新型平面移動(dòng)式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

謝龍棖

摘 要：立體車(chē)庫(kù)是一種新型的停車(chē)設(shè)備，近年來(lái)，據(jù)調(diào)查我國(guó)乘用車(chē)生產(chǎn)量和保有量均處于高速增長(zhǎng)狀態(tài)，因此停車(chē)難、停車(chē)亂、停車(chē)收費(fèi)不規(guī)范等問(wèn)題，成為困擾車(chē)主、影響市民生產(chǎn)生活的大問(wèn)題。結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，本文主要探討了某新型平面移動(dòng)式立體車(chē)庫(kù)的雙提升裝置、自驅(qū)動(dòng)搬運(yùn)臺(tái)車(chē)和車(chē)輛存取交換等創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)；新型車(chē)庫(kù)；停車(chē)問(wèn)題

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.249

0 引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)發(fā)展也在迅猛發(fā)展，截至2015年底，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)2.79億輛，其中汽車(chē)1.72億輛；機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛?cè)?.27億人，其中汽車(chē)駕駛?cè)顺^(guò)2.8億人。但是在隨著汽車(chē)持有率快速上升的同時(shí)，我國(guó)汽車(chē)的停車(chē)位卻沒(méi)有隨之改變，汽車(chē)數(shù)量的高速增長(zhǎng)和停車(chē)位的止步不前之間矛盾凸顯，以此帶來(lái)違章停車(chē)、停車(chē)位難求等許多問(wèn)題，特別是在商業(yè)發(fā)達(dá)、人口密集的場(chǎng)所，停車(chē)位難求的問(wèn)題非常明顯?？v觀當(dāng)下，馬路邊的停車(chē)位、地下停車(chē)位、人行道上的停車(chē)位已然不能解決當(dāng)前停車(chē)難的問(wèn)題。因此停車(chē)場(chǎng)向空間發(fā)展，運(yùn)用機(jī)械式立體停車(chē)設(shè)備，使其在一樣的停車(chē)地上能夠停放更多的汽車(chē)，有效地解決停車(chē)難的問(wèn)題。根據(jù)當(dāng)前形勢(shì)來(lái)看，國(guó)家將大力扶持機(jī)械式立體停車(chē)設(shè)備和城市立體停車(chē)場(chǎng)的發(fā)展，并且根據(jù)實(shí)際情況出臺(tái)相應(yīng)政策來(lái)解決停車(chē)難問(wèn)題。

1 平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)的應(yīng)用以及目前存在的問(wèn)題

平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)具備很多優(yōu)點(diǎn)，它比其他類(lèi)型的立體停車(chē)庫(kù)的空間更加的緊湊，而且層高也很小，這樣一來(lái)，就能夠使車(chē)庫(kù)的空間得到很好的利用。就目前的現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，建立平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)是最好的選擇。在一個(gè)平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)之中，包括了領(lǐng)先的機(jī)械、電子、磁控、光學(xué)技術(shù)以及液壓領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)，這種停車(chē)庫(kù)集機(jī)、光、電與自動(dòng)控制為一體，能夠較好的解決目前城市中存在的大型自動(dòng)化停車(chē)的這一個(gè)難題。但是，目前平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)在我國(guó)的應(yīng)用卻并不廣泛，其所占的市場(chǎng)份額也非常的小，僅為百分之三到百分之五。那么，是何原因?qū)е铝爽F(xiàn)在這種不甚樂(lè)觀的狀況呢？據(jù)調(diào)查了解，主要原因是目前現(xiàn)有的平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)的存取車(chē)所花費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)，在一般情況下，如果是要在最遠(yuǎn)的車(chē)位取車(chē)，那么整個(gè)過(guò)程大概要花費(fèi)兩分鐘的時(shí)間，這比在從普通停車(chē)庫(kù)取車(chē)所花的時(shí)間要長(zhǎng)很多，而且如果遇到了取車(chē)的高峰期，那么取車(chē)時(shí)間會(huì)變得更久，依次取車(chē)的話，到第20輛車(chē)大概需要花費(fèi)30分鐘以上的時(shí)間，從整體上來(lái)說(shuō)，目前的平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)的實(shí)用性是比較差的，所以，如果想要提高其市場(chǎng)應(yīng)用率，必須提高其工作效率。

2 高效平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)

2.1 車(chē)輛存取方式設(shè)計(jì)

在通常情況下，現(xiàn)有的平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)所采用的大都是單向存取的工作模式，在這種模式下，就只能在升降裝置的旁邊設(shè)置停車(chē)位，這就意味著，如果想要同時(shí)取出位于同一區(qū)域的車(chē)輛，就只能夠一臺(tái)一臺(tái)的取，如果臺(tái)車(chē)橫向移動(dòng)距離比較的長(zhǎng)，那么取車(chē)的效率就會(huì)更加的低下。

