無避讓立體車庫機械部分的研究車位設計

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1、 摘 要 隨著汽車數量的日益增多，傳統(tǒng)的平面停車場已遠不能滿足停車需求，立體車庫應 運而生。論文的目的就是設計一種簡單、實用、新型的立體車庫。通過對國內外現(xiàn)狀的 研究和對現(xiàn)有的幾種機械式立體車庫的比較和分析，設計出了無避讓立體車庫，這對于 緩解交通問題具有重要的現(xiàn)實意義。 本文根據設計要求及無避讓立體車庫的運行原理，首先應用Pro/Engineer軟件進行 結構建模和仿真，然后應用ANSYS軟件進行結構應力分析及強度校核，保證了結構的 安全性和穩(wěn)定性，使其能夠滿足使用要求。其次對無避讓立體車庫的機構包括行走、回 轉和升降機構分別進行了設計安裝，

2、基于液壓傳動的優(yōu)勢，最終選用液壓傳動方式來驅 動。最后，根據無避讓立體車庫各個機構的技術要求設計出了一套合理的液壓回路，并 通過計算選擇了合適的液壓元件，能夠保證無避讓立體車庫運行安全、穩(wěn)定、有效。 關鍵詞：無避讓立體車庫，建模仿真，應力分析，液壓系統(tǒng)設計 摘要 ABSTRACT Withthenumberofcarsincreaseddaybyday,thetraditionalparkinglotisfarfrombeing abletomeettheparkingdemand.Sostereogaragecameintobein

3、g.Thepurposeofthepaper istodesignakindofsimple,practicalandnew-stylestereogarage.Wedesignthisstereo garagebycomparingseveralexistingmechanicalstereogaragesandresearchingthepresent situationofhomeandabroad.Wedesignthisnoneedtoavoidstereogarage.Ithasimportant practicalsignificanceforalleviatingtra

4、fficproblem. Inthispaper,accordingtothedesignrequirementsandoperationprincipleofnoneedto avoidstereogarage,wefirstusePro/Engineersoftwaretomakemodelandsimulation,and thenuseANSYSsoftwareforstructuralstressanalysisandstrengthcheck.Ensurethesecurity andstabilityofthestructurewhichcanmeettherequire

5、mentsofoperation.Wedesignand installthesemechanisms,includingwalking,rotatingandelevatingmechanismsofnoneedto avoidstereogarage.Basedontheadvantagesofthehydraulictransmission,weselect hydraulictransmissiontodrivefinally.Accordingtothetechnicalrequirements,wedesignthis reasonablehydrauliccircuitl

6、astly,andselecttheappropriatehydrauliccomponentsby calculation,toensurethattheoperationofnoneedtoavoidstereogaragesafe,stableand effective. Keywords:noneedtoavoidstereogarage,modelingandsimulation,stressanalysis, hydraulicsystemdesign 目錄 目 錄 1 緒 論.......................

7、....................................................................................... 1 1.1 研究背景..................................................................................................................... 1 1.2 立體車庫的種類及特點................................................................

8、............................. 2 1.3 國內外研究現(xiàn)狀......................................................................................................... 6 1.4 課題的提出及解決的問題......................................................................................... 7 2 無避讓立體車庫整體方案分析......................

9、................................................ 8 2.1 無避讓立體車庫的結構............................................................................................. 8 2.2 無避讓立體車庫的運行原理及特點......................................................................... 9 2.3 無避讓立體車庫的建模與仿真......................

10、......................................................... 11 2.4 本章小結................................................................................................................... 13 3 無避讓立體車庫機械結構的研究................................................................ 14 3.1 載車板與立柱的設計........

11、....................................................................................... 14 3.2 關鍵部件的結構應力分析....................................................................................... 16 3.3 本章小結.............................................................................................

12、...................... 22 4 無避讓立體車庫驅動方式的研究................................................................ 23 4.1 行走機構驅動方式設計........................................................................................... 23 4.2 升降機構驅動方式設計............................................................

