旋轉式立體車庫論文

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旋轉式立體車庫論文

旋轉式立體車庫

旋轉式立體車庫論文

摘要

立體車庫是專門實現各種車輛的自動停放及科學寄存的倉儲設施。隨著城市汽車保有量的不斷增加，停車難問題己經成為大中型城市的一個普遍現象。機械式立體車庫可充分利用上地資源，發揮空間優勢，最大限度地停放車輛，成為解決城市靜態交通問題的重要途徑。

隨著我國城市經濟和汽車工業的迅速發展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對應的是城市停車狀況的尷尬。以北京市為例，截止2006年底，市區僅有公共停車場827處，共計車位5.6萬個，僅占市區機動車擁有量的8.5％，停車環境與城市規劃的矛盾十分突出。上海的情況也讓人無法樂觀，僅有的227個地下車庫使用面積不足60萬平方米，只能滿足1.3萬輛機動車停放的要求，路邊停車漸呈泛濫之勢，比例高達64％，而且還有繼續上升之勢。據建設部城市交通工程技術中心對全國15個大城市停車現狀的調查，城市機動車保有量與停車位之比平均為4.84：1，這一比值對于渴望“車者有其位”的車主來說，形式不容樂觀。停車難產生最主要的原因是城市建設規劃上的準備不足。上世紀80年代初期，北京市權威部門對2000年北京汽車發展數的預測僅僅是70萬－80萬輛，而事實上到新世紀鐘聲敲響之前，北京市汽車總量則足足比預期多了100萬輛，其中私人小客車的數量就高達45萬輛。面對迅速發展的城市車流，停車設施建設的落后也就不足為奇。據建設部停車技術開發推廣中心介紹，北京市停車設施的“欠賬”最保守估計應為20－30％。

停車問題是城市在發展過程中出現的靜態交通（車輛停放狀態）問題，靜態交通是相對于動態交通（車輛行駛狀態）而存在的一種交通形態，二者相互聯系，互相影響，停車設施是城市靜態交通的主要內容，隨著城市的不斷發展，各種車輛的不斷增加，對停車設施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會出現停車難的一系列問題。數據顯示，最近幾年我國城市機動車輛平均增長速度在15%-20%，而同時期城市停車基礎設施的平均增長速度只有2%-3%，特別是大城市的機動車擁有量的增長速度遠遠超過停車基礎設施的增長速度，因此，我們必須重視城市停車難的問題，并積極探求解決的措施。

專家們指出，解決城市靜態交通問題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過政策法規，限制路面停車，提高停車場利用效率，使部分車主更愿意改乘公共交通工具，以減少機動車對停車場的需求。而硬措施，主要包括增建停車場，建設地下及立體停車場、利用其它空間滿足停車需求。而無論采取什么措施，在規劃后再收拾殘局，于局限內彌補不足，政府和管理部門所需投入得精力和資

金都不小。

隨著人類社會的不斷進步和科學技術的發展，人類的生產、生活方式趨于集中，城市的規模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，于是出現了要利用空間的理念，城市中開始建設立體建筑、立體交通和立體停車。作為現代大都市的標志，城市中心商住區高樓大廈林立，社區道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網，汽車的住宅--停車場也有了長足的發展，由平面停車向立體停車，由簡單的機械車庫向計算機管理高度自動化的現代立體停車演變，成為具有較強的實用性、觀賞性和適合城市環境的建筑。伴隨著汽車進入家庭，城市動態、靜態交通管理制度的不斷完善和人們對居住環境要求的提高，給停車產業提供了前所未有發展機遇，停車產業市場前景廣闊。

作為現代大都市的標志，立體建筑和立體交通都有了顯著發展，道路擁擠、車滿為患已成為當今快節奏社會中的最不和諧之音，發展立體停車已成為人們的共識。目前我國經濟正處在高速發展時期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進入家庭的步伐正在加快，停車產業市場前景廣闊。機械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實施，是解決城市停車難最有效的手段也是停車產業發展的必由之路。當前，我國許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發展機械式立體停車產業。機械車庫與傳統的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優越性。首先，機械車庫具有突出的節地優勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據40平方米的面積，而如果采用雙層機械車庫，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節省有限的土地資源，并節省土建開發成本。

機械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內或車不停準位置，由電子控制的整個設備便不會運轉。應該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。

在地下車庫中采用機械存車，還可以免除采暖通風設施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機械車庫一般不做成套系統，而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發揮其用地少、可化整為零的優勢，在住宅區的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設立機械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區解決停車難的問題提供了方便條件。

近年來，隨著經濟的發展，我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車數量的不斷增加。截至2003年底，我國個人汽車保有量為12427672輛。其中，個人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛，增長率為42.7%，但與此同時，汽車停車場地的增長卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數量的比例嚴重失調，由此帶來停車難、違章停車、停車管理

