畢業(yè)設(shè)計-旋轉(zhuǎn)式立體車庫設(shè)計
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一、9車位立體旋轉(zhuǎn)車庫的機構(gòu)原理及主要參數(shù)
機構(gòu)原理:將兩個相同的裝有許多幅桿的大型轉(zhuǎn)輪,以一定的軸距和輪距,通過載車板把兩個大型轉(zhuǎn)輪中相互平行的一對幅桿相互連接在一起,這樣每個載車板就和與之相連的一對幅桿及兩準(zhǔn)輪的軸平面就構(gòu)成了空間平行四邊形傳動機構(gòu),這樣每個載車板在車庫運行時就會始終保持水平,在驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的共同作用下就完成了停車和取車的功能。
1、設(shè)備主體構(gòu)成系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)輪輪轂系統(tǒng)、轉(zhuǎn)輪軸系、幅桿、載車板系統(tǒng)等。
2、 動力及傳動系統(tǒng):行星減速器、帶傳動系統(tǒng)、摩擦傳動系統(tǒng)。
3、控制系統(tǒng)包括:就近轉(zhuǎn)動方向識別系統(tǒng),轉(zhuǎn)動角度的單位數(shù)計算及預(yù)停車時間位置計算、軟性制動及復(fù)位控制,車身外觀尺度標(biāo)準(zhǔn)紅外自動識別系統(tǒng),其他系統(tǒng)。
4、 轎車主要參數(shù)
長X寬X高: 4680X1700X1432 車輪軸距:2656 車重:1300Kg
二、方案簡介
通過對設(shè)備的原理分析,所設(shè)計的車庫需要帶動汽車轉(zhuǎn)動而使車庫各部分間不發(fā)生干涉,,同時車庫需能承載9輛車的重量。綜合分析,車庫采用半埋式,外圈9車位式布置。所設(shè)計的立體車庫如圖所示:
車庫結(jié)構(gòu)圖一
1、電動機 2、行星減速器 3、摩擦傳動系統(tǒng) 4、驅(qū)動環(huán) 5、載車板 6、帶傳動系統(tǒng)
三、載車板設(shè)計
載車板是車庫的關(guān)鍵部件之一,它不僅要承載一輛車的重量,還不應(yīng)有過大變形,支撐載車板的兩軸要有一定的平行度。載車板如圖所示:
載車板圖二
1、槽鋼 2、支撐軸 3、軸承座 4、花紋鋼板
四、驅(qū)動環(huán)設(shè)計
驅(qū)動環(huán)不僅承受整個車庫的重量,而且?guī)诱麄€車庫的運轉(zhuǎn),是車庫的核心部件。由于其尺寸較大,為了方便加工,驅(qū)動環(huán)外圈用9個弧形槽鋼連接而成,整個驅(qū)動環(huán)由摩擦輪來帶動,驅(qū)動環(huán)如圖所示:
輪轂 圖三
1、驅(qū)動環(huán)弧件 2、驅(qū)動環(huán)連接板 3、幅桿 4、輪轂
五、行星齒輪減速器
行星減速器有體積小、重量輕、效率高及同軸線傳動等優(yōu)點,本次采用NGW型雙級行星減速器,如圖所示:
減速器圖四
行星減速器主要參數(shù)
參考文獻
1、《數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)》 主編 楊繼昌 化學(xué)工業(yè)出版社
2、《機械制造技術(shù)裝備及設(shè)計》 主編 杜文君 天津大學(xué)出版設(shè)
3、《機械精度設(shè)計與質(zhì)量控制》 主編 趙妙霞 蘭州大學(xué)出版社
4、《機電裝備設(shè)計》 主編 林述溫 高等教育出版社
5、《機械設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社
6、《機械設(shè)計》 主編 濮良貴 高等教育出版社
7、《機械原理》 主編 陳作模 高等教育出版社
旋轉(zhuǎn)式立體車庫旋轉(zhuǎn)式立體車庫思想啟發(fā):目前市場上的立體車庫均為立方體型,車輛存取只能是垂直升降或橫移,這就使得車位數(shù)和單車出入庫時間這兩個參數(shù)產(chǎn)生明顯沖突,增加車位數(shù)就要增加車庫高度或?qū)挾?這就延長了單車出入庫時間。以改變立體車庫形狀結(jié)構(gòu)是立體車庫創(chuàng)新的一個立足點。設(shè)計思路:參照摩天輪的結(jié)構(gòu)形式,可以將立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計成單環(huán)垂直旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu) 然單環(huán)垂直旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)可以明顯縮短存取車時間,但其所容納的車位數(shù)依然有限,于是可以考慮設(shè)計成單環(huán)雙層旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu) 隨后又想到讓內(nèi)外兩環(huán)可以獨立旋轉(zhuǎn),以提高效率,于是可以考慮設(shè)計成雙環(huán)垂直旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu) 這里載車臺都是由多個圓筒形轎廂構(gòu)成這里載車臺都是由多個圓筒形轎廂構(gòu)成,加工、加工、運輸和拆裝都很不方便,運輸和拆裝都很不方便,參照參照建筑工地上吊機的建筑工地上吊機的工程實例工程實例 ,將每個將每個轎廂轎廂做成標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的形式。標(biāo)準(zhǔn)做成標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的形式。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架節(jié)由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架、載車臺、軌道組成框架軌道載車臺 在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架的側(cè)面和一端面上有聯(lián)接用的在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架的側(cè)面和一端面上有聯(lián)接用的螺紋孔螺紋孔 ,所有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組合后能成為環(huán)所有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組合后能成為環(huán)拱形拱形的形狀的形狀 ,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架內(nèi)有圓環(huán)形的軌道標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架內(nèi)有圓環(huán)形的軌道 ,在載車臺下面的在載車臺下面的適當(dāng)位置處安裝輪組適當(dāng)位置處安裝輪組 ,使載車臺的輪組可沿著軌使載車臺的輪組可沿著軌道行走道行走 ,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)隨當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)隨內(nèi)環(huán)或外環(huán)內(nèi)環(huán)或外環(huán)轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)動時 ,載車臺載車臺由于重力作用自動調(diào)整到水平位置由于重力作用自動調(diào)整到水平位置 。載車臺雙環(huán)拱形分體結(jié)構(gòu) 車庫每環(huán)都是由一個個獨立的車庫每環(huán)都是由一個個獨立的轎廂轎廂標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組裝成的環(huán)準(zhǔn)節(jié)組裝成的環(huán)拱形拱形框架框架 車庫車庫主軸固定在軸承上主軸固定在軸承上 ,軸承安裝在地面上的軸承安裝在地面上的軸承座上軸承座上 ,主軸的一邊套有套筒主軸的一邊套有套筒,套筒內(nèi)緣與主軸套筒內(nèi)緣與主軸之間采用鍵聯(lián)接之間采用鍵聯(lián)接 ,套筒外緣焊接法蘭盤套筒外緣焊接法蘭盤;主軸的另主軸的另一邊安裝一邊安裝兩個兩個滑動軸承滑動軸承 ,一個一個滑動軸承的外套上焊滑動軸承的外套上焊接法蘭盤接法蘭盤;另另一個滑動軸承的外套上焊接鏈輪,法法蘭盤蘭盤與鏈輪之間與鏈輪之間用高強螺栓聯(lián)接用高強螺栓聯(lián)接。采用雙驅(qū)動方式,。