13、............................... 26 4.3 回轉機構驅動方式設計........................................................................................... 32 4.4 本章小結................................................................................................................... 36 5 無避讓立體車庫液壓系統(tǒng)設計.........

14、........................................................... 37 5.1 行走機構液壓系統(tǒng)設計........................................................................................... 37 5.2 回轉機構液壓系統(tǒng)設計........................................................................................... 40 5.3 升降機構液壓系統(tǒng)設計

15、........................................................................................... 43 5.4 整體液壓系統(tǒng)設計................................................................................................... 46 5.5 本章小結................................................................................

16、................................... 51 目錄 6 結論與展望.................................................................................................... 52 6.1 主要結論................................................................................................................... 52 6.2

17、 工作展望................................................................................................................... 53 致 謝.................................................................................................................. 54 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文.....................................

18、......................................... 55 參考文獻.............................................................................................................. 56 目錄 Contents 1 Introduction......................................................................................

19、.................................... 1 1.1Backgroundoftheresearch............................................................................................................ 1 1.2 Typesandcharacteristicsofstereogarage.............................................................................

20、........ 2 1.3Review............................................................................................................................................ 6 1.4 Theexistingproblemsandpresentationoftheproject................................................................... 7 2 Theove

21、rallprojectanalysisofNoneedtoavoidstereogarage....................................... 8 2.1 ThestructuresofNoneedtoavoidstereogarage........................................................................... 8 2.2 Theoperationprincipleandcharacteristics.........................................

22、............................................ 9 2.3ModelingandsimulationofNoneedtoavoidstereogarage........................................................ 11 2.4Summary..............................................................................................................................

23、......... 13 3 MechanicalstructureresearchofNoneedtoavoidstereogarage................................ 14 3.1 Thedesignofcarcarryingboardandpillar.................................................................................. 14 3.2Stressanalysisofstructuresofcriticalcomponent............

24、........................................................... 16 3.3Summary....................................................................................................................................... 22 4 DrivingmoderesearchofNoneedtoavoidstereogarage..................................

25、........... 23 4.1Drivingmodedesignofwalkingmechanism................................................................................ 23 4.2Drivingmodedesignofliftingmechanism................................................................................... 26 4.3Drivingmodedesignofswingme

26、chanism................................................................................... 32 4.6Summary....................................................................................................................................... 36 5 HydraulicsystemdesignofNoneedtoavoidstereogarage.

27、......................................... 37 5.1Hydraulicsystemdesignofwalkingmechanism.......................................................................... 37 5.2Hydraulicsystemdesignofliftingmechanism............................................................................. 40 5.3

28、Hydraulicsystemdesignofswingmechanism............................................................................. 43 5.4 Theoverallhydraulicsystemdesign............................................................................................. 46 5.5Summary..................................

29、..................................................................................................... 51 6 ConclusionsandProspects................................................................................................ 52 目錄 6.1Conclusions.....................................

30、.............................................................................................. 52 6.2Prospects....................................................................................................................................... 53 Acknowledgement..............................

31、...................................................................................... 54 References................................................................................................................................. 55 ScientificResearchandPublishedPapers.........................

32、.................................................... 56 緒論 1 緒  論 1.1 研究背景 隨著國民經濟水平日益加快，我國汽車工業(yè)迅速發(fā)展，國務院發(fā)展研究中心的統(tǒng)計 表明，全國各大區(qū)域中心城市已進入小轎車普及時代。汽車逐漸成為一種時尚，越來越 多的人開始購買私家車。據公安部交管局統(tǒng)計，至2011年6月底我國汽車保有量達9845 萬輛，并且以每年大約15%-20%的速度增長，圖1.1為日益增加的汽車。預計至2020 年我國汽車保有量將達到1.3億輛。

33、 圖1.1日益增加的汽車（來源于百度搜索） Fig.1.1Thegrowingnumberofcars 然而，土地資源有限，在汽車保有量飛速增長的今天，即使是地大物博的中國，似 乎也難以承受。目前，我國大中城市的交通瓶頸很多，如車輛亂停亂放、道路規(guī)劃滯后 等，致使本來就緊張的交通更加擁擠不堪，嚴重滯后了城市交通的發(fā)展，大大降低了城 市的文明程度。行車難、停車難、亂停車等現(xiàn)象加劇了交通擁堵，降低了生活質量，成 為城市經濟發(fā)展的障礙[1]。盡管各地都在加大道路交通建設的力度，但交通擁堵還是愈 演愈烈，如不能妥善解

