立體循環聯合停車庫設計書

王義函

一、設計背景

隨著我國城鎮居民生活水平的不斷提高，家用汽車擁有量也日益增多，這一點在上海表現的尤為突出。根據北京統計年鑒數據顯示，2015年北京車輛擁有量達到500萬輛，2016年上升為571.8 萬輛。但家用汽車在提高有車家庭生活質量的同時，也帶來一系列問題，例如環保問題、交通秩序問題、停車問題等。其中業主與業主之間、業主與物業服務企業之間因為住宅小區停車問題而產生的矛盾與糾紛也日益增多。這些矛盾與糾紛必須依靠一定的制度加以消除或緩解。

由于停車位庫的不足，使得無論是老住宅區還是新建小區，因停車難、停車亂而引發的各類社會問題都非常突出，具體表現為：

1.擠占居民活動場地。

在一些居民住宅區的樓旁、路邊，甚至在綠化帶或居民家的出入口都有車輛停放，嚴重影響居民的出行和生活。為了搶占停車位發生爭吵而影響鄰里關系的現象也時有發生。

2.居民行路安全受到威脅。

狹窄的小區通道停滿汽車，影響通行。一些小區內車輛隨意進出、無序停放，車行與人行通道混行交叉，特別是在小區醫院、學校、幼兒園前的路段，老人、兒童無所適從，難以保證行人交通安全。

3.安全急救方面存在隱患。

由于車輛停放不當堵塞了消防、救護通道，發生緊急情況后消防和救護車輛無法及時到位，后果不堪設想。

4.影響工作效能。

一些上班族為搶停車位，工作不安心，提前、早退下班，影響工作。

二、創新構思

為了解決停車難、停車亂等問題，本團隊提出立體循環聯合式車庫的設計方案，此設計方案由三個模塊組成，各部分的主要功能如下：

（1）垂直循環車庫模塊

電機帶動鏈條，其上直接連接有底座，底座上安裝向上移動便可取下的存車板，鏈條可帶動存車板從地面帶到最高處，并且可轉一周。首先用于小程度的存車，可以存3-4輛；存車較多時（4輛以上），還用于提高車的位置，方便轉移到平臺進行存放。

（2）轉移裝置

用于將垂直循環車庫的車轉移到平臺上，在程序的操控下可以進行叉爪的伸縮，來抓取存放車輛的存車板；抓取后可以升降來提升或降低車的位置；可以水平旋轉來實現車的轉移。

（3）平臺車庫

鏈條帶動有存車板的底座，進行輪周轉動，存取車時，程序帶動鏈條，使停車板轉到叉爪的位置，接受或轉移車輛。

根據以上設計思路，本立體循環聯合式由垂直循環車庫模塊、車輛轉移模塊、水平車庫模塊等三部分組成。

三、創新設計的運動原理及運動分析

1.垂直循環車庫模塊

該模塊實現停車和抬車功能。由支撐架、電機、四齒撥片、鏈條、脈沖計數器和存車板組成。存車板在鏈條的帶動下可以做輪周運動。電機軸伸長連接四齒撥片，電機轉一圈，帶動四齒撥片，撥動脈沖計數器四次，由程序記錄脈沖次數。

當需要存車時，車主按下有空位的存車按鈕，程序記下存車號。若是號碼位于循環立體存車模塊上，程序控制電機帶動鏈條轉動，將此號碼的存車板轉至地面，方便車主停車到板，同時程序記錄脈沖計數器的脈沖次數。之后，反方向，相同的脈沖次數下，程序帶動電機，轉過相同的圈數，鏈條轉動，存車板帶著車轉至原來位置，進行存車。

2.車輛轉移模塊

該模塊實現將車輛在垂直循環車庫和平臺循環車庫之間的轉移。由電機、四齒撥片、伸縮脈沖計數器、制止脈沖計數器、叉爪盤、叉爪、旋轉電機和轉盤組成。

當車主選取的停車位置在平臺上時，循環立體裝置將車提升至合適高度。

一開始收縮的叉爪由電機帶動，往前伸到底座和存車板之間。叉爪伸長時，第一次碰到伸縮脈沖計數器，程序識別，繼續伸長，到合適長度后，會再次碰到伸縮脈沖計數器，此時程序再次識別，停止電機轉動，停止伸長。同時，另一叉爪伸到平臺車庫上的底座與存車板之間。