困難等一系列問題。當以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時，采用機械式立體停車設備是一個非常有效的措施。機械式立體停車設備又名立體車庫，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個有效手段。國家計委已明確機械式立體停車設備及城市立體停車場為國家重點支持的產業，1998年1月1日起執行的《國家計委6號令》把機械式停車序和立體停車場列入“國家重點鼓勵發展的產業、產品和技術日錄”，國家海關總署對機械式停車產品規定“國內投資項目給予免征進口稅”、上述措施為我國立體車庫產業的成長提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機會。可以預見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。

早在50多年前，立體停車就在國外有所發展，先后出現了針對家庭使用的雙層停車設備；利用住宅空地建起2-4層升降橫移停車設備；適合城市中心商住區使用的停車樓和停車塔；利用廣場、建筑物下面的空間建設地下車庫。自70年代末起，世界經濟高速發展，汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國家、地區和一些發達國家積極開展了機械式停車技術的研究開發和制造應用。以日本、美國、德國等為代表的發達國家在停車技術領域的研究處于世界領先水平，韓國和我國的港、澳、臺地區的停車業也通過引進--移植制造，得到了蓬勃發展，較好地解決了本地區的停車難，并開始向外輸出技術和出口產品。

國外高容量的立體車庫

目前世界停車產業正向多元化發展，其停車技術幾乎包含了當今機械、電子、液壓、光學、磁控和計算機技術等領域的所有成熟先進技術。機械方面，應用了許多新材料、新工藝。設備結構采用模塊化設計，便于組合使用，易于安裝拆卸。

鋼結構選用新型優質鋼材，既提高了設備的強度和剛度，又使設備輕巧美觀，載車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝，美觀、強韌、耐用。控制技術方面，廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調速閉環控制技術，使運行高速平穩，節省電力，振動和噪音也趨于最小。控制形式有，按鈕式、鎖匙式、IC卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機械式行程開關、磁性接近開關、光敏感應開關等，安全保護裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導和定位、汽車尺寸和重量自動識別、限速保護與多重機構互鎖、停車泊位自動跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報警和彈性變形自動補償、汽車圖象攝影對比安全檢測、自動消防滅火系統等。

日本是最早應用機械式車庫的國家之一，其在上世紀60年代初就開發并使用可最大限度的利用空間的機械式停車設備。當時日本全國汽車保有量大約為500萬輛，大多采用的是垂直循環式停車設備。從80年代開始，日本開始向亞洲地區的韓國、中國及臺灣地區出口產品及技術。韓國機械車庫技術是日本機械停車技術的派生。其機械停車產業從20世紀70年代中期開始起步，80年代開始引進日本技術，經過消化生產和本土化，90年代開始為供應使用階段。由于這幾個階段得到政府的高度重視，各種機械停車設備得到普遍開發和利用，韓國近幾年增長速度都在30%左右。目前韓國停車設備行業進入穩步發展階段。

我國機械式車庫的早期研究開發工作是從80年代中期開始，90年代開始引進和生產停車設備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標準制定的我國行業標準也于近幾年出臺，目前停車設備生產廠已發展到幾百家，生產各種類型的停車設備，有些停車設備已開始出口。機械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機械停車設備，其規劃建設涉及到區域整體景觀、交通疏導、建筑結構、供電照明、通訊監視、通風排水、環境保護、安全消防、收費管理等各學科領域，就停車設備本身而言，其機械結構的發展已形成了停車設備獨有的技術特征，需要多學科、多專業的復合型人才積極參與，把國外停車技術和各領域的成熟技術移植到我國停車產業，開發出安全、經濟、高效、節能、省地的產品，滿足國內外市場的需求。

在我國的停車產業發展中還存在一些問題，如沒有統一的技術標準；多數產品是仿效或引進國外技術制造，技術水平低；缺少具有一定規模的企業，生產能力不足；市場競爭無序，個別企業為搶占市場，采取低價競爭；缺少科研設計單位的參與，技術創新能力嚴重不足；政策不配套，對停車產業發展和管理嚴重滯后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術多方面做出努力。政策方面應參照發達國家的有關政策法規，規劃確定出專用和公共停車位的合理數量，實現投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費標準，給予投資和經

營者相應的優惠政策，使其有利可圖。市場方面應建立車庫市場運行機制，利用價格杠桿調高占路停車收費標準，逐步消除“路滿庫空”現象。鼓勵按市場規則經營車庫，并實施政府監督和政策調控，使停車產業良性發展。

在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫

關鍵詞：立體車庫，控制系統，可編程序控制器，鋼結構。

旋轉式立體車庫的類型及動作特點

一. 旋轉式立體車庫的集中幾種類型:升降橫移式立體車庫，升降旋轉式立體車庫，提升旋轉式立體車庫，自動防擺垂直旋轉式立體車庫，圓柱旋轉塔式車庫，旋轉車盤式立體車庫等。

二. 各個車庫的介紹：

1.升降橫移式立體車庫：

（1）立體車庫的工作原理

升降橫移式立體車庫是指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機械式停車設備。升降橫移式立體車庫每個車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過升、降、橫移運動到達地面層，駕駛員進入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫地面的車只作橫移，不必升降，上層車位或下層車位需通過中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可進入車庫內將汽車開