34、決，將直接影響汽車工業(yè)的發(fā)展和人們的日常生活。其中，停車 難是造成各個城市交通擁堵的重要原因，也是一個城市在發(fā)展中必須面對而又難以解決 的問題。 據專家推算，一般情況下，機動車有10%-20%的時間在路上行走，剩下的80%-90% 1 緒論 的時間需要停放[2]。按國際城市建設經驗來看，城市機動車輛的保有量與停車位較為合 理的比例應該為1.2:1，而我國僅為5:1，滿足率只有20%左右。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，相互影響，如果兩者之

35、間失去平衡，城 市里就會出現(xiàn)停車難等一系列問題[3]。隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對 停車設施的需求也在不斷增加，由于目前靜態(tài)交通建設嚴重滯后，我國大中城市停車矛 盾十分尖銳，引發(fā)了一系列社會問題。越來越多的人認識到，只有解決好靜態(tài)交通問題， 城市的交通擁堵才有望得到緩解。 綜上所述，停車難問題主要表現(xiàn)在停車需求與停車空間不足、停車空間擴展與城市 用地不足的矛盾上[4]。但目前的城市，特別是大城市中心的土地可謂是寸土寸金，傳統(tǒng) 的平面停車場需要占用大量的土地面積，已遠遠不能提供高效密集的停車解決方案。于 是，為解決這一難題，停車場向空間發(fā)展已經勢在必行，開發(fā)新型可最

36、大限度利用空間 的智能立體停車庫，才是解決問題的根本。 1.2 立體車庫的種類及特點 立體車庫，顧名思義就是以立體化的方式來存取車輛，即能將汽車存放到立體化的 停車位或從停車位取出的設施。它主要分為自走式停車庫和機械式停車庫，與自走式停 車庫相比機械式停車庫優(yōu)點更為明顯： 1）節(jié)省土地，空間利用率高；機械式立體停車庫與相同容量的平面停車場相比，節(jié) 約占地57%-80%。 2）造價低；盡管機械式立體車庫工程費用較高，但是它主要向垂直空間發(fā)展，占地 面積少，可以省去大量的土地使用費等開支，所以總體成本較低[5]。 3）安全性能好。機械式立體停車庫杜絕人為

37、因素，采用自動化智能控制自動停車和 取車，方便快捷，對車輛的防盜性和防護性都很好，火災隱患也大為降低[6]。 4）高環(huán)保性。停放的車輛是在熄火后由機械裝置自動存入機械式立體停車庫，因此 車庫內空氣污染較低，還省去了大量的通風設備投資。 5）改善市容。立體車庫的誕生，改變了以往的亂停亂放造成的交通阻塞現(xiàn)象，大大 改善了市容。 根據機械式立體停車庫的構造及其工作原理，主要分為升降橫移式、垂直升降式、 2 緒論 巷道堆垛式、垂直循環(huán)式、水平循環(huán)式、多層循環(huán)式、平面移動式、簡易升降式、汽車 專用升降機等九種類型[7]。

38、 圖1.2升降橫移式立體車庫圖 圖1.3垂直升降式立體車庫圖 圖1.4巷道堆垛式立體車庫 Fig.1.2Liftingandtransferring Fig.1.3Verticalliftingtype Fig.1.4Stackingtypeof typeparking parking three-dimensionalgarage 圖1.5垂直循環(huán)式立體車庫 圖1.6水平循環(huán)式立體車庫 圖1.7多層循環(huán)式立體車庫 Fig.1.5Verticalcirculation Fig.1.6Thelevelofcirculating Fig.1.7M

