一种新型立体停车库的结构设计与应用

　　【摘要】：立体停车库以其高效、快速、安全等特点成为解决城市停车难问题有效途径，本文对各类立体停车库的特点及其适用场合进行了比较，如何充分利用城市边角地带、路边、住宅小区等分布零散地解决停车难的问题，提出便捷式三维立体停车库新的方案并进行研究和整体结构方案的设计。
　【关键词】：停车立体停车库方案设计。
　　自动停车库就是以立体化的方式用机构来存取、停放车辆的集机、电、液、光、控制等装置与一体的整个停车设施。随着我国汽车工业的迅速发展及现代化进程和城市化进程的加快，汽车保有量的日益增多，尤其是以往建设的住宅小区都没有设计和建设足够的停车场所和设施，居民小区、商业区、商务区、医院等地的停车位全线告急，停车难问题已影响到居民的正常生活和城市的交通管理，解决停车难的问题显得尤为迫切。世界各国都在积极开发新型停车库,以便解决停车难、交通拥挤的问题。自动停车库可以在同样面积的土地上停放更多的车辆，大大的提高了土地面积利用率，同时具有存车时间短，可使用性强等优点，自动立体停车库以其高效、快速、安全等特点成为解决都市停车难问题最有效的途径。本文对常见的各类立体停车库的特点及其适用场合进行阐述，提出解决住宅小区和道路边停车问题新的解决方案并进行研究和整体结构方案的设计。
　　一、立体停车库的特点及适用场合
　　机械式立体车库种类较多，根据运行原理和结构组成，目前我国把机械式停车设备共分为九大类:升降横移类，垂直循环类、多层循环类、平面移动类、巷道堆垛类、水平循环类、垂直升降类、简易升降类、汽车专用升降机类。各种类型的停车设备，采用不同的工作原理和技术，适用于不同的场地条件，各有其特点和优势。具体分析如表1所示。
　　

立体停车库的特点及适用场合

　　二、立体停车库的未来发展趋势
　　立体车库的形式较多，各有其独特的优势和适用场所，未来在我国立体车库的发展趋势有两种，一种是使用方便、机构简单、价格低廉，从而采用较少的投资达到方便停车的目的；另一种就是采用较高的技术含量、优越的使用性能、快捷的存取速度的大型停车库。
　　目前在我国城市寸土寸金，如何充分利用城市现有土地资源如城市边角地、路边、住宅小区这些面积小、分布零散、难以建设大型停车场解决停车需求的问题，设计和建设各类适用的立体停车库是解决停车难的有效途径。本文设计的自动车库是介于垂直升降类和简易升降类自动停车库之间的一种便捷式三维立体车库。
　　三、便捷式路边停车库的设计
　　1.整体设计思路
　　目前的自动停车库没有道路边或小区的便易式小型自动停车库，为了解决城市的道路边、商业区、小区等场所的停车难题，研制占地面积小，不必设汽车坡道，能利用路边的安全岛等空间，形成停车密度大的新型智能式自动停车库。立体车库尚未普及的一个重要原因就是车库建造和维护成本依然远高于传统的地面车库，因此设计结构简单，成本低廉，运行高效的新型立体车库具有现实而重要的意义。路边便捷立体车库主要解决住宅小区停车难的问题，而且更便捷、高效。车库不设回转台,不要严格的外装修,地基投资少,消防系统简单，克服目前立体停车库结构复杂，辅助设备多投资大，操作复杂等不良特点。
　　2.设计方案的技术指标
　　（1）实现安全、防盗和自动智能存取，控制系统采用PLC智能控制；
　　（2）结构形式：单边悬挂存取式；道路边不占道；
　　（3）停车库单元设计尺寸为存放小型车，尺寸为：5.2米X2.2米X2米，最大停车重量：2300kg；
　　（4）升降速度：100mm/s、横移速度：180mm/s；
　　（5）最长存取车时间：120s；
　　（6）库容为：三层车位数为3xN；二层车位数为2xN。
　　3.系统功能示意图

系统功能示意图

　　4.设备的基本组成

　　立体车库系统主要由基础、机械、电气、液压四大部分所组成。机械部分主要包括：立体车库架、悬臂升降工作台及每个车位的车辆运进运出机构等；电气部分主要包括：驱动电机及驱动器、可编程控制器、触摸屏、检测传感器等器件；液压部分主要包括：液压泵、液压缸、控制阀等。

