SWBR-2.0型双地轨双层无避让停车设备移动及旋转机构设计方案论证报告

PAGE 中英国际学院毕业设计方案论证报告设计题目:学生姓名：XXXX学号：XXXXXXX专业班级：XXXXXXX指导教师：XXXXXXX2017年03月15日目录1.SWBR-2.0型双地轨双层无避让停车设备移动及旋转机构设计目的及意义 12.智能停车设备国内外发展现状 23.课题方案分析及设计 43.1总体结构组成 43.2移动机构方案的设计 53.3旋转机构的设计 63.4经济及可行性分析 74.总结 8参考文献： 9PAGE2SWBR-2.0型双地轨双层无避让停车设备移动及旋转机构设计方案论证报告目的及意义随着中国现代化的加速发展，老百姓的人均收入得到了巨大的提升，人们的消费观念发生了变化，消费水平也在提高。人们现在更加注重生活质量，下班后会找一些地方娱乐或者聚聚餐，放假后选择外出旅行的越来越多。考虑到出行方便，人们不惜重金拥有了自己的汽车。现在不管到哪一座城市开车出去购物令人们最头疼的问题莫过于抢车位了。车位数量的增加比不上汽车增长的速度，所以问题渐渐浮出于水面展现在人们的面前。但是问题总会有办法解决的，如果充分利用每一个停车位的空间的话，例如采用立体停车设备，那么问题就迎刃而解了。立体停车设备的普遍采用不仅缓解了车位少的问题，一定程度上减少了车位的成本。为了缓解停车难问题，很多停车场采用机械式立体车库来增加停车位。这种设备结构不太复杂，控制简单，人们使用方便，安全隐患不大。即使出现误操作，这种设备会发出警报不会执行命令，这在一定程度上减少了人们的疑虑。其发展前景比较好，它给人们带来方便的同时，还减少了人们的开支。“停车难问题不仅已成为影响我国道路交通的一大顽疾，而且势必成为制约我国经济发展的一个突出问题”。这是全国政协委员冯幸耘先生，在第十届全国政协会议上的提案中，对停车难这一社会现象和难题的重要性的深刻见解。汽车消费是人类文明发展必须经过的一个阶段，任何国家都不可能跳过、绕过或躲过这一阶段。汽车生产和消费是一个完整的产业链条，不仅包含汽车的生产和购买，还包括道路建设、能源的生产和补给、车辆的存放、车辆与环境的协调（对自然环境和人类生活的影响）等环节。智能化无避让上层停车台是针对我国国情和住宅小区及现有公共停车场的特点开发的智能化立体停车设施，该产品的生产和投入使用，不仅能丰富停车业的产品，满足社会和市场的需要，有效的利用自然资源，增加国家的税收，增加就业岗位，还能对促进汽车的消费，乃至促进我国经济的发展产生良性的互动作用。2.国内外发展现状2.1国内发展现状所谓无避让立体车库，指的是存取车无需避让的立体车库。具体来说，指的是双层无避让立体车库，通过对单升降产品的改良，使承载载车板的立柱在铺设好的轨道上可以前后行走，并在行走到轨道前端准确位置时停止，然后载车板旋转移出到过道地面。停泊和取出上层车位，下层车位不受影响，这是无避让立体车库的最大卖点。

无避让立体车库当然是单升降车库的换代产品，是改良产品。但是不幸的是，单柱单臂无避让产品，也是不成熟的产品。现在就让我们看看无避让立体车库产品的前世今生吧！无避让立体车库是美籍华人梁先生所发明的。取得发明专利后，即联系几个投资者共同投资建厂，准备以这种“具有特殊优势、适合中国国情”的差异化产品来引领立体车库市场，打开一个崭新的局面。当然了，梁先生以及他所联络的几位股东也不例外。由于见解分歧、意见无法统一，所以过了没多久就分道扬镳了。那位梁先生，由于机缘问题，在离开草创企业不久，即和浙江做文具百货起家的文百开始合作。浙江文百将无避让立体车库做了新的改良，改成了单柱+天地轨。建德则将原始专利改良为上下载车板，通过上下载车板的共同移动来实现无避让功能。盈佳对原始专利更是做了多处改良，别家用三个电机来驱动，盈佳则是用一台电机提供动力，凭借液压系统来进行驱动，以实现行走、升降、旋转的功能。到此为止，生产无避让立体车库产品的溢隆、文百、建德和盈佳，产品各不相同，各有各的优势和卖点，具备共同做大的基础。但是，正如前文所说，梁先生的发明，本来就不是成熟的发明，单边受力，产品结构不合理，存在长期使用的偏载隐患，所以接下来的故事，继续上演。