39、ulti-layercirculation three-dimensionalgarage typestereogarage three-dimensionalgarage 圖1.8平面移動式立體車庫 圖1.9簡易升降式立體車庫 圖1.10汽車專用升降機 Fig.1.8Plane-moving Fig.1.9Simpleliftingtype Fig.1.10Carspeciallift three-dimensionalgarage stereogarage （圖1.2-1.10均來源于百度搜索） 在課題提出之前，首先分別對各類機械式立體停

40、車庫的原理及特點做一下簡單的介 紹。 1.2.1 升降橫移式立體車庫 采用以載車板升降或橫移存取車輛的機械式停車設備的立體停車庫叫做升降橫移式 立體車庫，如圖1.2所示。多層升降橫移式是半機械式的一種，整體為模塊式鋼結構， 3 緒論 車位數從幾個到上百個不等，安裝簡便、工期短、投資少、見效快、停車數量多。 升降橫移式立體車庫的每個車位均有載車板，車主需要通過載車板的升、降和橫移 運動到達地面層后，才能將汽車開進或開出車庫。停在地面的車輛只做橫移，不必升降[8]。 1.2.2 垂直升降式立體車庫 垂直升降式立體車庫的運行原理與電梯載人至

41、各樓層的原理相似，車庫中間是汽車 的垂直運輸通道，兩側是沿垂直方向設置的汽車停車位。車輛的升降和橫移分別通過提 升機和裝在提升機上的橫移機構來實現(xiàn)[9]。因此，又可稱為塔式立體停車庫或電梯式立 體停車庫，如圖1.3所示。 這類停車庫一般以兩輛車為一個層面，整個存車庫可多達20-25層，占地面積不到 50平方米，所以其空間和平面利用率相對比較而言是最高的。此外，還具有運轉高速、 操作簡單、噪聲小、維護方便等優(yōu)點。但是，建設此類車庫需要大量資金，影響了其大 量的推廣使用。 1.2.3 巷道堆垛式立體車庫 巷道堆垛式立體車庫是用橋式起重機或巷道堆垛起重機，將搬運器上的車

42、輛水平垂 直移動到停車位，并采用存取機構來存取車輛的停車設備[10]，如圖1.4所示。 這種立體車庫的特點是：不需要專用車道、容積率高、存取車輛方便、全自動化控 制、成本低等特點。但是，這種停車設備結構復雜，相對而言故障率高，且高峰依次取 車時間過長，實用性差，適合于大型寫字樓或大型商場的密集式存車。 1.2.4 垂直循環(huán)式立體車庫 停車系統(tǒng)采用垂直方向做循環(huán)運動存取車輛的機械式停車設備叫做垂直循環(huán)式立體 車庫。如圖1.5所示，在垂直面內把停車用的數個托運盤配置成圓形，并通過大型循環(huán) 鏈使其連續(xù)循環(huán)運轉。這種停車庫設備動力單一、控制簡單、占地面積小，適用零散地

43、 塊，小規(guī)模停車場，也可用于機關單位及車輛不多，停車區(qū)域小又分散的停車場。 垂直循環(huán)式立體車庫的容量較小，能適應較快的停車。但是，此類系統(tǒng)需要不停地 循環(huán)，有時為了存取一輛車需要循環(huán)一周才能實現(xiàn)，造成較大的能源浪費。此外，一旦 系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，則整個系統(tǒng)無法正常運行。因此，在我國的使用并不廣泛。 4 緒論 1.2.5 水平循環(huán)式立體車庫 停車系統(tǒng)采用水平循環(huán)運動存取車輛的機械式停車設備叫做水平循環(huán)式立體車庫。 如圖1.6所示，在水平面內把數個托盤設置成兩列或多列來循環(huán)運轉，根據循環(huán)形狀有 圓形循環(huán)式和箱型循環(huán)式兩種。停車系統(tǒng)將

