垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)含SW三維及CAD圖

垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)含SW三維及CAD圖,垂直,循環(huán),立體車庫(kù),設(shè)計(jì),SW,三維,CAD 目錄 第1章 緒論 2 1.1 設(shè)計(jì)的要求 2 1.2 設(shè)計(jì)的意義 2 第2章 機(jī)械式立體車庫(kù)分類 3 2.1 機(jī)械式立體車庫(kù)的特點(diǎn) 3 2.2 機(jī)械式立體車庫(kù)的分類及簡(jiǎn)介 3 第3章 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì) 8 3.1 方案選擇 8 3.2 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 3.3 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的輔助裝置及其他系統(tǒng) 22 第4章 車庫(kù)的控制系統(tǒng) 23 4.1 基本要求 23 4.2 車庫(kù)控制系統(tǒng)的組成 23 4.3 車庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 24 4.4 汽車自動(dòng)存入和自動(dòng)取出 24 4.5 主機(jī)控制程序 25 4.6 其他的控制系統(tǒng) 29 4.7 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)運(yùn)行的可靠性與安全性 29 總結(jié) 31 參考文獻(xiàn) 32 第1章 緒論 1.1 設(shè)計(jì)的要求 隨著改革開放的不斷深入，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)城市居民經(jīng)濟(jì)條件的日益改善，私人轎車的數(shù)量大大增加，致使在人口集中的城市里，在繁華的街道小車停車位的嚴(yán)重不足，使得停車難問題日趨嚴(yán)重，立體車庫(kù)無(wú)疑是解決小區(qū)停車難問題的一種有效途徑。 1.2 設(shè)計(jì)的意義 1.2.1 我國(guó)立體停車設(shè)備現(xiàn)狀調(diào)查報(bào)告 國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展使城市汽車容量迅速增加，停車位在數(shù)量和布局上已不能滿足和適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的需要， 更不適應(yīng)現(xiàn)代化城市的發(fā)展要求。城市住宅區(qū)和公共設(shè)施建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大要求建立大量配套停車設(shè)施，然而城市用地日趨緊張直接限制了停車設(shè)施建設(shè)大量占地。已有的住宅區(qū)怎樣改造補(bǔ)充車位、新開發(fā)的項(xiàng)目如何設(shè)計(jì)并提供車位、公共建筑怎樣合理利用現(xiàn)有車位，總之停車已經(jīng)成為房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目、政府各部門以及社會(huì)各界普遍關(guān)注和亟待解決的問題。 我國(guó)現(xiàn)有的住宅小區(qū)停車的主要方式是場(chǎng)地停車，即在小區(qū)道路內(nèi)或空地上劃定車位，大多為見縫插針，將綠地或公共道路改成了車位，影響了小區(qū)居民的出行和休息。 機(jī)械式立體停車庫(kù)可最大限度地節(jié)約土地和利用空間，是解決城市用地緊張、緩解停車難的一個(gè)有效手段。業(yè)內(nèi)人士指出：機(jī)械式立體停車設(shè)施能夠減少城市停車建設(shè)用地，將是未來(lái)幾年內(nèi)停車庫(kù)發(fā)展的主要方向，同時(shí)也是開發(fā)投資的重點(diǎn)。 機(jī)械式立體停車庫(kù)的建設(shè)蘊(yùn)藏著商機(jī)，人們應(yīng)該用科學(xué)的發(fā)展觀，理性地思考、規(guī)劃和投資建設(shè)停車庫(kù)。 1.2.2 本課題研究的現(xiàn)實(shí)意義 目前我國(guó)城市停車的主要類型還是大型公共停車庫(kù)，規(guī)模大，占地面積較大，建設(shè)資金大，停放車輛多，主要應(yīng)用于車輛停放的密集區(qū)如商業(yè)中心區(qū)、大型的車站等，這都需要有較大的建設(shè)地面和空間?，F(xiàn)在還沒有應(yīng)用于城市住宅小區(qū)的立體車庫(kù)來(lái)解決私人汽車的停放問題， 為了解決住宅小區(qū)內(nèi)的停車問題，只能利用小區(qū)內(nèi)較小的面積，建立中小型機(jī)械式立體車庫(kù)，占地面積少，存放的車輛多，而且能使住戶存取車輛時(shí)，既便捷又安全可靠。垂直循環(huán)式機(jī)械立體停車庫(kù)以其土地利用率和空間利用率高，使用操作簡(jiǎn)單、靈活，安全可靠，適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，是解決大城市住宅小區(qū)停車問題的主要發(fā)展方向，將會(huì)在新開發(fā)的住宅小區(qū)及舊社區(qū)里大顯身手。 第2章 機(jī)械式立體車庫(kù)分類 2.1 機(jī)械式立體車庫(kù)的特點(diǎn) 機(jī)械式立體車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械式立體車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)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(kù)，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(kù)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(jī)械式立體車庫(kù)與地下車庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫(kù)內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說(shuō)，機(jī)械式立體車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。 2.2 機(jī)械式立體車庫(kù)的分類及簡(jiǎn)介 機(jī)械式立體車庫(kù)根據(jù)其構(gòu)造上的不同可分為垂直升降式、升降橫移式、巷道堆垛式、水平循環(huán)式、多層循環(huán)式、平面移動(dòng)式、垂直循環(huán)式、簡(jiǎn)易升降式等立體車庫(kù)。其中垂直升降式、升降橫移式、巷道堆垛式、水平循環(huán)式、多層循環(huán)式、平面移動(dòng)式立體車庫(kù)是大型停車場(chǎng)，停放車輛多達(dá)數(shù)十輛以至上千輛之多，適合于建在有相對(duì)較大的空間而且車輛停放密集區(qū)如中心商業(yè)區(qū)、車站、碼頭等。垂直循環(huán)式、簡(jiǎn)易升降式一般占地面積較小，存放車輛較少，適合家庭和住宅小區(qū)停車。 （1）升降橫移式立體車庫(kù)（圖2-1） 圖2-1 升降橫移式立體車庫(kù) 由停車位與升降裝置立體組合而成的停車裝置，升降裝置可整體橫向移動(dòng)或升降裝置的搬運(yùn)器可橫向移動(dòng)，停車位設(shè)置在升降道和移動(dòng)道的兩側(cè)，通過(guò)車盤的升降和橫移操作實(shí)現(xiàn)停車取車;采用模塊化設(shè)計(jì)，車位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)均可，可以在地面及地下停車場(chǎng)使用，也可設(shè)計(jì)成半地下形式，使用形式靈活，造價(jià)較低，因此這類停車庫(kù)比較普遍。 （2）垂直升降式(電梯式)立體車庫(kù)(圖2-2) 車庫(kù)中間是升降機(jī)垂直運(yùn)送汽車的通道，兩側(cè)是沿垂直方向設(shè)置的停車車位，類似于電梯的工作原理，把容納汽車的停車室和升降汽車的升降裝置組合起來(lái)。