旋轉(zhuǎn)式智能立體車庫設(shè)計與制作

謝偉 郭嘉磊 徐蘭棟 張清亮 李峰

摘 要：隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，停車難已經(jīng)成為一個普遍現(xiàn)象，本文設(shè)計了一種縮微版的旋轉(zhuǎn)式智能立體車庫，并介紹了其基本結(jié)構(gòu)和工作原理。

關(guān)鍵詞：智能立體車庫;智能控制模塊;步進(jìn)電機(jī)

1 概述

近年來，隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地資源越來越寶貴，車輛越來越多，停車難問題已經(jīng)成為人們關(guān)注的重要問題。如何解決這個問題人們提出了很多解決方案，其中立體車庫是解決停車難的有效方案。

旋轉(zhuǎn)式智能立體車庫整體為箱體式結(jié)構(gòu)， 車庫采用一組平行的支撐架結(jié)構(gòu)，采用兩組鏈條，鏈條經(jīng)過特殊設(shè)計，可承重傳動，在鏈條之間放置承重梁，承重梁下懸掛車位。車頂使用太陽能板，不僅可以提供一部分電能供給照明系統(tǒng)，并且可以保護(hù)內(nèi)部機(jī)構(gòu)，保證機(jī)構(gòu)壽命。驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用可靠性與精度都很高的步進(jìn)電機(jī)，設(shè)立獨立的工業(yè)級控制系統(tǒng)，采用閉環(huán)控制，在此基礎(chǔ)上使用工業(yè)通信技術(shù)，同地域其他司機(jī)可以通過互聯(lián)網(wǎng)云平臺使用手機(jī)APP實時訪問車庫的車位數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)車位信息共享。旋轉(zhuǎn)式智能立體車庫占地面積小，智能化程度高，解決了停車難的問題。

2 系統(tǒng)組成與工作原理

在旋轉(zhuǎn)智能立體車庫中，機(jī)械傳動系統(tǒng)是實現(xiàn)庫位循環(huán)旋轉(zhuǎn)的核心，其工作原理是步進(jìn)電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)和聯(lián)軸器把運動傳遞到輸出軸上，輸出軸旋轉(zhuǎn)帶動鏈輪及輸送鏈傳動，輸送鏈再帶動鏈上的車位做循環(huán)運動，使車位運行或?？吭谀骋恢付ㄎ恢?。

系統(tǒng)分為兩大部分：傳動部分和承載部分。

承載部分的部件有：梁柱等框架結(jié)構(gòu)及車位的載車底板。

傳動部分部件有：電動機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、制動器、傳動軸、鏈輪鏈條、連接齒輪等。

2.1 雙組鏈條停車模塊

雙組鏈條停車模塊，用于循環(huán)停車取車。

具體包括：（1）框架單元：用于支撐整個結(jié)構(gòu)，保證整個結(jié)構(gòu)的支撐。（2）鏈條單元：用于懸掛所有的車位，對車位進(jìn)行運轉(zhuǎn)。（3）車位單元：用于停放車輛。（4）驅(qū)動單元：通過步進(jìn)電機(jī)傳遞動力，用于驅(qū)動整個鏈條單元帶動車位進(jìn)行運轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)快速取停車。

2.2 智能控制模塊

智能控制模塊，用于識別車庫停放需求信息，并按照需求信息控制車庫運轉(zhuǎn)進(jìn)行停車取車，并能通過控制模塊聯(lián)結(jié)互聯(lián)網(wǎng)對接云平臺，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)智能化。智能控制模塊具體包括：（1）車位監(jiān)測單元：通過光電傳感器檢測車庫各車位的使用狀態(tài)。（2）信息傳輸單元：用于聯(lián)結(jié)互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)車位信息數(shù)據(jù)上傳。

2.3 主要控制電路

電機(jī)選擇兩相四拍步進(jìn)電機(jī)57BYG250C，驅(qū)動器選擇HBS57全數(shù)字式閉環(huán)步進(jìn)驅(qū)動器，采用最新專用電機(jī)控制雙核DSP 芯片和應(yīng)用矢量型閉環(huán)控制算法，從而徹底克服了開環(huán)步進(jìn)電機(jī)丟步的問題，同時也能明顯提升電機(jī)的高速性能、降低電機(jī)的發(fā)熱程度和減小電機(jī)的高中低速振動，從而提升機(jī)器的加工速度和精度以及降低機(jī)器的能耗。此外，在電機(jī)連續(xù)過載時，驅(qū)動器會輸出報警信號，具有與交流伺服系統(tǒng)同樣的可靠性。

PLC選擇PLC224型號，該微型旋轉(zhuǎn)車庫有六個停車位，PLC實時讀取輸入口鍵盤信息，根據(jù)鍵盤輸入的庫位信息，進(jìn)行輸出操作。

停車取車工作原理：

（1）接通電源，車庫接收到車輛停放信息，自動運轉(zhuǎn)空車位到底部第一層，方便車輛入庫;若車庫識別到取車信息，讀取到取車的車輛信息后，車庫會自動將此車輛運轉(zhuǎn)到底部第一層，方便車輛的取出;

旋轉(zhuǎn)式立體車庫在旋轉(zhuǎn)工作時，采用光電傳感器檢測每個車位的位置，PLC根據(jù)檢測結(jié)果控制步進(jìn)電機(jī)運行，使某一車位轉(zhuǎn)到指定位置。采用閉環(huán)控制，能自動補(bǔ)償車位旋轉(zhuǎn)時的累計誤差，保證車位快速精準(zhǔn)定位。

（2）停車、取車的操作完成后，整個機(jī)構(gòu)運動狀態(tài)為靜止時，智能控制模塊會將車庫車輛的停放信息數(shù)據(jù)上傳云平臺，實現(xiàn)信息實時傳遞，其他駕駛?cè)藛T能通過手機(jī)APP及時了解該車庫資源的使用情況，是否有空車位等信息;

此外為了保證車庫的安裝方便，采用模塊式安裝，安裝順序為：先安裝一側(cè)立體框架，上傳動軸，從動齒輪，鏈條，下傳動軸，鏈條，再安裝另一側(cè)立體框架，太陽能頂棚，動力源，控制箱。

3 結(jié)論

旋轉(zhuǎn)式立體車庫廣泛使用在生活場景中各種需要建停車庫的地方，既節(jié)約了土地資源又更加智能化，具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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