三層三列升降橫移式立體車庫

《三層三列升降橫移式立體車庫》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《三層三列升降橫移式立體車庫（74頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、目錄 摘 要 3 Abstract 4 第一章 緒論 5 1.1研究背景與意義 6 1.1.2實(shí)用價(jià)值 7 1.1.3社會(huì)效益 8 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 9 1.2.1國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 9 1.2.2國內(nèi)及港澳臺(tái)地區(qū)的發(fā)展及現(xiàn)狀 10 1.2.3機(jī)械停車設(shè)備技術(shù)在我國發(fā)展經(jīng)過了三個(gè)階段 11 1.2.4國內(nèi)停車位需求量預(yù)測分析 12 1.2.5機(jī)械式立體停車庫與自行式平面停車場相比的優(yōu)點(diǎn) 12 第二章 升降橫移式立體車庫的總體設(shè)計(jì) 13 2.1 立體車庫的分類及特點(diǎn) 13 2.2 升降橫移式立體車庫的工作原理 15 2.3 三層7位立體車庫的總體設(shè)計(jì) 16

2、 2.4 本章小結(jié) 第三章 立體車庫的結(jié)構(gòu)與受力分析 27 3.1 提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.2 平移系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.3 載車結(jié)構(gòu)型式的分析 3.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.4.1 輸送鏈的選擇 3.4.2 鏈輪部分的計(jì)算 3.4.3 電機(jī)功率計(jì)算及選擇 3.4.4 減速機(jī)的選擇 3.5 吊籃式載車板的設(shè)計(jì)及受力分析 3.5.1 載車平板與骨架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.5.2 吊籃式框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.6 車庫固定框架的設(shè)計(jì)及受力分析 3.7 本章小結(jié) 第四章控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)及仿真 4.1用MCGS設(shè)計(jì)監(jiān)控界面 4.2PLC編程設(shè)計(jì) 4.2.1 I/O分配表

3、4.2.2系統(tǒng)程序的編寫 4.2.3傳輸、調(diào)試 4.3PLC的硬件連接 4.4梯形圖設(shè)計(jì) 4.4.1啟動(dòng)和存取車 4.4.2車位狀態(tài)顯示 4.4.3取車程序 4.5程序仿真 4.6本章小結(jié) 第五章 立體車庫的自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì) 48 5.1自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng) 48 5.2自動(dòng)存取車系統(tǒng) 48 5.3遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng) 49 5.4自動(dòng)道閘 49 5.5監(jiān)控安保系統(tǒng) 49 第六章 總結(jié)與展望 50 結(jié)束語 51 致 謝 52 參考文獻(xiàn) 53 摘 要 立體車庫是當(dāng)前社會(huì)實(shí)現(xiàn)各種車輛停放及科學(xué)存放的停車設(shè)施

4、。隨著各大城市汽車銷量的快速增加，停車難問題己經(jīng)成為大中型城市的一個(gè)普遍現(xiàn)象。機(jī)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。 本文在對(duì)國內(nèi)外車庫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇三層三列升降橫移式立體為研究對(duì)象，運(yùn)用力學(xué)理論分析了車庫的框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、橫移傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的強(qiáng)度和升降傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的強(qiáng)度等。設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于可編程序控制器(PLC)的升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)，所研制的升降橫移式立體車庫具有穩(wěn)定、可靠、快速、性價(jià)比高的特點(diǎn)，并已投入生產(chǎn)，被多個(gè)用戶使用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 關(guān)鍵詞：立體車庫，控制系統(tǒng)，可編程

5、序控制器，鋼結(jié)構(gòu) Abstract Stereo garage is a storage facility specially designed for automatic parking and scientific storage of various vehicles. With the increasing number of automobiles in cities, parking problem has become a common phenomenon in large a

6、nd medium-sized cities. Mechanical three-dimensional garage can make full use of land resources, give full play to the advantages of space, maximize the parking of vehicles, and become an important way to solve urban static traffic problems. Based on the full investigation of the current situatio

7、n and development trend of garage at home and abroad, this paper chooses three-storey three-row lifting and transverse stereo as the research object, and uses mechanics theory to analyze the frame structure strength of garage, the strength of axle in transverse transmission system and the strength o

8、f axle in lifting and transverse transmission system. The control system of lifting and transverse stereo garage based on programmable logic controller (PLC) is designed and developed. The developed lifting and transverse stereo garage has the characteristics of stability, reliability, rapidity and

9、high performance-price ratio. It has been put into production and used by many users, and has achieved good economic and social benefits. Key words: stereo garage, control system, programmable logic controller, steel structure。 第1章 緒論 1.1研究背景與意義 從改革開放以來，作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)汽車工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，汽車的增多給經(jīng)濟(jì)

10、帶來繁榮的同時(shí)，也帶來了停車難的問題，數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國城市機(jī)動(dòng)車輛平均增長速度在15%-20%，而同時(shí)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(jī)動(dòng)車擁有量的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長速度，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì):在上海，每天有40多萬輛汽車停泊在馬路兩邊；而在北京每天又有90萬多輛汽車“無家可歸”。另外，在城區(qū)的高級(jí)賓館、飯店、人型商場的車輛密集區(qū)，由于受到原有占地面積限制而無法擴(kuò)大泊車位，停泊困難和交通阻塞已成為一個(gè)突出難題。 立體車庫設(shè)備的發(fā)展在國外，比如在日本已有快40年的歷史，無論是在技術(shù)上還是在經(jīng)驗(yàn)上均已獲得了成功。我國在90年代初開始研究開發(fā)立體車庫停

11、車設(shè)備，到現(xiàn)在也有20多年的歷程。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％，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。其次，立體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，有電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。立體停車設(shè)備可以用較小的基地面積停放較多數(shù)量的車位，免去了坡道式車庫的坡道設(shè)計(jì)等空

12、間問題。將車庫設(shè)計(jì)中的建筑空間問題轉(zhuǎn)化為機(jī)械方式的研究，采用新技術(shù)、新材料來解決停車的問題;采用計(jì)算機(jī)控制，庫區(qū)無人進(jìn)入，可以有效地防止盜竊和損壞，停車靈活，既可以大一積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下停車庫和停車樓組合實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)，己成為解決城市停車難最有效的手段，是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 國家把機(jī)械式停車庫和立體停車場列入“國家重點(diǎn)鼓勵(lì)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(duì)機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)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(jī)會(huì)?？梢灶A(yù)見立體車庫具有非常廣

13、闊的市場前景。 1.2機(jī)械式立體停車庫的分類與優(yōu)點(diǎn) 機(jī)械式車庫種類較多，主要有以下形式：升降橫移類、垂直循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動(dòng)類、巷道堆垛類、垂直升降類、簡易升降類等。下面介紹其中幾種類型及其特點(diǎn)。 （1）升降橫移式 停車位為兩層或多層，有若干層的同層置車板可左右橫向移位，通過升降機(jī)構(gòu)改變置車板的高度?？蔀榈厣鲜交驇У乜邮?。特點(diǎn)： ①有效利用空間，提高空間利用率達(dá)數(shù)倍。 ②存取車快捷便利，獨(dú)特跨梁設(shè)計(jì)，車輛出入無障礙。 ③采用PLC控制，自動(dòng)化程度高。 ④環(huán)保節(jié)能，低噪音。 ⑤人機(jī)界面好，多種操作方式可選配，操作簡便。 （2）升降橫移式 通過傳動(dòng)機(jī)械，驅(qū)使以