存取車時(shí)由升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)車和托盤到達(dá)指定層面，然后用橫移裝置通過(guò)橫向伸縮把車和托盤擱放在指定存車位置上或是相反。通過(guò)橫移裝置將指定存車位上的車輛和托盤送入升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)降到車輛入口處，打開庫(kù)門，將車開走。 其內(nèi)部為層狀結(jié)構(gòu)，一般以二輛車為一個(gè)層面，整個(gè)存車庫(kù)可多達(dá)20-25層，平均50平方米的土地可容車40至50輛，比傳統(tǒng)的停車場(chǎng)容車率高出約10倍，是酒店、商場(chǎng)、商務(wù)場(chǎng)所等人口極度密集區(qū)的首選停車設(shè)備。 這種車庫(kù)的高度較高（幾十米)，對(duì)設(shè)備的安全性、加工安裝精度等要求都很高，造價(jià)較高，但外型美觀大方，可以與建筑物并設(shè)，也可單獨(dú)設(shè)置，與環(huán)境融洽結(jié)合，高效利用土地。最適宜建筑在高度繁華的城市中心區(qū)域以及車輛集中停放的集聚點(diǎn)。 圖2-2 垂直升降式(電梯式)立體車庫(kù) （3）多層循環(huán)式立體車庫(kù)（圖2-3） 圖2-3 水平循環(huán)式立體車庫(kù) 搬運(yùn)器排列成兩層或兩層以上并作上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)車輛多層存放的停車設(shè)備，根據(jù)循環(huán)的形狀可分為圓形循環(huán)式和箱形循環(huán)式。圓形循環(huán)式車庫(kù)一般存車位較少，出入庫(kù)時(shí)間短;箱形循環(huán)式車庫(kù)一般車位較圖2一4多層循環(huán)式立體車庫(kù)多，空間利用率高。在每列任意兩層的兩端，搬運(yùn)器以升降運(yùn)動(dòng)進(jìn)行不同層之間的循環(huán)。 根據(jù)循環(huán)方向與停車方向的關(guān)系，可分為縱式和橫式兩類。根據(jù)汽車出入地下室的方式可分為由汽車自行駛到地下停車裝置上的直接出入式和用升降裝置使汽車出入的升降式。 （4）巷道堆垛式立體車庫(kù)（圖2-4） 圖2-4 巷道堆垛式立體車庫(kù) 其工作原理和堆垛式立體自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)存取貨物很相似，采用堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)作為存取車輛的工具，所有進(jìn)到搬運(yùn)器的車輛均由堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)水平且垂直移動(dòng)到存車位，或者從存車位取出，因此對(duì)堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高，單臺(tái)堆垛機(jī)成本較高 ,所以巷道堆垛式立體車庫(kù)適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。 （5）垂直循環(huán)式立體車庫(kù)(圖2-5) 圖2-5 垂直循環(huán)式立體車庫(kù) 垂直循環(huán)類機(jī)械式停車設(shè)備采用與地面垂直方向做循環(huán)運(yùn)動(dòng)而達(dá)到存取車輛的停車設(shè)備。其工作原理是通過(guò)減速電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在牽引構(gòu)件——鏈條上，每隔一定距離安裝一個(gè)存車拖架，存車拖架隨鏈條一起作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到存取車輛的目的。 存車時(shí)，司機(jī)將車開至設(shè)備存車拖架準(zhǔn)確位置后，停妥后，司機(jī)出庫(kù)。按動(dòng)操作按鍵，電機(jī)啟動(dòng)，存車拖架隨之運(yùn)動(dòng)，另一存車拖架轉(zhuǎn)動(dòng)到進(jìn)口位置即停，則可進(jìn)行下一存車操作；取車時(shí)，按下所取車編號(hào)按鍵，設(shè)備動(dòng)作，存車拖架按最短路程運(yùn)行至出口，司機(jī)進(jìn)入存車拖架，將車開出。 該類型車庫(kù)占地小，容量大，利用地面兩個(gè)平面停車位可同時(shí)停放7-32輛車；機(jī)械性能穩(wěn)定，安裝操作簡(jiǎn)便，配置靈活，存取車方便；運(yùn)行平穩(wěn)，制動(dòng)可靠，安全性高，外觀輕巧美觀。 （6）簡(jiǎn)易升降式立體車庫(kù)（圖2-6） 圖2-6 簡(jiǎn)易升降式立體車庫(kù) 簡(jiǎn)易升降類機(jī)械式停車設(shè)備把停車位分成上、下二層或二層以上，借助升降機(jī)構(gòu)或俯仰機(jī)構(gòu)使汽車存入或取出的一種機(jī)械式停車設(shè)備。該類車庫(kù)一般為準(zhǔn)無(wú)人方式，結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單、建造成本較為經(jīng)濟(jì)，安裝周期也很短，性能可靠、操作也十分容易。 該類車庫(kù)多適用于多用于私人住宅、企事業(yè)單位、地下室等場(chǎng)所，在面積一定時(shí)至少增加二倍以上的停車位。托運(yùn)盤作升降運(yùn)動(dòng)的裝置有鋼絲繩式的、鏈?zhǔn)降?、液壓式的等形式? （7）圓形立體車庫(kù)（圖2-7） 臺(tái)灣省臺(tái)北市矽鋼中山停車業(yè)公司獨(dú)創(chuàng)圓形立體車庫(kù)，具有獨(dú)到之處。圓形立體車庫(kù)由于車輛存取時(shí)無(wú)橫向移動(dòng)，出入庫(kù)速度高，具有優(yōu)異的平穩(wěn)性，噪聲小，故障率低，成本低等特點(diǎn)。 圖2-7 圓形立體車庫(kù) 第3章 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì) 3.1 方案選擇 本次設(shè)計(jì)的參數(shù)要求如下： 5000mm(長(zhǎng))×1850mm(寬)×1550mm(高)，車重1700kg，容量8臺(tái)，最長(zhǎng)提車時(shí)間為1min。 通過(guò)第二章的各種車庫(kù)類型的分析比較：結(jié)合這次設(shè)計(jì)8臺(tái)車容量車庫(kù)的任務(wù)，可以看出垂直循環(huán)式立體車庫(kù)無(wú)疑是最佳的選擇方案，它占地少，配置靈活，安裝方便，存取車快捷。 3.2 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)主要由鋼結(jié)構(gòu)骨架、驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣及自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、IC卡自行收費(fèi)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等部分組成。 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)整機(jī)采用輕鋼結(jié)構(gòu)，對(duì)稱布置受力合理，既能滿足整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，又降低整機(jī)重量。采用高精度鏈輪與鏈條配合傳動(dòng)，傳動(dòng)準(zhǔn)確，降低了機(jī)械噪音與磨損。 3.2.1 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的基本組成 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的基本組成框圖如圖3-1所示: 圖3-1 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)基本組成框圖 3.2.2 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架支撐動(dòng)力裝置、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和停車載荷，為保證停車設(shè)備安全、可靠的工作，它具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。車庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)骨架由支柱、橫梁、斜拉桿、腹桿和支撐動(dòng)力及附屬裝置的上、下支承梁等組成，其支柱通過(guò)螺栓與基礎(chǔ)相連。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在鋼結(jié)構(gòu)骨架上，由傳動(dòng)部件、張緊裝置、鏈條、車輛托盤、鏈條導(dǎo)軌、托盤導(dǎo)軌等部分組成。 傳動(dòng)部件是使機(jī)械循環(huán)運(yùn)行的機(jī)構(gòu)，張緊裝置是保證機(jī)械正常運(yùn)行的部件，鏈條是連接鏈輪與張緊鏈輪的牽引構(gòu)件，車輛托盤是存取車的承托裝置，鏈條導(dǎo)軌和托盤導(dǎo)軌是保證鏈條和托盤正常運(yùn)行的構(gòu)件。 3.2.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，符合本次設(shè)計(jì)的要求，電機(jī)設(shè)置在車庫(kù)下部，可正反雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，在車庫(kù)上、下部各有兩個(gè)大型鏈輪，下部的兩個(gè)鏈輪用一根傳動(dòng)軸來(lái)連接，上、下部的鏈輪都固定在支撐架上并通過(guò)兩條鏈條相連，這樣可以使兩邊保持同步，確保工作起來(lái)震蕩較小，工作安全可靠，噪聲小，采用的電機(jī)功率必須大一些才能保證工作的穩(wěn)定性。 （1）減速電機(jī)的選擇 計(jì)算功率： 按存取車輛時(shí)間小于一分鐘計(jì)算，鏈條循環(huán)取速度8m/min，一輛轎車的重量是1700kg,托盤上升所需最大功率: 由參考文獻(xiàn)[2]知電動(dòng)機(jī)輸出功率： (3-2-1) 式中：——工作機(jī)所需功率； ——減速機(jī)與工作機(jī)之間的傳動(dòng)總效率。 (3-2-2) 其中：驅(qū)動(dòng)力； 工作速度。 代入數(shù)據(jù)得： 鏈傳動(dòng)總效率： （3-2-3) ——聯(lián)軸器效率，查參考文獻(xiàn)[2] 表1-2取0.99； ——滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率（四對(duì)）查參考文獻(xiàn)[2]表1-2取0.99。 代入數(shù)據(jù)得： 則電機(jī)的輸出功率為： 確定減速機(jī)的轉(zhuǎn)速： 由車輛的規(guī)格初步估計(jì)鏈輪直徑在2米左右，而鏈條循環(huán)速度為8m/min。 根據(jù)公式：。 所以可購(gòu)買德國(guó)SEW-傳動(dòng)設(shè)備公司生產(chǎn)的功率為11kw，轉(zhuǎn)速為1.27r/min的交流減速電機(jī)如圖3-2所示，不必重新設(shè)計(jì)選擇傳統(tǒng)的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)及減速器。 圖3-2 交流減速電機(jī) 3.2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要指鏈傳動(dòng)，通過(guò)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鏈條上的車輛托盤（即車架）來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛的存取。 （1） 鏈條及鏈輪的選擇 查參考文獻(xiàn)[5]選擇單排滾子鏈，鏈條型號(hào)為 GB1243.1-83。 基本參數(shù)如下： 節(jié)距： 滾子外徑： 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬： 銷軸直徑： 內(nèi)鏈板高度： 極限拉伸載荷： 技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)處理，材料為45號(hào)鋼。 由于傳統(tǒng)的鏈傳動(dòng)無(wú)法直接輸出與托盤連接，故本次設(shè)計(jì)特在傳統(tǒng)的滾子鏈的鏈節(jié)上加裝八個(gè)特殊輸出機(jī)構(gòu)，并均分布在鏈條上，每個(gè)機(jī)構(gòu)由兩個(gè)聯(lián)結(jié)部分組成：一個(gè)聯(lián)結(jié)與鏈條內(nèi)鏈板聯(lián)接，安裝只要替換鏈條中一個(gè)鏈節(jié)的內(nèi)鏈板即可，另一個(gè)聯(lián)結(jié)與托盤上的橫軸相聯(lián)接。此特殊的輸出機(jī)構(gòu)圖如下所示： 圖3-3 特殊輸出機(jī)構(gòu)示意圖 根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求：存量為八臺(tái)車，選擇車架尺寸寬為2050mm，高為1700mm。可以初步估計(jì)鏈輪直徑在兩米左右。查參考文獻(xiàn)[6]初選鏈輪齒數(shù)為103個(gè)，分度圓直徑。 技術(shù)要求：齒面硬度為，材料為40Cr。 經(jīng)分析要使托盤運(yùn)動(dòng)至車庫(kù)上部的鏈輪最上端時(shí)不發(fā)生碰撞，每個(gè)特殊輸出結(jié)構(gòu)之間距離至少為2.35米。 （2） 鏈條結(jié)構(gòu)尺寸的確定及校核 初步估計(jì)鏈輪中心距： 鏈節(jié)數(shù)計(jì)算： 鏈 長(zhǎng)： 鏈條節(jié)數(shù)： 確定鏈長(zhǎng)及實(shí)際中心距： 由參考文獻(xiàn)[5]表12-2-2知： 計(jì)算中心距： 實(shí)際中心距： 確定鏈速： 最長(zhǎng)取車時(shí)間為t=1min，則有 由參考文獻(xiàn)[5]表12-2-2知： （3-2-4） 則： 按靜強(qiáng)度校核鏈條： 由于鏈條處于低速重載傳動(dòng)中，其靜強(qiáng)度占主要地位。 由參考文獻(xiàn)[5]知，鏈條靜強(qiáng)度計(jì)算式： （3-2-5） 式中：——靜強(qiáng)度安全系數(shù)； ——工況系數(shù)，查表12-2-3取； ——鏈條極限拉伸載荷，； ——有效圓周力，； ——離心力引起的力，，其中為鏈條質(zhì)量，可由表12-2-9查得：； ——懸垂力，，其中為系數(shù)，查圖12-2-3得：，為中心距，，為兩輪中心線對(duì)水平面的傾角，，則； ——許用安全系數(shù)，。 代入數(shù)據(jù)得： 符合強(qiáng)度要求。 （3） 鏈輪結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 鏈輪主要由齒圈、輪轂、輪輻和加強(qiáng)筋組成。鏈輪齒形的設(shè)計(jì)必須遵循以下原則： 保證鏈條順利的嚙入和嚙出； 具有足夠的容納鏈條節(jié)距伸長(zhǎng)的能力； 防止鏈條跳動(dòng)而掉鏈； 具有合理的作用角； 齒廓曲線與鏈傳動(dòng)的工況相適應(yīng)； 加工工藝性要好。 本次設(shè)計(jì)取滾子鏈國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1243.1-83規(guī)定的端面齒形，即三圓弧—直線齒形。 1） 輪轂 由后面的軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知，與鏈輪輪轂配合的軸徑為，查參考文獻(xiàn)[5]表12-2-15知：輪轂厚度為： 輪轂長(zhǎng)度：，其結(jié)構(gòu)如下所示： 圖3-4 輪轂 2） 齒圈 由于鏈輪直徑很大，所以采用可以更換齒圈的裝配式結(jié)構(gòu)。最后確定齒圈的參數(shù)如下： 分度圓直徑：，查參考文獻(xiàn)[6]表13-2-9選取，節(jié)距； 齒頂圓直徑：； 齒根圓直徑：，其中滾子外徑； 齒側(cè)凸緣直徑： 其中內(nèi)鏈板高度； 分度圓弦齒高： 鏈輪軸向齒廓參數(shù)，查參考文獻(xiàn)[4]表8-5知： 齒寬：； 倒角寬：； 倒角半徑：，； 齒側(cè)凸緣圓角半徑：； 倒角深：。 