德州學(xué)院汽車工程學(xué)院 張雨生 楊合利

圓形塔式立體車庫的設(shè)計

德州學(xué)院汽車工程學(xué)院 張雨生 楊合利

針對停車難的問題，本文介紹了一種立體車庫—圓形塔式立體車庫，在解決停車位短缺的問題上可以發(fā)揮很大的作用。本文重點介紹了圓形塔式立體車庫發(fā)展的必要性，立體車庫的優(yōu)缺點和工作原理，以及各系統(tǒng)的設(shè)計等?？陀^地展現(xiàn)了圓形立體車庫的優(yōu)勢和未來廣泛應(yīng)用的美好前景。

圓形塔式立體車庫；優(yōu)缺點；組成及工作原理；各系統(tǒng)設(shè)計

1 引言

自改革開放以來，中國的經(jīng)濟快速發(fā)展，國民經(jīng)濟收入明顯提高，生活越來越好，汽車等商品逐漸成為了大眾化消費品。在汽車保有量快速增長的同時，卻也帶來了一系列的問題。首先，車輛的快速增長促使環(huán)境面臨了巨大挑戰(zhàn)；其次，車輛的快速增長和滯后的停車設(shè)施之間的矛盾日益尖銳。

據(jù)統(tǒng)計，2007年的汽車保有量為0.57億輛，截至到2015年汽車保有量已達到驚人的1.72億輛，躍居世界第二，在不到十年間數(shù)量就增加了兩倍，增長速度如此之快，無人企及。國家發(fā)改委曾經(jīng)透露，目前我國大城市小汽車與停車位的平均比例約為1:0.8，中小城市約為1:0.5，而發(fā)達國家約為1:1.3。隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，我國需要建設(shè)的停車位規(guī)模越來越大，目前我國停車位缺口超過5000萬個。停車難已嚴重影響了人們的生活，在這樣的背景下，建造立體車庫就顯得尤為重要。

2 圓形塔式立體車庫的優(yōu)缺點

與傳統(tǒng)地面停車場相比，立體車庫節(jié)省空間是其最大的優(yōu)點，其空間利用率高，車位密度大，其次投資成本相對于地下車庫的建造費用更低，并且立體車庫的自動化程度很高，安全性也有很高的保障。此外對駕駛員的要求也降低了不少，不需要倒車入庫或者側(cè)方位停車，只要把車停到指定位置就可以了。

但立體車庫也有其缺點，首先在上下班的高峰期存取車的效率會大大降低，因為其存取車的出入口和傳統(tǒng)地面停車場是沒法相比的，雖然建造成本較低，但后期的維護費用卻非常昂貴，電腦設(shè)備和機械設(shè)備易發(fā)生故障。

瑕不掩瑜，立體車庫的發(fā)展勢在必行，而圓形塔形立體車庫是目前各種立體車庫中空間利用率最高的。

3 圓形塔式立體車庫的設(shè)計

3.1 圓形塔式立體車庫的組成

圖1

圓形塔式立體車庫由框架結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和安全防護系統(tǒng)等五大部分組成，如圖1所示。每層由支撐柱、內(nèi)環(huán)載物平臺、外環(huán)載物平臺以及升降機組成。內(nèi)外環(huán)載物平臺均可做瞬時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。車庫可根據(jù)需要和技術(shù)水平設(shè)置車庫層數(shù)，一般為10～15層。外環(huán)可以設(shè)置4～6個出入口，內(nèi)環(huán)可以設(shè)置4個出入口同時進行存取車，以提高存取車的效率。車庫既可以建在郊區(qū)也可以建在繁華的鬧市，因其建筑的獨特性，經(jīng)過裝飾后車庫還可以作為一個巨大的廣告牌，增加廣告收益。

3.2 圓形塔式立體車庫的工作原理

車輛來到車廳前，在進出口顯示牌上可以看到剩余車位數(shù)，按下“存車”按鈕車庫大門打開，車主將車輛停到指定位置即可下車離開，在車庫外按“確定”按鈕，庫門關(guān)閉，同時彈出一張帶有條形碼的紙片，上邊寫有存車位的信息，同時也是取車的憑證，如果是長期客戶操作更方便，全程刷卡完成。搬運器夾臂將車輛夾起固定，升降機開始運作，根據(jù)系統(tǒng)分配的存車位，相應(yīng)層內(nèi)外環(huán)旋轉(zhuǎn)載物平臺開始旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到空位后停止，搬運器將車輛操作到存車位，再由夾臂完成車輛交接，搬運器返回升降機，升降機下降到車廳。

當(dāng)車主在車庫外掃描條形碼或再次刷卡后，升降機和相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)載物平臺開始運轉(zhuǎn)，升降機提升到對應(yīng)高度，由搬運器完成車輛交接，然后升降機開始下降，升降機底座設(shè)計有旋轉(zhuǎn)部件，到達車廳后，旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)180度，車頭朝外，搬運器夾臂收起，車庫門打開，車主駕車離開，庫門關(guān)閉。

3.3 圓形塔式立體車庫各系統(tǒng)的設(shè)計

立體車庫控制系統(tǒng)包括PLC控制器、變頻控制器以及檢測部分。對車輛的控制實質(zhì)是對數(shù)據(jù)的處理，我們采用了三菱FX-2N系列PLC控制器，該系列控制器可以控制16到256個點，操作簡單，指令豐富。升降電機和旋轉(zhuǎn)電機的控制器則采用三菱公司的FR-E540變頻控制器，可使電機平穩(wěn)勻速的運轉(zhuǎn)，降低運轉(zhuǎn)時的噪聲。檢測部分主要由控制開關(guān)和光電信號傳感器組成。經(jīng)過對圓形塔式立體的分析，我們選用FX2N-32FR可編程序控制器模擬信號輸入情況，如圖表1所示。

升降機是系統(tǒng)動力輸出的關(guān)鍵，車輛的上下傳遞主要由升降機來完成，因此升降機的性能尤為重要。提升系統(tǒng)使用電機連接變速箱配合鋼絲繩傳動實現(xiàn)，傳動過程平穩(wěn)進行。傳動系統(tǒng)的動力由智能變頻調(diào)速電機提供，電梯的上升和下降則由電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。并且在載重不同的情況下，PLC控制器也能使升降機平穩(wěn)勻速的運行。

系統(tǒng)在運行過程中，均有安全防護，提升系統(tǒng)安裝了保險裝置通過制動杠桿牽制制動模塊和制動輪緊緊的壓在一起，防止升降機墜落。如圖2為安全裝置結(jié)構(gòu)及組成。

表1 輸入信號分配表