WJ031-01-垂直立体停车场桁架结构设计【原创设计】
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本科毕业设计 外文文献及译文 院 （部）： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 1 外文文献 : 2011) 16:86 89 011 . H. Y. K. . of a is he a a s 25 it an to A is of of a is a To of of we an of is a is to in In an we in up a at we in on on 2 of a we a no or on of a a 1). a of is or of is on on of As 2, is on on is by a DC a of a is an of of s of an to We in on 2 on he of is of in of a in a is a of a is of of a 5 5, 2011 S. *) 271. K. . o. . in at 67 29, 2011 87 of a of is of of be by be it up an 2a, of = 0.3 m = m, is is of of as 3. is m, if it is .1 is a is a is to a is by a I A a is By nd rd is 文文献及译文 3 in nd rd is a AN a of an to of a rd 3 to rd st to nd to on rd to a a of m. of is of a To of of by a 3-D by a 3-D 1. 2. 3rd of a b of is by C on 9 of of of 3. 3D fi of a on a a b 8 to s of by .2 m/.2 m/s m of 4, 5, . of of of to .2 m/s. a of .5 s to a 3D” by a 3D by on 5, we of in D () () ( ( ) ( We fi in of by m of of 文文献及译文 4 of an by on on of a 9 of in to be as of at ni is of of i. be in We of on in by 9 on is on on o it be on an be by of of a a to of on on a BS a of by a .2 m/s2 .2 m/s m of of 7, of (2b). in of of is a in on in in no of to a of n to rd a An by a DC a 24-V at a m/s. of m. 4. 5. 6. of 7. in a b c d 8. he is 8. In 文文献及译文 5 a m, 4 he of a on on an a rd a of on an on rd a a we to in a to . , et 2009) of 009, 1. , et 2006) of of to of of 006 . , et 2006) of on of 267 1268 4. , , , et 2006) of of 006 . , , , et 2005) on a of of 005 . , , , et 2008) of of 008, 60 163 8. , , , et 2010) of a of 010, 55 463 9. , , , et 2010) of a of 文文献及译文 6 中文译文 : 人工生命的机器人（ 2011） 16:8689011 . H. Y. K. . 个新的修剪机器人的实验研究进展 在 日本只有一个商业产品。 这台 机螺旋 地 爬上一棵树使用电锯 修剪树枝 。然而，机器的重量（ 25 公斤）和 缓 慢 的 速度阻碍它 成为解决森林危机的 最佳解决方案。一个轻量级的平台是必需的，因为在日本，大部分山脉有陡峭的山坡，一个修剪机器人运输是一项艰巨的任务。以提前修剪机器人的艺术状态，我们 提出 一 个创新的修剪机器人 对于外面大多数的树都能高效工作 。 它的 轮 系 机构的设计 是为了适应于 混合爬山，即，机器人能够开关之间的直线和螺旋 爬 升。该方法保证了 机器人的 轻量化和高爬的速度特征在早期的出版物，我们介绍了基本的设计概念和描述的原型实验机器人了。