一種中小型平面風(fēng)車式立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

余萬梓 車翠蓮 田娜 山東英才學(xué)院

前言

隨著社會(huì)的發(fā)展，城市汽車的數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)，造成城市道路的擁擠，傳統(tǒng)的停車方式占據(jù)道路資源并且提供的車位有限，造成停車難的問題，尤其是各種企業(yè)以及公司、商場(chǎng)急劇缺少停車位[1-4]。這種空間小，停車?yán)щy的情況急需更優(yōu)質(zhì)、安全性能好且成本低的立體車庫。中小型平面風(fēng)車式立體車庫能有效解決中小型停車?yán)щy的窘狀，這種車庫采用平面十字風(fēng)車式層層疊加方式進(jìn)行建造，占據(jù)空間少，執(zhí)行效率高，可以根據(jù)購(gòu)買方的需求設(shè)計(jì)車庫停車的數(shù)量，銷售價(jià)格低，一些剛處于萌芽、成長(zhǎng)的中小型企業(yè)也有足夠的能力購(gòu)買。對(duì)于同類的堆垛式立體車庫，中小型平面風(fēng)車式立體車庫在安全保障下既美觀，停車數(shù)量也美觀。此立體車庫可面向朝八晚五定向上班的中小型企業(yè)、商場(chǎng)、居民小區(qū)、學(xué)校。

1 車庫總體設(shè)計(jì)

平面風(fēng)車式立體車庫是利用電力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的一種小型裝置，最多可停放40輛小型車輛。車庫中間使用大圓柱鋼鐵立架，分內(nèi)環(huán)柱體和外環(huán)柱體，外環(huán)柱體承載車庫停止的重力和車庫運(yùn)動(dòng)所需的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)柱體中心有驅(qū)動(dòng)電機(jī)負(fù)責(zé)每層升降所需的動(dòng)力，每層有四個(gè)車位，呈十字形緊扣在外環(huán)柱體，車位采用層層疊加式構(gòu)造，每個(gè)車位可以旋轉(zhuǎn)45°后上下垂直升降。車庫整體簡(jiǎn)略模型如圖1所示。

圖1 車庫總體設(shè)計(jì)

圖2 層結(jié)構(gòu)

2 車庫部件設(shè)計(jì)

外環(huán)柱體直徑為4800mm，厚度為400mm,總直徑為5600mm；內(nèi)環(huán)柱體空心部分直徑為2000mm，厚度為200mm，總直徑為2400mm，環(huán)形托架旋轉(zhuǎn)裝置厚200mm,螺紋桿長(zhǎng)500mm；中心內(nèi)外環(huán)柱體總長(zhǎng)為15900mm(不包括嵌入地底下部分)，每層支架相差1900mm；支架上的車庫長(zhǎng)5000mm,寬2000mm,高1600mm，兩車庫之間距離為300mm，車庫厚50mm。

2.1 外環(huán)柱體設(shè)計(jì)

首先車庫采用平面十字風(fēng)車式層層疊加，立體車庫風(fēng)車中間使用大圓環(huán)柱體鋼鐵立架，分內(nèi)環(huán)外環(huán)，為能托起每層車庫，內(nèi)外環(huán)柱體鋼鐵深入地底保證強(qiáng)度足夠,外環(huán)柱體承托每層十字車庫，在車庫停止時(shí)車庫接近內(nèi)環(huán)柱體的那部分前端會(huì)扣在外環(huán)車庫的內(nèi)壁。內(nèi)環(huán)柱體外壁應(yīng)裝有環(huán)形托架旋轉(zhuǎn)裝置用于旋轉(zhuǎn)十字支架。如簡(jiǎn)略圖2，在進(jìn)行臨界載荷計(jì)算的前提下,采用足夠的安全系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并校驗(yàn)。

2.2 內(nèi)環(huán)柱體設(shè)計(jì)

內(nèi)環(huán)柱體為半實(shí)心半空心柱體，半空心柱體上盛放帶有升降車庫鏈條、油泵和電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)環(huán)形托架旋轉(zhuǎn)裝置升降從而實(shí)現(xiàn)車庫升降及實(shí)現(xiàn)車庫以PLC命令的自動(dòng)化電機(jī)。內(nèi)環(huán)柱體外壁有環(huán)形托架旋轉(zhuǎn)裝置，環(huán)形托架旋轉(zhuǎn)裝置每隔90°有螺紋柱體是在進(jìn)行停取車時(shí)與車庫內(nèi)帶彈簧螺紋柱體相接帶動(dòng)整層車庫上下運(yùn)動(dòng)。

2.3 車位支撐板設(shè)計(jì)

外環(huán)柱體主要在車庫停止時(shí)承載所有車庫重力，且外環(huán)柱體制造方面有三點(diǎn)，①每隔90°留下豎直間隙用于十字形車庫上下升降。②外環(huán)柱體分層，每層留下間隙便于十字形車庫旋轉(zhuǎn)，③外環(huán)柱體與內(nèi)壁上的托架嵌合好，保證每層車庫不脫離且能承受車庫裝車后的重力。外環(huán)柱體建造如簡(jiǎn)略圖3。

