蘇杰義

（閩南理工學院，福建 石獅 362700）

0 引言

升降橫移式立體車庫就其組成部分而言，可大致分為六大部分：①立架式鋼結(jié)構(gòu)：利用螺栓將鋼結(jié)構(gòu)連接成為立體車庫的主體框架；②提升裝置：采用液壓升降臺來實現(xiàn)承載行走小車、橫移機構(gòu)、載車板、汽車上下交換運行；③行走機構(gòu)：采用電機驅(qū)動滾輪來實現(xiàn)縱向行走，當滾輪在導軌上運動到停車位時，由行走機構(gòu)上的橫移機構(gòu)對車輛進行存取；④橫移機構(gòu)：采用鏈傳動載車式，其基本原理是以鏈傳動的形式，通過一次微橫移和一次橫向橫移來實現(xiàn)載車板的存?。虎菘刂葡到y(tǒng)：采用PLC 自動控制系統(tǒng)，傳感器把信號傳輸給PLC，由PLC 來實現(xiàn)自動化控制；⑥安全保護裝置：主要是制動裝置以及車輛的安全保護和照明等設(shè)備。

升降橫移立體停車庫車位結(jié)構(gòu)為2 維矩陣形式，也可設(shè)計為多層多列式。但由于受鏈裝置及進出車時間的限制，最高不超過4 層，一般為2～4 層，以2, 3 層者居多，一般根據(jù)泊車的數(shù)量來決定停車庫的規(guī)模大小。車庫可設(shè)在地下，也可設(shè)在地上，也可一半設(shè)在地下一半設(shè)在地上。其鋼結(jié)構(gòu)框架按一定規(guī)格的分單元進行組裝，可縱向延伸分段集中控制，也可橫向并列分排單獨控制。車庫組合的不同布置形式可適應不同場地條件的需要，配置靈活。現(xiàn)以地上（3×3）升降橫移式車庫為例，說明車庫的運行原理。

1 升降橫移式立體車庫組成和運行原理

升降橫移立體停車庫利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道，實現(xiàn)高層車位升降存取車輛，全部邏輯過程均由PLC 進行控制。地面以上布置的升降橫移立體車庫結(jié)構(gòu)特點：上層只能升降，底層只能平移，中間層既可平移又可升降。除上層外，中間層和底層必須預留一個空車位，供進出車升降之用。當?shù)讓榆囄贿M出車時，無需移動其他托盤就可直接進出車；中間層、上層進出車時，先要判斷其對應的下方位置是否為空，不為空時要進行相應的平移處理，直到下方為空才可進行下降和進出車動作，進出車后再上升回到原位置。其運動總原則是：升降復位，平移不復位（見圖1）。地下布置、半地下半地上布置車庫的結(jié)構(gòu)與此相似。

圖1 地上（3×3）升降橫移立體車庫運動原理圖Fig.1（3×3）lifting and transferring ground motion Schematic three-dimensional garage

2 立體車庫提升系統(tǒng)驅(qū)動方式的選擇

在立體車庫中，升降系統(tǒng)的設(shè)計是一項非常重要的任務(wù)，它的性能好壞直接影響到立體車庫運行速度、運行精度、可靠性、平穩(wěn)性以及框架結(jié)構(gòu)的整體受力情況，關(guān)系到整個車庫的安全運行。立體車庫的提升系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由驅(qū)動方式?jīng)Q定，驅(qū)動方式常用有曳引驅(qū)動、卷筒驅(qū)動、齒輪齒條、螺桿驅(qū)動和液壓驅(qū)動等方式。鏈條傳動和卷筒驅(qū)動運行不平穩(wěn)、不太安全、噪音大、結(jié)構(gòu)比較復雜，車位的橫向移動多采用鏈條傳動。相比之下，液壓傳動具有以下優(yōu)點：①調(diào)速范圍大，可實現(xiàn)無極調(diào)速且調(diào)速簡單；②使用溢流閥作為安全閥,可實現(xiàn)過載保護；③液壓傳動裝置重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小和沖擊小；④操作控制簡單方便，易于實現(xiàn)自動化控制，如電液聯(lián)合控制配合使用能實現(xiàn)復雜順序控制自動化運行；⑤噪音小、工作平穩(wěn)。液壓傳動屬柔性傳動,安裝位置可因地制宜,方便靈活。

