張悅，劉元義，李曉宇，馮磊

（255000 山東省 淄博市 山東理工大學(xué) 農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院）

0 引言

近些年隨著社會(huì)不斷發(fā)展，城市擴(kuò)展以及鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)化加速推進(jìn)，建筑用地逐漸增加，且私家車(chē)數(shù)量逐漸增多，但整體土地面積為固定數(shù)值，城市及城鄉(xiāng)停車(chē)問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，居民生活區(qū)、娛樂(lè)區(qū)、辦公區(qū)內(nèi)停車(chē)問(wèn)題較為突出。國(guó)內(nèi)目前有一些多層停車(chē)系統(tǒng)，一定程度上能夠解決減少占地和緩解停車(chē)難的問(wèn)題[1]，但是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，構(gòu)建成本高；運(yùn)輸停車(chē)車(chē)輛時(shí)需要停車(chē)板，往返輸送費(fèi)時(shí)；停車(chē)過(guò)程較為復(fù)雜，且在一個(gè)地方建筑完成后不可移動(dòng)變位[2-5]。為了克服這些不足，本文全面考慮泊車(chē)架構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種多層泊車(chē)裝置。該裝置能夠節(jié)約停車(chē)用地，解決停車(chē)?yán)щy的問(wèn)題，并且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，停車(chē)較方便，可根據(jù)實(shí)際情況改變多層泊車(chē)裝置的位置，為多層泊車(chē)裝置的研究提供了一種新思路。

1 設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)的多層泊車(chē)裝置主要包括支撐板、移動(dòng)車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)、停車(chē)位移機(jī)構(gòu)，如圖1 所示。支撐底板上方為車(chē)庫(kù)主體，為多層結(jié)構(gòu)，可采用框架結(jié)構(gòu)，也可以是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。每層均設(shè)有多個(gè)固定車(chē)庫(kù)，固定車(chē)庫(kù)一側(cè)呈開(kāi)口狀，供車(chē)輛進(jìn)出。車(chē)庫(kù)主體頂端設(shè)有停車(chē)位移機(jī)構(gòu)，位移機(jī)構(gòu)的停車(chē)吊繩與移動(dòng)車(chē)庫(kù)的頂面固定連接，移動(dòng)車(chē)庫(kù)靠近車(chē)庫(kù)主體的一端和遠(yuǎn)離車(chē)庫(kù)主體的一端分別為停車(chē)出口和停車(chē)進(jìn)口。

圖1 多層泊車(chē)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of overall structure of multi-layer parking device

停車(chē)位移機(jī)構(gòu)選擇現(xiàn)有的行車(chē)，行車(chē)的停車(chē)吊繩與移動(dòng)車(chē)庫(kù)的頂面固定連接。行車(chē)通常包括兩個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置：一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)完成豎直方向的運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置完成水平方向的運(yùn)動(dòng)。需要停放車(chē)輛時(shí)，將本裝置通過(guò)支撐底板固定在設(shè)定位置，當(dāng)使用者需要停車(chē)時(shí)，行車(chē)帶動(dòng)移動(dòng)車(chē)庫(kù)至支撐底板上表面，然后駕駛?cè)酥苯訉④?chē)開(kāi)進(jìn)移動(dòng)車(chē)庫(kù)，車(chē)停穩(wěn)后，行車(chē)帶動(dòng)移動(dòng)車(chē)庫(kù)和車(chē)庫(kù)中的車(chē)輛停至設(shè)定的固定車(chē)庫(kù)位置，此時(shí)移動(dòng)車(chē)庫(kù)的停車(chē)出口正對(duì)固定車(chē)庫(kù)的車(chē)輛進(jìn)出口，駕駛?cè)丝芍苯訉④?chē)輛開(kāi)進(jìn)固定車(chē)庫(kù)，將車(chē)停穩(wěn)，然后駕駛?cè)烁S移動(dòng)車(chē)庫(kù)返回地面。停車(chē)過(guò)程較為簡(jiǎn)單。取車(chē)時(shí)，移動(dòng)車(chē)庫(kù)停車(chē)出口正對(duì)固定車(chē)庫(kù)的車(chē)輛進(jìn)出口，駕駛?cè)酥苯訉④?chē)輛再開(kāi)進(jìn)移動(dòng)車(chē)庫(kù)內(nèi)，隨后隨移動(dòng)車(chē)庫(kù)返回地面即可。當(dāng)有些場(chǎng)所短時(shí)間內(nèi)需要多個(gè)停車(chē)位時(shí)，可將本裝置運(yùn)輸至指定位置安裝使用，使用完成后將本裝置整體移動(dòng)即可。