原来位于广州的某企业，因为此专利的不成熟，在项目方使用过程中，曾经砸坏了两台车。幸亏当时车里面没有人，否则就会非常危险。位于佛山的某企业，因为改良后的专利产品仍然存在弊端，发现在使用中存在故障率多、配件更换较多的麻烦，于是干脆停产，研发新的框架式无避让立体车库。当然，诸位一定知道这家企业是哪个了。2011年3月27日，是无避让立体车库行业值得记住的关键日期。正是在这一天，由广东盈佳牵头，辽工大、阜新昊海矿业液压制造共同签约，开始研发新一代的无避让立体车库产品。其核心目的就是要长期使用安全稳定、杜绝单边受力、优化产品各项性能指标。经过一年有半的艰辛努力，最终三个合作单位共同研发出新一代稳定成熟、结构合理、受力均匀、安全保障的框架式无避让立体车库。这当然是无避让立体车库的划时代的进步，颠覆性的创新。2.2国外发展现状早在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、地区和一些发达的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。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。2.3存在的问题及不足相对于升降横移和单升降类立体车库，无避让立体车库具有存取车方便、运行速度快、节能、噪音低、维护简单等优势，但是无避让立体车库的弊端也显而易见。​综合来看，之所以无避让立体车库还没有完全被市场所接受，原因如下：​1，无避让车库，还没有明确的国家标准。​在国家标准里，升降横移类是有具体规范的标准的，但是无避让立体车库没有标准。​2，无避让立体车库，价格稍微高一些。​相对升降横移类立体车库，无避让车库的单车位价格，高出一倍以上，市场接受存在一定的障碍。​3，无避让立体车库的安全性，市场尚无严格的检验说明。​到底这一类立体车库是不是能够使用数十年，现在还是未知数。因为从开始生产到如今，也就是七八年时间，这样的时间，不足以支撑厂家的30年以上的使用寿命的说法。而且国外也没有这一类设备。​4，除了广东盈佳的框架式结构，其余的均为单边受力结构，力学结构不稳定。​广东盈佳采用了超稳定的框架结构，产品稳定性和安全性都比较好，但是除了广东盈佳之外的其他厂家的设备，都是单边受力。力学结构不稳定，存在一定的安全隐患。这样的产品推广，当然会遇到市场阻力了。5，已经在用的无避让立体车库项目，部分存在一些维修率高等问题。​已经投入使用的无避让立体车库，尤其是那些单边受力的无避让立体车库，其实际表现差强人意，进出车不方便，容易出现刮擦碰车问题，甚至个别厂家的单边受力无避让设备，还出现过质量事故，在这种情况下，无避让立体车库的推广，当然蒙上了阴影。​3.课题方案分析及设计3.1总体结构组成采用单立柱悬臂结构，由导轨、移动小车、立柱（随小车移动和载车板构成，小车沿导轨水平移动，立柱可相对小车旋转，载车板通过提升机构可沿立柱上下运动。该立体车库使用时，一层车位车辆可自行驶入停车，出库时直接入车位将车开走；二层车位入库时，需要将载车板移出，旋转、下降到地面后（见图1立面图、图2平面图），车辆驶上载车板，然后再上升、旋转、移入车位（见图3立面图、图4平面图）。车辆的出库过程与上述过程相反。仅以二层车位采用自动出入库方式为例，如果一层车位也希望采用自动出入库方式，需另外增加一套带旋转和移动的装置。其载车板的运动除没有升降过程外，与上面流程一致。图1二层载车板移出、旋转、下降到地面过程（立面图）图2二层载车板移出、旋转、下降到地面过程（平面图）图3车辆驶入载车板、上升、入库过程（立面图）图4车辆驶入载车板、上升、入库过程（平面图）3.2移动机构的方案设计行走过程中首先考虑到传动系统，如图5所示传动系统计划采用电动机带动齿轮1与齿轮2啮合减速，然后传递到齿轮3中，由齿轮3与齿条4啮合实现运动。在行走运动过程中，齿条与轨道固定，减速器及行走齿轮固定在行走箱体上，带动行走箱体及其上方的立柱和载车板实现往复运动。在行走出库的过程中需要考虑到车辆对于整个机械结构受力情况。考虑到受力情况为偏载，所受力量很大，故采用钢轮一轨道运行方式。无轨运行方案无法克服载车板偏载所产生的倾覆力矩。