地下立體式停車裝置的結(jié)構(gòu)設計

湯萬鵬，張曉光，于德民，王金剛，李 進，王新鑫

（遼寧工業(yè)大學機械工程與自動化學院，遼寧 錦州121001）

現(xiàn)今社會家庭私有車輛數(shù)量巨大，而停車場數(shù)量卻遠遠不足，停車難，現(xiàn)有的停車場存在以下缺陷：露天停車場無法保證車輛的安全情況以及車內(nèi)財物的安全；單位地表面積?？寇囕v數(shù)少，對空間的利用性較低；現(xiàn)有的輔助性停車系統(tǒng)易造成車輛磨損，升降平穩(wěn)性差，在特殊情況（如地震等自然災害）下無法保證車輛安全[1-3]。

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民的物質(zhì)生活越來越豐富，預計在未來5年之內(nèi)，中國人均汽車擁有量將從目前的千人70輛，達到全球平均水平（即每65人擁有11輛車）。一些沿海城市停車位不足的現(xiàn)象越來越普遍，特別是學校周邊和醫(yī)院附近停車更加成為了一個難題。不僅增加了交通管理的難度，還危及到了行人的安全和便利。國家發(fā)改委數(shù)據(jù)顯示，目前中國停車缺口達到近億個?，F(xiàn)階段多數(shù)為地下停車場和一般停車位，即使這樣也滿足不了市民停車的需求。

因此通過對以往停車結(jié)構(gòu)改進和創(chuàng)新設計了一款新型的地下立體式自動泊車結(jié)構(gòu)裝置。此設計，使用時方便快捷，停車不需要尋找車位，自動泊車，結(jié)構(gòu)強度好，可以作為商場、居民樓等建筑物的地基，也可替代傳統(tǒng)地表停車場，以達到節(jié)約空間的目的。

1 方案設計分析

本設計所要解決的技術(shù)問題是提供一種立體式輔助人工停車裝置以及技術(shù)創(chuàng)新，采取如下技術(shù)方案：地下立體式停車裝置包括主體，傳送帶結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)平臺結(jié)構(gòu)、限位桿、變頻電機、絲杠、紅外線對準儀；主體為連接各個部件以成為完整裝置的主要部件[4]。

變頻電機用于升降平臺用于提供動力使平臺升降，旋轉(zhuǎn)平臺底端用于帶動平臺旋轉(zhuǎn)到指定角度，每車位用于傳送帶用于車輛傳送；所述旋轉(zhuǎn)平臺包括傳送裝置，旋轉(zhuǎn)裝置以及紅外線對準儀組成。傳送裝置由基本傳送帶構(gòu)成達到汽車傳送的目的，旋轉(zhuǎn)平臺通過傳送裝置以及紅外線對準儀協(xié)同作用將汽車送達指定車位。紅外線對準儀隨旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)過程中與對應車位上的紅外對準儀配對成功，旋轉(zhuǎn)平臺結(jié)束旋轉(zhuǎn)過程，整體外形如圖1所示，內(nèi)部設計如圖2所示。

圖1 外形設計方案圖

圖2 內(nèi)部設計方案

具體的工作原理如下：運作時，汽車駛?cè)氩窜嚻脚_，由電機提供動力，系統(tǒng)開始運轉(zhuǎn)，升降平臺向預定泊車層移動，到達指定位置，旋轉(zhuǎn)裝置開始運行。旋轉(zhuǎn)平臺由支撐架和旋轉(zhuǎn)裝置以及紅外線感性裝置組成，轉(zhuǎn)動過程中，當紅外信號匹配時，旋轉(zhuǎn)平臺停止轉(zhuǎn)動，此時汽車與停車位在同平面正對。電力傳送裝置由傳送帶使汽車向預定停車位平移，以達到自動泊車的效果。自動泊車結(jié)束后，平臺由電機帶動上升到系統(tǒng)入口處等待下一次自動泊車。

2 結(jié)構(gòu)設計

地下立體式自動泊車系統(tǒng)，包括地表建筑和地下建筑，地表建筑即在地表水平面上搭建地表建筑頂部和外表建筑承重墻；地下建筑是由整體結(jié)構(gòu)外輪廓和底部平臺座搭建組成，升降平臺由絲桿通過絲桿支撐座固定升降平臺底座，升降平臺底座上的傳送平臺主體底部通過轉(zhuǎn)向桿連接轉(zhuǎn)動平臺變頻電機，傳送平臺主體頂部設有傳送平臺變頻電機，其通過直線軸承將動力傳送至傳送齒輪，帶動傳送平臺座兩側(cè)由滾筒和同步傳送帶組成的傳送裝置[5]。整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 整體結(jié)構(gòu)示意圖

地下建筑是由整體結(jié)構(gòu)外輪廓和底部平臺座焊接連接；升降平臺：由絲桿和絲桿支撐座通過螺紋連接，升降平臺底座上的傳送平臺主體底部和轉(zhuǎn)向桿一端焊接連接，轉(zhuǎn)向桿另一端通過銷連接至轉(zhuǎn)動平臺變頻電機，傳送平臺主體頂部設有傳送平臺變頻電機，其與直線軸承通過可拆卸連接，將動力傳送至傳送輪，傳送齒輪與傳送帶通過齒輪配合的方式帶動傳送帶運動，滾筒和傳送平臺底座兩側(cè)由可拆卸連接。拖車平臺設計圖如圖4所示。