本設(shè)計升降機構(gòu)采用單根多級舉升液壓缸驅(qū)動的方式，以滿足安裝空間小行程大的技術(shù)要求。

3 主要技術(shù)參數(shù)

載重板臺面尺寸：（6×3）m

舉升重量：3.5T（汽車和載重板重量之和）

升降高度：3m（可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)高度設(shè)計調(diào)整）

上升時間：＜1 min

下降時間：1～3 min（可調(diào)）

4 技術(shù)方案和工作原理

載重板采用焊接框架結(jié)構(gòu)以減輕自身重量；采用多組鏈輪一起來承重；鏈條設(shè)計用來解決臺面尺寸大，單缸舉升受力不均勻，平臺同步上升，消除液壓受橫向力等問題；采用立柱導軌結(jié)構(gòu)，使升降平穩(wěn)。

圖2 汽車庫液壓升降平臺液壓系統(tǒng)圖Fig.2 Garage hydraulic lifting platform hydraulic system of FIG

其工作原理如圖2 所示，采用柱塞缸可以實現(xiàn)較長行程。上升時啟動液壓泵2，電磁閥4 上的電磁鐵右位通電，舉升缸7 上升至上一層地平面，此時行程開關(guān)到達極限位置發(fā)出信號，電磁閥4 斷電處于中位，液壓泵卸載停機；通過液控單向閥6 實現(xiàn)保壓作用，防止載車板墜落，當臺面下降時，首先啟動液壓泵2，然后電磁閥4 上的電磁鐵左位通電，接著電磁閥5 通電，打開液控單向閥6，靠臺面及汽車自身重量使臺面緩慢下降,節(jié)流閥10 可以調(diào)節(jié)下降時間。

5 舉升缸行程的倍增舉升平臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計

為了減小液壓缸的行程和加工制造成本，本設(shè)計采用了鏈輪-承重鏈條機構(gòu)，如圖2 所示，以較短的液壓缸行程來獲得較大的平臺升降高度。

由圖3 可知，當舉升缸活塞桿上升時，通過鏈輪1及鏈條3 舉升平臺4，且平臺4 的上升行程是活塞桿2行程的2 倍。本設(shè)計用1.5m的舉升缸行程使平臺升降高度達3m。

對于（6×3）m 的大平臺面，如用一個缸舉升，很難解決受力不均勻，臺面易變形,升降不平穩(wěn)等技術(shù)問題。針對這些問題，本設(shè)計采用了鏈輪-承重鏈條機構(gòu)巧妙地解決了這個問題。其具體工作原理如圖4 所示。當舉升缸向上運動時，平臺上4 點以2 倍于舉升缸的速度上升，通過鏈輪組承重鏈條帶動平臺上B 點以與A 點相同的速度同步上升。同理，下降時亦然。

圖3 行程倍增機構(gòu)示意圖Fig.3 Stroke doubled organization charts

圖4 平穩(wěn)同步舉升原理圖Fig.4 Schematic smooth synchronous lifting

在此設(shè)計中，承重鏈條Ⅰ所承受的力是整個平臺及汽車的重力之和，而承重鏈條Ⅱ所受的拉力僅是前者的一半。在實際設(shè)計中，在平臺水平面內(nèi)，設(shè)計不得少于2 個B 點，根據(jù)具體情況，通常設(shè)計有3個B 點，既有3 組如圖4 所示的鏈輪組及承重鏈條2。3 個B 點再加上1 個A 點，平臺共有4 個提升點，使平臺升降平穩(wěn)，同步上升，且僅需一個舉升缸，大大簡化了液壓系統(tǒng)的設(shè)計，也避開了多缸同步運動精度問題。

6 創(chuàng)新點總結(jié)

（1）采用液壓驅(qū)動能夠?qū)崿F(xiàn)過載保護，能有效防止停車板墜落導致車輛損毀。

（2）本設(shè)計采用了鏈輪-承重鏈條機構(gòu)，以較短的液壓缸行程來獲得較大的平臺升降高度。用1.5m 的舉升缸行程使平臺升降高度達3m。使平臺升降平穩(wěn)，同步上升，且用一個舉升缸，大大簡化了液壓系統(tǒng)，也避開了多缸同步運動精度問題。

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