朱文博　袁新梅

摘? 要：在垂直循環(huán)基本運(yùn)動原理的基礎(chǔ)上結(jié)合機(jī)械設(shè)計原理與自動控制理論，通過對垂直循環(huán)立體車庫結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新與改進(jìn)，文中介紹了一種新型混合式立體車庫，利用鏈輪鏈條嚙合轉(zhuǎn)動提供動力保證了存取車輛的穩(wěn)定性與安全性。垂直升降運(yùn)動通過含有轉(zhuǎn)向圓弧的導(dǎo)軌及輔助導(dǎo)軌的設(shè)計來完成，傳動機(jī)構(gòu)與車庫框架的整合有效提高了立體車庫結(jié)構(gòu)的緊湊性，使得存取車輛的效率與土地利用率得到極大提高。

關(guān)鍵詞：立體車庫;轉(zhuǎn)向圓弧;輔助導(dǎo)軌;張緊裝置

1 目的和意義

1.1 設(shè)計推廣立體車庫的必要性

其一，隨著我國城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，各種車輛數(shù)目在不斷增加，對停車設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會出現(xiàn)停車難等一系列問題。

其二，隨著城市的規(guī)模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。由平面停車向立體停車，由簡單的機(jī)械車庫向計算機(jī)管理高度自動化的現(xiàn)代立體停車演變，加快發(fā)展立體停車已成為人們的共識。

1.2 設(shè)計推廣立體車庫的意義

機(jī)械式立體車庫既可以大面積使用，也可以“見縫插針”地設(shè)置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實施，是解決城市“停車難”問題最有效的手段，也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。當(dāng)前，我國許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機(jī)械式立體停車產(chǎn)業(yè)。

機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫，可使地面的使用率提高80%—90%。其次，機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全。人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3 設(shè)計三層側(cè)置混合式立體車庫的出發(fā)點(diǎn)

盡管立體車庫有以上種種優(yōu)點(diǎn)，但是市面上常見的立體車庫類型無法滿足一些特定區(qū)域充分利用停車空間的問題。其中最明顯的就是城鄉(xiāng)過渡區(qū)一些老舊小區(qū)或者土地面積受約束的小區(qū)，在那里安裝立體車庫條件更加艱難，具體表現(xiàn)為空間小、土建施工難度大甚至沒有施工條件、居民的車輛種類比較多。經(jīng)走訪發(fā)現(xiàn)周邊近十個居民住宅小區(qū)中90%的小區(qū)都沒有安裝立體車庫，而安裝了立體車庫的也是最簡單的“堆垛式”車庫，且一個小區(qū)僅有一個，存取過程相當(dāng)麻煩，多數(shù)有私家車的戶主更愿意把車停在自己的專用車位上，但又抱怨物業(yè)對專用車位的收取費(fèi)用過高。因此我們總結(jié)出：居民住宅小區(qū)對于立體車庫的要求更高，其需要一種可以在較小的空間內(nèi)完成存取車過程、占用較少的臨時空間（如主干道與主行車道）且又可以滿足小區(qū)居民大部分車輛停放需求（包括電動車、自行車在內(nèi)）的新型立體車庫。

雖然目前社會上已經(jīng)有了一下小型的立體車庫，但其在使用的過程會存在很多問題。主要有以下幾點(diǎn)：

（1）占用的臨時空間很大。以垂直循環(huán)立體車庫為例，垂直循環(huán)立體車庫是用一個垂直循環(huán)運(yùn)動的載車板系統(tǒng)存取停放汽車的機(jī)械式停車設(shè)備。其正常工作需要一個長13米寬6米左右的矩形空間，而且空間還需與主行車道相連，在一些老舊的小區(qū)一般很少具備這樣的條件。而且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，最遠(yuǎn)車位一般一次取車需2分鐘，高峰取車時間依次取車時間過長，依次取車第20輛約需30分鐘以上，實用性差。

（2）部分小型車庫存取麻煩。以簡易升降立體車庫為例，該車庫的停取上層車輛的時候需要清空下層車輛，因此在使用的時候具有很大的不便。

（3）存取過程耗時長，比如升降橫移式立體車庫和水平循環(huán)類車庫，是采用以載車板升降或橫移存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。一方面，其每組設(shè)備必須留有至少一個空車位，存取車耗時可能高達(dá)十分鐘，在早上取車的高峰期的時候，可能造成擁堵的現(xiàn)象，另一方面，鏈條牽動運(yùn)行過程不具有防止傾斜墜落功能。

綜上所述，通過借鑒垂直循環(huán)式立體車庫的優(yōu)點(diǎn)和對其他類型車庫缺點(diǎn)的反思總結(jié)，我們設(shè)計了一種新型的三層側(cè)置混合式立體車庫，具體介紹如下（見圖1）。

2 產(chǎn)品簡介

2.1 車庫的主要組成部分

三層側(cè)置混合式車庫主要由載車吊籃、支撐板、支架部分、傳動部分、控制部分這五部分組成。

（1）載車吊籃是汽車存放的載體，需用戶自主將車輛駛出或駛?cè)胼d車吊籃，如圖2所示;

