機(jī)械式立體車庫的研究

謝龍魁

（廈門安防科技職業(yè)學(xué)院，福建廈門 361102）

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的逐漸提高，擁有私家車的家庭越來越多，對停車設(shè)施的需求也逐年增加，如何充分利用現(xiàn)有的面積停放更多的車輛成為急需解決的難題。最常見的地下停車場雖然能夠解決部分停車難題，但是占地面積大，容易造成擁堵，出現(xiàn)交通混亂現(xiàn)象，并且所有車主需要自己停取車輛，這樣也造成車主時間浪費(fèi)。于是機(jī)械式立體車庫就應(yīng)運(yùn)而生。

1 研究內(nèi)容

一種小型立體停車庫，主要具有立框架和存取機(jī)構(gòu)兩大部分。立框架具有至少一層且呈懸空的車位層，每車位層具有并排的若干車位。當(dāng)然車位層可以設(shè)計兩層甚至多層，為了從實用方面考慮，以設(shè)計一層或者兩層為佳。存取機(jī)構(gòu)根據(jù)車位層同時分別管控各自的車位層。

立框架可以由鋼管或者鋼筋水泥簡單橫縱搭建出若干車位。每車位均具有平面支撐部，該平面支撐部可以為板狀支撐平面，只要能夠形成支撐活動載車板即可。當(dāng)然平面支撐部以不完全覆蓋整個車位平面空間為佳，以此為夾板部提供讓位空間，每車位均配置有一對應(yīng)的活動載車板。

存取機(jī)構(gòu)包括有橫軌道、移動小車及夾板單元。設(shè)定車進(jìn)出車位的方向為前后方向。橫軌道呈前后延伸設(shè)于立框架上方，移動小車活動架設(shè)于橫軌道上。該橫軌道橫截面呈倒梯形狀凹槽，移動小車移動輪的輪面呈對應(yīng)的梯形狀結(jié)構(gòu)，借助梯形結(jié)構(gòu)配合，以加強(qiáng)移動小車移動的精準(zhǔn)、平穩(wěn)性。夾板單元連設(shè)于移動小車下方，并且該夾板單元具有可作升降的夾板部。具體而言，夾板單元具有連接部，該連接部與移動小車連接，夾板部可升降地連接在連接部的下方。

移動小車靠近前端設(shè)有第一輪，靠近后端前后依次設(shè)有第二輪和第三輪。橫軌道上的對應(yīng)靠近車位前、后端的正上方分別設(shè)有第一弧形沉位和第二弧形沉位，該第二弧形沉位靠近橫軌道的后端部設(shè)置，當(dāng)?shù)诙喌闹行囊浦恋诙⌒纬廖坏那岸它c處時，第三輪的中心至少已處于橫軌道后端部處并即將移出橫軌道，以此實現(xiàn)第二輪能夠沉陷于第二弧形沉位的作用。

該第一弧形沉位與第二弧形沉位的中心間距，為第一輪與第二輪間的中心間距。當(dāng)移動小車處于前端位置，由于有第一輪、第二輪和第三輪3 個輪體支撐，移動小車往后移動中，第三輪越過第一弧形沉位和第二弧形沉位，以及第二輪越過第一弧形沉位的過程中，第三輪和第二輪均不會沉陷于沉位內(nèi)，均能夠平穩(wěn)地跨越沉位，移動小車始終作平穩(wěn)地移動。隨著移動小車?yán)^續(xù)后移，當(dāng)?shù)诙喛拷诙⌒纬廖坏那岸它c時，第三輪伸出橫軌道而處于懸空狀態(tài)，此時隨著繼續(xù)后移，第一輪、第二輪分別同步適緩沉陷于第一弧形沉位和第二弧形沉位內(nèi)，此時移動小車后移到位。

當(dāng)?shù)谝惠喅料萦诘谝换⌒纬廖粌?nèi)時，第二輪對應(yīng)沉陷于第二弧形沉位內(nèi)，此時整個移動小車及夾板單元處于下沉狀態(tài)，對應(yīng)夾板部上夾持的活動載車板恰好對位于相應(yīng)的車位上，并且活動載車板恰好緊貼于車位的平面支撐部上，活動載車板轉(zhuǎn)而由平面支撐部支撐。反之，在其他任何位置，即當(dāng)?shù)谝惠單闯料萦诘谝换⌒纬廖粌?nèi)，此時整個移動小車及夾板單元始終處于抬高狀態(tài)，活動載車板與平面支撐部間留有適當(dāng)間距。