14、垂直方式排列的各置車板作連續(xù)環(huán)形運(yùn)動(dòng)。車輛出入口位于設(shè)備最下面的稱為下出入口式，位于中間部分的稱為中出入口式，位于最上面的稱為上出入口式?？蔀榉忾]式高塔或敞開式低塔。特點(diǎn)： ①使用PLC自動(dòng)調(diào)車，一次按鍵即可完成存取車。 ②可設(shè)置在地面上或半地上半地下，可獨(dú)立或附設(shè)在建筑物內(nèi)，還可多臺(tái)組合。 ③可省去購置土地的大量費(fèi)用，有利于合理規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計(jì)。 （3）巷道堆垛式 采用巷道堆垛機(jī)和搬運(yùn)器，將進(jìn)到搬運(yùn)器上的車輛一起作平面移動(dòng)且垂直升降到停車位旁，再用存取機(jī)構(gòu)將車輛送入停車位。特點(diǎn)： ①全封閉管理，安全、防盜、為車輛提供最佳防護(hù)。 ②可設(shè)置于地上或地下，充分利用有效空間。 ③載車板

15、的升降和行走同時(shí)運(yùn)行，存取車方便快捷。全封閉式管理，安全可靠，保障人、車安全。 ④通過升降機(jī)、行走臺(tái)車及橫移裝置輸送載車板實(shí)現(xiàn)存取車操作，整個(gè)過程全自動(dòng)完成。 ⑤固定式升降機(jī)＋各層行走臺(tái)車的配置形式，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)人同時(shí)存取車。 （4）垂直升降（塔庫）式 停放車輛的停車位和車輛升降機(jī)以立體方式組成的高層停車設(shè)備。通過搬運(yùn)機(jī)械將車輛或載有車輛的置車板橫向或縱向地從車輛升降機(jī)搬運(yùn)至停車位。停車位分橫置式、縱置式和圓周式三種。特點(diǎn)： ①占地少，容車量大，高層設(shè)計(jì)最高能夠達(dá)到平均一輛車僅占一平方米的空間。 ②可同時(shí)提供多車位進(jìn)出口，等待時(shí)間短。 ③智能化程度高，可預(yù)約存取車及空車位導(dǎo)向。

16、④利用車庫外形的空隙空間可以進(jìn)行綠化，使車庫變成一個(gè)立體的綠化體，有利于美化城市和環(huán)境。 （5）平面移動(dòng)式 在同一層面上，用搬運(yùn)臺(tái)車平面移動(dòng)車輛，或使置車板平面橫移?？蔀閱螌悠矫鏅M移、單層（多層）平面往返以及門式起重機(jī)多層平移。特點(diǎn)： ①每層車臺(tái)和升降機(jī)分別動(dòng)作，提高出入庫速度，可利用地下空間，停車規(guī)?？蛇_(dá)到數(shù)千臺(tái)。 ②部分區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，不影響其他區(qū)域的正常運(yùn)行。 ③通過計(jì)算機(jī)和觸屏界面進(jìn)行綜合管理，可全面監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況，并且操作簡單。 （6）簡易升降式 停車位為兩層或三層，通過升降機(jī)構(gòu)或俯仰機(jī)構(gòu)改變置車板的高度或傾斜角度，供車輛出入?？蔀榈厣鲜交驇У乜邮健Ｌ攸c(diǎn)：

17、①構(gòu)造簡單實(shí)用，無需特殊地面基礎(chǔ)要求。適合裝置于工廠、別墅、住宅停車場。 ②可任意遷移，搬遷安裝容易或根據(jù)地面情況，獨(dú)立及多臺(tái)設(shè)備。 ③備有專用鎖匙開關(guān)，防止外人開動(dòng)設(shè)備。 ④車板防下滑保險(xiǎn)裝置。 （7）其他 水平循環(huán)類：各置車板以兩列或多列方式水平排列，并循環(huán)移動(dòng)。置車板以圓弧運(yùn)動(dòng)方式循環(huán)者稱為圓形循環(huán)式；以直線運(yùn)動(dòng)方式循環(huán)者稱為箱形循環(huán)式。 多層循環(huán)式：各置車板以兩層或多層方式排列，在相鄰兩層間的兩端設(shè)有車輛升降機(jī)，同層置車板可在該層內(nèi)作水平循環(huán)移動(dòng)。置車板在設(shè)備兩端以圓弧運(yùn)動(dòng)方式升降者稱為圓形循環(huán)式；以垂直運(yùn)動(dòng)方式升降者稱為箱形循環(huán)式。車輛入庫方式與水平循環(huán)相同。 通過對(duì)各

18、類立體車庫的分析并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的車庫容量，可以得出選用升降橫移式立體車庫為最佳選擇方案。 1．節(jié)省土地:據(jù)了解，機(jī)械式立體停車庫的占地面積約為平面停車場的1/2至1/25，空間利用率比自行式停車庫提高75%以上，有效提高車位利用率。 2．造價(jià)低:機(jī)械式立體停車主要向垂直空間發(fā)展，占地面積少。機(jī)械式停車設(shè)備每個(gè)泊位投資約2～10萬元，而建筑自行式停車場(庫)每個(gè)泊位的造價(jià)約為20萬元，所以總體成本低于同等規(guī)模地下停車庫。 3．安全性能好:機(jī)械式立體停車庫是自動(dòng)停車和取車，杜絕人為因素，采用自動(dòng)化智能控制，存取車方便快捷，對(duì)車輛的防盜性和防護(hù)性都很好。另外，火災(zāi)隱患也大為降低。 4．可以免

19、除采暖通風(fēng)設(shè)施:運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。 5．使用方便:按設(shè)計(jì)要求，一般存取車時(shí)間不超過120秒鐘，通常不可能出現(xiàn)存、取車排隊(duì)的現(xiàn)象。 6．高環(huán)保性:機(jī)械式立體停車庫內(nèi)的車輛是車主熄火后由機(jī)械裝置存入車庫，因此車庫內(nèi)空氣污染較低，還省去了大量的通風(fēng)設(shè)備投資。 諸多因素表明，我國立體停車產(chǎn)業(yè)與其配套產(chǎn)業(yè)目前正在成為潛力巨大的前途性產(chǎn)業(yè)。停車設(shè)備制造業(yè)面臨千載難逢的發(fā)展良機(jī)，具有高科技、高安全性、高可靠性、高效率的機(jī)械式、立體停車庫將具有巨大的發(fā)展前景。 1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1.3.1國外發(fā)展現(xiàn)狀 國外發(fā)展立體車庫較早的有日本、韓國、德國等國家，在停車技術(shù)領(lǐng)域

20、的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國和我國的港、澳、臺(tái)地區(qū)的停車設(shè)備通過引進(jìn)，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難的問題，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。在亞洲，應(yīng)用較普遍的是日本、韓國和我國臺(tái)灣省。亞洲的機(jī)械式停車設(shè)備技術(shù)起源于日本，日本從20世紀(jì)60年代開始從事機(jī)械停車設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，至今已有四十幾年的歷史。目前在日本從事機(jī)械式停車庫及其設(shè)備開發(fā)、制造的公司約有200多家，其中生產(chǎn)機(jī)械式停車設(shè)備的公司約100多家，比較大的公司有新明和、石川島、日精、三菱重工等。從90年代起日本每年投入運(yùn)行的機(jī)械停車泊位都在10萬以上，品種也從單一升降橫移式發(fā)展為多種形式，到今已開發(fā)生產(chǎn)出九大類近