此外，混合爬山法已经证明，该修剪机器人可以 高速的 爬上 爬 下 大 树。在这里，我们报告我们开发机器人的进展，专注于直爬， 善于 不平坦的表面上的 工作 ，和修剪。 2 先进的 修剪机器人随着建设轻修剪的终极目标机器人，我们已经开发了一种新型的爬山法，采用无压或抓机制，而是依靠机器人本身的重量，像 日本传统的伐木工不会爬树的时候（图 1）。该用的一套杆和绳子，这是所谓的 不握不住或抓住树 干 ，而他的质量中心位于树。是的，该可以用自己的重量停留在树上。基于这一新的林业产业的设计概念和要求，修剪机器人 有了很大的发展 。如图 2 所示，该机器人配备了四主动轮。轮 1 和 2 位于上侧 ， 轮 3 和 4 位于下侧。每个轮由直流伺服电机、蜗轮驱动 。 摘要 本文介绍了一个伐木工的发展 像修剪机器人。攀登主要是模仿在日本的登方法。机器人的主要功能包括 对 外面的树 进行修剪工作 ，和一个创新的爬山策略融合 直线和螺旋式攀升 的方式 。这种新颖的设计带来了轻量化和高爬升速度特征的修剪机器人。我们报告我们在发展机器人进展，针对直爬，不平坦的表面上的 工作、 修剪。 关键词 修剪机器人 爬壁机器人 1 引言 日本木材工业已经进入下降的原因 ， 木材价格下降和林业工人老龄化迅速。这导致了森林的破 坏 ，导致在暴雨和山体滑坡的 破坏 山村 地区 。然而，在一个适当的配平状态修剪树 是 值得在上面投资的， 因为其 形成 一个美丽的表面形成年轮。 一个修剪机器人的发展 对 可持续森林管理的创新是很重要的。研究开发 的 修剪机器人 15已经很少见了 。 2011 年 2 月 25 日 机械工程系，丰田民族院校丰田 471知县，日本 电子邮件： 崎 . K. 人与信息系统工程系，岐阜大学，岐阜县，日本 限公司，日本 外文文献及译文 7 雪蛤 业有限公司，岐阜县，日本 这部分工作是在第十六届国际研讨会在人工生命与机器人 项目展现的 ，日本，一月 27日 29日 ， 2011 年。 87 电池 ， 质量中心位于一个错误 的边缘 ，由于摩擦系数不明确、质量中心的位置可能被干扰。 例如，机 器人会倾斜，当它爬上一个不均匀的表面。在图 2a，质心定位参数 H = 和W = ，其中 H 为上轮和下侧面之间的距离轮，和 W 的表面之间的距离躯干和质量中心，如图 3 所示。分析表明机器人当 D 为 ，即使它倾斜约 德。控制器使用一个 构成 ， 配备了无线局域网。该控制器能够通信数据 /命令与个人电脑通过无线局域网。每一轮由速度 制。通过一个高通滤波器的速度反馈输入附加。通过与第二个原型比较，第三原型重量轻，除控制器和电池。同时，控制器和电源分布在外部的第二个原型。第三原型也配备一个无 线局域网和电锯。虽然的电锯细节在这里省略了，实验表明一个分支使用第三切削原型。 3 实验 三实验进行评估的第三个原型。第一个实验是对其基本性能。第二个实验是评价其在不平坦的表面 的 性 能。 第三实验表明机器人是否可以修剪树枝。所有的实验使用替代树在室内进行。替代树直径的是 的摩擦系数 有效的替代树大约是 是小于这一自然的树。收集实验数据 包括 ，该电机电流，机器人的位置和方向，机器人的测定 ， 测量电机电流 。 使用分流电阻。测定位置 的 一个三维位置测量装置（ 数字）。用三维定位测量定位传感 器（ 外文文献及译文 8 图 1。爬树方法使用 图 2。第三修剪机器人原型。照片图像。 B 像 还原机制具有非回驾驶性能。每个车轮的转向角度也由直流驱动 ,伺服电机和蜗轮减速机构。 在分析的基础上， 79 质量中心位于外树与控制器的重量 。 图 3。对一棵树的修剪机器人三维图。侧视图 。 俯视图 本性能 直爬实验进行评估 ， 机器人的基本性能。这四个预期的速度轮子是由梯形的简介。加速度 / 速度为 /秒 ， 车轮半径 ， 。 实验结 果显示在图。 4， 5，和 6。图 4 显示了机器人的速度。各自的速度从旋转编码器的值计算出轮。机器人能爬在 /秒。虽然有一个约 于控制法启动延迟，这是一个问题。图 5 显示移动的距离。 它 的 实现 是由一个三维位置测量设备，和移动的距离每轮计算 从价值上的旋转编码器。在图 5 中，我们发现三种类型的错误：在距离误差的感动每一轮的三维位置测量之间装置（ 间的误差；轮 1（或 3）和 2（或轮 4）（ 轮 1 和轮3 之间的误差（误差之间的 2 和 4 轮轮）（ 我们考虑了两这些错误的可能原因。第一个是差异在每一轮的变形。移 动的距离按 的半径为每个车轮 的每一圈 。车轮是由聚氨酯 合成的 管 ， 它是作用在它变形的力。 它的 变形量的大小取决于力。从理论上分析， 79级在第三原型的力量往往是如下。的正常力近质心变得大于在对面的力。