（2）框架部分為立體車庫的整體框架其中包含有最主要的零部件——導(dǎo)軌及穩(wěn)定導(dǎo)軌，導(dǎo)軌內(nèi)部裝有嵌有部分支撐板，支撐板的底端裝有滾動軸承，支撐板可以在鏈條的帶動下沿導(dǎo)軌運(yùn)動，如圖3所示;

（3）車過程中傳動的平穩(wěn)性與所需傳遞的力矩較大，故傳動部分采取多排鏈傳動;

（4）對于控制部分，由于該立體車庫控制系統(tǒng)需要完成的控制動作包括：能夠完成自動監(jiān)測（載車籃內(nèi)有無車輛、載車籃的位置、空車位等）、電機(jī)能自動控制正反轉(zhuǎn)以完成自動存取車過程、還要有為了安全設(shè)置消防系統(tǒng)等，故采取PLC自動控制系統(tǒng)。PLC作為自動化工業(yè)控制器，采用微電子技

術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路完成，可靠性高;其功能強(qiáng)大，通用性好。

另外圖4中的張緊裝置為本產(chǎn)品亮點(diǎn)之一，車庫兩側(cè)各有一套張緊裝置，每套張緊裝置均有4個，2組張緊小鏈輪，可同時對二三層載車籃的傳動鏈進(jìn)行張緊。增設(shè)張緊裝置既可以解決鏈傳動中由于鏈條松緊邊交替以至承受變拉應(yīng)力而使鏈條壽命下降的問題，又可以時鏈條始終處于張緊狀態(tài)，從而使載車籃在上下運(yùn)行過程中更加平穩(wěn)。

2.2工作原理及功能介紹

2.2.1工作原理

（1）存車過程。當(dāng)接收到PLC控制系統(tǒng)發(fā)出的“存車”信號時，在安全系統(tǒng)確認(rèn)車庫旁無行人經(jīng)過且車庫底層沒有人員停留時，載車籃兩旁的鎖緊裝置打開，同時控制相應(yīng)空載車籃運(yùn)動的電動機(jī)反轉(zhuǎn)，使載車籃沿導(dǎo)軌下降，警示提示音響起，當(dāng)載車板底部及載車籃中的傳感器檢測到汽車已停放妥當(dāng)時，待司機(jī)下車后，向PLC控制系統(tǒng)發(fā)出信號，PLC控制系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)出信號控制電動機(jī)正轉(zhuǎn)，在傳動鏈條的牽引下使載車籃沿著導(dǎo)軌上升，整個過程中穩(wěn)定導(dǎo)軌起著穩(wěn)定載車籃，防止其搖晃傾斜的作用。在傳感器檢測到載車籃回到原來的停車位后，在載車籃各項參數(shù)正常的情況下，PLC控制系統(tǒng)控制電動機(jī)停轉(zhuǎn)，鎖緊裝置啟動，固定載車籃，存車過程結(jié)束。

（2）取車過程。當(dāng)接收到PLC控制系統(tǒng)發(fā)出的“取車”信號時，在安全系統(tǒng)確認(rèn)車庫旁無行人經(jīng)過且車庫底層沒有人員停留時，載車籃兩旁的鎖緊裝置打開，同時控制相應(yīng)的載車籃運(yùn)動的電動機(jī)反轉(zhuǎn)，使載車籃沿導(dǎo)軌下降，警示提示音響起，當(dāng)載車板底部及載車籃中的傳感器檢測到載車籃已停放妥當(dāng)時，待車輛開出后，向PLC控制系統(tǒng)發(fā)出信號，PLC控制系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)出信號控制電動機(jī)正轉(zhuǎn)，在傳動鏈條的牽引下使空載車籃沿著導(dǎo)軌上升，在傳感器檢測到載車籃回到原來的車位后，在載車籃各項參數(shù)正常的情況下，PLC控制系統(tǒng)控制電動機(jī)停轉(zhuǎn)，鎖緊裝置啟動，固定載車籃，取車過程結(jié)束。

2.2.2功能介紹

本產(chǎn)品采用三層混合式停放車輛的方法，可滿足不同車輛類型的存取需求，如：轎車、摩托車、電動車、自行車等;在不增加占地面積的情況下，使停車數(shù)量增加為原來的三倍;且配備了相應(yīng)的充電設(shè)備，為電動車及新能源汽車提供能源。

車庫第一層用來停放小型代步車輛，如摩托車、電動車、自行車等，用戶可直接將車置于停車位或取走車輛;第二層和第三層用于存放汽車，車輛存取升降所需的動力由電動機(jī)提供。存取車過程已在上文詳細(xì)介紹過，這里不再贅述。

2.3 適用場合

主要用于老舊小區(qū)甬道兩旁的車位升級改造，有固定的車位，而且汽車的流量及人員往來不是很密集的地方。

2.4 三層側(cè)置混合式立體車庫的主要參數(shù)

本立體車庫分為三層，第一層的有效高度為2.3m，長度為5m，主要用于存放自行車、電動車、摩托車等小型代步工具，第二層的有效高度為1.8m，長度為5m，限重3t，主要用于存放緊湊型轎車、小型轎車、小型SUV;第三層的有效長度為5.5m，有效高度為2m，限重3t，主要用于存放中型轎車、中型SUV、中大型SUV。三層側(cè)置混合式立體車庫整體效果如圖6所示：

參考文獻(xiàn)：

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