21、百個(gè)品種，管理體制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面日趨完善，目前全日本已經(jīng)投入使用機(jī)械式停車位超過300萬個(gè)，其中以升降橫移式停車設(shè)備為主。對(duì)于日本，優(yōu)勢在多層升降橫移類、垂直升降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡易升降類等產(chǎn)品上。 韓國機(jī)械停車設(shè)備技術(shù)是日本技術(shù)的派生。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(jìn)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，2000年后為發(fā)展階段。制造廠約有近百家，已進(jìn)入我國的有現(xiàn)代集團(tuán)、LG公司、德山公司、東洋公司、樂天公司等。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)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(jìn)

22、入穩(wěn)步發(fā)展階段，自動(dòng)化停車設(shè)備隨供應(yīng)量的擴(kuò)大技術(shù)也得到迅猛發(fā)展。 德國等歐洲國家從事停車設(shè)備開發(fā)和生產(chǎn)也比較早。由于歐洲國家土地資源比較充足，停車問題表現(xiàn)不是很突出，停車設(shè)備應(yīng)用不是很多。產(chǎn)品形式多數(shù)為巷道堆垛式，多層升降橫移式產(chǎn)品應(yīng)用也很好。由于歐德國的停車業(yè)很發(fā)達(dá)，生產(chǎn)停車設(shè)備的廠商約有24家，其中KLAUS和OTTO WOHR兩家公司的產(chǎn)量約占德國總產(chǎn)量的80%。德國和意大利等歐洲國家的停車庫優(yōu)勢在巷道堆垛類產(chǎn)品上。 1.3.2國內(nèi)及港澳臺(tái)地區(qū)的發(fā)展及現(xiàn)狀 臺(tái)灣地區(qū)在20世紀(jì)70年代初，公共和民間停車場70%是地上和地下平面停車場。早在1981年，日商即在臺(tái)興建完成第座垂改循環(huán)式停

23、車塔，落十來來飯店的建筑體之中，1982年生產(chǎn)出第一臺(tái)雙層式停車設(shè)務(wù)隨著汽車的大量進(jìn)口，使機(jī)械停車設(shè)備制造業(yè)得到快速發(fā)展，到1996年制造企業(yè)達(dá)到600多家，停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入發(fā)展高峰階段。但從1997年起，臺(tái)灣房地產(chǎn)蕭條，股市暴躍，停車設(shè)備行業(yè)出現(xiàn)滑坡，經(jīng)過優(yōu)勝劣汰后，行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。 1984年，北京有色冶金設(shè)計(jì)院的工程師們，在設(shè)計(jì)一個(gè)綜合寫字樓項(xiàng)目中，發(fā)現(xiàn)與其配套停車位難以解決，由此開始開發(fā)設(shè)計(jì)機(jī)械式停車設(shè)備。經(jīng)過幾年的努力，1988年我國第一個(gè)采用二層升降橫移式機(jī)械停，設(shè)備的地下車庫在北京建成。兩年后，位于中國石化總公司北京設(shè)計(jì)院院內(nèi)，第一座豎直循環(huán)式機(jī)械車庫建成。這兩個(gè)機(jī)械車庫

24、的建成，揭開了我國機(jī)械式停車設(shè)備行業(yè)的開篇，為解決城市停車難的問題開了新的途徑。我國機(jī)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(jìn)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(tái)，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(jī)械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)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(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科

25、、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(jì)、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(jìn)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(gè)別企業(yè)為搶占市場，采取低價(jià)競爭；缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對(duì)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?cè)谡呤袌?、管理和技術(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)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(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管

26、理屬性和停車收費(fèi)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(yùn)行機(jī)制，利用價(jià)格杠桿調(diào)高占路停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵(lì)按市場規(guī)則經(jīng)營車庫，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。 圖1-1 在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫 1.3.3機(jī)械停車設(shè)備技術(shù)在我國發(fā)展經(jīng)過了三個(gè)階段 第一個(gè)階段為自主開發(fā)階段，此階段為行業(yè)發(fā)展初期，市場較小，因此種類較少，技術(shù)單一。 第二階段是技術(shù)引進(jìn)階段，為了彌補(bǔ)各自的不足，開始尋求合作，利用國外的成熟技術(shù)、國內(nèi)的廉價(jià)的生產(chǎn)成本，加入到行業(yè)的競爭中。 第三階段就是消化與創(chuàng)新階段，從2003年開始，市

27、場競爭加劇，各企業(yè)為加強(qiáng)自身的競爭力，開始在降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品技術(shù)水平方面下功夫，對(duì)引進(jìn)的技術(shù)，進(jìn)行充分的消化與分析，并根據(jù)國內(nèi)的實(shí)際使用情況進(jìn)行改造與創(chuàng)新，走上自主開發(fā)的道路。 目前，國內(nèi)停車行業(yè)現(xiàn)狀有如下特點(diǎn): 1．品種規(guī)格增多，技術(shù)水平提高 2．市場覆蓋率不斷擴(kuò)大 3．用戶服務(wù)面擴(kuò)大 4．出口量增加 1.2.4國內(nèi)停車位需求量預(yù)測分析 隨著中國近年來城市經(jīng)濟(jì)的繁榮，城市化進(jìn)程的加快，停車難問題日益凸顯，截止2017年底，我國汽車保有量2.17億輛，而我國停車位的建設(shè)進(jìn)展卻依然緩慢，各地方的停車位發(fā)展速度滯后于汽車發(fā)展速度，停車難己成為大中城市發(fā)展的社會(huì)問題，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看

28、，目前傳統(tǒng)停車場建設(shè)規(guī)模占接近90%的市場份額，新型的機(jī)械式停車場的建設(shè)雖一片火熱，單整體市場占比僅10%左右，2010年-2017年我國新建立體車庫項(xiàng)目呈逐年上升趨勢，2010年為1147個(gè)，2013年上升至1812個(gè)，同比增長11.44%，2017年續(xù)升至2459個(gè)，同比增長11%，數(shù)量如此眾多的汽車停放，導(dǎo)致停車難問題的出現(xiàn)，可見我們機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)擁有巨大的商機(jī)和廣闊的市場。 第二章 升降橫移式立體車庫的總體設(shè)計(jì) 2.1 運(yùn)行原理 升降橫移式立體車庫每個(gè)車位都有載車板，車輛就停在載車板上，最下層的載車板只做左右橫移，不能升降，中間層車位可以左右橫移和升降，上層車位只能升降，不

29、能橫移，若中間層車位需要存取車，則需下層車位移出空位，才能降至底層，上層車位需要存取車，則需要中間層車位和下層車位移出空位方能下降至底層，存車時(shí)，當(dāng)載車板到位后，駕駛員將車開上載車板后下車離開，中間層和上層載車板自動(dòng)升至所在層位，取車時(shí)，下層車位直接開出，上層和中間層則是載車板降至底層后，等駕駛員進(jìn)入車庫開走汽車后，載車板自動(dòng)回至所在層位。 圖2-1為一個(gè)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(gè)車位可以升降，二層兩個(gè)車位可以升降和平移，一層的兩個(gè)車位只能橫向橫移，空車位供三層和二層的車位下降時(shí)借用。1、2號(hào)車位可以直接存放車輛；7號(hào)車位需下降后再存放車輛；3號(hào)車位則需先將1號(hào)和