因此，填充扶手椅外文文献及译文 9 形 = 认为是，在法国是正常的力的大小第一轮（ （ 以这样解释。我们认为原因是滑移（ 干上的车轮。图 6 显示了电流在轮毂电机，这是由并联测量电阻。理论分析也表明，在下侧切向力大于上面。图 6 倾向于理论分析 ， 不平坦的表面上安全使用的机器人 正常工作 ，它 必须在不平的树是强大的树干。总是会有由增长引起的颠簸一个修剪枝的遗迹。因此，直爬坡实验进行评估颠簸在树干修剪机器人的性 能 。这个实验在一个替代的凹凸进行。采用 料，和大于天然凹凸。在四轮所需的速度是由一个梯形了简介。加速度为 / 速度为 /秒，每 半径的车轮。 实验结果如图 7 所示，其中显示角度 1 的轨迹和 2（参见图 2B）。 2 角旋转对所有病例加方向，指示这个控制箱上升。这意味着，大众走向树中心。质量中心也走向了树当 1 角方向旋转正方向。这意味着减少摩擦力使机器人在树上。然而，在 2 个 轮子的电流和 4 均大于在实验中连续电流。因此，有没有危险的机器人跌倒。此外，这些角度回到原来的方向，即使角度 1 和 2 发生了当一轮了凹凸。这些结果显示了良好 的 性 能。 剪试验 进行实验，发现无论是第三原型可以修剪树枝。一个附加的电锯是由一个 24V 蓄电池直流电机驱动。机器人爬上螺旋的速度在 /秒的直径的树该目标分为 。 图 7。在每一种情况下滚角和俯仰角。一轮 1 过去的凹凸， B 轮 2 通过凹凸， C 轮 3 通过凹凸， D 轮 4 通过凹凸图 8。机器人与修剪修剪试验 ， 实验的场景如图 8 所示。在这个实验中， 树枝被切 断，只留下一个短暂的残这是小于 ，与树干没有受伤。 4 结论 一个伐木工像修剪的发育进程 ， 机器人已经被描述，针对直爬，其在不平坦的表面行为，修剪树枝。的实验表明，直爬第三原型给了一个很好的基本性能。攀爬的结果在不平坦的路面上试验中表现出良好的鲁棒性颠簸，因为真正的树最凸起的小比实验碰撞。此外，修剪试验 还表明第三的原型可以修剪树枝从一棵树。在今后的工作中，我们希望在实际环境中的机器人测试，试着做一些进一步的改进。 外文文献及译文 10 工具书类 1。张军军， 等人 2009 年开发 行道树爬壁机器人 木本 。 2009 促进了 程序， 107 的发展。 2。 ， 等人 2006 年发展了 结构测量 抓树 力 修剪 树，攀爬修剪机器人 木本 （日本）。2006 年开展 程序 与 机器人与机电一体化 会议。 3。 ， 等人 2006 年开发 攀树和修剪机器人木本。执行器布置在臂端 为了 旋转运动（日本）。 促进了 268 4。 , , ， 等人 （ 2006）评 估了 树枝修剪机器人地图构建系统 的绩效 （日本 ） 。 在 2006 年 开展了 程序和机器人机电一体化 会议。 5。 , , ， et 2005） 研究用于机器人的 修剪系统： 发展了 机器人样机 单元 （日本）。 开展了 机器人 2005 日本机械学会与机电一体化 会议。 6。圣隶 工 业。 。 2011 年 5 月可以访问 7。 , , ， 等人 （ 2008）分析与实验新型爬山法。 开展了 2008， 60163 的 议 。 8。 , , ， 等人 （ 2010） 开发 一个用其自身的重量 的 修剪机器人。 促进 455010， 63 行业的发展 9。 , , ，等人（ 2010）开发的一个 利用 自身的重量 的 修剪机器人（日本）。 促进着 古屋 的发展。 广东技术师范学院天河学院 本科毕业设计任务书 二级学院 机电工程学院 专业 机械设计制造及其自动化 班级 汽车设计 121 学生姓名 学号 2012021043118 指导教师 职称 副高级 题 目 垂直立体停车场桁架结构设计 论文（设计）的主要任务与具体要求 （有实验环节的要提出主要技术指标要求） 随着汽车保有量的迅速增长，公共场所的停车位日趋紧张，在有限的面积上提供更多的车位成为需要解决的一个课题。本设计就是利用垂直空间， 在两个车位的面积上可以停放多辆汽车，改善人们生活环境。 本课 题应用 术对停车设备桁架结构进行设计。 主要完成 1、开题报告（包含文献综述），外文资料的翻译（ 2000 字符以上）； 2、完成设计草图； 3、根据设计草图完成参数、尺寸计算； 4、完成 设计图纸及 ，（折合 2 张以上 ）； 5、完成设计说明书。（ 50 页以上）。 进度安排 （包括时间划分和各阶段主要工作内容） 第七学期 第十周 第十三周 毕业设计开题报告 第七学期 第十四周 第二十周 主要设计工作，包括草图、结构设计及工程图等 第八学期 第三周 中期检查 第八学期 第六周末 上交初稿（包括图纸、说明书、外文资料），老师审阅初稿，提出修改意见。 