采用雙驅(qū)動方式,當(dāng)當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動時,主軸轉(zhuǎn)動時,帶動套筒帶動套筒轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動,套筒套筒又又帶動法蘭盤帶動法蘭盤轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動,隨之,隨之外環(huán)轉(zhuǎn)動外環(huán)轉(zhuǎn)動;當(dāng)鏈輪;當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)動時 ,帶動法蘭盤帶動法蘭盤轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動,法蘭盤帶動滑動軸承繞主軸旋轉(zhuǎn)法蘭盤帶動滑動軸承繞主軸旋轉(zhuǎn) ,隨之內(nèi)環(huán)隨之內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)兩環(huán)的相對獨立轉(zhuǎn)動。從而實現(xiàn)兩環(huán)的相對獨立轉(zhuǎn)動。該車庫采用半地下半地上的安裝結(jié)構(gòu)方式,以地面為支撐,可以實現(xiàn)正反兩方向運動。動力裝置選用變頻調(diào)速電機,在變速運行時具有節(jié)能作用 系統(tǒng)增加了監(jiān)控裝置,監(jiān)控車庫運行情況,若出現(xiàn)異常情況,系統(tǒng)將提示或報警為了防止車庫墜落或傾翻等意外事故發(fā)生,在車庫上增加防墜落和防傾翻裝置,在出現(xiàn)緊急事故時保證轎車的安全 另外該車庫采用智能控制方式另外該車庫采用智能控制方式,每個停車位每個停車位都有編號都有編號,在車庫的門口設(shè)有控制面板在車庫的門口設(shè)有控制面板,控制控制面面板上板上有有0 09 9數(shù)字按鈕以及存車按鈕和取車按鈕數(shù)字按鈕以及存車按鈕和取車按鈕,控制面板的上面有一顯示屏控制面板的上面有一顯示屏。當(dāng)存車時當(dāng)存車時,按控制按控制面板上的存車按鈕面板上的存車按鈕,顯示屏?xí)嵝阉緳C應(yīng)該停在顯示屏?xí)嵝阉緳C應(yīng)該停在哪個車位和走哪個車道哪個車位和走哪個車道,當(dāng)取車時當(dāng)取車時,按取車按鈕按取車按鈕,然后根據(jù)屏幕提示輸入停車位編號然后根據(jù)屏幕提示輸入停車位編號,即可在屏幕即可在屏幕提示的車道前等待將車開走。提示的車道前等待將車開走。載車板校核載車板受力示意圖 取載車板前后支撐點距離為4.52m,轎車重量按1700kg計算,前后軸距為2.85m,前后輪按6:4的比例分配可算出轎車前、后輪對載車板的壓力分別為:F1=6800N,F(xiàn)2=10200N。根據(jù)受力簡圖,計算:(1)求支反力RA,RB:由于MA=0,又由于Z=0,得RA=9026.5N,RB=7973.5N。(2)截面法求各截面的剪力Q1-1,Q2-2,,Q3-3:Q1-1=RA=9026.5N,Q2-2=RAF1=9026.5N6800N=2226.5N,Q3-3=RB=7973.5N。(3)求各截面處彎矩:M1-1max=(F1+Q1-1)410=3.7KN.m,M3-3max=(F2+Q3-3)12600=10KN.m,M2-2處于M1-1max和M3-3max之間。(4 4)以A點為坐標(biāo)原點,畫出剪力圖與彎矩圖,從圖上可知:最大剪力Qmax=9026.5N,最大彎矩Mmax=10KN.m。剪力圖彎矩圖(5)計算載車板截面對形心的抗彎截面模量Wyc:做載車板半截面圖,截面尺寸如圖,可以把載車板截面看做由A1、A2、A3三個截面組成,選對稱軸Z為一參考軸,選截面的底面Y軸為另一參考軸,取板厚為3.5mm。則A1形心位置Zc1為1.75,A2形心位置Zc2為25,A3形心位置Zc3為48.25。載車板半截面圖載車板半截面圖 由于載車板面關(guān)于Z軸對稱,所以形心坐標(biāo)Yc=0;Zc=19.2mm,Iyci表示面Ai對形心軸Yc的慣性矩;Iyc表示載車板對形心軸Yc的慣性矩。Iyc1=(1.7519.2)26003.5=641599mm4Iyc2=(2519.2)2503.5=42345.3mm4Iyc3=(48.2519.2)23503.5=1035031.1mm4Iyc=(Iyc1+Iyc2+Iyc3)2=3437950.8mm4Wyc=111621.8mm3(6)載車板強度校核,所受最大彎曲應(yīng)力為:=89.6MPa;與Q235A材料的屈服極限=235MPa相比,=89.6MPa=235MPa,所以載車板滿足使用要求。謝 謝!摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計根據(jù)所給轎車參數(shù),設(shè)計了一個自動立體旋轉(zhuǎn)車庫,來實現(xiàn)車輛的自動停放。設(shè)計中運用了以前所學(xué)的相關(guān)知識對車庫進行了設(shè)計計算,用PLC來實現(xiàn)車庫的自動控制。著重對驅(qū)動環(huán)、行星減速器、載車版、PLC控制系統(tǒng)等進行設(shè)計計算。
關(guān)鍵詞:立體車庫;行星減速器;載車版;驅(qū)動環(huán);PLC
Abstract
The graduation project design parameters to the car by an automatic three-dimensional rotation garage. The automatic parking of vehicles. Use of previously learned knowledge in the design of the garage. The design calculations. To achieve automatic control of the garage with the PLC . focused on the drive ring. Planetary reducer carrier car version. The PLC control system design calculations.
Keywords: three-dimensional garage ; planetary reducer;loading version;drive ring; the PLC.
目 錄
摘 要 1
ABSTRACT 2
目 錄 3
1 緒 論 5
1.1 課題背景和意義 5
1.2 立體車庫的發(fā)展概況 7
2 立體車庫的分類 10
2.1 升降橫移式立體車庫 10
2.2 自動防擺垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫 13
2.3 升降旋轉(zhuǎn)式立體車庫 14
2.4 圓柱旋轉(zhuǎn)塔式立體車庫 15
2.5 旋轉(zhuǎn)車盤式立體車庫 16
2.6 提升旋轉(zhuǎn)式立體車庫 17
3 旋轉(zhuǎn)式立體車庫機械部分設(shè)計 20
3.1 提升機構(gòu)的設(shè)計 20
3.2 傳動板設(shè)計 20
3.3 車輛存取機構(gòu)設(shè)計 21
3.4 存取機構(gòu)的方案選擇 21
3.5 自動控制系統(tǒng)設(shè)計 22
3.6 自動收費管理系統(tǒng)設(shè)計 23
3.7 自動存取車系統(tǒng)設(shè)計 23
3.8 遠程診斷系統(tǒng)設(shè)計 24
3.9 自動道閘設(shè)計 24
4 監(jiān)控安保系統(tǒng)設(shè)計 25
5 旋轉(zhuǎn)式車庫技術(shù)特點 27
結(jié) 論 28
參考文獻 29
致 謝 31
1 緒 論
1.1 課題背景和意義
立體車庫是專門實現(xiàn)各種車輛的自動停放及科學(xué)寄存的倉儲設(shè)施。隨著城市汽車保有量的不斷增加,停車難問題己經(jīng)成為大中型城市的一個普遍現(xiàn)象。機械式立體車庫可充分利用上地資源,發(fā)揮空間優(yōu)勢,最大限度地停放車輛,成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。
隨著我國城市經(jīng)濟和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,擁有私家車的家庭越來越多,而與此相對應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。以北京市為例,截止2006年底,市區(qū)僅有公共停車場827處,共計車位5.6萬個,僅占市區(qū)機動車擁有量的8.5%,停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。上海的情況也讓人無法樂觀,僅有的227個地下車庫使用面積不足60萬平方米,只能滿足1.3萬輛機動車停放的要求,路邊停車漸呈泛濫之勢,比例高達64%,而且還有繼續(xù)上升之勢。據(jù)建設(shè)部城市交通工程技術(shù)中心對全國15個大城市停車現(xiàn)狀的調(diào)查,城市機動車保有量與停車位之比平均為4.84:1,這一比值對于渴望“車者有其位”的車主來說,形式不容樂觀。停車難產(chǎn)生最主要的原因是城市建設(shè)規(guī)劃上的準(zhǔn)備不足。上世紀(jì)80年代初期,北京市權(quán)威部門對2000年北京汽車發(fā)展數(shù)的預(yù)測僅僅是70萬-80萬輛,而事實上到新世紀(jì)鐘聲敲響之前,北京市汽車總量則足足比預(yù)期多了100萬輛,其中私人小客車的數(shù)量就高達45萬輛。面對迅速發(fā)展的城市車流,停車設(shè)施建設(shè)的落后也就不足為奇。據(jù)建設(shè)部停車技術(shù)開發(fā)推廣中心介紹,北京市停車設(shè)施的“欠賬”最保守估計應(yīng)為20-30%。