30、2號(hào)載車板右移，再將3號(hào)載車板下降；4號(hào)車位則需先將2號(hào)載車板右移，再將4號(hào)存車板下降；5號(hào)車位需要先將1、2、3、4號(hào)四個(gè)載車板右移，再將5號(hào)載車板下降；6號(hào)車位則需要先將2、4號(hào)載車板右移，再將6號(hào)載車板降下。 圖2-1 七車位升降橫移式立體車庫工作原理圖 2.2 設(shè)計(jì)要求 升降橫移式立體車庫的設(shè)計(jì)要求，本文就從機(jī)械、電氣、控制、安全等方面做以下說明： （1） 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 鋼結(jié)構(gòu)本身自重、結(jié)構(gòu)架上各停車位的車輛及固定叉梳重量、提升系統(tǒng)制動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力、驅(qū)動(dòng)裝置的重力、頂部梁架所受滑輪組和配重的重力、整體結(jié)構(gòu)所受的風(fēng)力、地震載荷以及由于外界環(huán)境溫度變化而引起的

31、溫度應(yīng)力等,它們以集中或均布方式作用于立體車庫。 （2） 電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 1、在升降橫移式立體停車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車庫內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們?cè)诓煌臅r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是車庫內(nèi)的各種輔助裝置，這些輔助裝置幫助我們更好的控制立體車庫。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關(guān)。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關(guān)。同時(shí)在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置。在此圖中只是簡單的畫出了三層七位升降橫移式立體車庫的一些其簡單的功能。根據(jù)這些功能我們可以很直觀的觀察出三層七位升降橫移式立體車

32、庫的工作。 2、電機(jī)控制及接線設(shè)計(jì)：在存取車時(shí)車位的升降不能同時(shí)進(jìn)行，車位的升降和橫移也不能同時(shí)進(jìn)行，這兩個(gè)動(dòng)作必須是互鎖的，即當(dāng)上層車位在升降時(shí)，地面層車位不能移動(dòng)，反之亦然，并且上層車位每次只能有一個(gè)車位進(jìn)行上下升降運(yùn)動(dòng)。這些在程序中可采用聯(lián)鎖和互鎖的方法來解決。 （3） 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 1.自動(dòng)操作:存取車時(shí)，按鈕操作，只要按動(dòng)選車位按鈕，控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前車庫存車狀況，自動(dòng)選擇調(diào)度方案，以最短的!]間完成車輛的出入庫。 2.安全互鎖控制:立體車庫不允許因錯(cuò)誤動(dòng)作造成車輛損壞，所以必須要有如光電檢測等安全設(shè)施，及時(shí)檢測車庫狀況，避免事故發(fā)生。 3.高速、平穩(wěn):為了縮短存取時(shí)

33、間，要求傳動(dòng)裝置以高速度運(yùn)行，同時(shí)，要求傳動(dòng)裝置具有自動(dòng)加、減速功能，以保證安全、低噪聲與平穩(wěn)起動(dòng)和制動(dòng)。 （4） 安全方面的設(shè)計(jì)要求 1 防干擾和電力超載安全裝置 此裝置可防止外界干擾，使得PLC得到止確的信號(hào)，而且在電力超載的情況下可以自動(dòng)斷電。 2 光電檢測 (1)存車時(shí)，檢測搬運(yùn)器上車輛停放是否到位，采用光電開關(guān)在底層進(jìn)行掃描，光電開關(guān)的接收器與發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊，對(duì)搬運(yùn)器前后位置進(jìn)行檢測。當(dāng)車輛停放不到位時(shí)，車輛就將光電開關(guān)光源擋住，此時(shí)系統(tǒng)就會(huì)警告;只有當(dāng)車輛停放到位后，系統(tǒng)才正常工作。 (2)調(diào)動(dòng)搬運(yùn)器時(shí)，要檢測搬運(yùn)器停放是否到位。 (3)檢測搬運(yùn)器上有無

34、車輛，可在每個(gè)搬運(yùn)器的一條對(duì)角線上安裝一套光電開關(guān)，用于檢測其上有無車輛。 (4)光電開關(guān)安裝于立體停車庫的車輛進(jìn)出口、車庫內(nèi)部兩側(cè)，立體停車庫車輛進(jìn)出口的光電開關(guān)防止在車庫運(yùn)動(dòng)過程中有人進(jìn)入而發(fā)生意外，車庫內(nèi)部兩側(cè)的光電開關(guān)是檢測車輛是否超高，搬運(yùn)器上的光電開關(guān)是檢測車輛是否超長。假如車輛超高或超長，則相應(yīng)的報(bào)警燈閃或蜂鳴發(fā)出報(bào)警音，在車庫運(yùn)動(dòng)過程中有人進(jìn)入，則車庫停止運(yùn)行，兩側(cè)的報(bào)警燈閃，直致排除事故才可重新運(yùn)行。 (5)檢測搬運(yùn)器升降是否到位，在升降機(jī)垂直運(yùn)動(dòng)的各層軌道上裝上垠位開關(guān)，用于檢測其上升及下降是否到位。 (6)檢測搬運(yùn)器平移升降運(yùn)動(dòng)是否到位，搬運(yùn)器的運(yùn)動(dòng)為橫移和升降兩種

35、方式，搬運(yùn)器左右橫移到預(yù)定位置，左右行程開關(guān)動(dòng)作，使搬運(yùn)器停止，以確保車輛的安全；上下行程開關(guān)亦是保證搬運(yùn)器上下升降到預(yù)定位置，準(zhǔn)確?？?。 3 車輛防滑、定位裝置 在搬運(yùn)器上采用波紋板，防止車輛打滑，側(cè)擋板防止車輛側(cè)滑，前擋板使車輛停放在安全范圍內(nèi)，安全槽引一導(dǎo)司機(jī)停車，這樣一來即可避免事故的發(fā)生而且使車輛停放更加方便。 4可靠性設(shè)計(jì) 可靠性是一切控制系統(tǒng)或裝置的關(guān)鍵，本車庫的可靠性設(shè)計(jì)包含以下方面: （1）.多重聯(lián)鎖保護(hù)。關(guān)鍵的動(dòng)作采取軟件和硬件雙重聯(lián)鎖保護(hù)，軟件多重保護(hù)，硬件強(qiáng)制聯(lián)鎖。 （2）冗余措施。對(duì)車庫影響較大的:F:.要部件采取冗余措施，如供電電源和PLC的輸入電源均可

36、采用雙路供電。重要信號(hào)的檢測采用雙傳感器等。 （3）隔離技術(shù)。為了增加整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)對(duì)PLC、變頻器等采取嚴(yán)格的隔離措施，主要包括防電源側(cè)和現(xiàn)場側(cè)來的干擾。對(duì)交流電源采用對(duì)稱濾波技術(shù)，對(duì)現(xiàn)場來的干擾用光電隔離。 2.3 三層7位立體車庫的總體設(shè)計(jì) 在進(jìn)行升降橫移式立體車庫設(shè)計(jì)之前需要綜合考量車庫車位數(shù)量、外形尺寸以及停取時(shí)間等因素，除此之外還要對(duì)車庫在不同場合的適用性以及安裝難度和成本進(jìn)行分析。根據(jù)需求來完成車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先完成車庫外形尺寸和構(gòu)型設(shè)計(jì)：不同類型車輛的尺寸不同，因此應(yīng)基于此來完成車庫車位外形和尺寸設(shè)計(jì)，以車輛輪廓為基礎(chǔ)確定車庫尺寸時(shí)應(yīng)當(dāng)留有一定的余量，保證車主可以順

