托架式立体车库的结构设计与实现

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　　摘  要：针对国内家用车辆数量急剧增加、停车位紧缺的停车难问题，采用齿轮传动、链传动等机构设计了一种托架式立体车库。并通过车库实物模型的制作和实践，结果表明：本车库自动化运行稳定、定位准确，具有广泛的应用前景。
　　关键词：托架式;立体车库;自动化
　　中图分类号：TH122         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）08-0089-03
　　Abstract： In view of the problem that the number of domestic vehicles is increasing rapidly and the parking space is in short supply， a bracket type three-dimensional garage is designed with gear drive， chain drive and other mechanisms. And through the production and practice of the garage physical model， the results show that the garage automation is stable， accurate positioning， and has a wide range of application prospects.
　　Keywords： bracket type; stereo garage; automation
　　随着社会经济的发展，中国城市化进程不断加快，城市人口不断增加，家用车辆数量急剧增加。据有关数据统计，全国机动车保有量以每年10%-15%的速度增长，城市私人小汽车每年的增长速度更是高达20%-30%，全国停车位缺口平均在60%以上[1]。特别是城镇中心、老旧小区、医院等人口密度大的区域，这带来了极大的停车难问题[2-5]。而国外发展迅速的立体车库给中国的停车问题带来了一线生机[6-7]。近年来，立体车库在中国逐渐兴起，但发展时间短、成本高，主要依赖于进口。因此，中国立体车库的研究有待进一步提高。
　　本项目提出了一种托架式立体车库设计，通过传感器和PLC控制系统精确收集并处理车库车位信息，采用齿轮传动、链传动等机构完成车辆的垂直升降、平衡存储，提高空间利用率和存储可靠性。
　　1 总体方案设计
　　托架式立体车库以型材焊接为其停车架，由升降装置、平移装置、托架转向装置构成，如图1所示。工作时，托架旋转装置沉入车库底部，待车辆停入该装置指定位置，通过升降装置的上升和平移装置的平移，车辆及托架旋转装置被移送至右方停车位。此时托架旋转装置下沉停放车辆，向后退出并再次沉入车库底部。当需要停放至左方车位时，托架翻转180°即可。
　　1.1 升降装置
　　车库升降装置如图2所示，由电机1将动力传递给齿轮2齿条3机构，实现升降架垂直面内的升降运动;同时由齿轮传动5将动力传递给链传动4，实现对侧升降架垂直面内的同步运动。通过外部框架装置中安置的限位开关控制其上升停滞时的位置;当升降装置下降时，在限位开关的作用下，电机在初始位置停止工作。
　　1.2 平移装置
　　车库平移装置的作用是车辆及托架旋转装置被升降至合适位置时，通过该装置的左右平移运动，被推送至相应停车位进行车辆存取。其结构如图3所示，由电机1和齿轮传动2将动力传递给齿轮齿条3机构，从而带动托架实现车辆的水平移动;并通过链传动5，使同侧上下两齿轮保持同步运动。
　　1.3 托架转向装置
　　车库托架转向装置如图4所示，由电机1、齿轮机构2、三组托架（结构3、4、5）和轴支柱6组成。其中托架3、4、5和轴支柱6通过螺栓连接固定于相应的轴上。电机1的运动和动力通过齿轮传动2传递给固定托架和轴支柱的轴，实现托架的旋转运动;通过限位开关的设计，托架可旋转180°，实现车架两侧位置车辆的存取。
　　为了提高车库对不同车轴距车辆的适用性，采取了三组托架的设计。其中第一组托架3架住车辆的前轮，第二组托架4和第三组托架5用于托住车辆的后轮。这种间距性的设计不仅适用了不同车轴距的车辆提取要求，同时增加了车辆车轮与托架间的摩擦力，提高了车辆存取的可靠性。
　　1.4 主框架
　　车库主框架装置如图5所示，宽度不等、间距不等的六块板1、2通过螺纹支柱3支撑固定于停车平台4，用于存放车辆。其中板1与其他板之间的间距较大，且设计成弧形，用于存放车辆前轮;其他板用于放置车辆后轮。并根据板的承载情况，设置不同的板宽，满足其强度要求的同时降低车库成本;这种多轴距的板组设计与托架组的设计相配合，且采用螺纹支柱支撑给托架组足够的工作活动空间，提高了车库适用性的同时提升了车辆停放的可靠性。
　　2 实际应用效果与评价
　　为检测车库的实用性，采用45钢严格按照1：6的比例，设计和制作了双层车库实物模型，如图6所示。通过选取不同型号的车辆模型，对车库不同车位进行车辆存取试验。其结果表明：该车库装置能安全可靠地实现多种型号车辆不同车库位置的存取。
　　3 结束语
　　托架式立体车库采取相配合的托架组和停车板组结构设计，节省材料降低车库成本的同时，保证车辆存取运动过程的安全可靠;通过多个齿轮传动、链传动的组合结构设计，实现车辆的升降、横移、出入库，无需任何导轨布置，结构简单紧凑，车辆存取运动平稳安全;通过多轴距托架与停车板的设计，既节省了材料，又降低了制造成本;且可通过型材连接适当累加车库层数，可极大地提高城市停车设施的空间利用率，有效改善城市的交通秩序和环境质量，具有广泛的应用前景。
　　参考文献：
　　[1]王岩，袁新梅，等.双层载车板无避让式立体车库结构设计[J].机械工程与自动化，2019（5）：130-132.
　　[2]肖建华，柴明明，张大伟.多层立体车库研究[J].南方农机，2019，50（20）：7.
　　[3]贾霄燕，荣冀川.互联网+背景下智能立体停车场产业政策探究[J].价值工程，2019，38（30）：64-65.
　　[4]孟志坚，蔡晓君.无避让式小型停车装置[J].新技术新工艺，2019（11）：28-32.
　　[5]刘雪梅，高俊，张春，等.基于升降横移式立体车库的结构研究[J].科技风，2019（20）：19-20.
　　[6]邓昆亮，郭新宇，韩笑，等.双层升降式立体车库设计[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2019，35（05）：616-619.
　　[7]邵虞桐，刘文艺，姚舜子.新能源驱动立體小型停车库设计[J].机电技术，2019（04）：2-4.
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