升及降落自己车辆的关键元件。本设计采用交流接触器控制逻辑电路，由于接触器每天高频率地被使用，其选择原则便是接触次数多、使用寿命久。接触器主要参数有触点电流、通断能力等。接下来计算主触点额定电流。根据公式 （4-2）式中,经验常数，一般取14；电动机功率(kW)；电动机额定线电压(V)；接触器主触点电流(A)；线路额定电压，接触器触点额定电压由前文已定电动机型号为Y801-4，其额定功率=0.55kW，代入公式得 A查表CJ10、10Z系列交流接触器主要技术数据， 选择接触器型号为CJ10-5。综上所述，电器元件的种类及各参数汇总如表4-1所示。表4-1 电器元件的种类及选定型号表格元件名称种类型号额定电流分断能力通断能力电寿命机械寿命传感器对射式光电传感器熔断器半封闭插入式熔断器RC1A-55A0.3kA接触器交流接触器CJ10-55A50A60万次300万次行程开关一般用途行程开关LX19K结 论本次设计是根据中南林业科技大学校园内停车情况进行的小型两层立体车库结构与自动控制系统的设计，在学校体艺馆、逸夫楼、电子信息楼、文综楼等场地均可进行建设，若投入使用可大大缓解全校师生停车问题，减少车辆占道、影响通行等现象的发生。除此之外，本设计也本着节约成本、绿色环保的原则进行设计，不会影响校园整体美观，不会造成过多污染问题，让车主们可以放心的停放车辆，并带着愉悦的心情开始一天的工作和学习。综上，立体车库的实用性强、安全性强、社会价值高，随着它们的普及，人们的出行将更加舒心、便捷。致 谢从几个月前拿到任务指导书的时候，我就开始多方面查找资料，认真学习了解了有关立体车库的资料内容，并在校园里进行了多次考察后，开始着手进行设计与计算。在设计的过程中，碰到过很多一时无法解决的难题，对于基础知识，我重温了大学期间学习的专业课程，巩固了专业知识；对于未接触的领域，我通过查阅书本、并多次请教了导师郑哲文教授，来丰富自己的学识，克服了设计中遇到的问题。到现在，全部完成了包括前期整体设计、具体数据计算、软件绘图、以及可行性分析等步骤，并经过多次修改、完善，形成了一份详细缜密的设计方案。对于教授的悉心指导和同学们的无私帮助我表示衷心的感谢，更要感谢母校为我提供的良好的学习环境和便捷的资料查阅渠道。此次设计，为我未来的发展打下了坚实的基础，这将是我学习生涯中最难忘的经历之一。参 考 文 献1张杰. 立体车库与公共空间的共融性研究设计D.西安建筑科技大学,2015.2王康康. 升降横移式立体车库的设计研究D.长安大学,2015.3王冲. 巷道堆垛式立体车库研究D.长安大学,2015.4沈翔. 立体车库控制及管理系统的研究与开发D.电子科技大学,2015.5陆体文,沈小华,刘旭帅,潘瑞,李崚湾. 新型立体车库升降机械设计和强度分析J. 起重运输机械,2014,(09):28-34.6宋秋红,安丰贞,方铀,曹小龙. 城市立体车库的现状及展望J. 城市公用事业,2012,(05):17-20+52.7刘晓娟,潘宏侠. 垂直升降式立体车库系统设计与研究J. 机械设计与制造,2011,(05):48-50.8王杰,程明远,李士晓. 浅谈机械设计加工中应注意的几个问题J. 科技信息,2011,(11):512-513.9车胜创. 机械设计节能基本原理的分析与应用J. 长安大学学报(自然科学版),2011,(03):95-101.10张锐强,于兰峰,种强,杨帆,里超. 基于CAN总线的立体车库控制系统研究J. 起重运输机械,2010,(01):59-62.11李秋娟,张兵. 论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展J. 化学工程与装备,2010,(03):140-141.12李海龙,唐汉,米伯林. 一种新型地下车库液压升降机的设计J. 辽宁科技大学学报,2010,(02):161-163.13贺拥军,杨承超,周绪红,刘永健. 立体车库的结构形式及应用与发展J. 建筑科学与工程学报,2009,(04):30-34.14刘丽娜. 浅谈立体车库的特点及其应用J. 智能建筑与城市信息,2007,(12):96-99.15刘伟. 基于PLC控制的升降横移式立体车库的研制与实现D.长安大学,2014.16任晓锋. 全自动立体车库控制系统的研究与构建D.陕西科技大学,2014.17孙贯龙. 机械旋转式立体车库关键技术研究D.长安大学,2013.18刘延利. 后悬臂升降横移式立体车库虚拟样机设计D.山东大学,2012.19胡清明. 立体车库的结构优化与智能控制D.华南理工大学,2010.20段文军. 机械式三维立体车库机械结构及控制系统设计D.北京工业大学,2009.21汤伟. 升降横移式立体车库结构优化及控制策略分析D.合肥工业大学,2008.22袁真德. 立体车库控制系统D.山东大学,2006.23钟万勰. 分析结构力学与有限元J. 动力学与控制学报,2004,(04):3-10.24黄广灵. 液压升降机设计J. 东方电机,1999,(03):30-31.25Jianjun Meng1*, Zeqing Yang1, Zhenrui Peng2 1 Institute of Mech-Electronic Technology, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou, 730070 China 2 National Laboratory of Industrial Control Technology, Zhejiang University, Hangzhou, 310027 China. Path Optimization of Large-Scale Automated Three-Dimensional Garage Based on Ant Colony AlgorithmA. 