進或開出車庫。圖2.0 為一個地上7車位的升降橫移式停車設備，其工作原理是：三層三個車位可以升降，二層兩個車位可以升降和平移，一層的兩個車位只能橫向橫移，空車位供三層和二層的車位下降時借用。1 、2號車位可以直接存放車輛;7 號車位需下降后再存放車輛;3 號車位，則需先將1 號和2號載車板右移，再將3號載車板下降; 4 號車位，則需先將2 號載車板右移，再將4號存車板下降；5號車位需要先將1、2、3、4號四個載車板右移，再將5號載車板下降；6號車位則需要先將2、4號載車板右移，再將6號載車板降下。由于升降橫移式停車設備對場地的適應性強，介紹系統各機械部分部件結構和功能可根據不同的地形和空間進行任意的組合、排列，規模可大可小，對土建的要求比較低，因此，應用非常廣泛。

七車位升降橫移式立體車庫工作原理圖

（2）立體車庫機械部分部件結構和功能

以三層三列式立體車庫為模型建立研究對象。升降橫移式立體車庫主要由結構框架部分、載車板部分、橫移系統、提升系統、控制系統、安全防護系統六大部分組成。下面我們重點對車庫的主要組成(圖2.1所示)進行分析。

升降橫移式立體車庫主要組成

①結構框架

立體車庫一般主要以鋼結構和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫中我們選用鋼架結構(如圖2.0所示)。鋼架結構與其它建筑結構相比，具有如下特點：

a.可靠性高

鋼材在生產時，整個過程可嚴格控制，質量比較穩定，性能可靠。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質體;鋼材的物理力學特性與工程力學對材料性能所作的基本假定符合較好;鋼結構的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算結果，計算結果可靠，所以說鋼結構的可靠性高

b.材料的強度高，鋼結構自重小

與混凝土等材料相比，雖然鋼材的重力密度大，但它的強度和彈性模量較高，而且強度與重力密度之比也高得多。鋼結構自重小，從而便于運輸與安裝，可減輕基礎的負荷，降低地基和基礎部分的造價。

c.材料的塑性和韌性好

鋼材的塑性好，鋼結構在一般條件不會因超載等而突然斷裂。破壞前一般都會產生顯著的變形，易于被發現，可及時采取補救措施，避免重大事故發生。鋼材的韌性好，鋼結構對動力荷載的適應性強，具有良好的吸能能力，抗震性能優越。

d.鋼結構制造簡便，施工工期短

鋼結構一般在專業工廠制造，易實現機械化，生產效率和產品精度高，質量易于保證，是工程結構中工業化程度最高的一種結構。構件制造完成后，運至施工現場拼裝成結構。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時還可在地面拼裝成較大的單元，再進行吊裝。施工工期短，可盡快發揮投資的經濟效益。由于鋼結構具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。

e.鋼結構密閉性好

鋼結構采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結構、管道等。

f.鋼材的耐銹蝕性差

在沒有腐蝕介質的一般環境中，普通鋼材制成的鋼結構經除銹后再涂上合格的防銹涂料，銹蝕問題并不嚴重。立體車庫多在沒有腐蝕介質的環境中，所以對鋼結構本身的維護費用低。

結構主體采用熱制H 型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運輸方便。

②上載車板及其提升系統

每塊上載車板都配有一套獨立的電機減速機與鏈傳動組合的傳動系統。其工作原理如圖2.0 ，電機順時針旋轉時，載車板上升，電機逆時針旋轉時，載車板下降。根據載車板及車重確定鏈條所需的傳動力。根據傳動力及載車板的移動速度確定電機功率。根據車身高度確定上下載車板間的距離，根據這個距離確定鏈條的長度，最后根據傳動力確定鏈輪大小，鏈節形狀及大小。

③下載車板及其橫移系統

由于下載車板不需懸掛鏈條，所以為了節省材料，下載車板比上載車板要短。每塊下載車板后部都配有一套獨立的電機減速機傳動系統，藏于載車板內。在下載車板底部裝有四只鋼輪，可以在導軌上行走，其中兩只為主動輪，裝于長傳動軸兩端，另兩只為獨立安裝的從動輪。電機減速機驅動長傳動軸運轉，長傳動軸上的主動鋼輪在導軌上滾動行走從而使下載車板作橫向平移運動。根據載車板及車輛的重量、行走速度、滾輪與導軌間的摩擦系數確定橫移電機的驅動功率。

④安全裝置

上載車板上裝有上下行程極限開關和防墜落安全裝置。防墜落安全裝置裝在縱梁與上載車板上停位之間，在縱梁兩測各裝兩只掛鉤，上載車板兩側相應位置處各裝兩只耳環，當上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動套入四只耳環內，以防止升降電機常閉制動器慢釋放后，上載車板在汽車和載車板本身的重力作用下慢慢下滑，壓壞下層汽車。另外也防止制動器一旦失靈，上載車板從上停車位墜落，砸壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開關和防碰撞板。行程極限開關的作用是使載車板橫移到位后自動停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時，切斷橫移電機電源，橫移停止。