程序控制電機提升叉爪，使存車板抬起離開底座束縛。電機帶動叉爪盤升高時，到合適高度，會碰到制止脈沖計數器，程序識別，電機停止轉動，不再上升。同理，當下降時，到合適高度，也會碰到制止脈沖計數器，停止下降。

當升高到合適高度制止后，程序控制電機收縮叉爪盤上的兩個叉爪。收縮時，會第一次碰到伸縮脈沖計數器，程序識別，繼續收縮，當收縮到合適長度，會第二次碰到伸縮脈沖計數器，程序識別，停止電機運行，停止收縮。

之后，轉移模塊水平逆時針旋轉180度。底層旋轉電機的軸外伸，連接一個四齒撥片，電機每轉一圈撥動4次脈沖計數器。測定N次脈沖后轉移模塊的轉盤轉過180度。當轉移模塊開始旋轉時，程序開始記錄脈沖計數器的脈沖次數，當到達N次，停止電機轉動，轉盤不再旋轉，叉爪盤轉過180度，叉手轉過180度。

程序控制電機使叉爪外伸到平臺上的底座的正上方。同上面的叉爪伸縮，到平臺上的存車板的底座正上方，程序識別到第二次脈沖計數器的脈沖會停止伸縮。

叉爪伸到平臺上的存車板的底座正上方后，緩緩下降叉爪上的有車輛的存車板，將存車板放到底座上。緩緩收縮叉爪到原來位置。這樣完成了車輛的存放。由于叉爪同時伸縮和抬起，另一叉爪上有一個空的存車板，只需要參照上述步驟，順時針回轉180度，將存車板放到垂直循環車庫即可。

四、與相近產品的異同與創新

本作品利用自動化的機械裝置代替傳統車主停車自己到位的停車方式。專項適合小區停車，且停車位置多，且占地面積較小。解決了小區業主車輛多，停車位占地面積大，價格昂貴且數量不能滿足需要的問題。

1.循環立體結構。進行少輛車的停放，還可以用于提高車的位置，進行車輛轉移。由脈沖計數器的脈沖次數，精準控制轉過的角度，實現車輛的精準定位。鏈條上的底座會安穩的停放存車板，存車板只需要上抬便可取出。由脈沖計數器記錄脈沖次數，每次脈沖電機轉過四分之一圈，較精準控制底座與存車板的轉動位置。

2.轉移結構。由于零件的鏈接不夠牢固，只能放在地面，實際可放在平臺車庫，更加節約占地面積。車庫鏈條上的底座會安穩的停放存車板，存車板只需要上抬便可取出。存車板上存車，實現存車板的互換，便可實現循環立體裝置與平臺車庫的車輛互相轉移。叉爪上升便可抬起存車板，離開底座。叉爪的上升會碰到制止脈沖開關，精準控制上升距離。叉爪的伸縮由脈計數開關精準的控制伸縮的距離，實現車輛的存取。

3.平臺車庫。底層不占用地面空間，可以是行車道，節約了占地面積。也由脈沖計數器控制轉動的距離，精準定位。

五、可行性分析

隨著社會飛速發展，城市、社區空間逐漸擁擠，近年來越來越多的小汽車進入城市普通家庭，如何解決汽車停放問題已經成為一個不容忽視的問題。“汽車易買，車位難求”“，有車方知停車難”，這是許多有車族發出的由衷感慨。小區停車難成了一個不可忽視的社會問題。

針對此問題本團隊設計了一種立體垂直聯立式車庫機械裝置模型，該模型依托慧魚組件，利用傳感器技術、自控技術、機械傳動等技術構建出立體車庫模型。本作品設備成本少，整個立體車庫充分利用立體空間，用很小的占地面積，實現多輛車的停放，可適用于小區。使用便捷性高，社會需求量大，未來有較好的發展前景。本作品克服了小區停車過程中存在的安全隱患、占地面積大、停車困難等缺點，為停車提供了一種更方便、安全的自動化實現裝置模型。

【參考文獻】

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