37、利實(shí)現(xiàn)停、取車，不同類型汽車的輪廓尺寸見下表所示： 表 2-1 普通汽車的輪廓尺寸及重量 在進(jìn)行立體車庫設(shè)計(jì)時(shí)不僅需要考慮車庫結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)車庫功能的影響，除此之外還要考慮立體車庫的運(yùn)行效率?；诖丝筛鶕?jù)車庫的服務(wù)對(duì)象以及用途來設(shè)計(jì)車輛停取的合適時(shí)間。車輛停放時(shí)間指的是待停車輛開始進(jìn)庫到車輛經(jīng)過運(yùn)動(dòng)后停放在指定位置所需要的時(shí)間，車輛從存放開始當(dāng)入庫結(jié)束為一個(gè)存車周期。通過前期調(diào)研，對(duì)不同類型的車輛存取時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并總結(jié)了車庫存取的時(shí)間表如下，以車輛存取時(shí)間表為基礎(chǔ)可為立體車庫的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。 表 2-2 不同類型車庫存取時(shí)間表 根據(jù)不同類型車輛在車庫中的停取時(shí)間完成立體車庫車輛外

38、形的設(shè)定，初步設(shè)定該立體車庫一層中停放的車輛尺寸大小為：L（長）；W（寬）；H（高）；G（重量）；在本車庫中二層所停放的車輛尺寸要小于一層，初步設(shè)定二層車庫所停放的車輛尺寸大小為： L（長）；W（寬）；H（高）；G（重量）。按照設(shè)定的車輛尺寸可知升降橫移式立體車庫的設(shè)計(jì)需要滿足下述幾個(gè)方面的要求： （1）該立體車庫可實(shí)現(xiàn)當(dāng)前市場中常見類型車輛的存取，根據(jù)應(yīng)用場合確定車庫為側(cè)方位提升方式； （2）車庫不同車位之間為相互獨(dú)立的關(guān)系，在車輛存取的過程中不同車位之間不會(huì)發(fā)生相互干涉； （3）本文所設(shè)計(jì)的立體車庫主要安裝于人員和車輛密度較大的地區(qū)，如小區(qū)周邊、路邊車位以及其他不適宜安裝其他車庫的場

39、合； （4）立體車庫的車位結(jié)構(gòu)和外形尺寸要求為總高度，總寬，根據(jù)車輛停放需求，一層車位可停放所有類型車輛，二層車位可停放小型車輛，一層和二層車位的凈高度分別為 ； （5）二層車位載車板的提升高度應(yīng)大于一層車位的凈高度，要求車位在升降時(shí)行程時(shí)間為二十秒，速度0.11m/s； （6）一層車位載車板平移距離為2200mm，載車板的升降行程為十五秒，即速度0.147m/s； （7）本文所設(shè)計(jì)的立體車庫載車板和車輛的總負(fù)重要； （8）為了保證該設(shè)備可穩(wěn)定長期運(yùn)行，要求載車板和其他部件受力合理，結(jié)構(gòu)安全可靠。 本文所設(shè)計(jì)的立體車庫應(yīng)當(dāng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)以及停車設(shè)備的安全要求標(biāo)準(zhǔn)，滿足結(jié)構(gòu)可靠、運(yùn)

40、行穩(wěn)定等需求，同時(shí)可滿足不同場合的車輛存取要求。 本文在進(jìn)行研究設(shè)計(jì)時(shí)主要基于立體車庫的功能原理和實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行車庫結(jié)構(gòu)分析，并確定了升降橫移式立體車庫的設(shè)計(jì)方案。首先對(duì)車庫在不同場合的機(jī)械系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)的基本功能進(jìn)行分析，進(jìn)而以此為基礎(chǔ)確定了車庫的功能目標(biāo)。在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了黑箱設(shè)計(jì)方法，即已知輸入和輸出來完成機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用黑箱法在設(shè)計(jì)時(shí)依照設(shè)計(jì)任務(wù)的需求和約束條件來確定機(jī)械系統(tǒng)的主要功能，并摒棄系統(tǒng)的非必要功能[9]。下圖為采用黑箱法設(shè)計(jì)升降橫移式立體車庫示意圖，在未知機(jī)械系統(tǒng)的情況下根據(jù)能量流、信息流以及車輛駛?cè)敕绞降容斎胍约皞?cè)方位存取方式輸出來確定立體車庫的機(jī)械系統(tǒng)。通

41、過分析可知本文所設(shè)計(jì)的立體車庫的總體功能是實(shí)現(xiàn)車輛的側(cè)方位存取，且在車輛存取過程之中上下兩層之間的運(yùn)動(dòng)不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象。 圖 2-1 黑箱法設(shè)計(jì)立體車庫示意圖 本文所設(shè)計(jì)的升降橫移式立體車庫的主要功能是通過側(cè)方位形式實(shí)現(xiàn)車輛上下層位置的轉(zhuǎn)換，上下層車輛在停放和存取過程中不會(huì)發(fā)生相互干涉現(xiàn)象，除此之外立體車庫上下兩層在車輛存取順序上沒有明確限制。在通過黑箱法明確立體車庫的總功能之后需要將系統(tǒng)功能進(jìn)行分解，分為若干子功能，對(duì)車庫子部分功能原理和運(yùn)行方案來完成升降橫移式立體車庫的總體方案設(shè)計(jì)。本文所設(shè)計(jì)的立體車庫子功能包含車庫下層載車板平移功能以及上層載車板的側(cè)方運(yùn)動(dòng)功能，除此之外還要保

42、障載車板具有良好的承載功能，車庫上下兩層在運(yùn)行時(shí)具有一定的運(yùn)行可靠性和安全性功能等。根據(jù)了立體車庫不同子功能來對(duì)車庫的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，通過模塊化的方法完善總體設(shè)計(jì)方案，為了更為細(xì)致的表述不同模塊的功能原理，采用如下圖所示的功能原理樹狀圖來對(duì)立體車庫不同子功能進(jìn)行描述： 圖 2-2 功能原理樹狀圖 根據(jù)上圖所示的立體車庫功能原理樹狀圖可總結(jié)本文所設(shè)計(jì)的升降橫移式立體車庫應(yīng)當(dāng)具備的四大功能，分別為：平移功能、側(cè)方位提升功能、支撐功能以及安全保障功能。首先平移功能指的是下層車輛在存取時(shí)載車板在電機(jī)帶動(dòng)下通過沿著既定的導(dǎo)軌完成平移運(yùn)動(dòng)，繼而將實(shí)現(xiàn)車輛的入庫和出庫[4]。側(cè)方位提升

43、功能指的是車輛停取完畢時(shí)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)上層載車板完成側(cè)方位升降，完成上層車輛的出庫。支撐承載功能指的是立體車庫上下兩層所存放的車輛質(zhì)量以及尺寸大小有所差異，因此需要根據(jù)車輛不同的車載情況來進(jìn)行合理的支撐設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。立體車庫的安全保障共鞥指的是當(dāng)上層機(jī)構(gòu)運(yùn)行到特定位置時(shí)需要通過緊固部件來對(duì)載車板進(jìn)行固定，從而防止出現(xiàn)意外情況，除此之外還要防止車輛墜落，以期保證車輛和車庫周邊人員的安全。 2.4 本章小結(jié) 第三章 3層7位立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析 3.1 提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在確定升降橫移式立體車庫設(shè)計(jì)總體方案之前需要完成提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

