旋轉式智能立體車庫設計與制作

謝偉 郭嘉磊 徐蘭棟 張清亮 李峰

摘 要：隨著城市經濟的發展，停車難已經成為一個普遍現象，本文設計了一種縮微版的旋轉式智能立體車庫，并介紹了其基本結構和工作原理。

關鍵詞：智能立體車庫;智能控制模塊;步進電機

1 概述

近年來，隨著城市經濟的發展，土地資源越來越寶貴，車輛越來越多，停車難問題已經成為人們關注的重要問題。如何解決這個問題人們提出了很多解決方案，其中立體車庫是解決停車難的有效方案。

旋轉式智能立體車庫整體為箱體式結構， 車庫采用一組平行的支撐架結構，采用兩組鏈條，鏈條經過特殊設計，可承重傳動，在鏈條之間放置承重梁，承重梁下懸掛車位。車頂使用太陽能板，不僅可以提供一部分電能供給照明系統，并且可以保護內部機構，保證機構壽命。驅動機構采用可靠性與精度都很高的步進電機，設立獨立的工業級控制系統，采用閉環控制，在此基礎上使用工業通信技術，同地域其他司機可以通過互聯網云平臺使用手機APP實時訪問車庫的車位數據信息，實現車位信息共享。旋轉式智能立體車庫占地面積小，智能化程度高，解決了停車難的問題。

2 系統組成與工作原理

在旋轉智能立體車庫中，機械傳動系統是實現庫位循環旋轉的核心，其工作原理是步進電機通過減速機構和聯軸器把運動傳遞到輸出軸上，輸出軸旋轉帶動鏈輪及輸送鏈傳動，輸送鏈再帶動鏈上的車位做循環運動，使車位運行或停靠在某一指定位置。

系統分為兩大部分：傳動部分和承載部分。

承載部分的部件有：梁柱等框架結構及車位的載車底板。

傳動部分部件有：電動機、減速器、聯軸器、制動器、傳動軸、鏈輪鏈條、連接齒輪等。

2.1 雙組鏈條停車模塊

雙組鏈條停車模塊，用于循環停車取車。

具體包括：（1）框架單元：用于支撐整個結構，保證整個結構的支撐。（2）鏈條單元：用于懸掛所有的車位，對車位進行運轉。（3）車位單元：用于停放車輛。（4）驅動單元：通過步進電機傳遞動力，用于驅動整個鏈條單元帶動車位進行運轉，可實現快速取停車。

2.2 智能控制模塊

智能控制模塊，用于識別車庫停放需求信息，并按照需求信息控制車庫運轉進行停車取車，并能通過控制模塊聯結互聯網對接云平臺，進行數據交換，實現智能化。智能控制模塊具體包括：（1）車位監測單元：通過光電傳感器檢測車庫各車位的使用狀態。（2）信息傳輸單元：用于聯結互聯網，實現車位信息數據上傳。

2.3 主要控制電路

電機選擇兩相四拍步進電機57BYG250C，驅動器選擇HBS57全數字式閉環步進驅動器，采用最新專用電機控制雙核DSP 芯片和應用矢量型閉環控制算法，從而徹底克服了開環步進電機丟步的問題，同時也能明顯提升電機的高速性能、降低電機的發熱程度和減小電機的高中低速振動，從而提升機器的加工速度和精度以及降低機器的能耗。此外，在電機連續過載時，驅動器會輸出報警信號，具有與交流伺服系統同樣的可靠性。

PLC選擇PLC224型號，該微型旋轉車庫有六個停車位，PLC實時讀取輸入口鍵盤信息，根據鍵盤輸入的庫位信息，進行輸出操作。

停車取車工作原理：

（1）接通電源，車庫接收到車輛停放信息，自動運轉空車位到底部第一層，方便車輛入庫;若車庫識別到取車信息，讀取到取車的車輛信息后，車庫會自動將此車輛運轉到底部第一層，方便車輛的取出;

旋轉式立體車庫在旋轉工作時，采用光電傳感器檢測每個車位的位置，PLC根據檢測結果控制步進電機運行，使某一車位轉到指定位置。采用閉環控制，能自動補償車位旋轉時的累計誤差，保證車位快速精準定位。

（2）停車、取車的操作完成后，整個機構運動狀態為靜止時，智能控制模塊會將車庫車輛的停放信息數據上傳云平臺，實現信息實時傳遞，其他駕駛人員能通過手機APP及時了解該車庫資源的使用情況，是否有空車位等信息;

此外為了保證車庫的安裝方便，采用模塊式安裝，安裝順序為：先安裝一側立體框架，上傳動軸，從動齒輪，鏈條，下傳動軸，鏈條，再安裝另一側立體框架，太陽能頂棚，動力源，控制箱。

3 結論

旋轉式立體車庫廣泛使用在生活場景中各種需要建停車庫的地方，既節約了土地資源又更加智能化，具有廣泛的應用前景。

參考文獻：

[1]李麗.垂直旋轉式立體車庫的創新設計[J].山東建筑大學學報 ，2014.

[2]孟榮光.旋轉車籃式自動化立體車庫[J].北方工業大學學報，2000.