停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通(車輛停放狀態(tài))問題,靜態(tài)交通是相對于動態(tài)交通(車輛行駛狀態(tài))而存在的一種交通形態(tài),二者相互聯(lián)系,互相影響,停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容,隨著城市的不斷發(fā)展,各種車輛的不斷增加,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)停車難的一系列問題。數(shù)據(jù)顯示,最近幾年我國城市機動車輛平均增長速度在15%-20%,而同時期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長速度只有2%-3%,特別是大城市的機動車擁有量的增長速度遠遠超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長速度,因此,我們必須重視城市停車難的問題,并積極探求解決的措施。
專家們指出,解決城市靜態(tài)交通問題,大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施,就是通過政策法規(guī),限制路面停車,提高停車場利用效率,使部分車主更愿意改乘公共交通工具,以減少機動車對停車場的需求。而硬措施,主要包括增建停車場,建設(shè)地下及立體停車場、利用其它空間滿足停車需求。而無論采取什么措施,在規(guī)劃后再收拾殘局,于局限內(nèi)彌補不足,政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小。
隨著人類社會的不斷進步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中,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,于是出現(xiàn)了要利用空間的理念,城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志,城市中心商住區(qū)高樓大廈林立,社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路,編織出城市立體交通網(wǎng),汽車的住宅--停車場也有了長足的發(fā)展,由平面停車向立體停車,由簡單的機械車庫向計算機管理高度自動化的現(xiàn)代立體停車演變,成為具有較強的實用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車進入家庭,城市動態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對居住環(huán)境要求的提高,給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機遇,停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。
作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志,立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展,道路擁擠、車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會中的最不和諧之音,發(fā)展立體停車已成為人們的共識。目前我國經(jīng)濟正處在高速發(fā)展時期,隨著人們生活水平的不斷提高,汽車進入家庭的步伐正在加快,停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。機械式立體車庫既可以大面積使用,也可以見縫插針設(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)展機械式立體停車產(chǎn)業(yè)。機械車庫與傳統(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,而如果采用雙層機械車庫,可使地面的使用率提高80%—90%,如果采用地上多層(21層)立體式車庫的話,50平方米的土地面積上便可存放40輛車,這可以大大地節(jié)省有限的土地資源,并節(jié)省土建開發(fā)成本。
機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)備便不會運轉(zhuǎn)。應(yīng)該說,機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。
在地下車庫中采用機械存車,還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施,因此,運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機械車庫一般不做成套系統(tǒng),而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢,在住宅區(qū)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設(shè)立機械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。
近年來 ,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高,汽車數(shù)量的不斷增加。截至2003年底,我國個人汽車保有量為12427672輛。其中,個人轎車4890387輛,比2002年增加1462441輛,增長率為42.7%,但與此同時,汽車停車場地的增長卻不能與之同步,汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴(yán)重失調(diào),由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時,采用機械式立體停車設(shè)備是一個非常有效的措施。機 械 式立 體停車設(shè)備又名立體車庫,它占地空間小,并且可最大限度地利用空間,安全方便,是解決城市用地緊張,緩解停車難的一個有效手段。國家計委已明確機械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國家重點支持的產(chǎn)業(yè),1998年1月1日起執(zhí)行的《國家計委6號令》把機械式停車序和立體停車場列入“國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄”,國家海關(guān)總署對機械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項目給予免征進口稅”、上述措施為我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機會??梢灶A(yù)見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。
1.2 立體車庫的發(fā)展概況
早在50多年前,立體停車就在國外有所發(fā)展,先后出現(xiàn)了針對家庭使用的雙層停車設(shè)備;利用住宅空地建起2-4層升降橫移停車設(shè)備;適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔;利用廣場、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。自70年代末起,世界經(jīng)濟高速發(fā)展,汽車逐漸普及,保有量不斷增加,迫使地少人多、車多的國家、地區(qū)和一些發(fā)達國家積極開展了機械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平,韓國和我國的港、澳、臺地區(qū)的停車業(yè)也通過引進--移植制造,得到了蓬勃發(fā)展,較好地解決了本地區(qū)的停車難,并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。
國外高容量的立體車庫
目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展,其停車技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計算機技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進技術(shù)。機械方面,應(yīng)用了許多新材料、新工藝。設(shè)備結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計,便于組合使用,易于安裝拆卸。鋼結(jié)構(gòu)選用新型優(yōu)質(zhì)鋼材,既提高了設(shè)備的強度和剛度,又使設(shè)備輕巧美觀,載車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝,美觀、強韌、耐用??刂萍夹g(shù)方面,廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調(diào)速閉環(huán)控制技術(shù),使運行高速平穩(wěn),節(jié)省電力,振動和噪音也趨于最小??刂菩问接校粹o式、鎖匙式、IC卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機械式行程開關(guān)、磁性接近開關(guān)、光敏感應(yīng)開關(guān)等,安全保護裝置日臻完善,如汽車出入聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動識別、限速保護與多重機構(gòu)互鎖、停車泊位自動跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報警和彈性變形自動補償、汽車圖象攝影對比安全檢測、自動消防滅火系統(tǒng)等。