⑤控制系統

升降橫移式立體停車設備的控制系統采用PLC 可編程序控制器控制，主要有手動、自動、復位、急停四種控制方法。自動控制應用于平時的正常工作狀態，手動控制應用于調試、維修狀態，復位應用于排除故障場合，急停應用于發現異常的緊急場合。對于本文中所列的7車位升降橫移式立體停車設備，PLC 主要要控制二、三層五個升降電機的正反轉和一、二層四個橫移電機的正反轉。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統報警顯示裝置等。

2.自動防擺垂直旋轉式立體車庫：

“垂直旋轉式立體車庫”容量大、同時存取車多、存取車速度快、造型美觀，人們研究了十余年，擁有多項專利技術，卻沒有投入實際使用，主要是因為沒有解決載車臺的“防擺”問題，不具備實用價值。

本發明針對現有技術的不足，提出一種能自動防擺的L型懸掛載車臺垂直旋轉式立體車庫。其防擺裝置能夠隨著旋轉框架的旋轉自動調節懸掛載車臺，使其一直保持在水平位置，解決了車庫旋轉時汽車的平穩性問題。

本發明是按如下方式實現：車庫由固定支架、旋轉框架、防擺機構、L型懸掛載車臺、驅制動裝置、控制裝置等組成，旋轉框架在驅制動裝置驅動下相對于固定支架旋轉，L型懸掛載車臺通過吊軸安裝在旋轉框架上隨旋轉框架旋轉，防擺機構由一系列聯動的平行四邊形機構組成，平行四邊形機構的曲柄與懸掛載車臺的回轉軸固定聯接，其中一個懸掛載車臺的回轉軸與旋轉框架的回轉軸之間設置傳動比為一的鏈傳動，鏈傳動使這一懸掛載車臺始終保持水平位置，聯動的平行四邊形機構則使所有懸掛載車臺始終保持水平位置。

該立體車庫有如下主要創新點：

（1）創新設計了“閉環聯動連桿機構”，即一系列平行四邊形機構首尾相連形成閉環，再將一系列連桿“合并”為一個整環，使所有載車臺相互制約、形成聯動，結構簡單，并避免了運動不確定問題。

（2）創新設計了“行星鏈傳動”，即一個鏈輪固定作太陽輪，另一個鏈輪在鏈條約束下作行星輪，其效果相當于一個“柔性平行四邊形雙曲柄機構”，實現了剛性機構向柔性機構的轉化，既解決了載車臺防擺問題，也避免了運動干涉問題。

（3）將“閉環聯動連桿機構”和“行星鏈傳動”巧妙結合，解決了垂直旋轉式立體車庫“載車臺防擺”的關鍵技術問題，結構新穎、簡單、實用，創新性強。

該新型立體車庫結構簡單、造型美觀、存取車速度快，特別適合于城市廣場、旅游風景區等車輛密集又要求環境協調美觀的地方建造。本發明為這種產品開發與市場推廣提供了理論與技術支持，對推動立體車庫的普及、改善城市交通、美化城市環境有重要的現實意義。

3.升降旋轉式立體車庫：

（1）增加更多的車位

與傳統升降橫移類車庫相比，能夠100%增加上層停車位，無需因預留避讓空間而浪費寶貴的停車時間。在地下車庫使用，可比傳統升降橫移類車庫多增加停車位。（2）占地面積少

車輛入庫無需倒車，設備前方通道只需4.5米即可滿足設備運行和停車需求，占用空間面積少。與傳統二層升降橫移立體車庫相比，可節約場地建筑面積，降低建設成本。

（3）個性化

因地制宜，根據不同環境，即可單臺安裝，又可多臺安裝。

產品適用于：建筑樓盤、寫字樓、住宅小區、企事業單位、私人房屋、別墅。

產品可安裝于：室內、地下車庫、戶外適當位置。

設備權屬清晰，可實現一車一固定車位。

（4）存、取車方便

免除車主的泊車畏懼。上、下車的寬度均為2.3米，解決了傳統升降橫移機械車庫吊索的“窄門”約束。

上層臺版經移出、旋轉90度后降落地面，車主存取車均為無轉彎的直行方式，無需倒車，下層停車位等同于自然地面停車位。

（5）安全、可靠

具有與其他立體車庫產品無可比擬的優勢獨立車位系統，獨立控制每一個車位，無需牽一發而動全身；即使發生停電或故障，每個上層車位均可通過手動釋放實現安全取車；配備動態防墜落機構，即使鏈條或其它傳動部件發生斷裂或失控，也能將臺版卡住不墜落。

（6）運行經濟、操作簡單

每存取一臺車耗電約0.07千瓦時，管理員遙控操作，亦可由車主按鍵操作。

（7）結構簡潔

兩層停車臺由單個立柱支撐，四周無圍板，建筑通透性好，不是呆板的鋼框架結構，對周圍景觀影響較小。

（8）維護、保養方便

完善的維護保養方案，定時對設備進行檢查、保養。設備獨立系統運行，單臺設備維修不會影響相鄰及全部停車位。

4.圓柱旋轉塔式立體車庫：

（1）基本技術特點：

每個雙塔可提供60個以上泊位，每個單塔可提供30個以上泊位。

進出口旋轉及垂直移動均由中控系統控制。

占地面積小、占地空間小。

運行速度快（平均入庫時間接34s，平均出庫時間40s）。

使用安全、可靠。

（2）基本結構：

圓柱旋轉塔式車庫采用模塊化結構，其主體由多個"標準節"垂直疊加而成，每個"標準節"構成泊車塔的一層，它包括一段中空的塔柱，兩個整體式載車板、車板掛架以及操縱機構垂直升降的導向槽。