44、存取車輛的載車板移動到出口處，車主再將 汽車取出或存入，一般只有一個出入口，所以存取車時間較長[11]。 1.2.6 多層循環(huán)式立體車庫 多層循環(huán)式立體車庫是通過載車板作上下循環(huán)運動來實現(xiàn)車輛多層循環(huán)式停車的機 械式立體車庫。如圖1.7所示，把數個托盤設置成上下兩層來循環(huán)移動，有圓形循環(huán)式 和方型循環(huán)式兩種。圓形循環(huán)式的出入庫時間短，方型循環(huán)式的空間利用率高。 多層循環(huán)式立體車庫適合于地形細長且只允許設置一個出入口的場所，特點是：造 價合理，安裝維修費用低廉且系統(tǒng)的結構件可以組合安裝。但是，占地面積大，噪音大， 所需的驅動力大，若出現(xiàn)故障，則整個系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，無

45、法正常運行。此外，外層 的汽車沒有開出，中間的汽車無法開出來。因此，在我國的使用并不廣泛。 1.2.7 平面移動式立體車庫 采用搬運臺車或升降機在同一平面上移動車輛來最終實現(xiàn)多層平面移動存取車輛的 機械式停車設備叫平面移動式立體車庫，如圖1.8所示。平面移動類機械停車庫的容量 較大，適合高容積的停車空間，性能優(yōu)越，對機械智能化的要求很高，但是在我國的使 用并不廣泛。 1.2.8 簡易升降式立體車庫 將停車位分成上、下兩層或兩層以上，借助升降機構或俯仰機構存取汽車的簡易機 械式停車設備叫做簡易升降式立體車庫，如圖1.9所示。 簡易升降式停車設備可以單套

46、布置，組合方便，布局靈活，能夠充分利用地下室空 間，節(jié)省場地。存取過程可以采用電氣自動控制，運行平穩(wěn)、噪聲低、能耗較低，存取 簡單、操作方便快捷。但是，這種停車設備整體結構設計不合理，兩層以下運行較為安 全，三層以上運行時容易發(fā)生搖晃，具有較大的安全隱患。因此，需要對其進行技術改 進和優(yōu)化[12]。 5 緒論 1.2.9 汽車專用升降機 汽車專用升降機又稱電梯式立體停車庫，是指以固定或安裝于可移動構架上的升降 機作為汽車的垂直運輸工具，在升降機轎底安裝水平移動裝置，使汽車自動平移至兩側 泊車位存放的機械式立體停車庫，如圖1.10所示

47、。按整體結構形式可分為電梯塔式和電 梯倉儲式兩種。 1.3 國內外研究現(xiàn)狀 立體車庫是根據自動物流系統(tǒng)的物料傳輸原理，采用多層高架式存放車輛的大型停 車設備。它起源于20年代的美國，是為了解決停車難所采取的一種措施。50年代以后， 伴隨著私人小汽車的大量涌現(xiàn)，美國、西歐相繼發(fā)明了多種形式的立體車庫[13]。到了六 七十年代，德國、日本、韓國等國家以及香港和臺灣等地區(qū)后來者居上，發(fā)展迅速[14]， 尤其是日本，開始走在了世界停車業(yè)的前列。 由于我國加入WTO后，世界的加工和制造中心逐步向我國轉移[15]，汽車工業(yè)迅猛 發(fā)展，汽車保有量急劇增長，“停車難”

48、問題越來越明顯。因此，城市停車場所的建設， 尤其是能少占土地且具有多車位的立體停車庫建設有著十分重要的社會意義和經濟意 義。為了緩解這種局面，從80年代中期我國陸續(xù)出現(xiàn)零星的立體停車企業(yè)，到1992年 以后得到了較快的發(fā)展[16]，并且在逐年遞增。車庫類型也從最初的垂直循環(huán)式、簡易升 降式，發(fā)展到了平面移動式、多層升降橫移式、垂直升降式等多個品種。隨著立體停車 行業(yè)數量的不斷擴大，產品質量標準的不斷提高，服務意識的不斷創(chuàng)新，中國的停車行 業(yè)呈現(xiàn)出勃勃生機。 近年來，立休車庫從造型、結構、控制、驅動、監(jiān)測、材料等方面不斷更新?lián)Q代， 日趨完美，并廣泛應用于賓館、商業(yè)大樓、各種娛