第八学期 第七八周 上交终稿（上交所有资料的纸质和电子版） 第八学期 第十周 (前 ) 答辩 主要参考文献 1、机械设计手册编委会：机械设计手册 机械工业出版社 , 2007 2、液压与气压传动： 机械工业出版社 , 2008 3、大连理工大学工程画教研室编 :机械制图 高等教育出版社， 2007 4、杨可桢主编 :机械设计基础 高等教育出版社， 2006 5、周晓邑主 编 :机械制造基础 北京理工大学出版社， 2008 6、孙靖民主编 :机械优化设计 ，机械工业出版社 2008 7、陈震邦主编 :工业产品造型设计 机械工业出版社 2010 8、机械创新设计 : 北京大学出版社 2008 9、刘哲主编 : 中文版 用教程 大连理工大学出版社， 2004 指导教师签名 教研室审核意见 二级学院 审核意见 任务接受人（签名） 2014 年 11 月 3 日 负责人： 年 月 日 负责人： 年 月 日 年 月 日 备注 ： 1、本任务书一式三份，由指导教师填写相关栏目，经二级学院审核同意后，二级学院、指导教师和学生各执一份。 2、本任务书须装入学生的毕业设计（论文）档案袋存档。 广东技术师范学院天河学院 毕 业 论 文（设 计） 题目： 垂直立体停车场桁架结构设计 （ 英 文 ） ： of 别： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 李 四 日 期： 2012 年 *月 I 垂直立体停车场桁架结构设计 摘 要 随着我国国民经济的快速发展，越来越多的汽车进入家庭，使得我国城市停车难问题日益近年来，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，汽车的数量不断增加。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严重比例失调，由此带来停车难，违章停车，停车管理困难等一系列问题。由此， 垂直立体停车场 便应运而生了。 目前社会上有很多成熟技术的停车设备比如： 升降横移类； 垂直循环类；水平循环类；平面移动类；巷道堆垛类；垂直升降类；简易升降类。通过对这些车库类型特点的比较与分析，我最终选择了垂直循环类作为设计的车库类型。 论文以研究工作的进展顺序为序，分章、节逐一论述了 课题的来源，目的及意义， 设计过程，在设计中遇到的问题与难点及其解决方法与措施。在设计过程部分，详细论述了设备总体结构设计、横移传动系统设计、运输传动系统设计、存取车结构设计、控制系统设计和安全防护设计 。 关键词： 立体停车设备；结构设计；控制系统； 全性 of n up of at it to so on a of at me to is At in up to I as a by in in in 录 摘 要 . I . 绪论 . 1 课题研究的内容及意义 . 1 内外的发展概况 . 2 章小结 . 5 2 垂直立体停车场的方案 . 6 直立体停车场的工作原理 . 6 直立体停车场结构设计的内容及要求 . 7 直立体停车场 提升方式 的选择 . 7 降横移 垂直立体停车场选型 . 8 直立体停车场的其他部件 . 8 3 垂直立体停车场的传动系统 . 10 层载车板提升装置设计 . 10 降传动系统设计 . 10 降液压系统设计 . 12 降液压系统链轮设计 . 13 降液压系统传动轴设计 . 15 移液压系统设计 . 17 章小结 . 19 4 垂直立体停车场桁架设计 . 20 直立体停车场钢结构设计 . 20 撑柱设计 . 20 梁受力分析 . 24 V 梁受 力分析 . 26 车板受力分析校核 . 28 章小结 . 30 5 垂直立体停车场的控制系统 . 31 6 车库其它配备要 求 . 35 控系统 . 35 制系统组成 . 35 控制系统的运行方式 . 35 制系统 的故障检测 . 36 全设置 . 36 明 . 37 风 . 37 水 . 37 防 . 37 7 经济可行性分析 . 39 场需求 . 39 步可行性研究 . 39 资机会调查统计 . 39 济成本核算 . 40 总 结 . 41 致 谢 . 42 参考文献 . 43 信 声 明 本人声明： 1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果； 2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料； 3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。 作者签名： 日期： 年 月 日 垂直立体停车场桁架设计 1 1 绪论 课题研究的内容及意义 本课题研究的内容是：垂直立体停车场的结构设计，包括垂直立体停车场的总体方案设计，有关零件部件的选型计算，结构强度校核及液压系统设计，并绘制出装配图和零件图纸。 