兩個整體式載車板及導向槽在同一平面內互成120度夾角，各個"標準節"垂直疊加在一起時，各段塔柱通過高強度螺栓牢固地連接在一起，形成了泊車塔的主體塔柱，精密對正的導向槽則形成了一個車輛出、入的垂直提升通道。

每一層的兩個整體式載車板懸掛在主體塔柱上，并可在操縱機構的驅動下，繞塔柱中心順時針或逆時針轉動。操作機構由一套驅動載車板回轉的電力拖動裝置、一套用于抓取車板、可靠鎖定的液壓/電動傳動裝置以及相應的電氣控制裝置組成。

設置于塔底主機房內的提升機構通過高強度"提升帶"，驅動操縱機構攜帶車輛（或空車板）沿導向槽高速、平穩運行，到達指定層后，操縱機構的液壓傳動裝置動作，完成機械鎖定，將車輛（或載車板）放置在車板掛架上，并驅動回轉電機與掛車架上的異形齒輪嚙合。回轉電機自動運轉，驅動此時位于該層的三塊載車板順時針（或逆時針）回轉120度，然后液壓傳動裝置動作，抓取載車板并可靠鎖定，同時使回轉電機脫開嚙合。解除鎖定后，提升機構又驅動操縱機構攜帶空載車板（或車輛）沿導向槽高速、平穩運行至出入口，平層鎖定后將載車板（或車輛）旋轉至車輛入庫（或出庫）的最佳方向，這樣就完成了一個泊車（或取車）的動作周期。

5.旋轉車盤式立體車庫：

（1）旋轉車盤式立體車庫的組成部分: 車庫結構部分、傳動機構部分和控制系統部分. 車庫結構主體為鋼結構，鋼結構形式又多種多樣，應用 FTA軟件對停車庫的鋼結構進行失效分析，從而選擇比較穩定的鋼結構形式。傳動機構部分中主要分為平移傳動部分、旋轉傳動部分和升降傳動部分。停車庫托動形式是旋轉車盤式立體停車庫傳動機構的核心問題，在實際應用中，托動形式主要有：機器人托動和鋼絲繩托動。

（2）傳動系統

旋轉車盤式立體車庫的傳動系統分為平移傳動系統、旋轉傳動系統、升降傳動系統。在旋轉車盤式立體車庫的傳動系統是其核心部分，傳動系統的好壞直接關系著整個車庫的安全。通過存取車輛的搬運小車的升降、旋轉運動、平移運動，完成存取全過程。平移傳動系統

平移傳動系統主要是通過機械手段完成將汽車進行平移入庫和出庫，是旋轉車盤式立體車庫傳動系統的主要組成部分。搬運小車由計算機控制，配有自動檢測軸距設備，計算機根據汽車軸距自動調整小車手臂的距離，已達到最佳抓牢位置，進行搬運。小車

主要根據齒輪傳動原理，杠桿原理，以及液壓原理，來完成搬運汽車過程。

旋轉系統

旋轉系統主要由轉盤和驅動裝置組成，上有供搬運小車運行的軌道。主要完成旋轉運動，將轉盤上軌道準確與將要進入的車庫口軌道相對，保證搬運小車載汽車順利進入車庫。旋轉系統由計算機進行控制，限位開關和私服電機保證旋轉準確。本車庫旋轉機構采用渦輪蝸桿帶動轉盤進行運動，首先進行電機的選擇，由于機構重量很大，所以選擇的大轉矩電機。通過計算數據，選擇合適電機： YCJ180, 輸出軸轉速 60r / min，由電機轉速和轉盤所需要轉速，得出渦輪蝸桿機構的傳動比為 30 在通過計算校核，得出零件的相應尺寸。

（2）升降系統

在升降傳動系統中，它的型式各種各樣，各有各的優點，其中鋼絲繩傳動和鏈傳動在實際工程中是兩種比較常用的傳動型式。

提升機構主要由電機、卷揚機、加速機、鋼絲繩、滑輪、配重等組成。鋼絲繩一端與吊籠相連，另一段通過滑輪繞在卷筒上，當需要升降時，提升電機便會通過其正反轉來帶動卷筒順時針或逆時針旋轉實現吊籠的升和降。