44、，提升系統(tǒng)是車庫設(shè)計(jì)中最重要的運(yùn)動(dòng)模塊，當(dāng)前國內(nèi)外研究者鮮有對(duì)側(cè)方位提升系統(tǒng)進(jìn)行研究，因此相應(yīng)的研究成果也較少，因此在確定車庫提升系統(tǒng)時(shí)需要根據(jù)其功能原理和運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析，將機(jī)構(gòu)的總功能拆分為若干子功能模塊，分析可知，本文所設(shè)計(jì)的升降橫移式立體車庫的提升系統(tǒng)由兩大部分構(gòu)成，其一為動(dòng)力裝置，其二為側(cè)方位升降裝置。側(cè)方位提升系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)原理可概括為：在動(dòng)力裝置的作用下將動(dòng)力傳輸至升降裝置，與升降裝置固連的下層車位載車板將以側(cè)方位的形式運(yùn)動(dòng)至路面，路面上的車輛行駛到載車板后升降裝置將下層車輛搬運(yùn)至上層，完成入庫，相反，通過動(dòng)力裝置和升降裝置的配合也可實(shí)現(xiàn)上層車位中車輛的出庫。當(dāng)前常見動(dòng)力裝置包含兩類

45、，分別為液壓動(dòng)力裝置和電力動(dòng)力裝置。升降裝置有三大類，分別為鋼絲繩式、鏈條式以及液壓式提升裝置。可根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場合來完成動(dòng)力裝置和升降裝置的選型。 本文所設(shè)計(jì)的立體車庫通過設(shè)計(jì)不同的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)來完成車庫側(cè)方位提升方案的制定，在確定方案之后將通過三維軟件進(jìn)行模擬仿真并對(duì)提升機(jī)構(gòu)的性能和工作特性進(jìn)行分析。各側(cè)方位提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析如下： （1）異面四桿側(cè)方位提升機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)屬于雙搖桿機(jī)構(gòu)，將該機(jī)構(gòu)應(yīng)用于升降橫移式立體車庫中的示意圖如下所示，固定底桿為與載車板相互平行的桿，兩長桿為搖桿，通過復(fù)變擺動(dòng)特性來完成車輛的側(cè)方位提升，兩搖桿的極限位置角約為 90°，具體結(jié)構(gòu)如下所示。 圖

46、3-1 異面四桿側(cè)方位提升機(jī)構(gòu)示意圖 根據(jù)上圖所示的提升機(jī)構(gòu)示意圖可知，載車板隨兩搖桿在極限位置完成復(fù)變擺動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車輛存取。該側(cè)方位提升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式為在電機(jī)的帶動(dòng)下鋼絲繩完成載車板的牽引四桿機(jī)構(gòu)的牽引回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)側(cè)方位提升。 （2）L型側(cè)方位提升機(jī)構(gòu) L型側(cè)方位提升系統(tǒng)的傳動(dòng)原理是通過橫向和縱向的直線運(yùn)動(dòng)相合成來完成傳動(dòng)，該提升機(jī)構(gòu)通過電機(jī)帶動(dòng)鏈條將載車板固定在L型托架上，車輛停入L型載車板后通過鏈條的傳動(dòng)將車輛移至下層車庫，隨后通過鏈條帶動(dòng)下層車位實(shí)現(xiàn)平移運(yùn)動(dòng)，將載車板平移至車庫上層，完成側(cè)方提升的目的，取車運(yùn)動(dòng)原理與之相反。L型側(cè)方位提升機(jī)構(gòu)通過升降和平移動(dòng)作來完成提升，其

47、結(jié)構(gòu)示意圖如下所示： 圖3-2 L 型側(cè)方位提升機(jī)構(gòu)示意圖 L型側(cè)方位提升機(jī)構(gòu)由兩個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)組成，分別為載車板的平移和提升運(yùn)動(dòng)，這種機(jī)構(gòu)形式通過對(duì)動(dòng)作的分解來完成所需實(shí)現(xiàn)的側(cè)方位功能。 （3）搖臂擺桿側(cè)方位提升機(jī)構(gòu) 搖臂擺桿側(cè)方位提升機(jī)構(gòu)示意圖如下所示，下層車位由固定框架所構(gòu)成，上層框架為搖臂擺桿所連接的吊籃式載車板，提升擺臂一端固定于支撐框架上，另一端同上層載車裝置相連接，由液壓裝置來驅(qū)動(dòng)提升擺臂進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上層載車裝置的提升和下降，上層載車裝置在提升擺臂的帶動(dòng)下呈扇形運(yùn)動(dòng)，兩端點(diǎn)位于搖臂的極限位置，通過載車裝置在極限位置的復(fù)變擺動(dòng)來完成側(cè)方位功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上層車位的存取。

48、 圖3-3 搖臂擺桿側(cè)方位提升機(jī)構(gòu)示意圖 上述側(cè)方位提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是基于設(shè)備所需實(shí)現(xiàn)的功能予以確定的，傳動(dòng)路線用來表達(dá)各部件的運(yùn)動(dòng)方式及其空間布局。對(duì)上述三種側(cè)方位提升方案的優(yōu)缺點(diǎn)以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行綜合比較結(jié)果如下表所示，在后續(xù)章節(jié)中將重點(diǎn)討論不同設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的零部件設(shè)計(jì)以及動(dòng)力裝置的選擇，可依照最終選擇的設(shè)計(jì)方案可最初 擬定的結(jié)構(gòu)尺寸來對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，最終基于此來確定零件型號(hào)及動(dòng)力裝置。 表3-1 提升機(jī)構(gòu)優(yōu)劣分析表 根據(jù)設(shè)計(jì)目的可知本文所設(shè)計(jì)的升降橫移式立體車庫主要用于在路邊車位、小區(qū)空地等場合，要求車庫在升降過程中機(jī)械傳動(dòng)穩(wěn)定可靠且具有一定的安全性，分析可知本課題的主要

49、任務(wù)是通過立體車庫的應(yīng)用達(dá)到節(jié)省空間，提升停車效率。通過對(duì)上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析可知液壓系統(tǒng)具有良好的功率特性，除此之外重量比較高，因此可實(shí)現(xiàn)空間的節(jié)省，同時(shí)液壓系統(tǒng)具有良好的工作可靠性和穩(wěn)定性，除此之外，當(dāng)出現(xiàn)過載等情況時(shí)液壓系統(tǒng)中的安全閥可保證車輛在存取過程中的安全性。根據(jù)本課題側(cè)方提升機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求即功能需求，同時(shí)綜合考慮提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案在不同場合的適用性，最終選用第三種搖臂擺桿側(cè)方位提升機(jī)構(gòu)。 3.2 平移系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在完成提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行立體車庫平移系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。平移系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的重要模塊，由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)以及動(dòng)力機(jī)構(gòu)等部分組成。平移系統(tǒng)的主要工作原理為：通過電機(jī)來動(dòng)傳動(dòng)

50、系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)載車板和車輛按照預(yù)期的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛的存取。在上文中我們以及對(duì)不同的傳動(dòng)方案進(jìn)行了全面比較，通過比較結(jié)果可知兩種驅(qū)動(dòng)方案使用場合和性能均具有一定特點(diǎn)。 鏈條式平移傳動(dòng)可與動(dòng)力裝置相結(jié)合實(shí)現(xiàn)車庫平移傳動(dòng)，繼而實(shí)現(xiàn)車輛的存放功能，該傳統(tǒng)方式具有性價(jià)比高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢。鏈條式平移傳動(dòng)的基本原理為：通過獨(dú)立的減速電機(jī)帶動(dòng)裝有四個(gè)滾動(dòng)輪的載車板運(yùn)動(dòng)，其中了兩個(gè)滾動(dòng)輪為主動(dòng)輪，主動(dòng)輪和載車板之間通過傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪作為輸出，載車板和電機(jī)則構(gòu)成平移輸出系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。減速電機(jī)輸出系統(tǒng)中主動(dòng)輪通過與導(dǎo)軌之間的相互配合來對(duì)載車板自由度進(jìn)行限制，進(jìn)而主動(dòng)