表3-1 40A滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸 鏈號(hào) 節(jié)距 P mm 滾子外徑 mm 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 mm 內(nèi)鏈節(jié)外寬 mm 內(nèi)鏈板高度 mm 銷軸直徑 mm 極限拉伸載荷 (單排)Q 單排重量q kg/m 40A 63.5 39.68 37.85 54.89 60.33 19.84 347KN 16.10 3) 輪輻 輪輻采用鑄件，加工后將其與輪轂焊接，為減輕鏈輪重量，在輪輻上加六個(gè)均布的直徑為400mm的孔，其結(jié)構(gòu)尺寸如下： 圖3-5 輪輻 4） 加強(qiáng)筋板 也采用為鑄件，將其與輪輻焊接，其目的是為了加大鏈輪的強(qiáng)度，共六個(gè)，其厚度為。 當(dāng)輪轂、輪輻、加強(qiáng)筋板焊接在一起后，要對(duì)其進(jìn)行熱處理，具體裝配后的結(jié)構(gòu)見零件圖。 （4） 鏈傳動(dòng)的失效形式 鏈傳動(dòng)的失效形式主要有鏈條的疲勞破壞，鉸鏈的磨損，鉸鏈的膠合，鏈條的靜力拉斷，經(jīng)分析在鏈條低速過(guò)載的情況下，靜力拉斷占主導(dǎo)地位，故只需對(duì)其進(jìn)行靜強(qiáng)度校核即可，校核見上述過(guò)程。 （5） 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式 本次設(shè)計(jì)的鏈傳動(dòng)潤(rùn)滑方式采用人工定期地涂脂潤(rùn)滑方式，由于鏈傳動(dòng)為低速傳動(dòng)，故采取脂潤(rùn)滑方式即可。 （6） 鏈傳動(dòng)的張緊 鏈傳動(dòng)張緊的目的，主要是為了避免在鏈條的垂度過(guò)大時(shí)產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動(dòng)現(xiàn)象；同時(shí)也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。 本次設(shè)計(jì)的張緊裝置選中心距可調(diào)的裝置，通過(guò)調(diào)節(jié)中心距來(lái)控制張緊程度。該機(jī)構(gòu)可購(gòu)買或自行設(shè)計(jì)，通過(guò)與鏈輪的自由安裝配合來(lái)調(diào)整中心距。 3.2.5 軸的設(shè)計(jì)與校核 本次設(shè)計(jì)的立體車庫(kù)中共有四根軸，主傳動(dòng)軸兩根（由于主傳動(dòng)軸較長(zhǎng)，為便于加工將其分為兩段，中間用聯(lián)軸器連接），從轉(zhuǎn)動(dòng)軸兩根，材料均為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，查參考文獻(xiàn)[4]表19-1知：45號(hào)鋼的，其屈服極限為，且查表0-2知，對(duì)塑性材料有：彎曲，扭轉(zhuǎn)，擠壓，剪切。因45號(hào)鋼許用拉應(yīng)力為，n為安全系數(shù)，對(duì)塑性材料通常取，故，。 其設(shè)計(jì)如下： （1） 主傳動(dòng)軸 初步估計(jì)軸徑 由參考文獻(xiàn)[1]知，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： （3-2-6） 則有：，查表15-3取，則，取與鏈輪配合的軸徑為。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如下圖3-6所示，此軸分為兩段，共7534mm,左主動(dòng)軸長(zhǎng)3958mm，從左側(cè)往里302mm直徑180mm處開有裝聯(lián)軸器的鍵槽，根據(jù)軸的直徑選擇相應(yīng)的鍵，從而確定鍵槽尺寸；余留長(zhǎng)度80mm，與軸承座相配合的軸段長(zhǎng)為290mm，直徑為190mm；與鏈輪配合的軸段長(zhǎng)為250mm，直徑為197mm，并開有一個(gè)裝鏈輪的鍵槽；從內(nèi)軸承座外側(cè)到聯(lián)軸器之間的光軸為2700mm，直徑為180mm,為減輕重量，該光軸部分可作成中空。右主動(dòng)軸與左主動(dòng)軸類似于對(duì)稱分布，長(zhǎng)3576mm，也開有一個(gè)裝鏈輪的鍵槽。此軸中間一段只要一般的粗糙度即可，而兩端與軸承配合的軸要保證相當(dāng)?shù)木?，其余的保證普通精度即可。如圖3-6示意圖所示，具體軸的結(jié)構(gòu)見零件圖。 圖3-6 主動(dòng)軸示意圖 軸的校核 此軸主要受扭矩作用，所以只要對(duì)軸進(jìn)行扭轉(zhuǎn)應(yīng)力強(qiáng)度校核即可，由參考文獻(xiàn)[3]可知校核公式為：。 該軸的扭矩圖如圖3-7所示： 圖3-7 扭矩示意圖 可以看出軸的第二個(gè)鍵槽中心截面（即與鏈輪配合處）受扭矩最大，為危險(xiǎn)截面，應(yīng)對(duì)它進(jìn)行扭應(yīng)力強(qiáng)度較核： （3-2-7） 式中：； 。 代入數(shù)據(jù)可得：。 由此可知強(qiáng)度符合要求，設(shè)計(jì)合理。 （2） 從傳動(dòng)軸 此軸共兩個(gè)，每個(gè)長(zhǎng)876mm，在車庫(kù)上部對(duì)稱分布。在直徑197mm處裝配鏈輪，上面開有鍵槽，防止軸和鏈輪的相對(duì)移動(dòng)，該段長(zhǎng)250mm；與軸承座配合的直徑為190mm，該段長(zhǎng)290mm，鏈輪左右均有一個(gè)；它需要承受垂直方向的壓力，鏈輪軸向定位采用軸肩或采用套筒聯(lián)接，長(zhǎng)20mm；軸的公差，跳動(dòng)度以及圓柱度，表面粗糙度，軸肩粗糙度均按照與配合的要求選取。如圖3-8示意圖所示，具體的結(jié)構(gòu)見零件圖。 圖3-8 從傳動(dòng)軸示意圖 軸的受力分析 據(jù)受力分析，該軸處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，故需對(duì)其進(jìn)行彎扭合成法來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度校核。 每根從動(dòng)軸受到最大壓力為四輛車的重量: 四個(gè)車架重量:估計(jì)每個(gè)車架為400kg, 鏈條總重量： 估計(jì)鏈輪質(zhì)量：為500kg 代入數(shù)據(jù)得： 計(jì)算彎矩及扭矩： 彎矩圖如圖3-9所示： 圖3-9 彎矩示意圖 ， 式中：為四輛車的重量，； 代入數(shù)據(jù)得： 扭矩圖如圖3-10所示： 圖3-10 扭矩示意圖 可以看出該軸的中心截面（與鏈輪裝配處）為危險(xiǎn)截面：在該截面邊緣某點(diǎn)同時(shí)作用有最大彎曲正應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，其值分別為： （3-2-8） （3-2-9） 式中：，； ， 所以根據(jù)第三強(qiáng)度理論進(jìn)行校核： ，將上面兩式子代入得： （3-2-10） 代入數(shù)據(jù)得：。 強(qiáng)度符合要求，設(shè)計(jì)合理。 3.2.6 聯(lián)軸器及鍵的選擇 （1） 聯(lián)軸器的選擇 由前可知與聯(lián)軸器配合處直徑為180mm，查參考文獻(xiàn)[2]選用HL10型彈性柱銷聯(lián)軸器，共兩個(gè)。 （2） 鍵的選擇與校核 1） 查參考文獻(xiàn)[10]表9-4選普通平鍵： 與聯(lián)軸器配合的選用：鍵45×290 GB/T1095-1990，四個(gè)； 與鏈輪配合選用：鍵45×240 GB/T1095-1990，四個(gè)。 2） 校核 查參考文獻(xiàn)[1]知校核公式為： （3-2-11） 式中：T——傳遞的轉(zhuǎn)矩，由前知； ——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，h為鍵的高度； ——鍵的工作長(zhǎng)度，圓頭平鍵； ——軸的直徑； —許用擠壓應(yīng)力，查表6-2知：。 聯(lián)軸器與軸配合的鍵：，，代入上述公式可得： 鏈輪與軸配合的鍵：，，代入校核公式可得： 由此可知鍵的選擇能滿足要求。 