日本是最早應(yīng)用機械式車庫的國家之一,其在上世紀(jì)60年代初就開發(fā)并使用可最大限度的利用空間的機械式停車設(shè)備。當(dāng)時日本全國汽車保有量大約為500萬輛,大多采用的是垂直循環(huán)式停車設(shè)備。從80年代開始,日本開始向亞洲地區(qū)的韓國、中國及臺灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國機械車庫技術(shù)是日本機械停車技術(shù)的派生。其機械停車產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開始起步,80年代開始引進日本技術(shù),經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化,90年代開始為供應(yīng)使用階段。由于這幾個階段得到政府的高度重視,各種機械停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用,韓國近幾年增長速度都在30%左右。目前韓國停車設(shè)備行業(yè)進入穩(wěn)步發(fā)展階段。
我國機械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始,90年代開始引進和生產(chǎn)停車設(shè)備,在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺,目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家,生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備,有些停車設(shè)備已開始出口。機械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑,不僅包含了機械停車設(shè)備,其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護、安全消防、收費管理等各學(xué)科領(lǐng)域,就停車設(shè)備本身而言,其機械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨有的技術(shù)特征,需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與,把國外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè),開發(fā)出安全、經(jīng)濟、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品,滿足國內(nèi)外市場的需求。
在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題,如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進國外技術(shù)制造,技術(shù)水平低;缺少具有一定規(guī)模的企業(yè),生產(chǎn)能力不足;市場競爭無序,個別企業(yè)為搶占市場,采取低價競爭;缺少科研設(shè)計單位的參與,技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足;政策不配套,對停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。解決上述問題,需要我們在政策市場、管理和技術(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達國家的有關(guān)政策法規(guī),規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量,實現(xiàn)投資主體多元化,確定車庫的管理屬性和停車收費標(biāo)準(zhǔn),給予投資和經(jīng)營者相應(yīng)的優(yōu)惠政策,使其有利可圖。市場方面應(yīng)建立車庫市場運行機制,利用價格杠桿調(diào)高占路停車收費標(biāo)準(zhǔn),逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵按市場規(guī)則經(jīng)營車庫,并實施政府監(jiān)督和政策調(diào)控,使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。
在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫
2 立體車庫的分類
旋轉(zhuǎn)式立體車庫的集中幾種類型:升降橫移式立體車庫,升降旋轉(zhuǎn)式立體車庫,提升旋轉(zhuǎn)式立體車庫,自動防擺垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫,圓柱旋轉(zhuǎn)塔式車庫,旋轉(zhuǎn)車盤式立體車庫等。
各個車庫的介紹:
2.1 升降橫移式立體車庫
(1)立體車庫的工作原理
升降橫移式立體車庫是指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機械式停車設(shè)備。升降橫移式立體車庫每個車位均有載車板,所需存取車輛的載車板通過升、降、橫移運動到達地面層,駕駛員進入車庫,存取車輛,完成存取過程。停泊在這類車庫地面的車只作橫移,不必升降,上層車位或下層車位需通過中間層橫移出空位,將載車板升或降到地面層,駕駛員才可進入車庫內(nèi)將汽車開進或開出車庫。圖2.0 為一個地上7車位的升降橫移式停車設(shè)備,其工作原理是:三層三個車位可以升降,二層兩個車位可以升降和平移,一層的兩個車位只能橫向橫移,空車位供三層和二層的車位下降時借用。1 、2號車位可以直接存放車輛;7 號車位需下降后再存放車輛;3 號車位,則需先將1 號和2號載車板右移,再將3號載車板下降; 4 號車位,則需先將2 號載車板右移,再將4號存車板下降;5號車位需要先將1、2、3、4號四個載車板右移,再將5號載車板下降;6號車位則需要先將2、4號載車板右移,再將6號載車板降下。由于升降橫移式停車設(shè)備對場地的適應(yīng)性強,介紹系統(tǒng)各機械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 可根據(jù)不同的地形和空間進行任意的組合、排列,規(guī)??纱罂尚?,對土建的要求比較低,因此,應(yīng)用非常廣泛。
七車位升降橫移式立體車庫工作原理圖
(2)立體車庫機械部分部件結(jié)構(gòu)和功能
以三層三列式立體車庫為模型建立研究對象。升降橫移式立體車庫主要由結(jié)構(gòu)框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)六大部分組成。下面我們重點對車庫的主要組成(圖2.1所示)進行分析。
升降橫移式立體車庫主要組成
①結(jié)構(gòu)框架
立體車庫一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主,在升降橫移式車庫中我們選用鋼架結(jié)構(gòu)(如圖2.0所示)。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比,具有如下特點:
a.可靠性高
鋼材在生產(chǎn)時,整個過程可嚴(yán)格控制,質(zhì)量比較穩(wěn)定,性能可靠。鋼材組織均勻,接近于各向同性勻質(zhì)體;鋼材的物理力學(xué)特性與工程力學(xué)對材料性能所作的基本假定符合較好;鋼結(jié)構(gòu)的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算結(jié)果,計算結(jié)果可靠,所以說鋼結(jié)構(gòu)的可靠性高
b.材料的強度高,鋼結(jié)構(gòu)自重小
與混凝土等材料相比,雖然鋼材的重力密度大,但它的強度和彈性模量較高,而且強度與重力密度之比也高得多。鋼結(jié)構(gòu)自重小,從而便于運輸與安裝,可減輕基礎(chǔ)的負(fù)荷,降低地基和基礎(chǔ)部分的造價。
c.材料的塑性和韌性好
鋼材的塑性好,鋼結(jié)構(gòu)在一般條件不會因超載等而突然斷裂。破壞前一般都會產(chǎn)生顯著的變形,易于被發(fā)現(xiàn),可及時采取補救措施,避免重大事故發(fā)生。鋼材的韌性好,鋼結(jié)構(gòu)對動力荷載的適應(yīng)性強,具有良好的吸能能力,抗震性能優(yōu)越。
d.鋼結(jié)構(gòu)制造簡便,施工工期短
鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)工廠制造,易實現(xiàn)機械化,生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度高,質(zhì)量易于保證,是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。構(gòu)件制造完成后,運至施工現(xiàn)場拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接,有時還可在地面拼裝成較大的單元,再進行吊裝。施工工期短,可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟效益。由于鋼結(jié)構(gòu)具有連接的特性,故易于加固、改建和拆遷。
e.鋼結(jié)構(gòu)密閉性好
鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結(jié)構(gòu)、管道等。
f.鋼材的耐銹蝕性差
在沒有腐蝕介質(zhì)的一般環(huán)境中,普通鋼材制成的鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)除銹后再涂上合格的防銹涂料,銹蝕問題并不嚴(yán)重。立體車庫多在沒有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中,所以對鋼結(jié)構(gòu)本身的維護費用低。
結(jié)構(gòu)主體采用熱制H 型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造,具有較好的強度和剛度,輕巧、美觀,并可二次拆卸安裝,運輸方便。
②上載車板及其提升系統(tǒng)
每塊上載車板都配有一套獨立的電機減速機與鏈傳動組合的傳動系統(tǒng)。其工作原理如圖2.0 ,電機順時針旋轉(zhuǎn)時,載車板上升,電機逆時針旋轉(zhuǎn)時,載車板下降。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需的傳動力。根據(jù)傳動力及載車板的移動速度確定電機功率。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離,根據(jù)這個距離確定鏈條的長度,最后根據(jù)傳動力確定鏈輪大小,鏈節(jié)形狀及大小。
③下載車板及其橫移系統(tǒng)
由于下載車板不需懸掛鏈條,所以為了節(jié)省材料,下載車板比上載車板要短。每塊下載車板后部都配有一套獨立的電機減速機傳動系統(tǒng),藏于載車板內(nèi)。在下載車板底部裝有四只鋼輪,可以在導(dǎo)軌上行走,其中兩只為主動輪,裝于長傳動軸兩端,另兩只為獨立安裝的從動輪。電機減速機驅(qū)動長傳動軸運轉(zhuǎn),長傳動軸上的主動鋼輪在導(dǎo)軌上滾動行走從而使下載車板作橫向平移運動。根據(jù)載車板及車輛的重量、行走速度、滾輪與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機的驅(qū)動功率。
④安全裝置
上載車板上裝有上下行程極限開關(guān)和防墜落安全裝置。防墜落安全裝置裝在縱梁與上載車板上停位之間,在縱梁兩測各裝兩只掛鉤,上載車板兩側(cè)相應(yīng)位置處各裝兩只耳環(huán),當(dāng)上載車板上升到位后,縱梁下面的四只掛鉤便自動套入四只耳環(huán)內(nèi),以防止升降電機常閉制動器慢釋放后,上載車板在汽車和載車板本身的重力作用下慢慢下滑,壓壞下層汽車。另外也防止制動器一旦失靈,上載車板從上停車位墜落,砸壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開關(guān)和防碰撞板。行程極限開關(guān)的作用是使載車板橫移到位后自動停止。防碰撞板的作用是:下載車板橫移時,如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時,切斷橫移電機電源,橫移停止。
⑤控制系統(tǒng)
升降橫移式立體停車設(shè)備的控制系統(tǒng)采用PLC 可編程序控制器控制,主要有手動、自動、復(fù)位、急停四種控制方法。自動控制應(yīng)用于平時的正常工作狀態(tài),手動控制應(yīng)用于調(diào)試、維修狀態(tài),復(fù)位應(yīng)用于排除故障場合,急停應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場合。對于本文中所列的7車位升降橫移式立體停車設(shè)備,PLC 主要要控制二、三層五個升降電機的正反轉(zhuǎn)和一、二層四個橫移電機的正反轉(zhuǎn)。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報警顯示裝置等。
2.2 自動防擺垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫
“垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫”容量大、同時存取車多、存取車速度快、造型美觀,人們研究了十余年,擁有多項專利技術(shù),卻沒有投入實際使用,主要是因為沒有解決載車臺的“防擺”問題,不具備實用價值。
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提出一種能自動防擺的L型懸掛載車臺垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫。其防擺裝置能夠隨著旋轉(zhuǎn)框架的旋轉(zhuǎn)自動調(diào)節(jié)懸掛載車臺,使其一直保持在水平位置,解決了車庫旋轉(zhuǎn)時汽車的平穩(wěn)性問題。
本發(fā)明是按如下方式實現(xiàn):車庫由固定支架、旋轉(zhuǎn)框架、防擺機構(gòu)、L型懸掛載車臺、驅(qū)制動裝置、控制裝置等組成,旋轉(zhuǎn)框架在驅(qū)制動裝置驅(qū)動下相對于固定支架旋轉(zhuǎn),L型懸掛載車臺通過吊軸安裝在旋轉(zhuǎn)框架上隨旋轉(zhuǎn)框架旋轉(zhuǎn),防擺機構(gòu)由一系列聯(lián)動的平行四邊形機構(gòu)組成,平行四邊形機構(gòu)的曲柄與懸掛載車臺的回轉(zhuǎn)軸固定聯(lián)接,其中一個懸掛載車臺的回轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)框架的回轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置傳動比為一的鏈傳動,鏈傳動使這一懸掛載車臺始終保持水平位置,聯(lián)動的平行四邊形機構(gòu)則使所有懸掛載車臺始終保持水平位置。
該立體車庫有如下主要創(chuàng)新點:
(1)創(chuàng)新設(shè)計了“閉環(huán)聯(lián)動連桿機構(gòu)”,即一系列平行四邊形機構(gòu)首尾相連形成閉環(huán),再將一系列連桿“合并”為一個整環(huán),使所有載車臺相互制約、形成聯(lián)動,結(jié)構(gòu)簡單,并避免了運動不確定問題。
(2)創(chuàng)新設(shè)計了“行星鏈傳動”,即一個鏈輪固定作太陽輪,另一個鏈輪在鏈條約束下作行星輪,其效果相當(dāng)于一個“柔性平行四邊形雙曲柄機構(gòu)”,實現(xiàn)了剛性機構(gòu)向柔性機構(gòu)的轉(zhuǎn)化,既解決了載車臺防擺問題,也避免了運動干涉問題。
(3)將“閉環(huán)聯(lián)動連桿機構(gòu)”和“行星鏈傳動”巧妙結(jié)合,解決了垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫“載車臺防擺”的關(guān)鍵技術(shù)問題,結(jié)構(gòu)新穎、簡單、實用,創(chuàng)新性強。
該新型立體車庫結(jié)構(gòu)簡單、造型美觀、存取車速度快,特別適合于城市廣場、旅游風(fēng)景區(qū)等車輛密集又要求環(huán)境協(xié)調(diào)美觀的地方建造。本發(fā)明為這種產(chǎn)品開發(fā)與市場推廣提供了理論與技術(shù)支持,對推動立體車庫的普及、改善城市交通、美化城市環(huán)境有重要的現(xiàn)實意義。
2.3 升降旋轉(zhuǎn)式立體車庫
(1)增加更多的車位
與傳統(tǒng)升降橫移類車庫相比,能夠100%增加上層停車位,無需因預(yù)留避讓空間而浪費寶貴的停車時間。在地下車庫使用,可比傳統(tǒng)升降橫移類車庫多增加停車位。
(2)占地面積少
車輛入庫無需倒車,設(shè)備前方通道只需4.5米即可滿足設(shè)備運行和停車需求,占用空間面積少。與傳統(tǒng)二層升降橫移立體車庫相比,可節(jié)約場地建筑面積,降低建設(shè)成本。
(3)個性化
因地制宜,根據(jù)不同環(huán)境,即可單臺安裝,又可多臺安裝。
產(chǎn)品適用于:建筑樓盤、寫字樓、住宅小區(qū)、企事業(yè)單位、私人房屋、別墅。
產(chǎn)品可安裝于:室內(nèi)、地下車庫、戶外適當(dāng)位置。
設(shè)備權(quán)屬清晰,可實現(xiàn)一車一固定車位。
(4)存、取車方便
免除車主的泊車畏懼。上、下車的寬度均為2.3米,解決了傳統(tǒng)升降橫移機械車庫吊索的“窄門”約束。