51、輪在導(dǎo)軌上僅作橫向平移運(yùn)動(dòng)，通過載車板的復(fù)變平移完成車輛的存取功能。 圖3-4 減速電機(jī)輸出系統(tǒng)示意圖 根據(jù)減速電機(jī)輸出系統(tǒng)示意圖以及設(shè)備的供暖需求來完成系統(tǒng)傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，按照系統(tǒng)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖如下所示： 圖3-5 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖 傳動(dòng)路線用來表達(dá)傳動(dòng)系統(tǒng)零件的運(yùn)動(dòng)方式可空間布局，在后續(xù)章節(jié)中 將對(duì)零部件及動(dòng)力裝置的選型進(jìn)行介紹，并根據(jù)已定的結(jié)構(gòu)遲迅進(jìn)行計(jì)算，最終確定零件型號(hào)。 3.3 載車結(jié)構(gòu)型式的分析 在升降橫移式立體車庫中載車板結(jié)構(gòu)作為車輛的支撐裝置在整個(gè)系統(tǒng)中的作用十分重要，除此之外載車板也可用作提升機(jī)構(gòu)，根據(jù)立體車庫的總體設(shè)計(jì)方案可將載車板

52、按結(jié)構(gòu)形式的差異分為兩種，其一為框架式，其二為拼版式兩種。 拼板式載車板指的是通過螺栓將波浪板按照載車板設(shè)計(jì)尺寸大小拼接成一個(gè)整體。波浪板適合于大批量生產(chǎn)，波浪板的拼接圖如下所示： 圖3-6 波浪板連接圖 整體式載車板指的是在完成鋼板和型鋼的選型之后通過焊接的方式使兩者連接成一個(gè)整體，隨后將載車板通過焊接的方式固連在框架上，通常采用兩塊折彎板對(duì)接的方式來完成載車板的拼接。整體式載車板結(jié)構(gòu)較為簡單，且工作可靠性高，使用壽命較長，適合小批量生產(chǎn)。 通過對(duì)整體式在車本和拼裝式載車板進(jìn)行分析，將兩者之間進(jìn)行比較，差異特征如下表所示。根據(jù)下表可知拼裝式載車板較重，因此在載車板底部不適宜安

53、裝其他裝置，與本課題所設(shè)計(jì)的升降橫移式立體車庫的設(shè)計(jì)要求不符，因此載車板結(jié)構(gòu)形式選用框架式。 表 3-2 兩種載車板差異特點(diǎn) 3.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案傳動(dòng)系統(tǒng)包含如下幾個(gè)部分，分別為：輸送鏈、輸送鏈鏈輪、傳動(dòng)軸、電機(jī)、支撐輪[10]。 3.4.1 輸送鏈的選擇 在選擇輸送鏈時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)方案可知其上部的圓弧約是半徑90cm的圓弧，在直線部分大約是125cm。由此可以計(jì)算得出應(yīng)選用M630輸送鏈，節(jié)距選擇25cm的標(biāo)準(zhǔn)鏈條[10]。 本設(shè)計(jì)中的鏈條是標(biāo)準(zhǔn)件，在滿足相互不影響的情況下，選擇滿足設(shè)計(jì)尺寸需求的傳動(dòng)鏈。 圖 3-7 滾子鏈參數(shù)圖 滾子鏈的具體參

54、數(shù)如下表所示： 表 3-3 M630輸送鏈尺寸 當(dāng)車位滿載后立體車庫的總重量應(yīng)當(dāng)小于36噸，用等效法進(jìn)行計(jì)算可知滾子鏈所受的靜載荷大小為352.8KN。 慣性離心力為： （3-1） 根據(jù)計(jì)算結(jié)果選用滾子鏈型號(hào)為M630可滿足需求。 輸送鏈總長在3000cm。 在選擇好滾子鏈類型后需要對(duì)鏈輪進(jìn)行設(shè)計(jì)： 3.4.2 鏈輪部分的計(jì)算 鏈輪齒數(shù) 分度圓直徑：d= （3-2） 齒頂圓直徑： （3-3） ) 齒根圓直徑：

55、 （3-4） 內(nèi)節(jié)寬 齒側(cè)圓弧半徑： （3-5） 滾子定位圓弧半徑： （3-6） 滾子定位角：- （3-7） - （3-8） 齒寬bf1： （3-9） 倒角寬ba: (3-10) 倒角直

56、徑： (3-11) 倒角深： (3-12) 鏈總長 根據(jù)現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)，車庫最大取車時(shí)間為，因此立體車庫運(yùn)轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間要小于[10]，則： 線速度：即 鏈輪轉(zhuǎn)速：d= (3-13) 在本文所設(shè)計(jì)的升降橫移式立體車庫中鏈輪尺寸較大，該部件也是立體車庫中重要結(jié)構(gòu)件之一，由此就會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中對(duì)鏈輪的齒部和中心軸部產(chǎn)生不同程度的機(jī)械磨損，因此采取鏈輪的兩部分是不同材料制成再組合的方法來解決。鏈輪齒形

57、部分采用45#鋼調(diào)質(zhì)處理，鏈輪內(nèi)側(cè)材料為鑄鋼，其強(qiáng)度和尺寸均可滿足設(shè)計(jì)需求[10]。 圖 3-8 鏈輪 3.4.3 電機(jī)功率計(jì)算及選擇 當(dāng)設(shè)備處于半空載狀態(tài)時(shí)車庫兩邊的負(fù)載差距加大，因此若想穩(wěn)定云狀其功率也最大，計(jì)算可知： 6×2=12（t）,12噸約為[7] N== (3-14) 考慮安全系數(shù)，電機(jī)啟動(dòng)的最大功率可依照下式進(jìn)行計(jì)算： 32.671.3= 差表可知選用的電機(jī)型號(hào)為。該電機(jī)參數(shù)為：額定功率，同步轉(zhuǎn)速，滿載轉(zhuǎn)速[10]。 3.4.4 減速機(jī)的選擇 減速機(jī)的總傳動(dòng)比為i總==271，基于此

58、選用減速電機(jī)型號(hào)為二級(jí)行星減速機(jī)[10]。 減速機(jī)和鏈輪之間的傳動(dòng)比為;i==4.3 ，因此選擇齒輪的傳動(dòng)比為1:4.3，并用齒輪來連接鏈輪和傳動(dòng)軸。由于空間限制，要通過錐齒輪來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。 3.5 吊籃式載車板的設(shè)計(jì)及受力分析 3.5.1 載車平板與骨架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過上文分析可知載車板由幾塊普通鋼板通過焊接構(gòu)成，載車板的厚度同其剛度呈正相關(guān)關(guān)系。但隨載車板厚度的增加底板的重量和鋼材的用量會(huì)增加，因而需要根據(jù)實(shí)際受載情況下載車板的受力來對(duì)載車板進(jìn)行設(shè)計(jì)。為方便停車，在載車板合適的位置需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的車輪定位擋板。載車板的尺寸應(yīng)當(dāng)依照車輛尺寸和總體設(shè)計(jì)方案予以確定。初步選定載車底板厚度為3