在行走机构设计时，考虑到倾覆力矩的问题，在轨道上下两侧均布置行走车轮，对于其所受的力进行平衡。图5行走机构传动简图1、小齿轮;2、大齿轮;3、行走齿轮;4.齿条。在行走运动传动方式上，首先考虑的是电动机带动行走轮摩擦传动。若行走轮为钢轮则其受到的摩擦力可能不足。若为橡胶轮则有可能出现磨损过度，最终打滑的情况。所以这里最后综合考虑将行走传动机构设计为齿轮齿条传动。该方案可以保证传动的可靠性，传动效率也较高，实际中可能存在下雨、轨道有杂物等情况影响轮组摩擦传动。将齿条放置在两轨道中间，也有利于进一步节约空间。3.3旋转机构的设计回转机构有一个主要传力的节点，就是回转时的活动部件。而且在起到活动作用的同时还要兼顾传动。这里很直接的想到了回转支承。该结构外圈有齿，同时可以与需要回转的部件固定，内圈可以与底座固定。回转支撑可以承受较大的倾覆力矩，同时还能承受可观的轴向力。回转机构传动采用齿轮传动，如图6所示电动机带动蜗杆1与蜗轮2啮合，蜗轮2与齿轮3同轴，齿轮3与回转支承4啮合传动从而对立柱进行传动。采用蜗轮蜗杆减速器是因为这里所需的减速比很大。电动机通过减速器带动回转小齿轮与回转支承啮合实现传动，其中回转支承与回转小齿轮的啮合可以进一步减速。图6回转机构传动简图蜗杆:2,蜗轮:3、回转小齿轮:4、回转支承。3.4经济及可行性分析3.4.1经济性分析双轨双层无避让立体车库通常用于居民小区或商业中心的地上和地下停车场的汽车停放。车库运行过程中，通常自动停车系统的停车指令进行动作，移动及旋转装置根据传感器采集的汽车停车位置信息进行载车板的旋转及行走，动作到位以后停止，启动相应的安全保护装置，停车机构的控制方式及车体的刚性影响停车的稳定性、动作的准确性。本次毕业设计过程中，为了保证无避让立体车库行走和旋转机构的稳定性和准确性要求，在设计之前通过图书馆及电子数据库收集了大量关于无避让立体车库的相关文献，以供行走和旋转机构设计进行参考，提高设计的合理性；同时，根据立体停车设备的生产企业网站浏览，观看视频，增加了对无避让立体停车设备实际可用性的理解，来提高设计的合理性。此外，在设计过程中，本毕业设计大量采用了标准件和钣金件，进而降低成本，方便了日常的使用和维修。设计过程中，通过各种控制方式的比较，同时考虑到降低设计成本，立体车库行走及横移装置控制采用电气控制方式，考虑到结构紧凑性及成本，分别选用齿轮传动和齿轮齿条为旋转和行走机构的传动机构，行走和旋转箱体均采用标准型材加工制造，价格便宜，利于大规模生产。综合来看，本设计综合成本较低。3.4.2法律、安全、健康、环境可行性分析由于在设计过程中大量采用通用标准零配件，价格便宜且互换性良好，不侵犯其他任何单位的专利权，不存在任何法律问题。使用过程中噪音小，且通过无避让立体车库的升降及旋转位置保护，并在立体车库周围安装障碍物探测传感器，对周围人身安全的保护，无其他污染，日常使用维护中也不会对人体健康构成任何威胁。立体车库其他设施设计得当，正常使用不会发生燃烧、爆炸等危害，符合国家安全标准。通过各种资料分析，双层无避让立体车库的设计过程中未涉及专利权、安全、健康和环境方面的不利影响和危害，满足设计要求。4.总结为了解决我国当前城市停车困难尤其是老旧住宅区、写字楼和购物广场等有大量车辆需要停放的场所的停车问题，本文分析了研究双层双地轨无避让停车设备的目的和意义，还探讨了这个项目的国内外发展现状。从此我们了解到我国的这个项目发展比较缓慢，技术比较落后，安全性、可靠性较差。然后结合停车难的现实情况，就本课题涉及到的无避让立体车库进行了方案的设计，主要完成了无避让立体车库机械结构组成，提出无避让立体车库的总体设计要求。在有限的单个车位上增加一个上层载车板，并且使载车板放在地面存取车时与正下方车辆无关。车位需要面积为2.6*5米、高3.6米的普通停车位。最后确定了移动机构方案的确定和旋转方案。希望在以后的具体设计中，不断完善立体停车设备的功能要求，符合实际生活的需要。参考文献：【1】付翠玉，关景泰.立体车库发展的现状与挑战〔J7.机械设计与制造，2005,(9):156-157.【2】田广泛，刘元洪，吴绪钧.日本国立体停车场的现状及我国发展立体停车场的动向与对策[J7