本课题研究的意义是：垂直立体停车场是我国的新兴产业，具有广阔的发展前景。随着我国经济快速的发展，城市交通拥堵和停车难的问题成了影响城市发展的重要因素之一，传统的车库己经不能适应城市发展的要求，再加上我国汽车保有量的不断增加，垂直立体停车场成为解决这一问题的必然途径 1。机械式垂直立体停车场具有空间利用率高， 节省城市有限的土地资源；具有建造成本较低、建造周期较短；车辆停放入车库快速便捷、自动车库更加安全，还具有节约能源等优点。同时垂直立体停车场还可以在有限的土地上停放更多的车辆，便于集中管理，减少管理费用和人员等的优势，在各个小区或空地都可以根据当地的实际情况进行垂直立体停车场的建设，可大大缓解这些地方停车难的问题，这对现在车库紧张的小区和其他人员较多的公共场所提供了很好的解决方法。因此，机械式垂直立体停车场具有广阔的应用前景。 而垂直立体停车场的结构设计是车库建设及运行的重要环节，其设计水平与质量直接影响到用 户的安全和建造成本。合理的结构设计可最大限度的利用有限的土地空间，缓解城市中停车难的问题。而目前我国垂直立体停车场加工生产厂家没有统一的标准：大多数垂直立体停车场行业的生产厂家大多以国外现有产品或技术为基础进行制造，对产品创新开发能力差，没有自己的知识产权；我国对垂直立体停车场的新技术引入研究较少，而对垂直立体停车场的主体结构桁架钢研究和优化才刚刚起步，不能形成较大的生产加工规模。机械式垂直立体停车场种类较多，按照 现在垂直立体停车场的发展，可将它分为巷道堆垛式垂直立体停车场，垂直升降式垂直立体停车场，垂直循 环式垂直立体停车场，圆形水平循环式垂直立体停车场等。 根据运行方式和结构特点可分为：升降横移式垂直立体停车场，水平循环式垂直立体停车场，垂直循环式垂直立体停车场，多层循环式垂直立体停车场，堆垛式垂直立体停车场，平面移动式垂直立体停车场，垂直升降式垂直立体停车场，简易升降式垂直立体停车场等八大类 2。 广东技术师范学院天河学院本科 毕业论文（设计） 2 1、升降横移式垂直立体停车场：整机特点，可有效利用空间，提高空间利用率达数倍。存取车快捷便利，其结构使用跨梁结构设计，使车辆出入无障碍。采用 动化程度高，人机界面好，多种操作方式可选配，操作简便， 同时环保节能，低噪音。但下层车库必须有一空位用于车库升降。 2、垂直循环式垂直立体停车场：车库采取垂直方向做循环运动进行对车辆存取的方式的垂直立体停车场。垂直循环式垂直立体停车场调车时间短，取车快速，占地面积小， 可设置在地面上或半地上半，可独立或附设在建筑物内，还可多台组合 。 3、水平循环式垂直立体停车场：采用水平循环运动来存取车辆的机械式垂直立体停车场。水平循环式垂直立体停车场可以省去进出车道，充分利用狭长地形的地方建车库，降低通风装置的费用，若多层重叠可为大型停车场，但车库只有一个出入 取车时间较 长，实用性差。 4、简易升降式垂直立体停车场：其结构大多为 一个车位泊两台车 ， 构造简单实用，无需特殊地面基础要求。适合装置于工厂、 别墅 、住宅停车场 。 5、多层循环式垂直立体停车场：其工作原理是使载车板作上下循环运动来进行车辆的调取工作。 6、堆垛式垂直立体停车场： 通过升降机、行走台车及横移装置输送载车板实现存取车操作，整个过程全自动完成 ， 可设置于地上或，充分利用有效空间。载车板 的升降和行走同时运行，存取车方便快捷。全封闭式管理，安全可靠，保障人、车安全 3。 从机械式垂直立体停车场的类型上看，应用较多的是升降横移式垂直立体停车场，占自动车库总量的绝大部分，其所占比例随着机械式垂直立体停车场的发展还会继续上升 4。所以本文详细对升降横移式垂直立体停车场结构设计进行研究。 内外的发展概况 机械式垂直立体停车场经过几十年的发展，已由初期的半自动化控制方式发展到全自动化的控制方式；机械结构也发展到了模块化设计，便于组合、拆卸；使用材料和工艺也都有了突飞猛进的发展 5。如今 ，垂直立体停车场在西欧、东南亚、韩国、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 6。 国外的发展状况 国外经济发达国家其垂直立体停车场在过去的几十年中已经得到了充分的发展。日本是一个人口众多人均土地资源较少的国家，由于其经济发达，停车难的问题早就出现， 垂直立体停车场桁架设计 3 同时也带动了垂直立体停车场的发展、使其发展至今已经较为完善，现已经发展出较多车库种类。同时日本在车库的技术研究与开发、制造、管理等方面的水平都处于亚洲领先地位，所建成的立体停车场的数量和其容车量也居于世界前列。如今在日本全国建设并使 用的垂直立体停车场的停车位已有 300 万个，大部分垂直立体停车场是升降横移式车库。