59、mm，其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示。 圖3-9 載車底板結(jié)構(gòu) 圖 3-10 底板的受力分析 von Mises 應(yīng)力 最小為587100 N/m^2 最大為1.23545e+009 N/m^2 合位移 最小為0.0293294 mm 最大為245.342 mm 對(duì)等應(yīng)變 最小為2.75808e-006 最大為0.00308242 由于底板厚度變化時(shí)，載車底板的重量和剛度也會(huì)改變，不能通過載車板厚度的增加來改變其剛度，為了滿足強(qiáng)度和重量需求，在載車板設(shè)計(jì)時(shí)通常使用骨架支撐的方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本文所設(shè)計(jì)的垂直循環(huán)式立體車庫中可使用槽鋼作為載車板骨架，按照現(xiàn)行國

60、家標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，初步確定載車板的骨架機(jī)構(gòu)如下圖所示： 圖3-11 載車板骨架結(jié)構(gòu) 3.5.2 吊籃式框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 吊籃式載車板的主要功能是完成中小型車輛的存放，即車輛的尺寸代銷滿足：L（長）；W（寬）；H（高）；；G（重量）。即根據(jù)車輛尺寸大小設(shè)計(jì)的載車板尺寸為：，吊籃式載車板地層托盤長度，為減少整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量要保證具有一定的安全余量。可通過錯(cuò)開升降方向和載車板所受重力方向來改變受力，保證載車板工作可靠性。吊籃式結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖3-12 吊籃式結(jié)構(gòu)及參數(shù)圖 圖 3-13 心軸圖 心軸受向下壓力，根據(jù)已有數(shù)據(jù)可知車輛和載車板的總重量在3噸以下，按3

61、噸進(jìn)行計(jì)算，則心軸強(qiáng)度可按照如下公式進(jìn)行校核： 心軸受力： 危險(xiǎn)截面積為0.0044m2 P== 材料強(qiáng)度符合要求。 鏈上鏈接件是載車車籠與傳動(dòng)系統(tǒng)相連接的部分，在垂直循環(huán)式車庫的車籠升降的過程中起到了至關(guān)重要的作用，此件的鏈接的設(shè)備部分是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，無論是從車庫控制系統(tǒng)的流暢運(yùn)作，還是車輛停放到車籠后的系統(tǒng)的存放、取出都起到至關(guān)重要的作用。 圖 3-14 鏈上鏈接件圖 圖 3-15 鏈連接受力圖1 圖 3-16 鏈連接受力圖2 圖 3-17 鏈連接受力圖3 采用螺栓螺母的連接方式銷鏈相連接，根據(jù)上述尺寸參數(shù)以及設(shè)計(jì)需求和實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

62、將不同子部分相連接，進(jìn)而形成完整的上層吊籃式載車板結(jié)構(gòu)，吊籃式載車板結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖3-18 吊籃式載車板結(jié)構(gòu)示意圖 對(duì)設(shè)計(jì)完成的吊籃式載車板結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可知，該結(jié)構(gòu)較為簡單，且具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性，主要構(gòu)件包含載車托盤兩側(cè)邊梁，邊梁材料為為冷彎卷邊Z型鋼，尺寸代銷為180×70×3，底板骨架材料為槽鋼；上層吊籃框架由兩部分構(gòu)成，分別為鋼管、方管中間軸，其材料均為45號(hào)無縫鋼管，吊籃式載車板結(jié)構(gòu)自重約為610kg。 3.6 車庫固定框架的設(shè)計(jì)及受力分析 垂直循環(huán)式 立體車庫骨架為鋼架構(gòu)，本設(shè)計(jì)材料主要為熱扎槽鋼結(jié)構(gòu)，牌號(hào)為[11]。 立柱的設(shè)計(jì)和校核 查資料可知立柱型號(hào)

63、為[10]，該車庫需要由與地面基樁相互固定的立柱來實(shí)現(xiàn)承載，在強(qiáng)度滿足的前提下，為減少材料的使用成本，將立柱設(shè)計(jì)為空心正方形立柱，截面形狀如下圖所示： 圖 3-19 立柱底板截面圖 外形尺寸：矩形邊長為30cm,厚度為5cm，高度為1624cm,底部上焊有一塊邊長為40cm，厚度為3cm的矩形鐵板，為了保證立柱具有足夠的強(qiáng)度，設(shè)計(jì)在立柱的四面焊接加上有助板的結(jié)構(gòu)。立柱截面形狀如圖4-1所示。 圖 3-20 主框架及頂部導(dǎo)軌圖 頂部導(dǎo)軌是為了對(duì)輸送鏈的運(yùn)動(dòng)起到固定支撐的的作用，因此將結(jié)構(gòu)的上部設(shè)計(jì)成與鏈輪的分度圓半徑相同的圓弧，同時(shí)保證滾子能在導(dǎo)軌的軌道槽中平順滾動(dòng)，這樣

64、就能夠?qū)崿F(xiàn)控制鏈條的固定軌跡運(yùn)動(dòng)了。為了防止鏈條出現(xiàn)輕微松弛的情況，可在導(dǎo)軌與框架螺栓連接部位增加墊片，由此來提升導(dǎo)軌的高度，這樣就可以對(duì)輸送鏈實(shí)現(xiàn)張緊的效果了。 強(qiáng)度計(jì)算為：p= (4-1) 半載受力受力最大， (4-2) 此時(shí)受力P== (4-3) 滿載時(shí)： 車的總重： 立體停車庫的總重：60t即為 強(qiáng)度為：p== 每根柱受載： 立柱截面積： 則受壓力為：p= 風(fēng)載荷計(jì)算： Wk=βμμ

65、 (4-4) 因結(jié)構(gòu)高度米，總寬5.2米，高寬比==3.31.βz=1+計(jì)算確定，寬高比3.34，取μs=1.3,增大系數(shù)ξ=1.24，影響系數(shù)v=0.47，基本風(fēng)壓w0=0.35kN/m2,負(fù)載寬度為6米。計(jì)算得: μμ (4-5) 側(cè)面總截面積大約為： (4-6) P=== (4-7) 作用在框架上的力的和為： ，故材料選擇合理。 3.7車庫整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建模 根據(jù)上文對(duì)立體車庫

66、不同模塊結(jié)構(gòu)的受力分析進(jìn)行建模，以整體尺寸為約束條件對(duì)吊籃式載車板、平移載車板以及擺臂和固定框架等多個(gè)組件進(jìn)行校核計(jì)算，利用三維仿真軟件 SolidWorks 對(duì)各子模塊進(jìn)行尺寸約束，得到側(cè)方位無避讓垂直循環(huán)式立體車庫的三維結(jié)構(gòu)如下圖所示。 圖3-21 整體結(jié)構(gòu)圖 圖3-22 底版圖 圖3-23 主框架圖 圖3-24 牽引鏈裝配圖 3.7 本章小結(jié) 本章對(duì)立體車庫進(jìn)行分析，并基于其發(fā)展現(xiàn)狀和功能需求提出了一種新型設(shè)計(jì)方案，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了探討，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)選用、鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與校核進(jìn)行了計(jì)算與分析，并且對(duì)于車庫關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的分析，分別對(duì)于吊籃式載車板、車庫固定框架、平移機(jī)構(gòu)進(jìn)行具體的的設(shè)計(jì)，最后對(duì)于車庫的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模分析。 第四章 控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì) 4.1用MCGS設(shè)計(jì)監(jiān)控界面 多媒體仿真要涉及很多技術(shù)，包括音頻技術(shù)，視頻圖像技術(shù)，通信技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)等多個(gè)方面。 利用MCGS可視化仿