基于TRIZ理論的小區(qū)無避讓停車裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的生活水平有了很大的提高，汽車作為一種代步工具已經(jīng)進(jìn)入了每家每戶，有的家庭甚至有多輛汽車，由于前期規(guī)劃不足，很多舊小區(qū)沒有規(guī)劃足夠數(shù)量的停車庫，導(dǎo)致車輛過于堆積在過道兩側(cè)，很不利于出行，堵車的事情時有發(fā)生。如何去解決這個難題成為了當(dāng)前的熱點(diǎn)，不少研究者和企業(yè)針對這種情況做了大量研究，也研發(fā)出了很多類型的立體停車庫

。目前我國立體車庫主要有升降橫移式、簡易升降式、巷道堆垛式、垂直循環(huán)式等，具體如圖1所示。

其中升降橫移式、巷道堆垛式、垂直循環(huán)式立體停車庫占地面積大、開發(fā)周期長，而且價格比較昂貴，多數(shù)用在商場或者辦公中心，不適合小區(qū)居民使用；簡易升降式立體車庫雖然適合小區(qū)家庭使用，但是從目前小區(qū)規(guī)劃的停車位尺寸來分析，車位與車位之間的間距比較窄，具體如圖2所示，車道兩邊為兩排車位，車位后邊靠著墻體，車位前面正對著道路另一側(cè)的車位

。

如果按照簡易升降式立體車庫設(shè)計(jì)的停車入庫流程，具體如圖3所示，會出現(xiàn)以下幾個問題，第一，停車時，上層車位停車時，下層車位必須拉空，不然會干涉，取車時，下層車位必須先取，然后再取上層車位；第二，升降機(jī)構(gòu)為單側(cè)提升，對電機(jī)的要求比較高，能耗高；第三，對停車技術(shù)要求比較高，停車時需要倒車至停車板，操作復(fù)雜耗時。因此，利用TRIZ創(chuàng)新理論和矛盾矩陣，設(shè)計(jì)出一種適合小區(qū)居民使用的無避讓立體停車庫，實(shí)現(xiàn)在上下層車位進(jìn)行存車、取車時互不干涉，左右車位存取車時相互不影響，以及存車、取車過程操作簡單和節(jié)能環(huán)保有一定的必要性

。

1 TRIZ理論

TRIZ理論是根里奇·阿奇舒勒在1946年根據(jù)各個學(xué)科和領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)明作品中總結(jié)出來的，可以用于解決一般產(chǎn)品創(chuàng)新問題的解決方法理論體系，通過對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行功能分析，發(fā)現(xiàn)其中的矛盾問題，進(jìn)而把發(fā)現(xiàn)的矛盾問題轉(zhuǎn)換為TRIZ理論體系中的技術(shù)沖突，再利用TRIZ理論中的通用工程參數(shù)對技術(shù)沖突的相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行描述，查詢阿奇舒勒矛盾矩陣表，找出供選擇的創(chuàng)新發(fā)明原則對問題進(jìn)行求解

。TRIZ解決技術(shù)沖突的流程，如圖4所示。

而拉弧式螺柱焊焊接通過變壓器/整流器降壓后直接放電。由于不需要預(yù)充電，電能可以源源不斷地釋放，所以焊接時間長短可以控制，根據(jù)設(shè)備功率不同，可焊接直徑3-25mm的螺柱。

2 小區(qū)無避讓停車裝置的方案設(shè)計(jì)

2.1 小區(qū)無避讓停車裝置停車過程分析

旋轉(zhuǎn)式立體車庫在進(jìn)行上層車位停車入庫時候需要提升載車板和汽車至固定高度，在車輛出庫的時候需要下降載車板和車輛至地面，因此采用步進(jìn)電機(jī)帶動升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行載車板的上升和下降，但是由于載車板和車輛的負(fù)載過大，在存車入庫的時候，需要非常大的拉力才能實(shí)現(xiàn)載車板的上升，這對電機(jī)的選型要求和成本的投入都很高，而且耗時耗力，為了解決這個問題，采用TRIZ理論的阿奇舒勒矛盾矩陣進(jìn)行分析，以升降機(jī)構(gòu)的力為改善因素，升降機(jī)構(gòu)的速度為惡化因素。查詢阿奇舒勒矛盾矩陣得到的推薦發(fā)明原理如下表2所示。

在此基礎(chǔ)上給予統(tǒng)治者思維和行為上的引導(dǎo)，也就是“處下” “居后”，以此來達(dá)到規(guī)避或消解危機(jī)的理想狀態(tài)。 例如：

2.2 旋轉(zhuǎn)立柱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

經(jīng)過查詢矛盾矩陣得到可供選擇的發(fā)明原理有：12(等勢)，17(空間維數(shù)變化)，24(借助中介物)，28(機(jī)械系統(tǒng)替代)。選取發(fā)明原理17(空間維數(shù)變化)，從中得到啟示，由普通直齒圓柱齒輪傳動方式的二維空間向由錐行齒輪傳動方式的三維空間轉(zhuǎn)變，改用錐形齒輪傳動能很好的解決載車板載車時負(fù)載過大的問題，且旋轉(zhuǎn)過程更加平穩(wěn)，使用壽命長。旋轉(zhuǎn)立柱機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)方案如圖6所示。

