基于solidworks的智能立體停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)

姚海龍 李天翼 朱哲浩

摘 要：隨著我國(guó)城市化的進(jìn)程加快，人們的出行方式也不斷地發(fā)生變化，自行車(chē)，電動(dòng)自行車(chē)是人們的主要的出行方式，然而，在人口密集的，空間狹小的老舊小區(qū)電動(dòng)車(chē)，摩托車(chē)，自行車(chē)停車(chē)難的問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，而且電動(dòng)自行車(chē)，摩托車(chē)，自行車(chē)的安全還是停留在用戶(hù)車(chē)鎖的階段，失竊現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，老舊小區(qū)的電動(dòng)車(chē)由于需要充電，都集中在小區(qū)單元門(mén)口或者是一層窗口處引線充電，造成消防通道被堵，出行不便等問(wèn)題，而且存在著很大的火災(zāi)隱患。因此，如何在狹小的老舊小區(qū)經(jīng)過(guò)改造或者在已有空間充足的情況下，設(shè)計(jì)一種裝置最大化的利用已有的空間來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)，自行車(chē)，摩托車(chē)的有序停放并解決相應(yīng)的充電問(wèn)題，安全問(wèn)題顯得尤為重要。電動(dòng)自行車(chē)，摩托車(chē)的停放存在很多不穩(wěn)定因素，如：?jiǎn)螌油７疟容^占用空間;電動(dòng)自行車(chē)和摩托車(chē)重量較重，不方便固定;隨意停車(chē)，亂占消防通道，私建的鐵皮棚多被堆放易燃雜物，甚至四處私接、亂拉電線，存在著消防安全隱患;電動(dòng)自行車(chē)，摩托車(chē)的安全問(wèn)題;小區(qū)內(nèi)停車(chē)擁擠且相互干擾，易引發(fā)鄰里糾紛，從而影響到居民和諧。因此，本文所設(shè)計(jì)的裝置設(shè)立在老舊小區(qū)的矮層建筑上方，如自行車(chē)停車(chē)棚、小區(qū)公告欄等，旨在解決電動(dòng)自行車(chē)，摩托車(chē)的停放一系列的實(shí)際問(wèn)題。其主要為鋼架結(jié)構(gòu)，使用電機(jī)為裝置提供動(dòng)力，成本低廉，該裝置的使用方法簡(jiǎn)便，停車(chē)時(shí)使用者只需將車(chē)推上停車(chē)板，踩下鎖車(chē)裝置即可離開(kāi)，方便簡(jiǎn)單，采用鋼架結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)，便于更換部件，組裝便捷無(wú)需花費(fèi)太長(zhǎng)時(shí)間，且解決了老舊小區(qū)的電動(dòng)車(chē)停放對(duì)場(chǎng)地、安全、可充電的需求，因此本裝置的實(shí)用化的可能性很高。

關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計(jì); 有序停放; 出行方式

一.項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題

本文針對(duì)老舊小區(qū)場(chǎng)地特點(diǎn)和停放特點(diǎn)，旨在研發(fā)一種能夠保證電動(dòng)自行車(chē)，摩托車(chē)穩(wěn)定及安全并充分利用空間等多重功能的電動(dòng)自行車(chē)、摩托車(chē)停放裝置，隨著機(jī)械電子技術(shù)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量的提高、全自動(dòng)、可充電、存儲(chǔ)量大的新型停車(chē)裝置的需求也日益明顯，而這一裝置旨在有效地解決老舊老區(qū)電動(dòng)車(chē)停車(chē)難的一系列停車(chē)問(wèn)題。項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容是進(jìn)行該智能立體停車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)，主要分為四大部分：

（1）控制器：控制整體的運(yùn)行，程序儲(chǔ)存在其中。

（2）原動(dòng)機(jī)：原動(dòng)機(jī)為整體裝置提供動(dòng)力，主要由馬達(dá)組成。

（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)承載車(chē)輛，固定車(chē)輛。

（4）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)到達(dá)指定位置。

其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為由支撐架、固定裝置、充電裝置、升降裝置、空間存取裝置和控制部分六個(gè)部分組成。支撐架是由鋼材構(gòu)成在低矮樓面上起到支撐車(chē)輛和安全防護(hù)作用。固定裝置是裝在載車(chē)板里面，它是由固定踏板、解鎖裝置和具有柔性材料的固定擋板組成。當(dāng)車(chē)輛放到載車(chē)板上時(shí)，用腳踩固定踏板適當(dāng)調(diào)整電動(dòng)車(chē)固定擋板的松緊，當(dāng)電動(dòng)車(chē)穩(wěn)定即可。取車(chē)時(shí)腳踩解鎖裝置，下面的鋸齒狀的固定解除，彈簧將其拉開(kāi)固定擋板，取出車(chē)即可。充電裝置在載車(chē)板上，當(dāng)手動(dòng)插上充電插頭運(yùn)送到支撐架的固定位置與載車(chē)板上插頭接上后便通電。升降裝置是利用螺旋桿升降機(jī)構(gòu)將載車(chē)板從地面升到車(chē)架上，從車(chē)架降到地面實(shí)現(xiàn)存取車(chē)輛?？臻g存取裝置是將車(chē)輛從車(chē)架上利用叉車(chē)原理將載車(chē)板通過(guò)三維空間運(yùn)動(dòng)存、取到固定的支架位置。控制部分結(jié)合各個(gè)裝置，起到準(zhǔn)確存、取車(chē)的作用。

擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：本文的設(shè)計(jì)方向確立為縱向發(fā)展，將電動(dòng)車(chē)縱向 重疊起來(lái)停放，并且利用機(jī)電一體化，自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能充電，自動(dòng)化停、取車(chē)的功能。該立體智能電動(dòng)停車(chē)庫(kù)不同于現(xiàn)在的電動(dòng)車(chē)停車(chē)架，其采用立體的形式，可對(duì)空間更有效的利用，有效的解決老舊小區(qū)電動(dòng)車(chē)亂停放的問(wèn)題。

二.項(xiàng)目研究與實(shí)施的基礎(chǔ)條件

（1）虛擬樣機(jī)建立

針對(duì)每一功能，設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，并建立作品的三維虛擬樣機(jī)模型。虛擬樣機(jī)模型是利用SolidWorks機(jī)械建模軟件建立停車(chē)平臺(tái)模型，然后根據(jù)停車(chē)平臺(tái)來(lái)確定各個(gè)機(jī)構(gòu)的具體尺寸，完成不同零件之間的配合約束，建立立體停車(chē)場(chǎng)的裝配圖后初步確定整個(gè)停車(chē)架的尺寸，建立征集框架模型。在征集框架模性的基礎(chǔ)上，建立其他模塊，最終逐步完成作品的征集裝配體建立。

（2）控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

由于立體智能停車(chē)場(chǎng)需要定點(diǎn)到具體的車(chē)位，工作時(shí)對(duì)各模塊工作時(shí)序有嚴(yán)格要求，各個(gè)動(dòng)作需要較高執(zhí)行精度，而且需要實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的安全有保證，實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互功能，因此對(duì)該機(jī)械，軟件控制，系統(tǒng)功能提出較高的要求。我們采用基于物聯(lián)網(wǎng)的智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作。

（3）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊分別為整體支撐模塊、夾車(chē)固定模塊、升降模塊、車(chē)輛存取模塊，四大模塊相互配合，完成對(duì)電動(dòng)車(chē)的停車(chē)、取車(chē)的過(guò)程。支撐架建立在低矮的建筑物上方，其上方有兩層，主要作用是支撐電動(dòng)車(chē)。夾車(chē)固定模塊功能為當(dāng)有電動(dòng)車(chē)停車(chē)時(shí)，便可將電動(dòng)車(chē)固定在板面上，防止電動(dòng)車(chē)在存、取的時(shí)晃動(dòng)或者偏倒發(fā)生危險(xiǎn)。

升降模塊功能是當(dāng)電動(dòng)車(chē)在固定板上夾緊后，通過(guò)升降模塊將電動(dòng)車(chē)從地面運(yùn)送到低矮建筑物頂面。當(dāng)要取車(chē)時(shí)電動(dòng)車(chē)從車(chē)架上取下，通過(guò)升降模塊從建筑物頂面運(yùn)送到地面方便取車(chē)。 存取模塊是通過(guò)空間三維運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確的將電動(dòng)車(chē)存、取到相應(yīng)的車(chē)架上或者是升降裝置上。

三、項(xiàng)目實(shí)施方案

經(jīng)過(guò)小組成員的仔細(xì)分析研究之后，設(shè)計(jì)思路選定為是在原有小區(qū)已有矮層建筑的上方，例如：老舊小區(qū)自行車(chē)棚，公告棚上方或者是已有空地，例如小汽車(chē)停車(chē)位、公共空閑活動(dòng)區(qū)域等，只占用較小的地面空間來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)自行車(chē)的有序停放，通過(guò)搭建空中鋼架結(jié)構(gòu)并分層分間將電動(dòng)車(chē)放置每個(gè)隔間中，并利用取車(chē)架的橫向、縱向、豎向移動(dòng)來(lái)取出或者停放至相應(yīng)的停車(chē)位。此外我們還將設(shè)計(jì)相應(yīng)的停車(chē)板，在停車(chē)板上面設(shè)計(jì)電動(dòng)自行車(chē)、摩托車(chē)的夾持裝置和電動(dòng)自行車(chē)的充電裝置。最后構(gòu)建相應(yīng)的軟件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)停車(chē)、取車(chē)、充電、安全警報(bào)等一系列功能， 從而解決老舊小區(qū)電動(dòng)車(chē)停放的一系列的問(wèn)題。

四、結(jié)論

目前已根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)出實(shí)物，并按照上述項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果取得良好成績(jī)，達(dá)到了預(yù)期效果。能夠有效的節(jié)約空間，方便了人們的生活，并且市場(chǎng)應(yīng)用廣泛。

參考文獻(xiàn)：

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[3]智能停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)關(guān)鍵模塊研究與設(shè)計(jì)[D]. 葛紅豆.南京理工大學(xué) 2017

作者簡(jiǎn)介：

姚海龍，男，漢族，籍貫：江蘇鹽城，出生：2000-2-23，機(jī)電工程學(xué)院，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化

李天翼，男，漢族，籍貫：湖北十堰，出生：1999-10-2，機(jī)電工程學(xué)院，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化

朱哲浩，男，漢族，籍貫：浙江嘉興，出生：2000-7-31，機(jī)電工程學(xué)院，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化

*項(xiàng)目名稱(chēng)：基于solidworks的智能立體停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì) 項(xiàng)目編號(hào)：S202011798002

經(jīng)費(fèi)預(yù)算? ?項(xiàng)目資金支出：1.5萬(wàn)元

（1） 設(shè)備購(gòu)置物：5000元

（2） 材料費(fèi)：3000元

（3） 加工費(fèi)：1000元

項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)來(lái)源于《基于solidworks的智能停車(chē)場(chǎng)項(xiàng)目》

（武漢東湖學(xué)院? ?湖北? ?武漢? ?430212）