雙層四連桿停車裝置的設計

潘波 王濤 陶波 袁思齊

摘 要：針對城市小區停車難、路邊隨意停車等問題，研制出了一種具備智能停、取車功能的雙層四連桿停車裝置。該裝置由停車托板機構、升降機構、橫向移動機構、縱向移動機構和框架組成[2]。其中，停車托板機構具有傾斜板自動與地面平齊、停車托板自動導向停放和防止車輛滑動等功能。升降機構采用雙曲柄機構和絲杠螺母機構，利用平行四邊形機構的運動特點，通過旋轉方式實現升降，具有穩定性高和安全性好的特點。雙層四連桿停車裝置結構簡單、實用價值高，為老舊小區居民提供了一種經濟、適用的停車方式。

關鍵詞：雙層；雙曲柄；停車裝置；自動歸位

中圖分類號：U491.7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0060-02

隨著我國經濟社會不斷發展，人們購買力普遍增強，加之我國汽車工業行業欣欣向榮，城市小汽車的數量也越來越多。但是城市老舊小區建成時間長，設施設備比較陳舊，規劃的停車位數量嚴重不足，小區停車難的問題影響了居民的正常出行。國內外解決如何在現有的城市老舊小區內停車難 的辦法大多是傾向于向空中、地下建造立體停車庫。現在所知最早的立體停車庫是建于1918年，位于美國伊利洛斯州芝加哥市華盛頓西大街215號的一家賓館（Hotel La Salle）的停車庫，設計師是Holabird和Roche[1]。從此，開啟了人類采用立體停裝置解決停車難問題的先河。

我國從90年代開始，機械立體停車設備技術快速發展，立體停車庫慢慢進入到了人們的視野之中，但是城市小區中家庭汽車停車難的問題依然十分突出。

1 設計方案

1.1 總體設計

雙層四連桿停車裝置屬于升降橫移類停車設備，采用了在簡易升降類機械式停車設備應用較廣泛的四連桿機構。該裝置主要由框架、停車托板機構、升降機構、橫向移動機構和縱向移動機構組成[2]。雙層四連桿停車裝置的升降機構、橫向移動機構、縱向移動機構分別帶動停車托板機構做升降運動、橫向和縱向移動，每1個二層停車位上均放有1個停車托板。下層固定框架上設置有二層停車架，位于原有路邊停車位、人行道路或草坪的上方，如圖1所示。

1.2 框架設計

框架主要是對停車托板、升降機構、橫向移動機構、縱向移動機進行支撐，提供運動所需的導軌并承受運行過程中的各種載荷。框架從下往上分有三層，依次是下層固定框架、中支撐架和上支撐板，如圖2所示。中支撐架和下支撐架上均設置有導軌。

1.3 停車托板機構設計

停車托板機構主要由支撐導向架、傾斜板、停車平板、掛鉤、防滑機構和擋板組成[3]，如圖3所示。傾斜板通過鉸鏈分別與停車平板的前、后端連接，支撐導向架、掛鉤均安裝在停車平板的前后1/4處。

（1）傾斜板通過鉸鏈分別與停車平板的前、后端連接。當停車平臺下降至地面時，在重力作用下，前斜板、后斜板自動與地面平齊，方便車輛上、下平臺。（2）掛鉤的形狀為倒U型，與四連桿機構下端的鉤子連接，起到自動歸位和防脫的作用。（3）支撐導向架安裝在停車平板底部，呈拱橋狀。停車平臺在地面上時，支撐導向架起到支撐作用。將停車平臺舉升放置在二層停車架的過程中，支撐導向架起到自動導向定位的作用。停車平臺放置在二層停車架上時，支撐導向架起到支撐和防止停車平臺滑動的作用。（4）防滑機構主要由框架、光桿、防滑板組成，如圖4所示。防滑板上表明做防滑處理，下端與光桿連接。框架的下端設置有空心軸，光桿可以沿空心軸運動。當停車托板下降至地面時，光桿的一端與地面接觸，帶動防滑板上升并對前輪進行支撐。當停車托板脫離地面后，在重力作用下，光桿和防滑板滑入框架內，前輪卡在框架的防滑槽內，從而防止前輪滑動。

1.4 升降機構設計

為減少提升過程中的晃動幅度，減少取、停車過程中的風險，升降機構采用雙曲柄機構+滾珠絲杠螺母機構的升降方式，如圖5所示。平行四邊形機構是雙曲柄機構的一種特例，即當雙曲柄機構中的兩曲柄長度相等，連桿與機架長度也相等且相互平行時，則雙曲柄機構成為平行四邊形機構[4]，連桿始終作平動，從而保證了小車始終處于水平狀態。

1.5 橫向移動機構設計

通過對比鋼絲繩、鏈條、同步帶、齒輪齒條等機構，橫向移動機構采用齒輪齒條機構，如圖6所示。

1.6 縱向移動機構設計

標準停車位寬2.5m，長5.0～5.5m。以4個停車位為例，停車托板縱向移動的最大距離為22m，運動距離較長。因此，縱向移動機構采用兩輪驅動結構，如圖7所示。

2 工作原理及具體實施方式

2.1 工作原理

升降機構中的電機帶動絲桿旋轉，通過絲桿螺母機構帶動雙曲柄機構旋轉，從而舉升、降下停車托板。橫向移動機構中的電機帶動齒輪旋轉，通過齒輪齒條機構帶動上支撐板沿中支撐架上的光桿做橫向移動。縱向移動機構中的電機帶動主動輪旋轉，帶動中支撐架沿下層固定框架上的導軌做縱向移動。

2.2 具體實施方式

停車托板機構運動至地面層后，用戶駕駛汽車駛入停車托板機構，通過升降機構、橫向移動機構、縱向移動機構將停車托板機構舉升放置至二層停車架上，從而完成停車過程。

用戶取車的過程和停車的過程類似，將停放用戶車輛的停車托板取下，用戶駕駛汽車駛出停車平板，再將空的停車托板放置回二層停車架上即可。

3 結語

（1）升降機構采用雙曲柄機構和絲杠螺母機構，充分利用了平行四邊形機構的運動特點，利用旋轉方式舉升，具有結構簡單、系統剛度好、運行平穩、安全性好等特點。（2）在原有停車位、人行道路或草坪的上方安裝二層停車架，有效地提高了空間的利用率，并采用模塊化框架，能根據小區用戶的需求和不同的道路要求，調整停車位的數量。（3）雙層四連桿停車裝置滿足目前大部分老舊小區停車的需求，具有非常高的推廣應用價值和廣闊的市場前景。

參考文獻

[1]胡桂仙，于勇，王俊.農業機器人的開發與應用[J].實驗與研究，2002，（05）：45-47.

[2]潘波，王濤，陶波，等.一種雙層四連桿停車裝置[P].中國專利：ZL 201820573377X，2018-04-21.

[3]潘波，王濤，陶波，等.一種新型停車托板[P].中國專利：ZL 2018205824675，2018-04-23.

[4]李軍，賈瓊，李琦.人機工程在手推嬰兒車設計中的應用研究[J].設計，2016（7）：112-113.