而日本的优势主要在多层升降横移车库、水平循环车库、垂直循环车库、简易升降车库、垂直升降车库等产品上。而在韩国垂直立体停车场的技术发展主要受到其邻国日本的技术影响。韩国的垂直立体停车场产业从上世纪 70 年代中期进入起步阶段，在发展过程中又从其邻国日本引进相关技术，再对引进技术后不断改进，最后 90 年代垂直立体停车场展业进入大规模使用阶段。经过这几个阶段的快速发展再加上韩国政府的大力支持，垂直立体停车场在韩国国内得到大规模的应用和再开发 ，使得韩国这几年的垂直立体停车场产业增长速度加快到 30左右 7，使现在其产业进入稳步发展阶段。 国外的机械式垂直立体停车场发源于上世纪 20 年代的美国，美国建成世界上第一座机械升降汽车库，但需要由司机自己开车来完成车辆的存取； 50 年代以后，伴随着小汽车的大量增加，在西欧、东南亚、韩国和日本垂直立体停车场也得到了广泛的应用，并形成了一个包括制造、安装、使用和维修的行业完整体系 8。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，垂直立体停车场从结构、 控制、驱动、监测等方面不断地更新换代，日趋完善。而垂直立体停车场的外形也发生了较大的变化，使原来生硬机械钢架子的垂直立体停车场变成了一道独特的城市景观。 国内的发展现状 我国经济快速发展的同时汽车的数量也在快速发展，尤其在我国的大中城市。汽车数量的增长同时也造成了路面的拥堵，许多车辆面临着停车难的问题。面对这些问题，我国需要大量的停车设施和相关配套设备。据有关方面统计，截止到 2008 年底的数据，我国生产汽车数量增长到近一千万台，同比增长 5左右 9。由于我国停车位新建的速度远远达不到每年汽车增长的数量，致 使每年我国仅在停车位的缺口数量就在 300 多万个左右，城市现有的停车位远远不能满足人们的需要。当前我国的车位数量与汽车数量之比约为 1: 5，而正常的平衡比例应当是 1: 我国现有情况差距很大，需要大量增加停车位，在城市土地资源紧缺的情况下通过地面增加车位己成为城市发展的巨大矛盾指引 10。 为了解决这些，我国从二十世纪八十年代开始使用机械式停车设备。此时我国的垂 广东技术师范学院天河学院本科 毕业论文（设计） 4 直立体停车场技术较为落后仅只能进行自我的研究和开发，此阶段生产企业无法满足用户的需求，而自动车库种类单一，技术落后，无法满足用户较大的要求。 到二十世纪九十年代，我国开始从国外引进技术，由于大量国外企业进入中国的垂直立体停车场行业，形成了比较多的中外合资企业。而有些有实力的中国企业开始向国外引进先进的技术，在国内由于其生产成本与国外相比较为低廉，这些企业利用国外先进技术并根据我国现有经济情况开发出符合我国的先进的垂直立体停车场。到如今经过近 30 年的发展历史，尤其是 2000 年以后得到了高速发展，现在我国的垂直立体停车场行业正处于快速发展阶段并很快进入稳定发展阶段，未来市场巨大。尤其在，我国的大中型城市中，垂直立体停车场需要巨大。但用户对产品的要求有 两点，第一点是降低产品的价格，第二点是提高产品技术和性能。随着我国经济持续快速发展，城市规划不断完善，垂直立体停车场将使一个充满生机的朝阳产业，它的技术将得到长远发展。 在我国随着现代各种高科技技术的发展，诸如计算机技术和电子技术的高速发展，越来越多的新功能被引入到垂直立体停车场中，让其向专业化、复杂化和智能化方向发展。重点表现为以下几个方面：专业化 :垂直立体停车场系统稳定可靠车场的软硬件设施及各种设备的配套都达到专业化程度。复杂化 :垂直立体停车场产业正在向多元化方向发展引导和定位、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、链绳长度超范围报警和弹 性变形自动补偿、汽车安全检测、图像识别技术、科学管理等高技术设备。智能化 :一些新技术正在迅速进入该领域导航定位技术、停电及电源故障的自动判别排除及处理系统等 14。车库可以将汽车自动11。 但在我国现有的垂直立体停车场产业发展并不十分完善，如在我国车库行业中并没有可依据较高的行业技术标准；大部分车库是根据或引进国外先进技术进行设计制造，但技术水平不高；并且我国国内并没有较大规模的车库生产加工企业，其大规模量产能力明显不足。在国内自动车库市场竞争无序，小型企业为抢占市场份额，进行恶性竞争；同时我国没有相关的部门参 与详细研究，使其技术创新能力落后于其他国家；国家也没 垂直立体停车场桁架设计 5 有相关政策进行扶持。为了解决上述问题，国家需要出台相关市场政策、管理方案等。 