在此提升系統中，鋼絲繩的強度對整個車庫的安全起到了至關重要的作用。磨損、腐蝕、和疲勞斷裂是鋼絲繩的三種主要破壞形式，也是導致鋼絲繩報廢的三個主要原因。

鋼絲繩的總長度取決于提升高度等方面因素，同時鋼絲繩在卷筒上纏繞時一般情況下至少要多保留兩圈，這兩圈不但是安全圈而且是工作圈，是非常必要的，此外，為了保證鋼絲繩在隨卷筒繞進繞出和繞過滑輪時不發生“跳槽”對鋼絲繩的允許偏角還有比較高的要求。根據鋼絲繩選擇滑輪尺寸，確定滑輪組和配重位置，保證正常提升。

6.提升旋轉式立體車庫：

本設計提出的是具有旋轉托盤裝置的全自動化立體車庫是一款新穎的自動化立體車庫。它是針對商業區附近大流量的私人轎車來設計的。其主要特點是：可以快速準確定位存取車，安全可靠；取車過程中，可將汽車自動換向；容量可按車庫的直徑來系列安排；外型美觀大方，可以建筑物并設，也可單獨設置，與環境融洽結合；高效利用土地，占地面積最少，因此在寸土寸金的大中城市的發展前景很看好，特別適合應用于商業中心區等地段。主要技術參數劍表1.

表1 主要技術參數

車庫由可編程控制器（PLC）實現控制和管理。車庫停車層呈輻射狀布置多個停車位（以8個為例），如設計成13層，首層一個進車口，一個出車口，最多可停車102輛汽車。該型立體車庫可建設成大廈的副樓，也可以單獨成幢，外形美觀大方，和環境結合融洽。

圖2 提升旋轉式自動化立體車庫平面示意圖

提升旋轉式自動化立體車庫主要由以下幾部分構成：

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）立體車庫主體結構建筑；具有交流變頻調速的車庫垂直提升機構；旋轉托盤機構；停車泊位的車輛輸送機構；載車板存儲調配系統；集散式車庫運行控制系統。

圖3 基于PLC控制的運行控制及檢測

根據實際需要確定立體車庫的層數，本設計中立體車庫采用模塊化設計。機械部分包括升降機構、回轉盤、托盤。存車過程：司機將車停在托盤上，檢測傳感器對汽車位置進行檢測，停好后司機確認，升降機構上升，同時回轉盤旋轉，到達目標車位后，液壓缸驅動托盤沿軌道進入車位，停車到位后，托盤返回，升降機構下降，取車過程剛好相反。提升機構的設計

減速裝置和鋼絲繩拽引輪對稱安置。設計升降機構考慮的問題有:(1)速度曲線:立體車庫的總體機械結構,采用電梯提升機和平移存取構型。車輛存取時間限制在120s,要求傳動裝置可高速度運行。平移機構存取車輛時,要求起升機構具有很高的平層精度,以減小撞擊。為了保證安全、低噪聲、平移起制動平穩,要求傳動裝置具有自動加減速功能,升降機構的驅動裝置采用了交流變頻調速技術。(2)負載機械特征:升降機構是頻繁起制動設備,其運行中的大量時間處在加減速的過程中,升降機構帶有對重,因此它的負載機械特征分布于坐標系的四個象限內。當升降平臺靜止或勻速運動時,表現為靜態負載機械特性。當其加減速運動時,表現為動態負載機械特性(除含靜態特性外,還含加速度造成的慣性轉矩)。

傳動板設計

主體部分尺寸為(3000×1200×250)mm的傳動板裝有電動機,板內裝有減速裝置(二級減速,錐齒輪傳動),最后輸出兩排(4個)直齒輪(直徑148mm,厚度 48mm),帶動齒條使托盤移

動。托盤下面的滾子傳動裝置,可使托盤移動省力,并能防止托盤偏移。

立體車庫中旋轉機構的設計的主要任務是在提升的過程中用來完成具體車位定位。由于車庫成放射形布置，而車庫中只安置一個提升裝置，主運動是提升運動，因此要設計一個輔助運動——旋轉運動來完成具體車位的定位。

為達到上述要求，在本設計中，在提升過程中不需要旋轉，而是在底層安裝一個可帶動傳動盤旋轉的平臺。只要有存取車命令，旋轉盤先帶動傳動板運動，將傳動板與車位對接，進行定位，再提升傳動板，就能達到準確存取車的目的。

車輛存取機構設計

立體車庫的主要任務是在最短的時間內安全地完成車輛的存取，而立體車庫中升降電梯的速度已定，因此設計一套合理而安全的存取機構將成為車庫設計的重要任務。設計合理可縮短存取車輛的時間，增加車輛存取的安全性。