上層臺版經(jīng)移出、旋轉(zhuǎn)90度后降落地面,車主存取車均為無轉(zhuǎn)彎的直行方式,無需倒車,下層停車位等同于自然地面停車位。
(5)安全、可靠
具有與其他立體車庫產(chǎn)品無可比擬的優(yōu)勢獨立車位系統(tǒng),獨立控制每一個車位,無需牽一發(fā)而動全身;即使發(fā)生停電或故障,每個上層車位均可通過手動釋放實現(xiàn)安全取車;配備動態(tài)防墜落機構(gòu),即使鏈條或其它傳動部件發(fā)生斷裂或失控,也能將臺版卡住不墜落。
(6)運行經(jīng)濟、操作簡單
每存取一臺車耗電約0.07千瓦時,管理員遙控操作,亦可由車主按鍵操作。
(7)結(jié)構(gòu)簡潔
兩層停車臺由單個立柱支撐,四周無圍板,建筑通透性好,不是呆板的鋼框架結(jié)構(gòu),對周圍景觀影響較小。
(8)維護、保養(yǎng)方便
完善的維護保養(yǎng)方案,定時對設(shè)備進行檢查、保養(yǎng)。設(shè)備獨立系統(tǒng)運行,單臺設(shè)備維修不會影響相鄰及全部停車位。
2.4 圓柱旋轉(zhuǎn)塔式立體車庫
(1)基本技術(shù)特點:
每個雙塔可提供60個以上泊位,每個單塔可提供30個以上泊位。
進出口旋轉(zhuǎn)及垂直移動均由中控系統(tǒng)控制。
占地面積小、占地空間小。
運行速度快(平均入庫時間接34s,平均出庫時間40s)。
使用安全、可靠。
(2)基本結(jié)構(gòu):
圓柱旋轉(zhuǎn)塔式車庫采用模塊化結(jié)構(gòu),其主體由多個"標(biāo)準(zhǔn)節(jié)"垂直疊加而成,每個"標(biāo)準(zhǔn)節(jié)"構(gòu)成泊車塔的一層,它包括一段中空的塔柱,兩個整體式載車板、車板掛架以及操縱機構(gòu)垂直升降的導(dǎo)向槽。
兩個整體式載車板及導(dǎo)向槽在同一平面內(nèi)互成120度夾角,各個"標(biāo)準(zhǔn)節(jié)"垂直疊加在一起時,各段塔柱通過高強度螺栓牢固地連接在一起,形成了泊車塔的主體塔柱,精密對正的導(dǎo)向槽則形成了一個車輛出、入的垂直提升通道。
每一層的兩個整體式載車板懸掛在主體塔柱上,并可在操縱機構(gòu)的驅(qū)動下,繞塔柱中心順時針或逆時針轉(zhuǎn)動。操作機構(gòu)由一套驅(qū)動載車板回轉(zhuǎn)的電力拖動裝置、一套用于抓取車板、可靠鎖定的液壓/電動傳動裝置以及相應(yīng)的電氣控制裝置組成。
設(shè)置于塔底主機房內(nèi)的提升機構(gòu)通過高強度"提升帶",驅(qū)動操縱機構(gòu)攜帶車輛(或空車板)沿導(dǎo)向槽高速、平穩(wěn)運行,到達指定層后,操縱機構(gòu)的液壓傳動裝置動作,完成機械鎖定,將車輛(或載車板)放置在車板掛架上,并驅(qū)動回轉(zhuǎn)電機與掛車架上的異形齒輪嚙合?;剞D(zhuǎn)電機自動運轉(zhuǎn),驅(qū)動此時位于該層的三塊載車板順時針(或逆時針)回轉(zhuǎn)120度,然后液壓傳動裝置動作,抓取載車板并可靠鎖定,同時使回轉(zhuǎn)電機脫開嚙合。解除鎖定后,提升機構(gòu)又驅(qū)動操縱機構(gòu)攜帶空載車板(或車輛)沿導(dǎo)向槽高速、平穩(wěn)運行至出入口,平層鎖定后將載車板(或車輛)旋轉(zhuǎn)至車輛入庫(或出庫)的最佳方向,這樣就完成了一個泊車(或取車)的動作周期。
2.5 旋轉(zhuǎn)車盤式立體車庫
(1)旋轉(zhuǎn)車盤式立體車庫的組成部分: 車庫結(jié)構(gòu)部分、傳動機構(gòu)部分和控制系統(tǒng)部分. 車庫結(jié)構(gòu)主體為鋼結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)形式又多種多樣,應(yīng)用 FTA軟件對停車庫的鋼結(jié)構(gòu)進行失效分析,從而選擇比較穩(wěn)定的鋼結(jié)構(gòu)形式。傳動機構(gòu)部分中主要分為平移傳動部分、旋轉(zhuǎn)傳動部分和升降傳動部分。停車庫托動形式是旋轉(zhuǎn)車盤式立體停車庫傳動機構(gòu)的核心問題,在實際應(yīng)用中,托動形式主要有:機器人托動和鋼絲繩托動。
(2)傳動系統(tǒng)
旋轉(zhuǎn)車盤式立體車庫的傳動系統(tǒng)分為平移傳動系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)、升降傳動系統(tǒng)。在旋轉(zhuǎn)車盤 式立體車庫的傳動系 統(tǒng)是其核心部分,傳動系統(tǒng)的好壞直接關(guān)系著整個車庫的安全。通過存取車輛的搬運小車的升降、旋轉(zhuǎn)運動、平移運動,完成存取全過程。
1、平移傳動系統(tǒng)
平移傳動系統(tǒng)主要是通過機械手 段完成將汽車進行平移入庫和出庫,是旋轉(zhuǎn)車盤式立體車庫傳動系統(tǒng)的主要組成部分。搬運小車由計算機控制,配有自動檢測軸距設(shè)備,計算機根據(jù)汽車軸距自動調(diào)整小車手臂的距離,已達到最佳抓牢位置,進行搬運。小車主要根據(jù)齒輪傳動原理,杠桿原理,以及液壓原理,來完成搬運汽車過程。
2、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)
旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)盤和驅(qū)動裝置組成,上有供搬運小車運行的軌道。主要完成旋轉(zhuǎn)運動,將轉(zhuǎn)盤上軌道準(zhǔn)確與將要進入的車庫口軌道相對,保證搬運小車載汽車順利進入車庫。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)由計算機進行控制,限位開關(guān)和私服電機保證旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)確。本車庫旋轉(zhuǎn)機構(gòu)采用渦輪蝸桿帶動轉(zhuǎn)盤進行運動, 首先進行電機的選擇,由于機構(gòu)重量很大,所以選擇的大轉(zhuǎn)矩電機。通過計算數(shù)據(jù), 選擇合適電機: YCJ180, 輸出軸轉(zhuǎn)速 60r / min,由電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)盤所需要轉(zhuǎn)速,得出渦輪蝸桿機構(gòu)的傳動比為 30 在通過計算校核,得出零件的相應(yīng)尺寸。
(2)升降系統(tǒng)
在升降傳動系統(tǒng)中,它的型式各種各樣,各有各的優(yōu)點,其中鋼絲繩傳動和鏈傳動在實際工程中是兩種比較常用的傳動型式。
提升機構(gòu)主要由電機、卷揚機、加速機、鋼絲繩、滑輪、配重等組成。鋼絲繩一端與吊籠相連,另一段通過滑輪繞在卷筒上,當(dāng)需要升降時,提升電機便會通過其正反轉(zhuǎn)來帶動卷筒順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)吊籠的升和降。
在此提升系統(tǒng)中,鋼絲繩的強度對整個車庫的安全起到了至關(guān)重要的作用。 磨損、腐蝕、和疲勞斷裂是鋼絲繩的三種主要破壞形式,也是導(dǎo)致鋼絲繩報廢的三個主要原因。
鋼絲繩的總長度取 決于提升高度等方面因素,同時鋼絲繩在卷筒上纏繞時一般情況下至少要多保留兩圈,這兩圈不但是安全圈而且是工作圈,是非常必要的,此外,為了保證鋼絲繩在 隨卷筒繞進繞出和繞過滑 輪時不發(fā)生“跳槽”對鋼絲繩的允許偏角 還有比較高的要求。根據(jù)鋼絲繩選擇滑輪尺寸,確定滑輪組和配重位置,保證正常提升。
2.6 提升旋轉(zhuǎn)式立體車庫
本設(shè)計提出的是具有旋轉(zhuǎn)托盤裝置的全自動化立體車庫是一款新穎的自動化立體車庫。它是針對商業(yè)區(qū)附近大流量的私人轎車來設(shè)計的。其主要特點是:可以快速準(zhǔn)確定位存取車,安全可靠;取車過程中,可將汽車自動換向;容量可按車庫的直徑來系列安排;外型美觀大方,可以建筑物并設(shè),也可單獨設(shè)置,與環(huán)境融洽結(jié)合;高效利用土地,占地面積最少,因此在寸土寸金的大中城市的發(fā)展前景很看好,特別適合應(yīng)用于商業(yè)中心區(qū)等地段。主要技術(shù)參數(shù)劍表1.
表1 主要技術(shù)參數(shù)
項目
規(guī)格
車位數(shù)
102
層數(shù)
(參考)13
停放車輛規(guī)格
5050X1850X1550(mm)重1700kg
電機功率
4~6(kW)
升降平均速度
16(m/min)
車庫由可編程控制器(PLC)實現(xiàn)控制和管理。車庫停車層呈輻射狀布置多個停車位(以8個為例),如設(shè)計成13層,首層一個進車口,一個出車口,最多可停車102輛汽車。該型立體車庫可建設(shè)成大廈的副樓,也可以單獨成幢,外形美觀大方,和環(huán)境結(jié)合融洽。
圖2 提升旋轉(zhuǎn)式自動化立體車庫平面示意圖
提升旋轉(zhuǎn)式自動化立體車庫主要由以下幾部分構(gòu)成:
(1) 立體車庫主體結(jié)構(gòu)建筑;
(2) 具有交流變頻調(diào)速的車庫垂直提升機構(gòu);
(3) 旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu);
(4) 停車泊位的車輛輸送機構(gòu);
(5) 載車板存儲調(diào)配系統(tǒng);