圖3 外環(huán)柱

圖4 載車結(jié)構(gòu)

3 載車結(jié)構(gòu)及停取車方案

每一層車庫有四個(gè)長(zhǎng)圓柱桿，長(zhǎng)圓柱桿分為內(nèi)外兩部分，內(nèi)部是帶有彈簧的可伸縮螺紋柱體，外部圓柱連接外環(huán)柱體內(nèi)壁車托形成支架，是緊固整個(gè)車庫使其在靜止時(shí)不發(fā)生變動(dòng)。每一層每隔90°有一個(gè)支架，每一層四個(gè)支架圍繞外環(huán)柱體內(nèi)壁對(duì)稱分布，為保證在運(yùn)動(dòng)時(shí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，取車時(shí)車輛所在的一層四個(gè)車庫帶彈簧柱體伸出，與環(huán)形托架旋轉(zhuǎn)裝置吻合相接形成統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，整層旋轉(zhuǎn)45°到運(yùn)行軌道，此層整體下降，取出車輛。停放車輛與此相同，此層停放滿之后，整層上升然后旋轉(zhuǎn)45°至所在位置，內(nèi)部帶彈簧的螺紋柱體縮回。車庫外部長(zhǎng)圓柱與外環(huán)柱體內(nèi)壁緊扣。如簡(jiǎn)略圖4

內(nèi)部帶彈簧的螺紋柱體的存在，可以讓車庫的每一層自由升降，不受影響，停取車方便快捷。停取車?yán)肞LC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，司機(jī)在存車之前，可在一定范圍內(nèi)，通過智能識(shí)別提醒，當(dāng)車輛行駛到車庫門前時(shí)，通過掃描車牌號(hào)就可以直接打開車輛所對(duì)應(yīng)的車庫的大門，車輛可以直接行駛進(jìn)入車庫，在車輛駛?cè)氲倪^程中，語音系統(tǒng)會(huì)提示車速以及車輛的安全位置，直到車輛完全駛?cè)氚踩恢?，語音系統(tǒng)直接提示司機(jī)停車完畢，即可下車，停車完畢司機(jī)在取車之前，直接通過PLC控制系統(tǒng)裝置，可以提示車庫取車的事件，使得車庫可以直接將自己的車輛調(diào)配到一樓合適的位置，方便自己取車，當(dāng)司機(jī)到達(dá)車庫安全距離之內(nèi)時(shí)，車庫自動(dòng)將進(jìn)入車庫的人員通道打開，方便司機(jī)進(jìn)入，即可開車離開車庫。取車完畢。

4 車庫運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)

每層十字車庫靠近內(nèi)環(huán)柱體端內(nèi)都有帶螺紋的可伸縮柱體，是在車庫若要進(jìn)行左右上下升降運(yùn)動(dòng)時(shí)與內(nèi)環(huán)柱體上環(huán)形托架旋轉(zhuǎn)裝置帶有螺紋的柱體連接進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。內(nèi)環(huán)柱體內(nèi)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接著環(huán)形托架運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)著每層車庫運(yùn)動(dòng)。環(huán)形托架旋轉(zhuǎn)裝置是帶動(dòng)整個(gè)車庫運(yùn)動(dòng)的載體，當(dāng)哪一層車庫要進(jìn)行車輛入庫出庫操作時(shí)，環(huán)形托架會(huì)運(yùn)動(dòng)到哪一層去連接十字車庫內(nèi)螺紋柱體兩兩緊扣，十字車庫外會(huì)收到來自PLC控制的命令收回扣在內(nèi)環(huán)壁上的支架從而使之運(yùn)動(dòng)。其余車庫則緊扣在外環(huán)柱體內(nèi)壁上。十字支架除內(nèi)部帶有螺紋柱體外其他采用實(shí)心鋼鐵保證能撐住雙排車輛，且可以在每層每雙排車庫下建立左右的實(shí)心自動(dòng)可伸縮鋼鐵支架托住整個(gè)車庫，保證必要的安全系數(shù)。

5 總結(jié)

中小型平面風(fēng)車式立體車庫主要由鋼結(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。垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫采用輕鋼結(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。對(duì)市面上堆垛式、圓柱式、摩天輪式立體車庫的比較分析，特化提升了立體車庫占空較小，停取車方便快捷，停車數(shù)量可以根據(jù)需求從而制造出所需的停車空間。車庫可以根據(jù)所需建造在室外室內(nèi)都行，車輛存取均為無拐彎的直行方式，不倒車，所以該型車庫的上車位尤其適合技術(shù)不太熟的新手停取車。產(chǎn)品為中小型企業(yè)、商場(chǎng)、部分學(xué)校使用。對(duì)于小型商場(chǎng)活動(dòng)地帶，可以設(shè)立立體車庫按每個(gè)停車位停車時(shí)間進(jìn)行收費(fèi)。也可以在商場(chǎng)周圍將每層的停車位賣給周圍無停車位的居民，按每年每月每日每個(gè)停車位收費(fèi)。