本設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)單向存取車(chē)方式的限制，創(chuàng)新使用了2臺(tái)升降機(jī)雙提升裝置，將2臺(tái)升降機(jī)分別設(shè)置在停車(chē)位的兩側(cè)，再通過(guò)PLC控制系統(tǒng)將存取車(chē)過(guò)程進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，計(jì)算出最優(yōu)路徑，盡可能的縮短等待的時(shí)間，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)存取車(chē)效率上的質(zhì)的提高。

2.2 搬運(yùn)臺(tái)車(chē)設(shè)置

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，搬運(yùn)臺(tái)車(chē)與升降機(jī)這二者是緊密的連在一起的，如果搬運(yùn)臺(tái)車(chē)正在投入使用，那么這時(shí)候升降機(jī)就要在原地等待，如此一來(lái)，效率自然比較的低。而在本設(shè)計(jì)當(dāng)中，升降機(jī)和搬運(yùn)臺(tái)車(chē)這二者是分離的，在車(chē)庫(kù)的每一層都設(shè)置了搬運(yùn)臺(tái)車(chē)，并且結(jié)合了先進(jìn)的自驅(qū)動(dòng)裝置，這樣一來(lái)，就能夠輕松實(shí)現(xiàn)在車(chē)庫(kù)里讓很多臺(tái)彼此獨(dú)立的搬運(yùn)臺(tái)車(chē)在同一時(shí)間投入使用，和雙提升裝置相互配合，這樣就能夠科學(xué)的提高存取車(chē)的效率。

2.3 載車(chē)臺(tái)變向回轉(zhuǎn)裝置

以當(dāng)前我國(guó)采取的立體車(chē)庫(kù)，車(chē)輛往返車(chē)庫(kù)的方案計(jì)劃來(lái)看，大概有以下兩種：分別是不設(shè)置汽車(chē)變向轉(zhuǎn)盤(pán)與設(shè)置汽車(chē)變向回轉(zhuǎn)裝置。在汽車(chē)進(jìn)出車(chē)庫(kù)時(shí)，對(duì)于不設(shè)置汽車(chē)變向回轉(zhuǎn)裝置的立體車(chē)庫(kù)來(lái)說(shuō)，一般會(huì)實(shí)行從一個(gè)方向的入口進(jìn)，從另外一個(gè)方向的出口出車(chē)的方法，也可以是從這個(gè)方向進(jìn)從這個(gè)方向倒著出來(lái)的方法，但是從現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)看來(lái)，這個(gè)方法不但不人性化，而且占地的效益也不好；對(duì)于設(shè)置汽車(chē)變向回轉(zhuǎn)裝置的立體車(chē)庫(kù)來(lái)說(shuō)，當(dāng)汽車(chē)開(kāi)進(jìn)車(chē)庫(kù)，然后停置于載車(chē)板上時(shí)，可以通過(guò)變向回轉(zhuǎn)裝置把汽車(chē)進(jìn)行180°掉頭，憑借這樣，可以在取車(chē)的時(shí)候正向開(kāi)出車(chē)庫(kù)，以此來(lái)展現(xiàn)車(chē)庫(kù)的優(yōu)越性，人性化的照顧。除此之外，對(duì)于不設(shè)置汽車(chē)變向回轉(zhuǎn)裝置的立體車(chē)庫(kù)來(lái)說(shuō)，當(dāng)變向轉(zhuǎn)盤(pán)和汽車(chē)變向回轉(zhuǎn)裝置面臨與升降機(jī)分離的時(shí)候，就不可能實(shí)現(xiàn)雙向多通道出車(chē)的情況。本項(xiàng)目為解決此問(wèn)題，運(yùn)用內(nèi)置回轉(zhuǎn)臺(tái)，將汽車(chē)變向回轉(zhuǎn)裝置安置于升降機(jī)上，使其融為一體。通過(guò)回轉(zhuǎn)裝置隨升降機(jī)工作，以此在不更改設(shè)計(jì)的前提下，達(dá)到雙向多通道出車(chē)，對(duì)進(jìn)出方向任意設(shè)置。為保障能夠成功的存取車(chē)輛與在取車(chē)時(shí)能夠讓車(chē)頭朝前，運(yùn)用回轉(zhuǎn)裝置是必不可少的。并且，回轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)也需要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，具體的汽車(chē)變向回轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.4 升降機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)置

升降傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不容忽視的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是整個(gè)平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)非常重要的一個(gè)部分，直接影響著車(chē)庫(kù)的運(yùn)行安全。目前，我國(guó)立體車(chē)庫(kù)現(xiàn)有的升降傳動(dòng)形式主要有兩種：一是曳引傳動(dòng)，二是強(qiáng)制性驅(qū)動(dòng)，其中強(qiáng)制性驅(qū)動(dòng)又可以細(xì)分為兩種，即鏈條提升式和卷?yè)P(yáng)式（鋼絲繩）。在選擇提升形式時(shí)，一定要充分的考慮其安全性，當(dāng)然，在保證安全的前提之下還要充分考慮其經(jīng)濟(jì)與實(shí)用性。經(jīng)過(guò)一系列的科學(xué)認(rèn)證，本設(shè)計(jì)選用的是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條的提升方式，且采用的是高標(biāo)準(zhǔn)、高強(qiáng)度的雙排鏈條，安全系數(shù)超過(guò)7級(jí)。