(6) 集散式車庫運行控制系統(tǒng)。
升降運動控制
升降位置控制
旋轉(zhuǎn)運動控制
旋轉(zhuǎn)位置控制
托盤運動控制
托盤位置控制
托盤運動控制
托盤位置控制
托盤儲存控制
托盤運動控制
車籃收發(fā)位置控制
車庫運動監(jiān)測系統(tǒng)
車庫溫度及防火監(jiān)測系統(tǒng)
車庫防水、防潮監(jiān)測系統(tǒng)
汽車電梯升降控制系統(tǒng)
旋轉(zhuǎn)托盤運行控制系統(tǒng)
單元車庫運行控制系統(tǒng)
車籃儲存調(diào)配控制系統(tǒng)
車庫安全運行控制系統(tǒng)
立體車庫運行控制及監(jiān)測系統(tǒng)
鋼絲斷頭監(jiān)測系統(tǒng)
圖3 基于PLC控制的運行控制及檢測
3 旋轉(zhuǎn)式立體車庫機械部分設(shè)計
根據(jù)實際需要確定立體車庫的層數(shù),本設(shè)計中立體車庫采用模塊化設(shè)計。機械部分包括升降機構(gòu)、回轉(zhuǎn)盤、托盤。存車過程:司機將車停在托盤上,檢測傳感器對汽車位置進行檢測,停好后司機確認(rèn),升降機構(gòu)上升,同時回轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn),到達目標(biāo)車位后,液壓缸驅(qū)動托盤沿軌道進入車位,停車到位后,托盤返回,升降機構(gòu)下降,取車過程剛好相反。
3.1 提升機構(gòu)的設(shè)計
減速裝置和鋼絲繩拽引輪對稱安置。設(shè)計升降機構(gòu)考慮的問題有:(1)速度曲線:立體車庫的總體機械結(jié)構(gòu),采用電梯提升機和平移存取構(gòu)型。車輛存取時間限制在120s,要求傳動裝置可高速度運行。平移機構(gòu)存取車輛時,要求起升機構(gòu)具有很高的平層精度,以減小撞擊。為了保證安全、低噪聲、平移起制動平穩(wěn),要求傳動裝置具有自動加減速功能,升降機構(gòu)的驅(qū)動裝置采用了交流變頻調(diào)速技術(shù)。(2)負(fù)載機械特征:升降機構(gòu)是頻繁起制動設(shè)備,其運行中的大量時間處在加減速的過程中,升降機構(gòu)帶有對重,因此它的負(fù)載機械特征分布于坐標(biāo)系的四個象限內(nèi)。當(dāng)升降平臺靜止或勻速運動時,表現(xiàn)為靜態(tài)負(fù)載機械特性。當(dāng)其加減速運動時,表現(xiàn)為動態(tài)負(fù)載機械特性(除含靜態(tài)特性外,還含加速度造成的慣性轉(zhuǎn)矩)。
3.2 傳動板設(shè)計
主體部分尺寸為(3000×1200×250)mm的傳動板裝有電動機,板內(nèi)裝有減速裝置(二級減速,錐齒輪傳動),最后輸出兩排(4個)直齒輪(直徑148mm,厚度 48mm),帶動齒條使托盤移動。托盤下面的滾子傳動裝置,可使托盤移動省力,并能防止托盤偏移。
立體車庫中旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計的主要任務(wù)是在提升的過程中用來完成具體車位定位。由于車庫成放射形布置,而車庫中只安置一個提升裝置,主運動是提升運動,因此要設(shè)計一個輔助運動——旋轉(zhuǎn)運動來完成具體車位的定位。
為達到上述要求,在本設(shè)計中,在提升過程中不需要旋轉(zhuǎn),而是在底層安裝一個可帶動傳動盤旋轉(zhuǎn)的平臺。只要有存取車命令,旋轉(zhuǎn)盤先帶動傳動板運動,將傳動板與車位對接,進行定位,再提升傳動板,就能達到準(zhǔn)確存取車的目的。
3.3 車輛存取機構(gòu)設(shè)計
立體車庫的主要任務(wù)是在最短的時間內(nèi)安全地完成車輛的存取,而立體車庫中升降電梯的速度已定,因此設(shè)計一套合理而安全的存取機構(gòu)將成為車庫設(shè)計的重要任務(wù)。設(shè)計合理可縮短存取車輛的時間,增加車輛存取的安全性。
3.4 存取機構(gòu)的方案選擇
下面擬定三種存取機構(gòu)設(shè)計方案有貨叉式、平臺式、推拉式。
貨叉式存取機構(gòu)安裝在升降臺上,每輛車只需一套,依靠貨叉的伸縮把車輛(與托盤一起)存入或取出。在車庫的每個循環(huán)(存車和去托盤,或存車和取車,或存托盤和取車)中,貨叉要伸縮兩次,而且貨叉(升降平臺)需做依次升降微動;貨叉結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,維護不便;對升降平臺的平層精度要求較高;為使車庫能存放后部突起車輛(SUV等),需要增加車輛層高(約10%~15%)。
平臺式存取機構(gòu)安裝在車位和井道兩側(cè),動力源通過滾輪與停車平臺之間的摩擦力使停車平臺平移到車位或井道,實現(xiàn)存取車。在車庫的每個工作循環(huán)(存車或取車)中,停車平臺只需來回一次,提高了車庫的工作效率;它對升降平臺的平層井道要求較低;由于升降平臺上沒有停車托盤,因而升降電機的功率、減速器等的減??;主要缺點是存取機構(gòu)太多(每個車位需一套,升降井道中每層兩套或數(shù)層兩套),增加制造成本和安裝難度;相應(yīng)的好處是某些存取機構(gòu)的故障,不致影響其他車位的存取。
推拉式存取機構(gòu)在過渡板上裝有直齒輪和滾子軌道,在托盤底部有與之配合的齒條和凸起。在過渡板上裝有獨立的電動機,控制齒條和齒條的運動,可使托盤移動。當(dāng)托盤到達停車位上方時,停車位上的液壓千斤頂頂住車輛的底盤,把車輛頂高。這時,過渡板上的電動機反轉(zhuǎn),托盤返回,液壓千斤頂回位,車輛就放置到了停車位上。機構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖4所示。
圖4 存取機構(gòu)簡圖
由于這種利用齒條傳動的優(yōu)點是傳動準(zhǔn)確迅速,可以使存取車過程安全可靠。而且一個車庫只需要配備一套托盤即可,大大減少了成本。所以選用第三套方案,采用推拉式存取機構(gòu)。存取機構(gòu)的設(shè)計
所造托盤的規(guī)格為(3600×2400×200)mm,中間凹槽的規(guī)格為(3500×2300×50)mm,對存入托盤的車輛能起固定作用,防止車輛打滑。在托盤的下面裝有兩排(4個)滾子裝置,可與托架、傳動板、停車板上的軌道配合使用,以避免托動元件磨損過大,壽命較短的缺點。托盤下面還有兩排齒條裝置,可與傳動板上的齒輪配合使用。滾子、軸承配合軸裝在“廠”字形零件上,再用螺栓與托盤連接,結(jié)構(gòu)也較簡單。
3.5 自動控制系統(tǒng)設(shè)計
現(xiàn)代大型建筑的主流是智能化大廈和小區(qū),因此自動化立體停車設(shè)備或車庫的自動控制系統(tǒng)將成為智能化大廈和小區(qū)的一個重要組成部分。操作簡單、迅速,使用方便,安全可靠,維護量小,為用戶提供一個安全、簡易的使用環(huán)境,這是自動化立體停車設(shè)備的基本特點。停車設(shè)備的一切運行狀況,車輛停放的時間,車輛存放交費情況,車庫庫容量,車輛存放高、低峰情況,等信息均可通過網(wǎng)絡(luò)傳送到智能化控制中心,通過智能化控制中心運算處理,與廣播系統(tǒng)和各分部管理辦公室相連,達到提前發(fā)布相關(guān)控制、管理信息,從而全部實現(xiàn)智能化管理。通過大廈和小區(qū)的智能化控制中心還可與社會相關(guān)職能部門聯(lián)網(wǎng),將有關(guān)信息發(fā)布出去或收集進來,擴大車庫的社會利用率和經(jīng)濟效益。這將是自動化車庫的發(fā)展方向。
本設(shè)計中的立體車庫自動化控制系統(tǒng)主要包含以下五個子系統(tǒng):自動收費管理系統(tǒng),自動存取車系統(tǒng),遠程診斷系統(tǒng),自動道閘,監(jiān)控安保系統(tǒng)。
以上子系統(tǒng)設(shè)計成由中央控制室統(tǒng)一控制,可為客戶規(guī)劃停車庫管理形式,發(fā)布車庫庫存容量,控制車流方案。
3.6 自動收費管理系統(tǒng)設(shè)計
自動收費采用非接觸式IC卡。本設(shè)計中,IC卡設(shè)計成長期卡與儲值卡兩種。對固定用戶,發(fā)行長期卡,費用可在固定用戶交納管理費用時一并交納;對臨時用戶,發(fā)行儲值卡,即:用戶交納的費用存在卡內(nèi),每次停車讀卡自動從卡中扣除費用。
3.7 自動存取車系統(tǒng)設(shè)計
自動存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器PLC控制,包括卡號識別與移動托盤兩個過程。用戶進入車庫時,在門口刷卡進入,讀卡機自動把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng),PLC系統(tǒng)通過判斷卡號,自動把對應(yīng)的托盤移動到人車交接的位置,開啟車庫門,縮短存取車的時間。存車時,司機按照指示燈信號指引入庫,只有當(dāng)車輛停放在安全位置后,停車正常指示燈才會亮啟。存取車完成后,車庫門自動關(guān)閉。移動托盤時,系統(tǒng)嚴(yán)格按照各種檢測信號的狀態(tài)進行移動,檢測信號包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測、人員誤入檢測、急停信號檢測等。若有托盤運行不到位或車輛長度超出車庫允許的長度,所有托盤將不進行動作,若檢測到急停信號,將停止一切動作,直至急停信號消失。以上信號均為硬件信號,除此之外,還可從控制軟件中設(shè)置保護信號,比如時間保護,以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號失靈時保證主體設(shè)備及車輛的安全。