26Yan Sen Feng,Rong Guo Hou,Rui Xiang Niu,Xue Min Wang,Zhong Liang Zhang. Design of Intelligent Automatic Annular Three-Dimensional Garage System Based on Micro Control UnitJ. Advanced Materials Research,2012,1655(462):.27Hai Yan Yang. Design of a Three-Dimensional Garage Control SystemJ. Applied Mechanics and Materials,2014,3207(556):.28Moonjeong Kim,Hoyoung Park,Myounghwan Han,Byong J. Choi. Experimental evaluation of bending-moment performance about steel plate-concrete structures with mechanical spliceJ. Journal of Constructional Steel Research,2017,128:.图 附1图附1 1车位下降逻辑流程图图 附2图附2 2车位下降逻辑流程图图 附3图附3 3车位下降逻辑流程图毕业设计任务书、指导书毕业设计任务书、指导书学 院： 材料科学与工程学院 专业年级： 2013级森林工程二班 学生姓名： 侯欣竹 学 号: 20131039 设计题目： 林科大立体车库结构与自控系统设计 起 迄 日 期: 2016.12.20-2017.5.20 指 导 教 师: 郑哲文教授 教研室负责人: 日期: 2016 年 12 月 25 日1毕业设计题目：林科大立体车库结构与自控系统设计2本毕业设计课题的目的： 分析研究目前立体车库存取车辆工作原理的优缺点，在以往基础上通过运用所学机械结构设计及自动化系统设计相关知识及技能，设计一个可停放5辆小汽车的两层升降横移式立体车库；通过对一定数量的升降机构、横移机构的组合与空间布局设计，加上对自动化电气控制系统的设计，使得整个立体车库结构简单、成本低廉、效率提高、满足车主需求；同时，在设计过程中加强对多个学科理论与实践技能综合运用的能力，培养创新思维及独立研究意识，养成严谨求实的治学态度。3本毕业设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、工作要求等）： 1.课题内容：（1） 分析并总结现今各种类立体式停车库的机械与控制部分结构设计现状与未来的发展趋势；（2） 对立体车库机械部分包括停车架、液压提升机构、横移机构、安全装置等结构进行设计计算和选择；（3）对立体车库控制部分进行设计，主要采用传统继电器控制电路系统实现逻辑控制；（3）运用CAD，solidworks等软件绘制零件图以及装配图。2.技术参数：（1）最大收容车辆尺寸：全长5350mm，全宽2000mm，全高1550mm，全重2000kg；（2）底板提升高度：1900mm；（3）下停车板横移速度0.15m/s；（4）平层精度要求：5mm3.设计写作要求：（1）必须阅读相关的中英文参考文献20篇以上；（2）内容应该主题明确、重点突出；（3）设计结构合理、分段科学、具有严密的逻辑性；（4）表达要到位，无语法、修辞、拼写错误；（5）编写格式要严格依照中南林业科技大学毕业设计规范与标准。 4课题的成果要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等：毕业设计设计完成时应提交相关文件如下： 1.任务指导书，开题报告各一份； 2.毕业设计10000字以上，中英文摘要各一份； 3.提交Word文档和10分钟论文答辩的PPT文件； 5课题完成步骤和方法（收集资料或采集数据的方法和地点，分析技术，制作技巧，设计使用的工具等）：1.阅读设计任务书指导书，明确设计的目的、要求、内容及步骤；然后有针对性的查阅、收集、整理、归纳有关自动化立体车库结构及控制方面的文献资料；2.在明确设计任务的基础上，通过网上资料以及书籍期刊，了解设计研究对象；3.参照文献资料和调查研究资料，撰写开题报告，包括本课题研究进展，选题依据、目的、意义，设计的主要内容、采用的研究手段等；4.根据以上分析，撰写毕业设计说明书：利用各项国家标准图表进行机构受力分析、液压装置选择等计算，设计出机械结构部分；应用CAD制图软件画出各机构零件图及装配图；设计电气控制系统，由于本设计较为简单，故采用传统继电器控制系统实现逻辑控制，画出光电传感器电控原理图，并对电路中各电气元件进行选择；6.设计说明书要求：说明书力求简单明了，阐述清晰；体现设计准确性，强调其设计的意义；观点鲜明，利用确切、清晰可靠的词语来表达其设计的内容，切勿让人感到模棱两可；图文结合，增加清晰度、说服力；7.总结和答辩： 对本设计查漏补缺，总结不足之处，并进行适当修改，完善PPT，并充分做好10分钟答辩的准备；8.设计中的注意事项：控制设计的进度，合理安排时间；实现结构设计的优化；掌握循序渐进和反复修改的关系； 利用确切的资料来完成设计。6 主要参考文献：1张杰. 立体车库与公共空间的共融性研究设计D.西安建筑科技大学,2015.2王康康. 升降横移式立体车库的设计研究D.长安大学,2015.3王冲. 巷道堆垛式立体车库研究D.长安大学,2015.4沈翔. 立体车库控制及管理系统的研究与开发D.电子科技大学,2015.5陆体文,沈小华,刘旭帅,潘瑞,李崚湾. 新型立体车库升降机械设计和强度分析J. 起重运输机械,2014,(09):28-34.6宋秋红,安丰贞,方铀,曹小龙. 城市立体车库的现状及展望J. 城市公用事业,2012,(05):17-20+52.7刘晓娟,潘宏侠. 垂直升降式立体车库系统设计与研究J. 机械设计与制造,2011,(05):48-50.8王杰,程明远,李士晓. 浅谈机械设计加工中应注意的几个问题J. 科技信息,2011,(11):512-513.9车胜创. 机械设计节能基本原理的分析与应用J. 长安大学学报(自然科学版),2011,(03):95-101.10张锐强,于兰峰,种强,杨帆,里超. 基于CAN总线的立体车库控制系统研究J. 起重运输机械,2010,(01):59-62.11李秋娟,张兵. 论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展J. 化学工程与装