2）硼肥。 基肥可畝施硼肥 150～250 g，每 2～3年施1次；噴施可在花期和幼果期用0.3%硼砂，促進(jìn)花粉管延伸，以利于授粉受精，促進(jìn)幼果對鈣的吸收。

在旋轉(zhuǎn)立柱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過程中，旋轉(zhuǎn)式立體車庫在進(jìn)行上層車位停車入庫時候需要旋轉(zhuǎn)載車板，因此采用步進(jìn)電機(jī)帶動齒輪傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行載車板的旋轉(zhuǎn)，普通直齒圓柱齒輪傳動具有傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單，精度比較高，但是如果載車板上面有車時候，負(fù)載壓力非常大，普通直齒圓柱齒輪在傳動過程中會由于負(fù)載過大而產(chǎn)生振動和噪音，影響齒輪的壽命，為了解決這個問題，采用TRIZ理論的阿奇舒勒矛盾矩陣進(jìn)行分析，以普通直齒圓柱齒輪的負(fù)載為改善因素，齒輪配合方式復(fù)雜性為惡化因素。查詢阿奇舒勒矛盾矩陣得到的推薦發(fā)明原理如下表1所示。

2.3 升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

要實(shí)現(xiàn)在上下層車位存車、取車時互不干涉，左右車位存取車時相互不影響，以及存車、取車過程操作簡單和節(jié)能環(huán)保需要在簡易升降式立體車庫的基礎(chǔ)上，分析其中存在的矛盾問題，利用TRIZ理論矛盾沖突矩陣找到相應(yīng)的創(chuàng)新原理進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，解決2個問題，第一是是上下層車位停車干涉問題，只能先停上層車位再停下層車位，取車時候只能先取下層車位的車再取上層車位的車；第二個問題是停車過程比較復(fù)雜，需要倒車至載車板，且單側(cè)垂直提升，能耗高。關(guān)于上下層車位停車干涉問題，可以考慮將載車板垂直升降式改成旋轉(zhuǎn)式，上層車位停車入庫流程如圖5所示，當(dāng)來車時，如A所示，上層車位載車板移動至最外側(cè)并逆時針旋轉(zhuǎn)90度，下降至地面，駕駛員停車至載車板，如B所示，接著載車板上升至固定高度并順時針旋轉(zhuǎn)90度，如圖C所示，最后載車板平移至最開始位置。這種旋轉(zhuǎn)式方式可以有效的避免上下停車位的停車干涉，而且操作簡便，不需要倒車至載車板，只需要垂直開至載車板即可，這對于新手司機(jī)尤為適用。要想實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式無避讓停車方式，需要解決旋轉(zhuǎn)立柱機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)這兩個關(guān)鍵點(diǎn)的設(shè)計(jì)。

經(jīng)過查詢矛盾矩陣得到可供選擇的發(fā)明原理有：12(等勢)，13(反向作用)，15(動態(tài)特性)，28(機(jī)械系統(tǒng)替代)。選取發(fā)明原理12(等勢)，從中得到啟示，由于該升降機(jī)構(gòu)提升的載荷較大，而且傳送跨距比較遠(yuǎn)，要求的提升精度也比較高，這樣會大幅度增加停車裝置的成本，基于這種情況，可以參考電梯的平衡配重原理，通過平衡配重自身的重量，在上升和下降過程中可以減少電機(jī)的輸出載荷，降低升降機(jī)構(gòu)對驅(qū)動電機(jī)的要求，從而解決了對電機(jī)的選型高要求和成本的高投入，且升降速度能得到很大幅度的提升。升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)具體設(shè)計(jì)方案如圖7所示。

3 總體方案設(shè)計(jì)

通過總結(jié)前面所述的旋轉(zhuǎn)立柱機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，使用CAD軟件設(shè)計(jì)整個無避讓停車裝置的結(jié)構(gòu)方案，具體如圖8所示。該裝置主要由旋轉(zhuǎn)立柱機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、載車板、軌道、步進(jìn)電機(jī)等部分組成。

4 結(jié)束語

根據(jù)小區(qū)停車位的現(xiàn)實(shí)狀況，使用TRIZ理論對簡易式升降立體車庫進(jìn)行分析，并找出存在的矛盾，通過查閱阿奇舒勒矛盾矩陣，將矛盾轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)沖突，并找出根據(jù)40條創(chuàng)新發(fā)明原理找出符合要求的創(chuàng)新發(fā)明原理對簡易式升降立體車庫進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一種適合小區(qū)居民使用的無避讓立體停車庫，實(shí)現(xiàn)在上下層車位進(jìn)行存車、取車時互不干涉，左右車位存取車時相互不影響，以及存車、取車過程操作簡單和節(jié)能環(huán)保。

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