3.8 遠程診斷系統(tǒng)設(shè)計
現(xiàn)場控制器可以通過網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接,可以通過MODEN實現(xiàn)遠程管理,監(jiān)測現(xiàn)場運行情況,當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)故障時,在控制中心即可進行解決,方便管理人員、安保人員異地辦公。
3.9 自動道閘設(shè)計
在車庫出入口處各設(shè)非接觸式讀卡器、感應(yīng)線圈及道閘,用戶在車庫出入口處刷卡后,系統(tǒng)自動判別該卡是否有效,若有效,則道閘自動開啟,通過感應(yīng)線圈后,自動?xùn)艡谧詣雨P(guān)閉;若無效,則道閘不開啟,同時聲光報警。
第4章 監(jiān)控安保系統(tǒng)設(shè)計
監(jiān)控安保系統(tǒng)是指在中央控制室進行監(jiān)視控制車庫現(xiàn)場的運行狀況。它具有運動檢測、車牌識別、網(wǎng)絡(luò)連接、各種類型的報警系統(tǒng)實現(xiàn)連動等功能,可以實現(xiàn)無人看守。
●視頻監(jiān)控功能:在車庫各出入口,值班室和車庫內(nèi)主要區(qū)段安裝定焦攝像機,在大范圍車位區(qū)安裝球形云臺,以便實現(xiàn)對車庫全方位的實時監(jiān)控。如果在車庫光照條件不好的情況下,可選用黑白攝像機。
●運動檢測功能:可以在夜間設(shè)置車庫的運動檢測區(qū)域,當(dāng)檢測區(qū)有移動目標(biāo)時,運動檢測功能發(fā)出報警信號,提醒值班人員。
●車牌識別功能:它能夠設(shè)置車庫參照車輛的車牌、車型。當(dāng)參照車輛進入車庫監(jiān)視區(qū)域,系統(tǒng)自動對比參照車輛圖像,有異常情況,發(fā)出報警信號,并自動切換和記錄相關(guān)圖像。
●報警連動功能:可以連動各類報警主機,如啟動繼電器發(fā)出聲光報警通知安保人員自動放下道閘攔截車輛出入。
●數(shù)字錄像功能:可以連續(xù)記錄一個同在車庫所發(fā)生事件,可以同步回放多個圖像,可選擇任意圖像進行整體放大和局部放大,記錄、回放、備份可同步進行各種信息。
立體設(shè)備的泊車流程示意如下:
A. 紅綠黃指示燈指示車庫運行狀態(tài)
紅色指示燈指示有人正在進行操作,請稍候;綠色指示燈指示目前無人操作,可進行操作;黃色指示燈指示有故障發(fā)生,車庫不能工作。
B. 存車操作
司機駕駛車輛從車庫入口進入。在入口處的非接觸式讀卡機前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡,感應(yīng)過程完畢,柵欄自動升起,司機開車進入車庫。車輛進入后,柵欄自動關(guān)閉。劃卡的同時,控制器讀取車位號,車庫內(nèi)對應(yīng)的托盤自動移動到人車交接的位置,車庫單元門自動打開。司機開車進入,停車到位,拉手剎,下車走出車庫,用IC卡在車庫出口處晃一下IC卡,車庫單元門自動關(guān)閉。完成存車操作。
C. 取車操作
司機進入車庫時,在入口處的非接觸式讀卡機前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡,控制器自動讀取車位號,車庫內(nèi)對應(yīng)的托盤自動移動到人車交接的位置,車庫單元門自動打開,司機進入車庫,開車出來,在車庫出口處的自動讀卡機前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡,感應(yīng)完畢,讀卡機接受信息,上位控制機自動記錄、扣費,柵欄自動升起,司機開車出場,出場后,柵欄自動關(guān)閉;同時,控制器自動讀取車位號,對應(yīng)的車庫單元門自動關(guān)閉。取車操作完畢。
車庫在運行過程中,有完備的自我保護裝置。一系列光電開關(guān)、接近開關(guān)、行程開關(guān)等對托盤準(zhǔn)確運行到位起著決定性的作用;獨特的防墜落裝置、斷繩報警裝置、超速保護裝置對車輛的安全起到保護作用。 車輛超長檢測、車輛停車不到位檢測、以及人員誤入檢測等信號對車輛及人員的安全起著決定性的作用。
第5章 旋轉(zhuǎn)式車庫技術(shù)特點
l 內(nèi)置自動升降旋轉(zhuǎn)裝置,配以先進的導(dǎo)航指標(biāo),無需司機倒車,存取方便。
l 可以就近尋找車位,提高效率,減少能耗。
l 速度快、噪聲小,低震動符合城市環(huán)保要求。
l 微型計算機控制,觸摸屏操作,簡便安全可靠前進入庫、前進出庫,等待時間短。
l 高安全可靠性,設(shè)備經(jīng)萬次負(fù)載運行測試,故障率極低。
l 采用交流變頻調(diào)速電機和計算機控制, 運行速度合理化, 可較大提高效率和降低能耗。
l 設(shè)有斷電保護等多重安全防護措施,確保人車安全。
l 操作簡便,既可集中管理,又可由客戶自己操作。
l 具有獨特的旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)和車輛平面運送機構(gòu)。
l 該型車庫可以多個并行聯(lián)建, 適應(yīng)較大存車需求。
l 該型車庫還適用于底下車庫或半地下半地上設(shè)計。
結(jié) 論
近幾年,隨著人民生活水平的提高,及汽車價格的一降再降,有車在老百姓看來已是越來越平常的事??墒?,如果你住在一些較老的小區(qū),會發(fā)現(xiàn),買車容易,停車可就難了;更有甚者,有些人為了能在市中心上班地找到一個泊車位,不得不比擠公車起得還早。為什么會這樣,這既有歷史原因,人們沒想到國人會如此快的擁有自己的家庭轎車,也有中國過于太快的城市化,使城市本就薄弱的基礎(chǔ)設(shè)施捉襟見肘,所以,國家不能承受城市無限度的外擴,也就不允許在每個建筑外面留下大塊的空地作為停車場。因此,“車庫”是大中城市的熱門話題,國家經(jīng)貿(mào)委將“城市立體車庫”列為“近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點”,隨著家用汽車的不斷增加,公共場所及社區(qū)內(nèi)存車矛盾、車擠綠地的問題將會越來越突出,在人們對生活質(zhì)量和環(huán)境意識不斷增強之時“車庫”日漸成為熱門話題,機械自動化立體車庫將會在新開發(fā)的樓盤及商業(yè)里大顯身手。
隨著汽車的急增致使城市停車難問題不斷惡化,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施——向空間、向高層發(fā)展的自動化立體停車設(shè)備,以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價比高、安全可靠等優(yōu)點,越來越受到人們的青睞。
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[22] 萬舟,劉龍,許曉平.實現(xiàn)立體車庫智能化的構(gòu)想.昆明理工大學(xué)學(xué)報,1998;
致 謝
時光匆匆如流水,轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時節(jié),春夢秋云,聚散真容易。在這個美好的季節(jié)里,我在電腦上敲出了最后一個字,心中涌現(xiàn)的不是想象已久的歡欣,卻是難以言喻的失落。是的,隨著論文的終結(jié),意味著我生命中最純美的學(xué)生時代即將結(jié)束,盡管百般不舍,這一天終究會在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來臨。
三年寒窗,所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識,更重要的是在閱讀、實踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達能力和廣闊視野。很慶幸這些年來我遇到了許多恩師益友,無論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無私的幫助和熱心的照顧,讓我在諸多方面都有所成長。感恩之情難以用語言量度,謹(jǐn)以最樸實的話語致以最崇高的敬意。
還要感謝我的父母,給予我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機會,養(yǎng)育之恩沒齒難忘;他們不僅培養(yǎng)了我對中國傳統(tǒng)文化的濃厚的興趣,讓我在漫長的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依,而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來的日子里,我會更加努力的學(xué)習(xí)和工作,不辜負(fù)父母對我的殷殷期望!我一定會好好孝敬和報答他們!,
還有許多人,也許他們只是我生命中匆匆的過客,但他們對我的支持和幫助依然在我記憶中留底了深刻的印象。在此無法一一羅列,但對他們,我始終心懷感激。最后,我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位師長表示感謝!
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