2.5 升降機(jī)的精準(zhǔn)定位系統(tǒng)與鎖緊系統(tǒng)

升降機(jī)在上升和下落時(shí)，主要是通過(guò)激光定位來(lái)確定準(zhǔn)確位置，將激光定位儀安置在升降機(jī)的最下端，兩者之間再將反射板安裝，客戶(hù)如需存取車(chē)時(shí)，升降機(jī)會(huì)自動(dòng)上升到激光定位的特定位置上。為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，當(dāng)升降機(jī)到達(dá)了激光定位儀指定的平層后，建議設(shè)置一個(gè)鎖緊機(jī)構(gòu)。本項(xiàng)目運(yùn)用定位電機(jī)、連桿、錐形定位銷(xiāo)等錐形銷(xiāo)定位鎖緊機(jī)構(gòu)，保障其正常運(yùn)作。被安置在升降機(jī)的頂框上的錐形定位鎖緊機(jī)構(gòu)，理論上應(yīng)該和升降機(jī)一起工作。在升降機(jī)成功抵達(dá)預(yù)定高度平層后，錐形定位銷(xiāo)在定位電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下可以向外伸出一段距離，以便插入框架上相應(yīng)的錐形固定座，以此來(lái)鎖緊升降機(jī)。

2.6 車(chē)輛存取交換裝置方案設(shè)計(jì)

平面移動(dòng)式立體車(chē)庫(kù)有一個(gè)非常重要的功能：它可以利用機(jī)械裝置來(lái)完成車(chē)輛在提升裝置與搬運(yùn)臺(tái)車(chē)之間轉(zhuǎn)換或者是車(chē)輛在搬運(yùn)臺(tái)車(chē)與泊車(chē)位之間轉(zhuǎn)換。為了能夠更好加快車(chē)庫(kù)的存取車(chē)速度，同時(shí)更好的控制車(chē)庫(kù)的建造成本，本項(xiàng)目運(yùn)用的是非常特殊的梳齒式智能機(jī)器人來(lái)直接搬運(yùn)車(chē)輛，這樣一來(lái)，就能夠省略掉車(chē)板交換的環(huán)節(jié)。在存車(chē)的時(shí)候，車(chē)輛先是進(jìn)入到車(chē)庫(kù)入口提升裝置的固定叉梳板之上，然后提升裝置把車(chē)輛運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的樓層之后，再由搬運(yùn)機(jī)器人將車(chē)輛托起來(lái)，托著車(chē)輛向搬運(yùn)臺(tái)車(chē)移動(dòng)，等搬運(yùn)機(jī)器人在搬運(yùn)臺(tái)車(chē)上停穩(wěn)以后，搬運(yùn)臺(tái)車(chē)就沿著軌道做水平運(yùn)動(dòng)，到達(dá)系統(tǒng)指定的停車(chē)位之后，搬運(yùn)機(jī)器人向固定停車(chē)位移動(dòng)，進(jìn)入空泊位放下移動(dòng)叉梳板，將車(chē)輛轉(zhuǎn)移到泊位的固定叉梳板上，移動(dòng)叉梳板收回，機(jī)器人回到搬運(yùn)臺(tái)車(chē)，這樣就順利的完成了一整套的存車(chē)作業(yè)。

2.7 立體車(chē)庫(kù)工作時(shí)的安全設(shè)置

因?yàn)橐恍┎淮_定因素的存在，導(dǎo)致車(chē)庫(kù)在運(yùn)行的時(shí)候隨時(shí)有出現(xiàn)安全問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)，其主要表現(xiàn)為以下三點(diǎn)：1）超速與失去控制。當(dāng)升降機(jī)進(jìn)行提升時(shí)，倘若發(fā)生制動(dòng)器失靈、曳引鏈打滑、減速器傳動(dòng)軸鍵及輪齒折斷等一些列情況，會(huì)直接影響提升裝置，使其失去控制，升降機(jī)運(yùn)行速度超過(guò)極限值。2）終端發(fā)生越位。如果被升降裝置所控制電路發(fā)生問(wèn)題時(shí)，那么升降機(jī)一旦工作到軌道底部與頂部的時(shí)候，往往會(huì)超出安全工作的地方，引發(fā)撞底與沖頂現(xiàn)象。3）工作中止。當(dāng)立體車(chē)庫(kù)工作時(shí)，為保障車(chē)庫(kù)能夠安全地存放車(chē)輛，必須安置相應(yīng)的安全裝置，保障安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

新型平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)憑借其高效的性能、實(shí)際的效用逐漸在全國(guó)推廣開(kāi)來(lái)，新型車(chē)庫(kù)不僅成功解決了限制該類(lèi)型車(chē)庫(kù)應(yīng)用瓶頸問(wèn)題，還在一定程度上提高了平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù)的存取車(chē)效率。從某種意義上說(shuō)，新型車(chē)庫(kù)的建立將成為解決城市停車(chē)問(wèn)題的重要途徑。