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

緊急制動(dòng)系統(tǒng)、移動(dòng)車(chē)庫(kù)為本多層泊車(chē)裝置的關(guān)鍵部件。停車(chē)位移機(jī)構(gòu)在行車(chē)控制豎直方向位移的絞盤(pán)一側(cè)增設(shè)緊急制動(dòng)機(jī)構(gòu)，其制動(dòng)吊繩與移動(dòng)車(chē)庫(kù)的頂面中心位置固定連接，停車(chē)吊繩纏繞在絞盤(pán)上。緊急制動(dòng)機(jī)構(gòu)隨移動(dòng)車(chē)庫(kù)的水平移動(dòng)而移動(dòng)。在移動(dòng)車(chē)庫(kù)正常運(yùn)行過(guò)程中緊急制動(dòng)機(jī)構(gòu)不發(fā)揮任何作用，也不會(huì)影響移動(dòng)車(chē)庫(kù)正常運(yùn)行，當(dāng)移動(dòng)車(chē)庫(kù)豎直方向不以設(shè)定的速度下降時(shí)，緊急制動(dòng)機(jī)構(gòu)緊急作用阻止移動(dòng)車(chē)庫(kù)的繼續(xù)下落。

如圖2 所示，緊急制動(dòng)機(jī)構(gòu)有收卷繩盤(pán)。收卷繩盤(pán)與絞盤(pán)的轉(zhuǎn)軸一端固定，絞盤(pán)設(shè)置在絞盤(pán)支架上，收卷繩盤(pán)與絞盤(pán)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)吊繩纏繞在收卷繩盤(pán)外周。收卷繩盤(pán)一側(cè)設(shè)有制動(dòng)單元，制動(dòng)單元上有連接柱。連接柱一端與收卷繩盤(pán)一側(cè)固定連接，另一端與 L 型桿的彎折角處通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接。L型桿的長(zhǎng)桿一端設(shè)有配重塊，L 型桿的短桿一端與制動(dòng)桿一端鉸接。制動(dòng)桿另一端設(shè)有剎車(chē)墊，L 型桿的長(zhǎng)桿與制動(dòng)桿之間設(shè)有彈簧。剎車(chē)墊正對(duì)方向設(shè)有剎車(chē)盤(pán)，且剎車(chē)墊與剎車(chē)盤(pán)之間設(shè)有間距，剎車(chē)盤(pán)通過(guò)剎車(chē)盤(pán)支架與絞盤(pán)支架固定。正常運(yùn)行情況下，彈簧拉力克服配重塊的離心力，使 L 型桿保持不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)車(chē)庫(kù)向下運(yùn)動(dòng)的速度超越了設(shè)定速度時(shí)，收卷繩盤(pán)轉(zhuǎn)速升高，配重塊的離心力大于彈簧拉力，配重塊向外運(yùn)動(dòng)，使 L 型桿以彎折角處轉(zhuǎn)軸為圓心發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)使制動(dòng)桿帶動(dòng)剎車(chē)墊向剎車(chē)盤(pán)方向移動(dòng)，剎車(chē)墊和剎車(chē)盤(pán)作用，使收卷繩盤(pán)和絞盤(pán)進(jìn)行剎車(chē)，防止移動(dòng)車(chē)庫(kù)出現(xiàn)失重降落，保證移動(dòng)車(chē)庫(kù)的安全。