3.2.7 軸承及軸承座的選擇 （1） 軸承的選用及校核 軸承均選用深溝球軸承，查參考文獻(xiàn)[10]選軸承型號(hào)為6238 GB/T276-94。 軸承壽命校核： 查參考文獻(xiàn)[1]知軸承壽命計(jì)算公式為： （3-2-12） 查表知：，當(dāng)量動(dòng)載荷為。對(duì)于球軸承，，，代入數(shù)據(jù)得： 可知軸承壽命足夠長(zhǎng)，選擇符合要求。 軸承潤(rùn)滑 由于傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速比較低，故軸承采用脂潤(rùn)滑即可，在軸承座內(nèi)加入足夠的脂潤(rùn)滑即可，對(duì)承受較大載荷來(lái)說(shuō)此種潤(rùn)滑方式十分適宜。 （2） 軸承座的選擇 查參考文獻(xiàn)[7]選“適用帶緊定套軸承的四螺柱滾動(dòng)軸承座”，型號(hào)為SD538 GB/T7813-1998。 3.2.8 鋼結(jié)構(gòu)骨架 （1）骨架結(jié)構(gòu) 車庫(kù)骨架全由鋼材結(jié)構(gòu)組成，主要由立柱、橫梁、斜拉桿、加強(qiáng)肋等構(gòu)成；本次設(shè)計(jì)主要采用熱扎槽鋼結(jié)構(gòu)，材料均選牌號(hào)為Q235-A。 查參考文獻(xiàn)[2]表7-9初選立柱型號(hào)為20 GB707-88，該車庫(kù)全部重量由四根大的立柱承受，四根立柱外型截面為正方形，中間為空的，外型尺寸為：正方形邊長(zhǎng)為200mm,立柱厚度為40mm，高度為8000mm,立柱底部上焊有一塊正方形鐵板，邊長(zhǎng)為400mm，厚度為30mm，鋼材上安裝四個(gè)地腳螺栓，保證立柱的固定，另外焊接肋板，增加立柱的強(qiáng)度。立柱截面形狀如圖3-11所示。 圖3-11 立柱 正面橫粱也承受很大的壓力，車輛的重量通過(guò)支撐架壓在橫梁上，用螺栓M24固定在立柱上或加肋板焊接固定，它采用工字形截面，如圖3-12所示，型號(hào)為熱扎工字鋼18 GB706-88，側(cè)面橫梁因受力較小，主要起連接作用，因此只需要外形合適就可以，可采用和正面橫梁一樣的連接方法，選熱扎槽鋼16即可。 圖3-12 橫梁的工字形截面 斜拉桿、加強(qiáng)肋均采用熱扎等邊角鋼截面，角鋼號(hào)數(shù)為10 GB9787-88，截面形狀如圖3-13所示。 圖3-13 斜拉桿、加強(qiáng)肋的等邊角鋼截面 鋼結(jié)構(gòu)骨架的具體安裝見總裝配圖。 此種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的承載能力強(qiáng)，且型鋼強(qiáng)度高、耐壓、耐彎能力強(qiáng)，根據(jù)受力分析知其遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足設(shè)計(jì)要求，故無(wú)須對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。 （2）車輛托盤 車輛托盤（即車架）主要由橫軸、底板和導(dǎo)向槽及導(dǎo)向輪組成。其下部載車板是一個(gè)整體，四周是框架結(jié)構(gòu)，在托盤載車板上設(shè)置車輛定位裝置，車輛駛上托盤至定位即無(wú)法前進(jìn)，托盤面為防滑設(shè)計(jì)，防止車輛自行滑動(dòng)。如圖3-14所示。 圖3-14 停車架 橫軸 此軸長(zhǎng)6376mm，直徑為50mm，材料選Q235-A，它主要受向下的壓力，即托盤為400kg，車重為1700kg。 因，取 由，即。 此軸安全可靠。 底板 它是停放車輛的地方，為了保證車輛在上面不滑動(dòng)，上面安裝防滑塊，下面還有肋板，用來(lái)增加底板的強(qiáng)度，以免車在上面使底板產(chǎn)生彎曲變形。 導(dǎo)向槽 前端導(dǎo)向槽是防止鏈條的左右移動(dòng)，讓鏈條軸在其滑槽中上下移動(dòng)來(lái)達(dá)到需要的效果。它的寬度比鏈軸大一點(diǎn)點(diǎn)，用來(lái)保證鏈軸既能在里面上下移動(dòng)，也不至于左右有大的移動(dòng)范圍。 后斷導(dǎo)向槽是為了防止車輛托盤過(guò)大的擺動(dòng)而產(chǎn)生的不良后果，需要讓鏈滑塊上的軸承在滑槽中移動(dòng)來(lái)減小擺動(dòng)。 導(dǎo)向輪 導(dǎo)向輪由前后導(dǎo)向輪和側(cè)面導(dǎo)向輪組成，在左右側(cè)面各裝四個(gè)，在底板前后各裝一個(gè)，每個(gè)車架上的導(dǎo)向輪共計(jì)十個(gè)。兩側(cè)的導(dǎo)向輪保證車架在豎直方向上運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，而前后兩個(gè)導(dǎo)向輪的作用是保證車架在運(yùn)行到車庫(kù)上部鏈輪的圓弧處，防止脫離鏈條而發(fā)生擺動(dòng)。 3.3 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的輔助裝置及其他系統(tǒng) 3.3.1 立體車庫(kù)的輔助裝置 輔助裝置主要有導(dǎo)軌、地基支撐架及加強(qiáng)支架等。 （1） 導(dǎo)軌 導(dǎo)軌由側(cè)面導(dǎo)軌、上圓弧導(dǎo)軌和下圓弧導(dǎo)軌三部分組成。 側(cè)面導(dǎo)軌 它是為車架在垂直方向運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)向輪的滾動(dòng)而設(shè)置的，本次設(shè)計(jì)采用20號(hào)熱扎槽鋼做導(dǎo)軌即可，其優(yōu)點(diǎn)是加工方便，經(jīng)久耐用，結(jié)構(gòu)性能好。 上圓弧導(dǎo)軌 它是為了保證車架在運(yùn)行到上部鏈輪左右平移時(shí)不發(fā)生擺動(dòng)而設(shè)計(jì)的，本次設(shè)計(jì)用焊接結(jié)構(gòu)的U型圓弧導(dǎo)軌，材料用Q235-A即可。 下圓弧導(dǎo)軌 它是為了保證車架在運(yùn)行到下部鏈輪時(shí)防止其脫離鏈條而設(shè)計(jì)的，本次設(shè)計(jì)用焊接的鋼架結(jié)構(gòu)作為下圓弧導(dǎo)軌，材料也采用Q235-A。 （2） 地基支撐架 在車庫(kù)最底層設(shè)置八個(gè)地基支撐架，主要用來(lái)分擔(dān)車輛對(duì)四根主要立柱的承壓能力，這樣合理地布置更有利于整個(gè)車庫(kù)框架的設(shè)計(jì)。 3.3.2 防止轉(zhuǎn)動(dòng)的安全掛鉤 安全可靠是立體車庫(kù)必備的特性，在立體鋼結(jié)構(gòu)骨架上部左右兩側(cè)各設(shè)兩個(gè)安全掛鉤，在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)鏈條運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，安全掛鉤電磁鐵通電，移動(dòng)鐵塊吸合，掛鉤自然下落，保證托盤順利轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)車托盤轉(zhuǎn)到適當(dāng)?shù)奈恢?，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)是，安全掛鉤電磁鐵斷電，移動(dòng)鐵塊自然下落，掛鉤鉤入上部左右側(cè)的兩個(gè)托盤，以防其突然轉(zhuǎn)動(dòng)。 3.3.3 手動(dòng)控制裝置 設(shè)有手動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)遇到停電或者電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，而又需要停取車時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)控制，通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)來(lái)控制托盤的上升和下降，從而完成存取車輛。 第4章 車庫(kù)的控制系統(tǒng) 4.1 基本要求 操作簡(jiǎn)單、快捷，使用方便，安全可靠，維護(hù)量小，為用戶提供一個(gè)安全、簡(jiǎn)易的使用環(huán)境，這是對(duì)自動(dòng)化立體停車設(shè)備的基本要求。 