虽然垂直立体停车场在我国的发展势头非常的迅猛，但是目前垂直立体停车场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垂直立体停车场的主要要求，急需解决的是人们的思想问题 12。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垂直立体停车场必将会如同雨后春笋般迅速地生长起来。而且，垂直立体停车场的技术也必然在今后的若干年内有大幅度的发展 13。所以，无论是垂直立体停车场技术的研究，还是垂直立体停车场工程的建造，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。 章小结 本章主要介绍了垂直立体停车场的主要研究内容和及其意义，详细对垂直立体停车场的国内外发展情况做了详细介绍，在我国垂直立体 停车场有较大的发展前景。本文将对车库主体结构设计，关键部件校核，传动部件及液压系统的设计和主要机械部位总装配图及主要零件图。 广东技术师范学院天河学院本科 毕业论文（设计） 6 2 垂直立体停车场的方案 直立体停车场的工作原理 图 直立体停车场的工作原理图 升降横移式垂直立体停车场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。如图 层载车板只作左右横移。 垂直立体停车场工作原理当车辆驶入车库，用户根据需要选择所需停车位置。当用户选择上层空载车板时如 1号载车板，控制系统会先控制 5号载车板向 有移动， 5号载车板移动到位后系统控制 4号载车板向右移动，下层载车板无法同时移动。此时 1号载车板下方有空位，控制系统控制 1号载车板下移等待用户将车辆驶入，用户将车辆停放好并确认后，提升装置带动载车板提升到二层固定位置。下层载车板只作横移，为上层车库下移留出空位，所以下层有一个空位。而用户选择下层车位时，可将车辆直接驶入车库， 垂直立体停车场桁架设计 7 但不能驶入无载车板的空位。用户取车时，停放在下层载车板的汽车可直接驶出车库，停放在上层载车板的汽车操作过程与停车过程类似。升降横移式垂直立体停车场通过这种停车方式可更有效的应用土地，增加单 位面积停放汽车的数量。 目前， 垂直立体停车场 主要有以下几种形式：升降横移式、垂直循环式、简易升降式、垂直升降式、平面移动式、巷道堆垛式 14。而在中国使用较多的是 升降横移式 垂直立体停车场和 简易升降式 车库， 升降横移式 垂直立体停车场具有 存取车快捷便利 ，结构简单等优点。而 简易升降式 车库所能停车辆数量较少不适合较大规模应用，无法满足较大空间的大规模布置。所以选择 升降横移式 垂直立体停车场进行设计。 直立体停车场结构设计的内容及要求 垂直立体停车场主体桁架钢结构由前、后支撑柱，前、后横梁，纵梁等组成。传动系 统安装在主体桁架的纵梁与后立柱上，包含液压缸，传动的链条链轮，链条张紧装置和钢丝绳。载车板与钢丝绳相连进行提升，而下层载车板通过电机和导轨进行横移。垂直立体停车场必须具有足够的强度和刚度，才能安全稳定工作。升降横移式垂直立体停车场的结构设计主要包括：主体桁架、传动系统、载车板及安全防护装置。 停车位设计最大尺寸 550025001600 最大停车质量为 1800 车库共两层上成层可停放 3辆车，下层可停放 2辆车，车库使用 车库载车板提升时间 10s； 下层载车板横移时间 10s。 直立体停车场 提升方式 的选择 升降横移 垂直立体停车场的提升方式有六种： （ 1）钢丝绳式提升型式 （ 2）链条式提升型式 （ 3）液压式提升型式 （ 4）螺杆式提升型式 （ 5）液压马达、钢丝绳组合提升型式 （ 6）链条、钢丝绳组合提升型式 而车库选用液压马达、钢丝绳组合提升型式，其优点是结构紧凑、响应速度快、低 广东技术师范学院天河学院本科 毕业论文（设计） 8 速平稳性好，并且产生噪音低，其升降传动方式如图 示图 直立体停车场 提升装置示意图 而车库横移传动方式也可选用液压马达带动导轮进行传动，其优点是可与升降系统使用同一液压泵减少了系统的占用空间。 降横移 垂直立体停车场选型 升降横移 垂直立体停车场按照主桁架可分为两种。 1 四柱结构型式：这种型式的停车设备的钢结构桁架稳定性好，有较好的强度和刚度，特别适用于多层式或重列式的升降横移类停车设备。 2 二柱结构型式，亦叫后悬臂型式 垂直立体停车场如图 这种型式的停车设备的最大优点是视野宽阔，存取车方便。缺点是对设备运行的稳定性和结构桁架的强度、刚度、设计要求严 格 。 按车 位布置形式分 可分为 全地上布置 ， 半布置 ， 重列式布置 。 全地上布置：有二层、三层、四层、五层，一般不超过五层，但也七层以上的，有的还做到了 18层，但相对于低层提升速度要提高以保证客户使用要求。半布置：这种布置形式比全地上布置能多建车位，空间利用率高，但土建投资大。