圖2 緊急制動(dòng)系統(tǒng)示意圖Fig.2 Schematic diagram of emergency brake system

采用離心力原理，保證移動(dòng)車(chē)庫(kù)的安全運(yùn)行。如圖3 所示，正常運(yùn)行情況下，彈簧拉力克服配重塊的離心力，使型桿保持不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)車(chē)庫(kù)向下運(yùn)動(dòng)的速度超越了設(shè)定速度時(shí)，收卷繩盤(pán)轉(zhuǎn)速升高，配重塊的離心力大于彈簧拉力，配重塊向外運(yùn)動(dòng)，使型桿以彎折角處轉(zhuǎn)軸為圓心發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)并使制動(dòng)桿帶動(dòng)剎車(chē)墊向剎車(chē)盤(pán)方向移動(dòng)，剎車(chē)墊和剎車(chē)盤(pán)作用，使收卷繩盤(pán)和絞盤(pán)進(jìn)行剎車(chē)，防止移動(dòng)車(chē)庫(kù)出現(xiàn)失重降落，保證移動(dòng)車(chē)庫(kù)的安全。行車(chē)的其他結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何改變，選擇現(xiàn)有技術(shù)即可完成正常工作。

圖3 移動(dòng)車(chē)庫(kù)示意圖Fig.3 Schematic diagram of mobile garage

固定車(chē)庫(kù)底面上表面進(jìn)口端和移動(dòng)車(chē)庫(kù)底面上表面停車(chē)出口端均增設(shè)限速帶，一定程度上避免車(chē)輛發(fā)生移動(dòng)而產(chǎn)生危險(xiǎn)。停車(chē)吊繩分別吊在移動(dòng)車(chē)庫(kù)頂面靠近四角，并且停車(chē)吊繩傾斜設(shè)置，從而使4 根停車(chē)吊繩均處于張緊狀態(tài)，避免移動(dòng)車(chē)庫(kù)發(fā)生不必要的晃動(dòng)。

移動(dòng)車(chē)庫(kù)的停車(chē)出口端設(shè)有停車(chē)擋板，一端與移動(dòng)車(chē)庫(kù)停車(chē)出口端底面鉸鏈接，另一端連接收卷機(jī)構(gòu)，收卷機(jī)構(gòu)控制停車(chē)擋板呈豎直或水平狀態(tài)。當(dāng)駕駛?cè)笋{駛車(chē)輛進(jìn)入移動(dòng)車(chē)庫(kù)時(shí)，停車(chē)擋板處于豎直狀態(tài)，當(dāng)移動(dòng)車(chē)庫(kù)到達(dá)指定位置時(shí)，收卷機(jī)構(gòu)的收卷繩放松控制停車(chē)擋板處于水平狀態(tài)，此時(shí)停車(chē)擋板可以作為過(guò)渡板，使車(chē)輛安全駛?cè)牍潭ㄜ?chē)庫(kù)。

3 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)了一種多層泊車(chē)裝置系統(tǒng)，包括支撐板、移動(dòng)車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)、停車(chē)位移機(jī)構(gòu)等主要部件，緊急制動(dòng)系統(tǒng)、移動(dòng)車(chē)庫(kù)為關(guān)鍵部件；采用離心力原理，保證移動(dòng)車(chē)庫(kù)的安全運(yùn)行；其中行車(chē)包括2 個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置完成水平、垂直方向運(yùn)動(dòng)。該設(shè)計(jì)能夠節(jié)約停車(chē)用地，解決停車(chē)?yán)щy的問(wèn)題，并且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，停車(chē)方便?？筛鶕?jù)實(shí)際情況改變本多層泊車(chē)裝置位置，并具有緊急制動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)合理，可在國(guó)內(nèi)泊車(chē)市場(chǎng)推廣應(yīng)用。