該立體車庫(kù)控制系統(tǒng)需要完成的控制動(dòng)作包括: 能夠完成自動(dòng)監(jiān)測(cè)(托盤內(nèi)有無(wú)車輛、存車的位置、空車位等)、對(duì)電機(jī)能自動(dòng)控制正反轉(zhuǎn)以完成自動(dòng)存取車、可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收費(fèi).能夠通過(guò)遠(yuǎn)程遙感控制來(lái)實(shí)現(xiàn)停取車輛， 還要有為了安全設(shè)置消防系統(tǒng)等，因此設(shè)計(jì)的立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)主要由車庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)、自動(dòng)存取車系統(tǒng)、消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)組成，考慮通過(guò)微型計(jì)算機(jī)、可編程控制器(Programming Logic Controller,簡(jiǎn)稱PLC)來(lái)完成控制。 PLC作為自動(dòng)化工業(yè)控制器，采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無(wú)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，不僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有A/D, D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和通訊聯(lián)網(wǎng)等功能:采用梯形圖編程方式，編程簡(jiǎn)單;PLC產(chǎn)品的己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了系列化、單元化，并配備了.多種齊全的控制單元供用戶選擇，應(yīng)用靈活:此外，PLC還具有體積小、能耗低、質(zhì)量輕、性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)。PLC完全可以滿足系統(tǒng)的控制需要，PLC控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)車位的運(yùn)轉(zhuǎn)。利用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信手段、數(shù)據(jù)處理能力和圖形顯示、多媒體技術(shù)，可以顯示車庫(kù)形象、直觀的全貌，可直接在計(jì)算機(jī)上完成停車操作和計(jì)費(fèi)結(jié)算，并對(duì)操作運(yùn)行和故障給提示、報(bào)警。PLC和微型計(jì)算機(jī)可以組成一個(gè)的全自動(dòng)存取車控制系統(tǒng)。 4.2 車庫(kù)控制系統(tǒng)的組成 車庫(kù)只設(shè)一個(gè)存取車口，采用后進(jìn)入庫(kù)，前進(jìn)出庫(kù)，在口上有IC卡讀卡機(jī)以識(shí)別車主身份，存車時(shí)車主只需在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，車庫(kù)將自動(dòng)將空車輛托運(yùn)盤調(diào)出并打開車庫(kù)門，車主開車進(jìn)入車庫(kù)，將車駛?cè)胝{(diào)出的空托運(yùn)盤上，停車到位即可離開，車庫(kù)門自動(dòng)關(guān)閉:取車時(shí)，車主在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，控制器自動(dòng)讀取車位號(hào)，車庫(kù)內(nèi)對(duì)應(yīng)的托車盤將自動(dòng)把車輛送出，車庫(kù)門打開，車主入內(nèi)開車出來(lái)，庫(kù)門自動(dòng)關(guān)閉。 圖4-1 車輛控制系統(tǒng)組成框圖 4.3 車庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 車庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)完成以下功能: （1）存車時(shí)，首先由自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)各停車用的托運(yùn)盤上是否有車一在每個(gè)托盤一條對(duì)角線上安裝一套光電開關(guān)，可檢測(cè)其上有無(wú)車輛。如檢測(cè)到車位上有車，則其結(jié)果為1，反之為0，檢測(cè)結(jié)果存入計(jì)算機(jī)中。 （2）將車輛停放到托盤上時(shí)，檢測(cè)托盤上停放汽車長(zhǎng)寬高重是否超限以及停放是否到位:采用光電開關(guān)在出入口底部進(jìn)行掃描檢測(cè)，光電開關(guān)的接收器和發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊，在托盤前后位置均進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)有車輛不符合規(guī)定的容車尺寸或停放不到位時(shí)，車就把光電開關(guān)光源擋住，此時(shí)系統(tǒng)不能動(dòng)作， 只有車輛停放到位后，系統(tǒng)才能正常工作。 （3）取車時(shí)，檢測(cè)出入口處托盤上車輛是否被取走，如取走則車庫(kù)關(guān)門。 （4）檢測(cè)托盤轉(zhuǎn)動(dòng)最否到位:在每個(gè)托盤上及出口處車位上裝上限位開關(guān)，存取車時(shí)檢測(cè)車輛托盤是否轉(zhuǎn)動(dòng)到位。如檢測(cè)到托盤到位，將數(shù)據(jù)輸出到PLC，控制電機(jī)制動(dòng)并使制動(dòng)器抱閘。 4.4 汽車自動(dòng)存入和自動(dòng)取出 要實(shí)現(xiàn)車庫(kù)的自動(dòng)化關(guān)鍵解決汽車自動(dòng)存入和自動(dòng)取出的問題。 存取車時(shí)，傳動(dòng)鏈條運(yùn)動(dòng)的方向和轉(zhuǎn)動(dòng)的車位數(shù)由自動(dòng)選優(yōu)算法確定， 即存取車時(shí)盡量使轉(zhuǎn)動(dòng)的車位數(shù)量最少，路徑最短，轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間最少。 當(dāng)車主刷卡并按存車鍵后，計(jì)算機(jī)將IC卡號(hào)及當(dāng)前時(shí)間讀入，同時(shí)通知自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)查找空托盤，由自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的空托盤車位號(hào)，計(jì)算機(jī)利用自動(dòng)選講算法確定到達(dá)出入口最近的空托盤位置，并且通過(guò)通信模塊把鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)的方向及運(yùn)轉(zhuǎn)車位數(shù)傳輸給PLC, PLC控制電機(jī)把相應(yīng)的空托盤轉(zhuǎn)動(dòng)到出入口處，打開入口，司機(jī)將車開入托盤，司機(jī)出庫(kù)以后按確認(rèn)鍵，車庫(kù)關(guān)門。計(jì)算機(jī)將存入車輛的車位號(hào)和入庫(kù)時(shí)間都寫入IC卡中。 取車時(shí)，車主刷卡并按取出確認(rèn)鍵后，計(jì)算機(jī)掃描數(shù)據(jù)庫(kù)，如有車則讀入取車時(shí)間，收費(fèi)，并將IC卡號(hào)、存取時(shí)間、收費(fèi)金額等數(shù)據(jù)保存，然后讀出要取車量的車位號(hào)，然后利用自動(dòng)選優(yōu)算法確定車輛要轉(zhuǎn)動(dòng)的方向及運(yùn)轉(zhuǎn)車位數(shù)，并將其通過(guò)通信模塊傳輸給PLC，再由PLC控制電機(jī)把車輛托盤轉(zhuǎn)動(dòng)到出入口處，打開入口，司機(jī)將車開出，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到出入口處托盤上車輛已被取走，車庫(kù)關(guān)門。 