重列式布置：（对于只能设置一个车道，或设置两个车道太浪费，但有能停放两排或两排以上车辆长度的停车位时，可用这种方式布置）这种布置可充分利用平面减少车道占地，但进出车较麻烦一些。 由于车库要求结构简单充分利用土地，所以选择第 四柱结构型式 的两层垂直立体停车场 进行设计。 直立体停车场的其他部件 垂直立体停车场的其他部件还包括载车板，安全系统，横移系统，横移系统，控制系统等。 垂直立体停车场桁架设计 9 载车板是用于车辆停放以及移动升降车辆的载体，所以载车板设计必须稳定安全便于用户停放车辆。而载车板按照其结构形式可分为两种，一种是拼装式一种是整体式 11。拼装式载车板主要使用普通钢板弯折成形，载车板面板使用波浪板冲压成形，并用螺栓固定。整体式载车板使用防滑花纹钢板焊接在加强筋上而成。由于整体式载车板加工方便快捷，稳定安全性高。所以车库设计中使用整体式载车板。 安全系统是用于防止上 层车辆和载车板坠落砸坏下层车辆或砸伤驾驶员的重要车库组成部分。上层载车板安全系统可分为防坠钩和防坠架。其中防坠钩安装于上层载车板上当上层载车板到位后防坠钩固定住载车板来实现防坠目地。而防坠架安装固定在下层载车板上，但体积较大不便于用户在下层停放车辆。经过上述分析选择防坠钩进行对车辆人员的安全防护。 横移系统是用于底层车位横移的主要部件。控制系统是控制车辆移动的系统。 垂直立体停车场桁架设计 10 3 垂直立体停车场的传动系统 垂直立体停车场的传动系统大多采用的是机械传动，而采用液压传动的较少。液压传动与机械传动相比较而言有较多优点 。自动车库中液压传动最大的优点是噪声小，工作较平稳，单位体积重量轻，易于进行自动化控制。在如今人们注重居住舒适情况下，液压传动对垂直立体停车场噪声的减小有很大帮助，这可以使垂直立体停车场有更大的应用空间。因此，在欧美等发达国家垂直立体停车场已向液压传动方式发展。 层载车板提升装置设计 上层载车板是使车辆从地面提升到上层并提供安全稳定的停车空间的重要提升装置。所以上层载车板选用卷筒，导轮，钢丝绳和液压马达来完成一系列提升运动。 降传动系统设计 升降系统安装车库的顶部，卷筒，液压马达和传 动轴安装在后横梁上，导轮安装在纵梁上。 根据设计需要选择卷筒，根据起重设计手册选取 参数为0 300D 最大提升高度为 16m ,起重量为 5000其配套选用的钢绳直径为 载车板提升时需要导轮和卷筒组共同运动才能完成。 如图 重物导轮卷同组图 升机工作原理 计算作用在卷筒上的力； 卷筒受到汽车重量载车板重量之外，还受到导轮所产生的摩擦力。其钢绳与导轮之间 垂直立体停车场桁架设计 11 的摩擦系数 。 故有 + F + ( + F 1 8 0 0 0 6 0 0 0 ( 1 8 0 0 6 0 0 0 ) 0 . 0 2 2 8 8 0 0F F F f N 车 载 车 载 ） （ 式（ 卷筒组受力计算公式， 式中 F 为液压马达所受的力。 所以液压马达所受力为 28800N，根据液压传动与气压传动表确定液压驱动的压力为5 根据液压气压传动与控制，液压马达结构简单，噪音和流量脉动小，适用于负载扭矩不大，速度平稳性和噪声要求较高的场合。所以选择叶片液压马达。液压马达基本参数为：排量 154 /V ml r ，转速 100 / 输出扭矩 98液压马达出油口为 0进油口的压力为 5压力差为 5所以液压马达可将油直接流回油箱。 由于升降系统采用叶片式液压马达，使系统实现恒速升降。载车板离地高度为 2m ，液压系统在 10秒内完成升（降）过程； 故速度应大于 2 0 10v m s （ 式（ 载车板速度计算公式。 取速度 v m s ；由于载车板与钢丝绳相连，钢丝绳与卷筒相连，故卷筒的线 速度也为 卷筒的角速度 ： 0 . 2 5 3 . 3 4 /0 . 3v r a d （ 式（ 卷筒的角速度计算公式。 卷筒的转速 n ； 3 . 3 4 6 0 2 0 0 / m i nn t r （ 式（ 卷 筒的转速计算公式。 液压马达转速为 100 / 传动系统采用链轮传动，其传动系数 2i ； 液压马达的流量为： 1 5 4 1 0 0 1 5 4 0 0 / m i n 1 5 . 4 / m i n m l L （ 广东技术师范学院天河学院本科 毕业论文（设计） 12 式（ 液压马达的流量计算公式。 由于液压系统管路布置的不确定性，整个液压回路损失大约为 5% ，流量损失约为 1% ； 所以： 5 5 . 1 21 5 %p M p a ； 1 5 . 4 1 5 . 6 / m i % ； 根据上述数据选择液压泵，
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