一種升降橫移式全自動(dòng)停取車裝置的設(shè)計(jì)

欒 飛 桓 源 馬 軍 李富康

(1.陜西科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 陜西 西安 710021；2.陜西農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究院 陜西 西安 710021；3.長(zhǎng)安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院 陜西 西安 710064)

一、引言

目前地面停車場(chǎng)普遍存在空間利用率不高，進(jìn)而車位價(jià)也是一漲再漲，甚至出現(xiàn)了車位難求的狀況。本著“安全可靠、高效、便利、環(huán)?！钡睦砟睿O(shè)計(jì)一種升降橫移式自動(dòng)停取車裝置以緩解當(dāng)前停車難問題。

該裝置適合于市場(chǎng)上所有的小型家用汽車，同時(shí)設(shè)計(jì)了可充電裝置，可以滿足電動(dòng)汽車對(duì)于充電的需求，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和安裝難度低，可以根據(jù)場(chǎng)地情況，有效利用空間資源。

二、總體方案設(shè)計(jì)

該裝置可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)停取車，如某車庫設(shè)計(jì)規(guī)格為四層八車位，最底層為車主自主停車，如圖圖1所示。該停取車裝置主要由載車板、伸出板、托車板、液壓裝置、曲柄連桿、夾持裝置以及繩索牽引裝置組成，位于取車口的操作面板會(huì)實(shí)時(shí)的顯示停車情況，用戶可根據(jù)自己的意愿選擇某一停車位，完成停車。

圖1 總體設(shè)計(jì)方案圖

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(一)升降井頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖2所示，當(dāng)升降梯下降時(shí)，鋼絲繩通過摩擦力使棘輪9逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)中心輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得發(fā)電機(jī)7發(fā)電，將電能儲(chǔ)存于蓄電池8；電梯上升時(shí)，由于棘輪特性，中心輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)7停止發(fā)電。

圖2 升降井頂模型圖

(二)載車板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖3中，當(dāng)螺桿順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺母前進(jìn)或后退從而使得擋板打開或合起。同時(shí)，夾持機(jī)構(gòu)夾持板11夾住，夾持機(jī)構(gòu)移動(dòng)從而帶動(dòng)載車板移動(dòng)。電機(jī)通過齒輪連接從而帶動(dòng)螺桿13轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖3 載車板模型圖

四、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采用西門子公司的S7-200型PLC可編程控制器完成升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確保車庫的各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠準(zhǔn)確無誤完成所要求的動(dòng)作，并對(duì)車庫現(xiàn)場(chǎng)的工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，把監(jiān)控信息反饋至上位機(jī)控制軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。

五、車庫工作原理

本文升降橫移式立體車庫主要通過三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)來完成停取車作業(yè)。

(1)上下移動(dòng)：通過位于車庫頂部電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滑輪組控制繩索的收放，來實(shí)現(xiàn)載車板的上下移動(dòng)。所用滑輪組如圖4所示，前后共設(shè)計(jì)有兩組定滑輪，電機(jī)帶動(dòng)兩組滑輪實(shí)現(xiàn)繩索的同步收放，然后通過載車板上的動(dòng)滑輪使載車板可完成上下的移動(dòng)。

圖4 升降梯滑輪組

(2)前后移動(dòng)：圖5中，位于載車板下方液壓裝置的運(yùn)動(dòng)可使載車板以及其上方的托車板共同實(shí)現(xiàn)伸出與縮回。導(dǎo)軌用于支撐伸出板，同時(shí)起導(dǎo)向作用。

圖5 伸縮板結(jié)構(gòu)模型圖

(3)左右移動(dòng)：圖6中，當(dāng)載車板帶著托車板到達(dá)相應(yīng)高度以后，電機(jī)驅(qū)動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)完成夾持動(dòng)作，然后通過控制夾持裝置的左右移動(dòng)使得托車板回到原位。

圖6 夾持結(jié)構(gòu)模型圖

六、車庫特點(diǎn)分析

(1)設(shè)備頂層設(shè)計(jì)的太陽能發(fā)電裝置一定程度上為設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)提供電能，而且高層取車放繩索期間，繩索帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能，并儲(chǔ)存于蓄電池內(nèi)，用于后續(xù)汽車的充電和設(shè)備的日常運(yùn)行。

(2)安全裝置：位于載車板下的曲柄連桿機(jī)構(gòu)可將載車板固定于已選停車位的高度，使得之后載車板的水平運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性；當(dāng)載車板進(jìn)行停車作業(yè)時(shí)，位于軌道兩側(cè)的電磁自鎖裝置彈開，可對(duì)滾輪起到阻擋作用從而使托車板可以固定于該位置。

(3)該停車裝置不局限于小型家用汽車的存放，也可用于其他小型機(jī)械產(chǎn)品的存放，該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于安裝，可根據(jù)場(chǎng)地和車位數(shù)量的具體要求，進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)與施工。

七、結(jié)束語

該裝置主要為中小型汽車提供存取車服務(wù)，其可設(shè)置于人員密集的住宅小區(qū)，也可設(shè)置于商業(yè)區(qū)、辦公區(qū)等人流量大場(chǎng)所，以有效解決這類區(qū)域停車難的問題。具體建設(shè)時(shí)，可以根據(jù)場(chǎng)地的面積和停車位數(shù)量的實(shí)際情況，進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，在滿足停車需要的同時(shí)，可以最大限度地利用有限的土地資源。