存取車自動(dòng)尋優(yōu)算法:右圖為存取車自動(dòng)尋優(yōu)算法模型圖，圖中方框代表停車位，方框中數(shù)字表示車位號(hào)，其相對(duì)位置固定不變，模型有8個(gè)停車位，0號(hào)車位在車庫(kù)的出入口處。設(shè)系統(tǒng)逆時(shí)針為正轉(zhuǎn)，順時(shí)針為反轉(zhuǎn)。在控制器存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，用某些RAM單元位(如位尋址單元20H的8位和21H的低4位)標(biāo)志0-7停車位的停車情況，用0表示停車位空，1表示停車位己停車。在每次存取車時(shí)，控制系統(tǒng)先根據(jù)該RAM區(qū)中的數(shù)值判斷存車情況及其分布，然后根據(jù)停車算法確定控制方案。在另一RAM區(qū)(如30H--3BH單元)保存己編號(hào)的停放車輛所在的停車位號(hào)。 存車時(shí)，先判斷20H, 0位的值，若為1，表示停車己滿;若為0，表示可以存車，可以存車時(shí)，先置位OOH，然后20H單元的8位和21H單元的低4位連續(xù)循環(huán)左移，直到滿足下列2個(gè)條件:OOH位為0; 20H單元的1,2,3位數(shù)值之和與20H單元的第5位及21H單元的0,1,2,3位數(shù)值之和的差滿足 ,即圖5-22中左右兩側(cè)停車數(shù)量之差滿足不大于1輛車的要求，這樣可使機(jī)械傳動(dòng)部件受力較為均勻。找到滿足條件的空車位后，可根據(jù)程序循環(huán)移位次數(shù)判定電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向和循環(huán)車位數(shù)。若循環(huán)移位次數(shù)R，大于4，則反轉(zhuǎn)，循環(huán)車位數(shù)為8-;若小于或等于4，則正轉(zhuǎn)，循環(huán)車位數(shù)即為。根據(jù)循環(huán)車位數(shù)設(shè)定計(jì)數(shù)器初值，按正反轉(zhuǎn)判定結(jié)果控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，由對(duì)轉(zhuǎn)過(guò)的停車位計(jì)數(shù)的光電開關(guān)的脈沖輸入觸發(fā)中斷，控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。 取車時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)車輛所在的位置，找到30H-3BH單元中該車所在的停車位號(hào)。若，取車時(shí)反轉(zhuǎn)，即為旋轉(zhuǎn)車位數(shù):若，取車時(shí)正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)車位數(shù)為8-。根據(jù)正反轉(zhuǎn)情況和旋轉(zhuǎn)車位數(shù)設(shè)置計(jì)數(shù)器初值，調(diào)試電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)程序，完成取車過(guò)程。 存車和取車后均需對(duì)原RAM單元中的停車情況進(jìn)行更新。 4.5 主機(jī)控制程序 系統(tǒng)控制采用微型計(jì)算機(jī)作主機(jī)，PLC作下位機(jī)，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)直接控制。 （1） 主機(jī)控制程序 主機(jī)的控制程序主要完成的功能: 在存車時(shí)，計(jì)算機(jī)根據(jù)自動(dòng)車位檢測(cè)裝置確定該車要存入的具體車位號(hào)，由自動(dòng)尋優(yōu)算法算出存車時(shí)托盤要轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和運(yùn)轉(zhuǎn)的車位數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊傳輸給PLC. 在取車時(shí)讀出IC卡上的存車數(shù)據(jù)，得到所要取出車所在的車位號(hào)，再由自動(dòng)尋優(yōu)算法算出取車時(shí)托盤要轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和運(yùn)轉(zhuǎn)的車位數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸給PLC。 主機(jī)控制程序的流程框圖如圖4-3 圖4-3 主機(jī)控制程序的流程 （2） PLC控制程序 PLC是車庫(kù)控制系統(tǒng)的核心，它的主要作用是:當(dāng)有存取操作時(shí)，PLC會(huì)接收和分析主機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)、指令并做出合理的工控安排;判斷檢測(cè)元件的狀態(tài)， 讀取車庫(kù)機(jī)械驅(qū)動(dòng)部分的信息:然后反饋信息到執(zhí)行元件， 控制 電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)的車位數(shù)，把車輛存入相應(yīng)的車位號(hào)或者取出相應(yīng)車位號(hào)上的車輛，實(shí)現(xiàn)托盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，完成車輛的存取操作。 圖4-4 PLC控制流程圖 PLC控制程序的設(shè)計(jì)一般遵循以下基本原則: 控制系統(tǒng)應(yīng)安全、可靠、實(shí)用，且易于維修； 在滿足控制要求的前提下，系統(tǒng)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，性價(jià)比高； 考慮的今后的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在硬件配置上應(yīng)留有一定的裕量。 （3） 電機(jī)雙向控制梯形圖 圖4-5 電機(jī)控制梯形圖 指令編寫如下： 指令 元件 LD 00000 OR 01000 AND NOT 00002 AND NOT 00001 AND NOT 01001 OUT 01000 LD 00001 OR 01001 AND NOT 00002 AND NOT 00000 AND NOT 01000 如有正轉(zhuǎn)指令，00000常開觸點(diǎn)閉合，使01000線圈得電并自鎖，KM1得電，電機(jī)正轉(zhuǎn);如有反轉(zhuǎn)指令，00001常開觸點(diǎn)閉合，使01001線圈得電并自鎖，KM2得電，電機(jī)正轉(zhuǎn):如有停止轉(zhuǎn)動(dòng)指令，00002常閉觸點(diǎn)斷開，使01000或01001線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)。 4.6 其他的控制系統(tǒng) （1）遙控感應(yīng)系統(tǒng) 為了方便住戶存取車廠該系統(tǒng)還應(yīng)要有遙控感應(yīng)系統(tǒng)，特別是對(duì)住宅區(qū)內(nèi)的長(zhǎng)期用戶，當(dāng)用戶要存車時(shí)，到達(dá)車庫(kù)之前，可以在車上通過(guò)遠(yuǎn)程遙控，使車庫(kù)收到存車命令， 將空車位運(yùn)轉(zhuǎn)到出入口處，當(dāng)用戶到達(dá)車庫(kù)時(shí)，空車位將己準(zhǔn)備好存放;而當(dāng)用戶要取車時(shí)， 還未到達(dá)車庫(kù)之前， 可以在通過(guò)遠(yuǎn)程遙控， 使車庫(kù)收到取車命令，將相應(yīng)的車輛運(yùn)轉(zhuǎn)到出入口處，當(dāng)用戶到達(dá)車庫(kù)時(shí)，要取的車輛將已準(zhǔn)備好，從而大幅節(jié)省用戶存取車時(shí)間。 （2）警示及報(bào)警系統(tǒng) 另外，在車庫(kù)顯眼處，設(shè)有運(yùn)行警示燈，當(dāng)車庫(kù)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)旋轉(zhuǎn)閃爍，提示車庫(kù)外人員車輛;當(dāng)系統(tǒng)有故障或者車庫(kù)門不是正常打開(即有人強(qiáng)行打開，想偷車)，整個(gè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)產(chǎn)生聲音報(bào)警，并將信號(hào)傳給住宅小區(qū)總控制室，提示操作人員進(jìn)行檢查，并可有效的防止車輛被盜問題。 4.6.1垂直循環(huán)式立體車庫(kù)面板 圖4-6 控制面板 4.7 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)運(yùn)行的可靠性與安全性 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的機(jī)電設(shè)備和控制系統(tǒng)是車庫(kù)正常運(yùn)行的物質(zhì)保證，為了提高車庫(kù)運(yùn)行可靠性和安全性，因此對(duì)這些機(jī)電設(shè)備和控制系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì)，在可能投資的情況下，保證一些關(guān)鍵部位的合理冗余，使車庫(kù)在個(gè)別機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)仍能可靠安全運(yùn)行。對(duì)運(yùn)行的機(jī)電設(shè)備和控制系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)中考慮到性能匹配，快速安裝、更換和調(diào)試。 選擇微機(jī)控件PLC，保護(hù)電路的設(shè)置，建立多渠道的光電檢測(cè)、軟硬件信號(hào)互鎖、限位、防自轉(zhuǎn)保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、緊急停車按鈕等裝置，來(lái)確保整個(gè)系統(tǒng)安全、平穩(wěn)的運(yùn)作，以保護(hù)人員和設(shè)備的安全。 在操作停車設(shè)備時(shí)，如遇到突發(fā)事故，按“緊急停車”按鈕可斷開所有電源，停止一切動(dòng)作，同時(shí)報(bào)警，直至故障解除為止;同時(shí)要設(shè)置手動(dòng)控制按鈕，在PLC控制出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可以手動(dòng)控制停車設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。 本章對(duì)垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的設(shè)計(jì)，主要采用微型計(jì)算機(jī)和PLC來(lái)組成自動(dòng)存取車控制系統(tǒng)，微型計(jì)算機(jī)作主機(jī)，PLC作下位機(jī)。主機(jī)的主要通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)確定托車盤的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊傳輸給PLC; PLC接收和分析主機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)、指令并做出合理的工控安排，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)從而完成車輛的存取操作。 該車庫(kù)通過(guò)IC卡來(lái)識(shí)別車主身份，存車時(shí)車主只需刷卡確認(rèn)并將車駛?cè)胝{(diào)出的停放車輛用的空托運(yùn)盤上，即可離開;取車時(shí)，車主刷卡后，系統(tǒng)將自動(dòng)尋找對(duì)應(yīng)的汽車，并自行將其送回。利用IC卡控制器產(chǎn)生的辨識(shí)信息，以通信的方式去控制PLC操作，可將刷卡、計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)與自動(dòng)存取車系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)停車管理系統(tǒng)的自動(dòng)化，整個(gè)過(guò)程不需要人工參與。 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)的機(jī)電設(shè)備和控制系統(tǒng)是車庫(kù)正常運(yùn)行的物質(zhì)保證，為了提高車庫(kù)運(yùn)行可靠性和安全性，因此對(duì)這些機(jī)電設(shè)備和控制系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì)，在可能投資的情況下，保證一些關(guān)鍵部位的合理冗余，使車庫(kù)在個(gè)別機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)仍能可靠安全運(yùn)行;建立多渠道的光電檢測(cè)、軟硬件信號(hào)互鎖、限位、防自轉(zhuǎn)保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等裝置，來(lái)確保整個(gè)系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)作。 總結(jié) 本文在對(duì)我國(guó)城市現(xiàn)有住宅小區(qū)的調(diào)查、研究的基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)大城市住宅小區(qū)的現(xiàn)狀及停車問題進(jìn)行了調(diào)研、分析;提出了城市住宅小區(qū)停車解決方案采用豎直循環(huán)式立體車庫(kù)。 通過(guò)本課題的研究分析工作，作者得出如下的結(jié)論: （1）解決住宅區(qū)停車問題只能采用高密度容車率的機(jī)械式立體停車庫(kù)，它能充分利用住毛區(qū)內(nèi)較小的地面和空間，將車庫(kù)“化整為零”， 使其隨機(jī)設(shè)置在住宅區(qū)內(nèi)，甚至草坪之上，來(lái)滿足住宅小區(qū)用戶的停車需要。 （2）普通住宅小區(qū)宜采用豎直循環(huán)式立體車庫(kù)，它能有效的利用住宅小區(qū)內(nèi)有效的空間和土地(也可以建于小區(qū)內(nèi)綠地之上)，占地面積少，存放的車輛多，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立，能使每個(gè)組團(tuán)或每棟樓內(nèi)所有的車輛可以停放:而且由于汽車存放在建筑物內(nèi)或鋼結(jié)構(gòu)框架內(nèi)，不會(huì)遭到人為損壞和被盜，它的控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，能使住戶存取車輛時(shí)，既便捷又安全可靠，易于操作。 （3）本次設(shè)計(jì)的豎直循環(huán)式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)，利用IC卡控制器產(chǎn)生的辨識(shí)信息，以通信的方式去控制PLC操作，可將刷卡自動(dòng)存取車系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)， 實(shí)現(xiàn)停車管理系統(tǒng)的自動(dòng)化，整個(gè)過(guò)程不需要人工參與。 通過(guò)對(duì)本課題的設(shè)計(jì)，以及對(duì)國(guó)內(nèi)外解決停車問題的措施和設(shè)備的實(shí)際情況的了解，以及由于各方面條件的限制，本課題的許多方面還有進(jìn)一步研究的必要性。 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì).第七版. 北京：高等教育出版社，2001. 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