49、樂場所、機場、碼頭及繁華商業(yè)街等 車輛密集地區(qū)，立體車庫的誕生為緩解交通擁擠及解決停車難開辟了一條新的途徑[17]。 機械式立體停車庫在我國出現(xiàn)和使用雖然只有短短十幾年，但發(fā)展迅速，成效顯著，可 以預見在未來時間里立體車庫將會朝著高速化、大型化、與建筑一體化和低成本、高可 靠性方向發(fā)展并呈現(xiàn)出越來越多的優(yōu)勢[18,19]。 6 緒論 1.4 課題的提出及解決的問題 本章通過對當前停車現(xiàn)狀的敘述來引出建設立體車庫的重要性，進而通過對各類機 械式立體車庫的優(yōu)缺點進行詳細比較之后，再結合周邊的環(huán)境設施和經濟條件，我們選 擇一種

50、簡單的兩層機械式立體車庫作為研究對象，希望能在立體車庫技術的某些方面做 一些探索。 現(xiàn)有的機械式兩層立體車庫主要有升降橫移式和垂直升降式。升降橫移式立體車庫 的地面層需要留出一個空余停車位來放置可移動式載車板，上層車位存取車時都需要借 助載車板的升降和橫移。而垂直升降式立體車庫在存取上層車時需要將下層車移開。因 此，這兩種立體車庫都有自身的弊端。 為解決這些弊端，我們將傳統(tǒng)兩層立體車庫進行改進，改進之后的立體車庫稱之為 “無避讓”立體車庫。之所以稱之為“無避讓”立體車庫，是因為這種車庫的上層停車 位存取車時無需下層停車位作避讓或橫移，從而避免了停車的麻煩。無避讓立體車庫的 最

51、大特點就是簡單、實用、新型。相對于其他同類產品的技術優(yōu)勢是保證了車輛存放的 快捷便利，并提供了遠優(yōu)于其他主體車庫產品的環(huán)境和條件。 擬解決的關鍵問題如下： 1）無避讓立體車庫整體方案的設計。 2）無避讓立體車庫機械結構設計及關鍵部件的應力分析和強度校核。 3）無避讓立體車庫行走、回轉和升降機構的安裝及驅動方式的選擇。 4）無避讓立體車庫液壓系統(tǒng)的設計及液壓元件的選型。 7 無避讓立體車庫整體方案分析 2  無避讓立體車庫整體方案分析

52、 2.1 無避讓立體車庫的結構 無避讓立體車庫主要由四部分組成：控制部分、移動-回轉-升降部分、框架結構部 分和安全防護部分。 無避讓立體停車庫的控制系統(tǒng)是存取車的指揮中心，是實現(xiàn)智能化的前提。控制系 統(tǒng)主要運行方式分自動運行方式和手動運行方式兩種。所謂自動運行方式是指操作人員 按下啟動鍵，系統(tǒng)進行遠程控制和操作，車庫的移動、回轉和升降動作都會自動完成。 當設定的車位到達地面時，用戶可將車開到載車板上，或從該車位的載車板將車取出。 所謂手動運行方式是指每臺產品的都配備了相應的手動裝置，操作方便。當出現(xiàn)停電情 況時，只要下層車位無車，通過手動裝置就可以輕松的將上層車輛安全

53、的降至地面。控 制部分的設計本論文不再詳細研究。 移動轉動升降部分主要是根據無避讓立體車庫的運行原理設計出一套合理的方案來 實現(xiàn)其動作，且應保證運行安全、合理、有效。 無避讓立體停車庫的框架結構主要由導軌、立柱、載車板等部件組成。導軌安裝在 地面上，主要作用是承重。立柱是主要的支撐部分，主要靠它的抗彎剛度來抵抗側向力。 載車板是用來承載車輛的裝置也影響車庫的整體剛度和強度。其關鍵部位強度的校核將 在以下章節(jié)展開。 無避讓立體車庫的安全防護部分主要有以下特點： 1）到位及斷電自鎖。上層車位升降到位后設備停止動作，當設備斷電時亦是如此， 保證下層車輛及人身安全。 2）