便携式路边停车库机机械结构图

　　5.设备运行原理
　　当司机将车辆驶入出入库原始停车台位停好离开，选好所要存车的库位后，此时悬臂工作台在垂直平面上（XZ平面）升降和平移，并能准确定位到各层库位前，然后悬臂提升工作台和库中车位的平移电机（Y轴方向）驱动完成车辆的入库，定位后将汽车停放在库位，最后悬臂工作台回到原始位置，取车的运动过程正好与存车的相反；其存取车流程如图3所示。升降台Z轴移动由液压缸驱动；X轴移动采用链轮驱动；Y轴采用平移电机驱动托辊转动实现车辆进出（各库位及升降台均装有平移电机）。存车时，悬臂机构首先执行X、Z方向准确定位，然后悬臂升降台及相应库位电机驱动托辊同步转动，将小车送至库内，由检测限位装置保证准确定位；升降台带有机械自锁装置以防发生故障而自动坠落。

　　便携式路边停车设备运行示意图

　　6.立体车库的控制要求

　　(1)当总开关打开，系统进入工作状态，当总停开关关闭，系统停止工作;

　　(2)当确定要存取车的库位号后，系统将判别其是否为空车位，如果车位为满载必须重新选取其他空车位，如果为空车升降机构和横移结构自动运动实现悬臂提升载车台准确定位至所选车位前端，然后悬臂提升载车台和库中车位的平移电机(Y轴方向)驱动完成车辆的入库，定位后将汽车停放在准确位置，取车的过程与取车的相反;

　　(3)下一个存取动作必须是在待上一个存取车过程完毕，且悬臂提升载车台复位后才能进行;

　　(4)各个机构运动的顺序一定，且要有互锁功能(升降和横移机构可以二维同时运动);

　　(5)系统分为自动和手动二种控制方式。

　　7.电气控制系统功能

　　(1)系统采用三菱公司FX2N系列PLC控制，配有触摸屏以完成存取操作及库位显示。

　　(2)采用取车优先的原则，车主从泊车到取车全部由系统自动完成。

　　(3)系统具有自动、手动两种控制方式。手动控制方式是通过“升”、“降”、“左”、“右”、“入库”、“出库”键，把载车台调整到预定的位置，主要用于调试维修或应急处理;自动控制方式是立体停车库的正常工作方式，当选择某车位进行存取车时，系统自动确定车位移动方案并调用相应的车位移动程序，自动完成存取车操作。

　　(4)当发生意外时，按下急停开关，断开电机电源，使升降机无法继续运行，以保护人员及车辆安全。

　　(5)为了判断载车板上是否存有车辆，每个载车板上均安装检测车辆有无的传感器。车位检测器检测到车库内已无空缺车位，则在触摸屏上显示“车库满位”字样。

　　(6)车库系统运行状态用红、绿、黄三种指示灯表示，红灯表示有人正在进行存取车操作，请稍候;绿灯表示目前无人操作，可进行操作;黄灯表示系统有故障不能工作。

　　(7)智能管理系统功能：系统采用触摸屏作为控制系统的操作界面，包含密码设置及保护、存车取车管理等功能。除显示时钟与日期、空车位、车库满位提示外，还有车位选择、启动/停止、急停、复位、自动/手动切换等功能软键。可以实现对立体车库综合性控制和封闭式管理。

　　小结:智能立体车库在空间利用、环境、安全、灵活配置等方面具有极大的优势，在各个城市停车难的情况下，尤其是如何充分利用城市边角地、路边、住宅小区分布零散解决停车难的问题，本文论述的自动车库是便捷式三维立体车库是缓解停车难是是一个行之有效的措施和方法。利用机械立体停车，能有效缓解当前停车难的状况，因此，必须在大力发展机械式立体停车。

　　[参考文献]
　　[1]汽车库建筑设计规范[JGJ100-98][M].中国建筑工业出版社,1998.7
　　[2]中华人民共和国机械工业部机械行业标准.《机械式停车设备类别、型式与基本参数》
　　[3]任伯森，余诚等机械式立体停车库.北京:海洋出版社，2005,3-4
　　[4]于文，程晓鸣.多层平面移动式滚道存放停车设备.起重运输机械，2005,
　　[5]胡汉才.单片机原理及其接口技术.清华大学出版社.1996.7.
　　

学术指导老师

学术指导老师二维码