存取機構的方案選擇

下面擬定三種存取機構設計方案有貨叉式、平臺式、推拉式。

（1）貨叉式存取機構安裝在升降臺上，每輛車只需一套，依靠貨叉的伸縮把車

輛（與托盤一起）存入或取出。在車庫的每個循環（存車和去托盤，或存

車和取車，或存托盤和取車）中，貨叉要伸縮兩次，而且貨叉（升降平臺）

需做依次升降微動；貨叉結構比較復雜，維護不便；對升降平臺的平層精

度要求較高；為使車庫能存放后部突起車輛（SUV等），需要增加車輛層高

（約10%～15%）。

（2）平臺式存取機構安裝在車位和井道兩側，動力源通過滾輪與停車平臺之間

的摩擦力使停車平臺平移到車位或井道，實現存取車。在車庫的每個工作

循環（存車或取車）中，停車平臺只需來回一次，提高了車庫的工作效率；

它對升降平臺的平層井道要求較低；由于升降平臺上沒有停車托盤，因而

升降電機的功率、減速器等的減小；主要缺點是存取機構太多（每個車位

需一套，升降井道中每層兩套或數層兩套），增加制造成本和安裝難度；相

應的好處是某些存取機構的故障，不致影響其他車位的存取。

（3）推拉式存取機構在過渡板上裝有直齒輪和滾子軌道，在托盤底部有與之配

合的齒條和凸起。在過渡板上裝有獨立的電動機，控制齒條和齒條的運動，

可使托盤移動。當托盤到達停車位上方時，停車位上的液壓千斤頂頂住車

輛的底盤，把車輛頂高。這時，過渡板上的電動機反轉，托盤返回，液壓

千斤頂回位，車輛就放置到了停車位上。機構結構如圖4所示。

圖4 存取機構簡圖

由于這種利用齒條傳動的優點是傳動準確迅速，可以使存取車過程安全可靠。而且一個車庫只需要配備一套托盤即可，大大減少了成本。所以選用第三套方案，采用推拉式存取機構。存取機構的設計

所造托盤的規格為(3600×2400×200)mm,中間凹槽的規格為(3500×2300×50)mm,對存入托盤的車輛能起固定作用,防止車輛打滑。在托盤的下面裝有兩排(4個)滾子裝置,可與托架、傳動板、停車板上的軌道配合使用,以避免托動元件磨損過大,壽命較短的缺點。托盤下面還有兩排齒條裝置,可與傳動板上的齒輪配合使用。滾子、軸承配合軸裝在“廠”字形零件上,再用螺栓與托盤連接,結構也較簡單。

自動控制系統設計

現代大型建筑的主流是智能化大廈和小區，因此自動化立體停車設備或車庫的自動控制系統將成為智能化大廈和小區的一個重要組成部分。操作簡單、迅速，使用方便，安全可靠，維護量小，為用戶提供一個安全、簡易的使用環境，這是自動化立體停車設備的基本特點。

停車設備的一切運行狀況，車輛停放的時間，車輛存放交費情況，車庫庫容量，車輛存放高、低峰情況，等信息均可通過網絡傳送到智能化控制中心，通過智能化控制中心運算處理，與廣播系統和各分部管理辦公室相連，達到提前發布相關控制、管理信息，從而全部實現智能化管理。通過大廈和小區的智能化控制中心還可與社會相關職能部門聯網，將有關信息發布出去或收集進來，擴大車庫的社會利用率和經濟效益。這將是自動化車庫的發展方向。

本設計中的立體車庫自動化控制系統主要包含以下五個子系統：自動收費管理系統，自動存取車系統，遠程診斷系統，自動道閘，監控安保系統。

以上子系統設計成由中央控制室統一控制，可為客戶規劃停車庫管理形式，發布車庫庫存容量，控制車流方案。

自動收費管理系統設計

自動收費采用非接觸式IC卡。本設計中，IC卡設計成長期卡與儲值卡兩種。對固定用戶，發行長期卡，費用可在固定用戶交納管理費用時一并交納；對臨時用戶，發行儲值卡，即：用戶交納的費用存在卡內，每次停車讀卡自動從卡中扣除費用。

自動存取車系統設計

自動存取車系統一般由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號識別與移動托盤兩個過程。用戶進入車庫時，在門口刷卡進入，讀卡機自動把數據傳送到PLC控制系統，PLC系統通過判斷卡號，自動把對應的托盤移動到人車交接的位置，開啟車庫門，縮短存取車的時間。存車時，司機按照指示燈信號指引入庫，只有當車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會亮啟。存取車完成后，車庫門自動關閉。移動托盤時，系統嚴格按照各種檢測信號的狀態進行移動，檢測信號包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測、人員誤入檢測、急停信號檢測等。若有托盤運行不到位或車輛長度超出車庫允許的長度，所有托盤將不進行動作，若檢測到急停信號，將停止一切動作，直至急停信號消失。以上信號均為硬件信號，除此之外，還可從控制軟件中設置保護信號，比如時間保護，以保證因硬件損壞而導致信號失靈時保證主體設備及車輛的安全。

遠程診斷系統設計

現場控制器可以通過網卡、Hub等網絡設備與控制中心的局域網相連接，可以通過MODEN實現遠程管理，監測現場運行情況，當現場出現故障時，在控制中心即可進行解決，

方便管理人員、安保人員異地辦公。

自動道閘設計

在車庫出入口處各設非接觸式讀卡器、感應線圈及道閘，用戶在車庫出入口處刷卡后，系統自動判別該卡是否有效，若有效，則道閘自動開啟，通過感應線圈后，自動柵欄自動關閉；若無效，則道閘不開啟，同時聲光報警。