54、聲、光報警提示。設備運行過程中，語音提示、警示燈閃爍提示，保證設備運行 安全。 3）相鄰及對面車位運行互不干涉。 4）人機誤入保護裝置。設備前方設置光電傳感器，人員或車輛誤入時設備會自動停 止動作，保證運行安全。 5）車輛自動定位裝置。載車板中間高兩側低，駛入的車輛拉開手剎后能自動完成前 8 基本參數 尺寸 備注 占地安裝尺寸（長寬） 5500mm2600mm 設備安裝高度 3850mm 不含基礎高度 安裝要求路面凈寬 ≥3.8m 設備自重 1.7T 不含基礎重量 上層停車臺尺寸（長寬高） 500019501

55、550mm 車寬不含后視鏡寬度 上層停車承載限重 ≤2000kg 下層停車位尺寸（長寬高） 500019502000mm 車寬不含后視鏡寬度 無避讓立體車庫整體方案分析 后定位，同時保證車輛不會出現(xiàn)滑動。 6）緊急停止按鈕裝置。操作屏和遙控器上均設有緊急停止鍵，當遭遇特殊緊急狀況 時按下此鍵，所有機械動作立刻停止，且狀況未解除前設備不會動作。 結合實際情況，擬設計無避讓立體車庫的尺寸參數如表2.1所示： 表2.1無避讓立體車庫尺寸參數 Table2.1Noneedtoavoidstereogaragesizeparameters

56、 2.2 無避讓立體車庫的運行原理及特點 2.2.1 無避讓立體車庫的運行原理 無避讓停車車庫是一種新型的停車設備，它為車主提供了智能化停車服務，其最大 特點是實現(xiàn)了“無避讓”停車，同時能有效解決現(xiàn)有的立體車庫倒車入庫和存取車時間 長、效率低下等缺陷。 無避讓立體車庫的運行原理為：存車時首先將未承載車輛的載車板取出，車主在設 備前發(fā)出指令，設備自動進入運行程序。行走機構帶動立柱和載車板緩慢向外運行，到 位后立柱旋轉900，然后載車板下降至地面。車主將車輛駛入載車板的既定位置，熄火 并拉好手剎后下車離

57、開，然后發(fā)出存車指令，載車板緩慢上升至設定高度，立柱反向旋 轉900，隨后設備返回起始位置。行走、回轉和升降三個系統(tǒng)相互獨立并互鎖，即其中 一個系統(tǒng)工作時，其它兩個系統(tǒng)都不能工作，以確保整套設備的安全。當車主取車時， 在確認車道處沒有人或物體的前提下發(fā)出取車指令，設備將按與上述運動方式將承載車 輛的載車板下降至地面從而順利取車，取車后再將載車板恢復至原位。 9 無避讓立體車庫整體方案分析 2.2.2 無避讓立體車庫的特點 1）停車無須避讓，取車更快捷 上層停車位存取車時直進直出不需要倒車，也不需要下層停車位作避讓移動。地面 停車位與日常停車

58、相同，沒有傳統(tǒng)停車設備中起吊鋼繩或鏈條造成的人為“窄門”，為車 主順利停車提供便利。多輛車可以同時存取，不受高峰期影響，無排隊等候現(xiàn)象，使用 便捷性令傳統(tǒng)停車設備望塵莫及。 2）可靠的安全性能 具有自鎖特性，確保上層停車位在任何時候不會因為快墜而發(fā)生傷人毀車事故，確 保人員和車輛的安全。此外，動力系統(tǒng)獨立且各功能動作互鎖、運行準確、安全可靠。 3）設備權屬清晰 本產品可在原地面停車位上加建，獨立性非常高，在車輛存取過程中不影響周邊相 鄰的車位，屬于地面車位的附屬設備，財產權屬清晰。這也是傳統(tǒng)機械式停車設備無法 實現(xiàn)的，非常適合單獨出租或出售。 4）車庫故障率降至