圖4 拖車平臺結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 升降平臺設計

升降平臺是由可旋轉(zhuǎn)平臺、電力驅(qū)動裝置、安全重力檢測裝置、紅外線感應裝置以及傳送臺主體等組成。升降平臺的工作原理主要是當車輛停入到升降平臺，安全重力檢測裝置自動檢測平臺是否可承重車輛的重力，當滿足平臺所能承受的重力時，駕駛?cè)思纯衫檬謩x，關閉車門，將車停放在平臺的傳送平臺主體，這時傳送平臺上的攔車裝置通過氣壓桿提供動力彈出，保護車輛在運送中保持穩(wěn)定，升降平臺由電機帶動絲桿提供動力，平臺開始完成升降工作，當平臺到達預定停車樓層位置時，升降平臺上的旋轉(zhuǎn)平臺與紅外線感應裝置將共同作用，旋轉(zhuǎn)平臺在電機的帶動下，每次轉(zhuǎn)動設定好的角度，當紅外線感應裝置與停車平臺的紅外線信號相吻合時旋轉(zhuǎn)平臺停止轉(zhuǎn)動，這時傳送平臺的攔車裝置回到初始狀態(tài)，傳送裝置將車輛送到預定停車位置。當取出車輛時，升降平臺重復上述工作原理，升降平臺如圖5所示。

圖5 升降平臺三維圖

停車時，使用者從進車門將汽車駛?cè)氲孛嫱＼囄恢茫P好車門，拉好手剎，退出停車系統(tǒng)。此時升降平臺由變頻電機提供動力帶動旋轉(zhuǎn)平臺向預定車位的樓層移動，當旋轉(zhuǎn)平臺到達預定樓層，開始旋轉(zhuǎn)，在此過程中紅外線對準儀掃描對準找到預訂車位，停止旋轉(zhuǎn)。傳送裝置由變頻電機提供動力，帶動汽車進入停車平臺。汽車通過傳送裝置到達平臺后，電機停止提供動力。汽車停穩(wěn)后，限位桿升起，移動到汽車前后車輪處。此時旋轉(zhuǎn)平臺通過電機帶動回到最初位置。取車時，使用者在取車口門前等待，平臺重復上述過程，找到停車位置，限位桿下降移動到車停位置下端，傳送裝置帶動汽車到達旋轉(zhuǎn)平臺，然后升降平臺向上運動到達最初位置，旋轉(zhuǎn)平臺通過紅外線裝置將車面向取車口，使用者將車駛出。

2.2 限位桿設計

限位桿實際是旋轉(zhuǎn)平臺中的拖車平臺以及停車位上的攔護裝置，在旋轉(zhuǎn)平臺上升下降的過程中，由于運動的原因，車輛會發(fā)生移動，而限位桿有效的限制車的位置防止發(fā)生移動，防止車輛在運動中刮碰和掉落；停車位上的限位桿主要作用是當車輛到達停車位時，限位桿自動升起，控制車輛移動，讓車輛在停車位上保持穩(wěn)定的狀態(tài)，對于地震等天然災害也會降低對車輛的損壞。如圖6所示。

圖6 限位桿結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 旋轉(zhuǎn)平臺變頻電機、絲杠設計

本設計中的變頻電機和絲杠是一個配合使用的結(jié)合體，在設計中，旋轉(zhuǎn)平臺需要上升下降，為了保持穩(wěn)定性能的良好，設計中選擇了使用變頻電機為絲杠提供動力帶動平臺的升降，這樣既能讓平臺能按照要求隨意?？吭诿繉油＼囄?，又能提供良好的穩(wěn)定安全性能，提高本設計的實用性。如圖7所示。

圖7 變頻電機、絲杠結(jié)構(gòu)示意圖

3 車輛與裝置位置關系設計

工作時，車輛到達旋轉(zhuǎn)平臺，為了保障車輛在旋轉(zhuǎn)平臺的運送中保持平穩(wěn)，裝置17通過電機提供動力，彈起裝置16，同時裝置16與裝置18升起，固定車輛平穩(wěn)上升下降。如圖8（a）所示。

當車輛到達停車位置時，停車平臺上的裝置16與裝置17連接旋轉(zhuǎn)平臺與停車平臺，此時裝置15由電機提供動力帶動傳送帶將車輛運送到指定位置，然后裝置16由裝置18通過氣壓提供動力升起，防止車輛繼續(xù)向前滑動。如圖8（b）所示。

車輛停穩(wěn)后，旋轉(zhuǎn)平臺回到最初位置，停車平臺收起裝置16與裝置18，并通過轉(zhuǎn)向桿將裝置16收縮到車輛的后輪，保證車輛在停車平臺的穩(wěn)定性。如圖 8（c）所示。

圖8 車輛與裝置位置示意圖

4 結(jié)束語

本文設計了一種地下立體式停車裝置。本設計在地面以下建造，節(jié)省了大量的空間和占地面積，大大的增加了土地使用效率；采取地下立體式停車裝置的結(jié)構(gòu)設計可實現(xiàn)快捷安全的停車目的，大大節(jié)省使用者尋找車位的時間，避免了因停車而導致?lián)矶碌膯栴}；停車區(qū)域采取封閉式管理，只有維修人員才能進入，有效地防止了發(fā)生車輛損壞和被盜的情況。

參考文獻：

[1]胡貴龍.智能停車系統(tǒng)用戶體驗設計研究[D].北京：北京服裝學院，2017.

[2]趙永超.機械式立體停車庫設計研究[D].邯鄲：河北工程大學，2015.

[3]賀 松，陶 杰.多層停車樓在城市住區(qū)中的應用探索——以廣州市為例[J].城市規(guī)劃，2015，39（04）：82-89，97.

[4]李揚威，焦朋朋，杜 林.城市智能停車管理系統(tǒng)研究[J].交通信息與安全，2014，32（04）：160-164.

[5]晏 勇.黃石市老城區(qū)停車系統(tǒng)改善策略[J].城市交通，2014，12（01）：28-33.