監控安保系統設計

監控安保系統是指在中央控制室進行監視控制車庫現場的運行狀況。它具有運動檢測、車牌識別、網絡連接、各種類型的報警系統實現連動等功能，可以實現無人看守。

●視頻監控功能：在車庫各出入口，值班室和車庫內主要區段安裝定焦攝像機，在大范圍車位區安裝球形云臺，以便實現對車庫全方位的實時監控。如果在車庫光照條件不好的情況下，可選用黑白攝像機。

●運動檢測功能：可以在夜間設置車庫的運動檢測區域，當檢測區有移動目標時，運動檢測功能發出報警信號，提醒值班人員。

●車牌識別功能：它能夠設置車庫參照車輛的車牌、車型。當參照車輛進入車庫監視區域，系統自動對比參照車輛圖像，有異常情況，發出報警信號，并自動切換和記錄相關圖像。

●報警連動功能：可以連動各類報警主機，如啟動繼電器發出聲光報警通知安保人員自動放下道閘攔截車輛出入。

●數字錄像功能：可以連續記錄一個同在車庫所發生事件，可以同步回放多個圖像，可選擇任意圖像進行整體放大和局部放大，記錄、回放、備份可同步進行各種信息。

立體設備的泊車流程示意如下：

A. 紅綠黃指示燈指示車庫運行狀態

紅色指示燈指示有人正在進行操作，請稍候；綠色指示燈指示目前無人操作，可進行操作；黃色指示燈指示有故障發生，車庫不能工作。

B. 存車操作

司機駕駛車輛從車庫入口進入。在入口處的非接觸式讀卡機前感應區域晃以下自己的IC卡，感應過程完畢，柵欄自動升起，司機開車進入車庫。車輛進入后，柵欄自動關閉。劃卡的同時，控制器讀取車位號，車庫內對應的托盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開。司機開車進入，停車到位，拉手剎，下車走出車庫，用IC卡在車庫出口處晃

一下IC卡，車庫單元門自動關閉。完成存車操作。

C. 取車操作

司機進入車庫時，在入口處的非接觸式讀卡機前感應區域晃以下自己的IC卡，控制器自動讀取車位號，車庫內對應的托盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開，司機進入車庫，開車出來，在車庫出口處的自動讀卡機前感應區域晃一下自己的IC卡，感應完畢，讀卡機接受信息，上位控制機自動記錄、扣費，柵欄自動升起，司機開車出場，出場后，柵欄自動關閉；同時，控制器自動讀取車位號，對應的車庫單元門自動關閉。取車操作完畢。

車庫在運行過程中，有完備的自我保護裝置。一系列光電開關、接近開關、行程開關等對托盤準確運行到位起著決定性的作用；獨特的防墜落裝置、斷繩報警裝置、超速保護裝置對車輛的安全起到保護作用。車輛超長檢測、車輛停車不到位檢測、以及人員誤入檢測等信號對車輛及人員的安全起著決定性的作用。

提升旋轉式車庫技術特點

? 內置自動升降旋轉裝置，配以先進的導航指標，無需司機倒車，存取方便。

? 可以就近尋找車位，提高效率，減少能耗。

? 速度快、噪聲小，低震動符合城市環保要求。

? 微型計算機控制，觸摸屏操作，簡便安全可靠前進入庫、前進出庫，等待

時間短。

? 高安全可靠性，設備經萬次負載運行測試，故障率極低。

? 采用交流變頻調速電機和計算機控制, 運行速度合理化, 可較大提高效

率和降低能耗。

? 設有斷電保護等多重安全防護措施，確保人車安全。

? 操作簡便，既可集中管理，又可由客戶自己操作。

? 具有獨特的旋轉托盤機構和車輛平面運送機構。

? 該型車庫可以多個并行聯建, 適應較大存車需求。

? 該型車庫還適用于底下車庫或半地下半地上設計。

結束語

近幾年，隨著人民生活水平的提高，及汽車價格的一降再降，有車在老百姓看來已是越來越平常的事。可是，如果你住在一些較老的小區，會發現，買車容易，停車可就難了；更有甚者，有些人為了能在市中心上班地找到一個泊車位，不得不比擠公車起得還早。為什么會這樣，這既有歷史原因，人們沒想到國人會如此快的擁有自己的家庭轎車，也有中國過于太快的城市化，使城市本就薄弱的基礎設施捉襟見肘，所以，國家不能承受城市無限度的外擴，也就不允許在每個建筑外面留下大塊的空地作為停車場。因此，“車庫”是大中城市的熱門話題，國家經貿委將“城市立體車庫”列為“近期行業技術發展重點”，隨著家用汽車的不斷增加，公共場所及社區內存車矛盾、車擠綠地的問題將會越來越突出，在人們對生活質量和環境意識不斷增強之時“車庫”日漸成為熱門話題，機械自動化立體車庫將會在新開發的樓盤及商業里大顯身手。

隨著汽車的急增致使城市停車難問題不斷惡化,而作為解決城市靜態交通的有效措施——向空間、向高層發展的自動化立體停車設備,以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價比高、安全可靠等優點,越來越受到人們的青睞。

參考文獻

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