59、最低 每臺設備獨立運行，即使其中一個車位發(fā)生故障也不會影響鄰近車位的使用，維修 方便。若本產品組建車庫則整個停車庫的故障率就非常低。而傳統(tǒng)設備其中一個車位出 現(xiàn)故障整組設備則無法運行。 5）手動釋放功能，突遇停電照樣取車 每臺產品的上車位都配備了手動釋放裝置，操作方便。當出現(xiàn)停電情況時只要下層 車位無車，通過手動釋放裝置就可以輕松的將上層車輛安全的降至地面。 6）占地面積小，應用范圍更廣 車位長度和地面停車要求一致，通常為5米，設備前方通道只需大于3.8米即可滿 足設備運行和停車需求。與傳統(tǒng)兩層升降橫移相比大大節(jié)約占地面積，降低建設成本。 此外，該設備對場地要求較低

60、，可以在原地面車位上增建，不需要預留額外空間，零星 場地、拐角處等區(qū)域均可安裝。 7）運行平穩(wěn)，結構簡單 上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構， 對周圍景觀影響較小且耗電量低。 10 無避讓立體車庫整體方案分析 2.3 無避讓立體車庫的建模與仿真 為了能夠直觀的了解無避讓立體車庫，應該對其進行建模，然后仿真出它的運行動 作。目前，可以對三維模型建模和運行仿真的軟件有多種，且都能達到預期的效果，本 文用到的是Pro/Engineer軟件。 2.3.1 Pro/Engineer概述

61、 Pro/Engineer操作軟件是美國參數技術公司（ParametricTechnologyCorporation，簡 稱PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件，以下簡稱Pro/E。Pro/E軟件以參數 化著稱，是參數化技術的最早應用者，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位， 它作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣，是現(xiàn)今主 流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內產品設計領域中占據重要位置[20]。 Pro/E能夠完成特征建模、參數化設計、零件實體造型及裝配造型、完整工程圖產生 等工作，并以參數化驅動、單一全

62、關聯(lián)的數據庫、功能齊全的模塊等強大優(yōu)勢而占據重 要地位。通過標準數據交換格式，Pro/E可以輸出三維或二維圖形用于其它應用軟件。用 戶可以使用Pro/E配置的開發(fā)模塊或利用C語言來擴展與增強Pro/E的功能[21]。目前已 在我國的機械、電子、汽車、塑料模具、航空航天和船舶等眾多領域廣泛應用。 Pro/E中的機械設計模塊是一個高效的三維機械設計工具，它可繪制任意復雜形狀的 零件，Pro/E生成曲面的方法有拉伸、旋轉、掃掠、放樣、點陣、網格等，由于生成曲面 的方法較多，因此Pro/E可以迅速建立任何復雜曲面[22]，這就是它在三維實體建模中的 優(yōu)勢。 2.3.2 基于

63、Pro/Engineer的建模與仿真 Pro/E由6個主要模塊組成，分別是： 1）工業(yè)設計（CAID）模塊。 2）機械設計（CAD）模塊。 3）功能仿真（CAE）模塊。 4）制造（CAM）模塊。 5）數據管理（PDM）模塊。 6）數據交換（DataTranslator）模塊。 11 無避讓立體車庫整體方案分析 這里用到的是機械設計（CAD）和功能仿真（CAE）兩個模塊。首先根據表2.1無 避讓立體車庫的尺寸參數，繪制出無避讓立體車庫各個部件的簡易模型，然后進行裝配 并設置各組件之間的約束，裝配完成的模型如圖2.1所示：

64、 圖2.1無避讓立體車庫裝配模型 Fig.2.1Noneedtoavoidparkingassemblymodel 其次，根據無避讓立體車庫的運行原理進行仿真，仿真的步驟如下： 1）在應用程序主菜單中選擇機構選項進入機構運動仿真模式。 2）創(chuàng)建拖動和快照，記錄下當前各個主體的位置。 3）設置初始條件作為各主體初始時的位置參照。 4）定義伺服電機驅動并分別設置好各自的速度以及作用時間。 5）運行并保存視頻。 圖2.2是無避讓立體車庫存車時的運動仿真視頻截圖： 12 無避讓立體車庫整體方案分析