一種智能立體車庫的設計

趙鵬 胡志強 黃傳輝 許曉強 高婷婷 吳濛濤 李鵬

摘? ?要：隨著我國汽車工業的迅速發展和建筑用地的減少，汽車保有量急速增長和停車難矛盾日益嚴重，大力發展機械式立體停車設備是緩解矛盾的有效途徑。本作品針對老舊小區的特點，在研究國內外的立體車庫先進技術和吸收中國華容道解法基礎上設計一款華容道智能立體車庫，在較小的土建成本下實現更大的車輛容納能力，可以實現一鍵式存取，提高了存取效率，真正實現了老舊場所車位的立體化改造，符合國家老舊小區政治改造政策。

關鍵詞：老舊小區? 立體車庫? 華容道? 智能化

中圖分類號：TP242? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（c）-0101-03

我國老舊場所建設時“快餐化”傾向嚴重，使得現今老舊場所普遍存在設施陳舊功能退化現象。其中老舊場所的停車場就因先天設計不合理，缺乏長遠規劃，進行停車場擴建困難，并且隨著汽車保有量的不斷上升，老舊場所的停車位已經無法滿足人們的停車需求，因此設計一種能夠在有限空間內實現多輛汽車停放的立體車庫顯得非常重要。

國內外很多學者針對各種特定的場合，展開了大量的研究。有對智能車庫設計提出概念和方案[1-3]。中冶南方工程有限公司[4]優化設計了取車旋轉盤。李俊杰的智能立體車庫控制系統人機交互軟件[5]。蘇鵬波研發的智能立體車庫電氣控制系統[6]。華北理工大學王新研究分析的智能立體車庫存取模式[7]對于智能立體車庫[8]有較良好的改善，并開展了監控系統技術研究[9]。本文設計了一種用于解決老舊小區停車難的智能立體車庫，包括立體車庫的機械結構設計，車庫的工作原理，車庫的控制系統。

1? 車庫機械結構設計

一般來說立體車庫正常工作需滿足車庫結構設計和取車模式設計。車庫結構有4種：九宮格式[10]、垂直循環式[11]、回轉式[12]以及升降橫移式[13]等。取車模式有兩種實現方式：傳統取車系統和智能取車系統[14-16]。

華容道智能立體車庫的機械結構如圖1所示包括：立體車庫的框架、載車板機構、動力傳遞機構、鋼絲繩支撐機構和防擺動機構，其中立體車庫框架主要是鋼結構，由前立柱、后立柱、橫梁、縱梁和加強筋組成;載車板機構主要由載車板邊框和波紋鋼板組成;動力傳遞機構主要由電機安裝結構、齒輪傳動結構和卷筒組成。

機械結構設計是在針對老舊小區特點和各類立體車庫建模分析的基礎上確定。本設計為升降橫移類機械式立體停車設備，在吸取中國古代華容道游戲解法基礎上確定了載車板及其運動形式，正二層與負一層做垂直升降運動，正一層（地面層）做水平橫移運動。首先用solidworks對立體車路進行了三維立體設計，并對模型進行了運動分析，確定了各個載車板的運動順序。車庫整體結構如圖車庫運動方式流程圖如圖2所示。

2? 車庫控制系統設計

2.1 PLC電氣控制電路

系統控制核心采用PLC，該PLC有24個輸入口和16個輸出口，還有一個串口，在輸入口X0-X16引腳依次連接了16個磁性傳感器，用來檢測車位是否到指定位置，如果車位到位，磁性傳感器工作，發出低電平給PLC控制電機停止。

PLC的輸出口Y0-Y17連接16路繼電器，繼電器連接電機，M1M2是橫移電機，M3-M8是升降電機，每個電機使用兩組繼電器接口，但連接方式相反，這樣能形成不同的電流方向，從而實現電機正反轉，完成車位不同方向的移動。

PLC的串口連接的是觸摸屏，用戶在觸摸屏的用戶界面操作，利用RS485通訊方式，通過串口將觸摸屏指令發送給PLC，PLC按指令控制Y0-Y17的輸出方式，控制對應的繼電器接口，從而控制對應電機的運動，實現了智能化的一鍵存取車。控制電路如圖3所示。

2.2 電機和傳感器安裝分布

電機和傳感器安裝分布如圖4所示，圖中M代表電機，X代表限位開關，X0-X3限位開關檢測車位的橫移，X0-X3限位開關檢測車位的升降，以M3為例，當電機正轉提升車位，上升到指定位置后，X4發出低電平觸發信號，PLC輸入口接收信號后，就會改變輸出口Y4的輸出狀態，停止M3電機的運行，使車位穩定懸停，其他限位開關運行流程與X4相同，都是一旦車位到位，就使電機失電停止運行。

3? 結語

本文設計的華容道智能立體車庫成本較低，可與廠家聯系，銷售給不同的停車場所;其次該產品占地面積小、取車效率高，工作穩定品質可靠，更符合老舊場所車位立體化改造的需求;同時，配備了人機交互系統，用戶只需點擊觸摸屏選擇想要停放的停車位，即可實現一鍵式存取車輛，極大便利了廣大車主、用戶的使用。華容道智能立體車庫真正實現了老舊場所車位立體化的改造，作為停車設備，它可以緩解停車難問題，在同等的土地面積上創造更多的停車位數量，作為老舊場所車位立體化改造的工具，它不需要額外的改造面積，只需要在原有地面車位上進行改造即可實現，符合老舊場所零散面積改造的要求，而且本產品具有一鍵式操作系統，適合普通用戶的操作和使用;本作品主要由機械和控制部分組成，機械結構簡單，控制方便，改造成本較低廉，具有一定的推廣應用價值。

參考文獻

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