2 工作原理

立體停車庫存取車過程原理：以存車為例，活動載車板置于地面上由夾板單元夾持，汽車駛?cè)牖顒虞d車板上定位后，由夾板單元工作帶動活動載車板上升到設(shè)置的固定高度，之后移動小車沿橫軌道往后移動，移動小車在還未后移到位前，移動小車及夾板單元始終處于抬高狀態(tài)，活動載車板可以順利地從平面支撐部上方錯過進(jìn)入車位上方；之后隨著移動小車移動到位過程中，活動載車板適緩下沉并恰好對位緊貼于車位的平面支撐部上，至此完成存車過程，汽車始終由相應(yīng)車位的活動載車板支撐，活動載車板無需分為先作提升、移入對位、再放下的3 個過程，而是采用邊移邊沉降過程，動作簡潔高效，不僅確保過程平穩(wěn)特性，同時還提升存車效率。

移動小車設(shè)有小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)，由該小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動移動小車沿橫軌道來回移動。該小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以有多種形式，小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)為液壓氣缸機(jī)構(gòu)，由液壓氣缸活塞伸縮動作來帶動移動小車來回移動。本文給出另一種較佳實施例，包括有電機(jī)、主輪、第一輔輪、第二輔輪及調(diào)節(jié)桿。各部件可均設(shè)在橫架上，該橫架可以固定設(shè)于橫軌道的下方。主輪安裝在電機(jī)的輸出軸上；主輪與第一輔輪的轉(zhuǎn)軸間采用第一鏈條傳動鏈接。

電機(jī)驅(qū)動主輪轉(zhuǎn)動，主輪經(jīng)由第一鏈條帶動第一輔輪轉(zhuǎn)動，至此第二輔輪及第二鏈條隨之同步轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的第二鏈條帶動調(diào)節(jié)桿的一端隨之繞第二鏈條的軌跡轉(zhuǎn)動，最終經(jīng)由調(diào)節(jié)桿帶動移動小車沿橫軌道來回移動。調(diào)節(jié)桿的一端的行走軌跡為對應(yīng)第二鏈條的閉環(huán)軌跡，可以依次分為第一上弧段、上平行段、第二上弧段、第二下弧段、下平行段、第一下弧段，在同等驅(qū)動力情況下，調(diào)節(jié)桿一端的前后移動速率對應(yīng)依次為先平緩、快速、平緩、平緩、快速、平緩。

小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)的工作原理與移動小車的工作過程是相匹配的，是達(dá)到最優(yōu)效果不可分割的組合形式。不管移動小車前移還是后移過程中，小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)的緩—快—緩特性與橫軌道的結(jié)構(gòu)設(shè)計相對應(yīng)，后端的平緩為第二輪沉入或者移出第二弧形沉位，以及第一輪沉入或者移出第一弧形沉位提供極有利保障，前端的平緩為第二輪、跨過第一弧形沉位提供極有利保障。立體車庫側(cè)視圖如圖1 所示，立體車庫立框架、小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及夾板單元二齒排與二齒輪配合如圖2 所示。

圖1 立體車庫側(cè)面

圖2 立框架和小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及二齒排與二齒輪

3 結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

（1）機(jī)械式立體停車庫結(jié)構(gòu)簡潔緊湊，只需建設(shè)一簡潔的立框架，每個車位只需搭建簡易的平面支撐部以及配置簡潔的活動載車板即可；另外配置一存取機(jī)構(gòu)，即可對整個車位層的多個車位進(jìn)行簡潔又快速地存取車操作，搭建簡單快速、成本低。

（2）機(jī)械式立體停車庫，一車位配置一活動載車板，一車輛不管在存車還是取出過程中，車輛始終只安置在對應(yīng)車位的對應(yīng)活動載車板上，無需作任何移位，以此確保車輛的穩(wěn)定安全，并且保證存取車的效率。

（3）機(jī)械式立體停車庫存取機(jī)構(gòu)設(shè)計巧妙，在承載活動載車板移入或者移出車位過程中，直接準(zhǔn)確、無摩擦、無振動、定位、平穩(wěn)地導(dǎo)入，整個過程巧妙、精準(zhǔn)又快速。

（4）機(jī)械式立體停車庫的小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)，采用的是調(diào)節(jié)桿和鏈輪的配合模式，能夠?qū)崿F(xiàn)移動初始到結(jié)束為較緩慢—快速—較緩慢地移動過程，以此在充分保證存取過程中整個機(jī)構(gòu)及車輛平穩(wěn)性的同時，盡可能地提高速度，以此來提高存取效率。

3.2 展望

隨著社會的不斷進(jìn)步，大城市人口越來越集中，每個家庭的經(jīng)濟(jì)水平逐年提高，買車的家庭越來越多，停車的車位越發(fā)緊張，機(jī)械式立體車庫會發(fā)揮出越來越巨大的作用。在建設(shè)高素質(zhì)高顏值現(xiàn)代化國際化大城市和土地資源有限的雙重挑戰(zhàn)下，使用機(jī)械式立體車庫是明智、正確的選擇，機(jī)械式立體車庫將有廣闊的發(fā)展空間。