基于solidworks的智能立體停車場設計

姚海龍　李天翼　朱哲浩

摘 要：隨著我國城市化的進程加快，人們的出行方式也不斷地發生變化，自行車，電動自行車是人們的主要的出行方式，然而，在人口密集的，空間狹小的老舊小區電動車，摩托車，自行車停車難的問題也越來越嚴重，而且電動自行車，摩托車，自行車的安全還是停留在用戶車鎖的階段，失竊現象也時有發生，老舊小區的電動車由于需要充電，都集中在小區單元門口或者是一層窗口處引線充電，造成消防通道被堵，出行不便等問題，而且存在著很大的火災隱患。因此，如何在狹小的老舊小區經過改造或者在已有空間充足的情況下，設計一種裝置最大化的利用已有的空間來實現對電動車，自行車，摩托車的有序停放并解決相應的充電問題，安全問題顯得尤為重要。

電動自行車，摩托車的停放存在很多不穩定因素，如：單層停放比較占用空間;電動自行車和摩托車重量較重，不方便固定;隨意停車，亂占消防通道，私建的鐵皮棚多被堆放易燃雜物，甚至四處私接、亂拉電線，存在著消防安全隱患;電動自行車，摩托車的安全問題;小區內停車擁擠且相互干擾，易引發鄰里糾紛，從而影響到居民和諧。因此，本文所設計的裝置設立在老舊小區的矮層建筑上方，如自行車停車棚、小區公告欄等，旨在解決電動自行車，摩托車的停放一系列的實際問題。其主要為鋼架結構，使用電機為裝置提供動力，成本低廉，該裝置的使用方法簡便，停車時使用者只需將車推上停車板，踩下鎖車裝置即可離開，方便簡單，采用鋼架結構、模塊化設計，便于更換部件，組裝便捷無需花費太長時間，且解決了老舊小區的電動車停放對場地、安全、可充電的需求，因此本裝置的實用化的可能性很高。

關鍵詞：模塊化設計; 有序停放; 出行方式

一.項目研究內容和擬解決的關鍵問題

本文針對老舊小區場地特點和停放特點，旨在研發一種能夠保證電動自行車，摩托車穩定及安全并充分利用空間等多重功能的電動自行車、摩托車停放裝置，隨著機械電子技術的發展，人們生活質量的提高、全自動、可充電、存儲量大的新型停車裝置的需求也日益明顯，而這一裝置旨在有效地解決老舊老區電動車停車難的一系列停車問題。項目研究內容是進行該智能立體停車庫的設計，主要分為四大部分：

（1）控制器：控制整體的運行，程序儲存在其中。

（2）原動機：原動機為整體裝置提供動力，主要由馬達組成。

（3）執行機構：執行機構主要負責承載車輛，固定車輛。

（4）傳動機構：傳動機構主要負責帶動執行機構到達指定位置。

其結構設計為由支撐架、固定裝置、充電裝置、升降裝置、空間存取裝置和控制部分六個部分組成。支撐架是由鋼材構成在低矮樓面上起到支撐車輛和安全防護作用。固定裝置是裝在載車板里面，它是由固定踏板、解鎖裝置和具有柔性材料的固定擋板組成。當車輛放到載車板上時，用腳踩固定踏板適當調整電動車固定擋板的松緊，當電動車穩定即可。取車時腳踩解鎖裝置，下面的鋸齒狀的固定解除，彈簧將其拉開固定擋板，取出車即可。充電裝置在載車板上，當手動插上充電插頭運送到支撐架的固定位置與載車板上插頭接上后便通電。升降裝置是利用螺旋桿升降機構將載車板從地面升到車架上，從車架降到地面實現存取車輛。空間存取裝置是將車輛從車架上利用叉車原理將載車板通過三維空間運動存、取到固定的支架位置。控制部分結合各個裝置，起到準確存、取車的作用。

擬解決的關鍵問題：本文的設計方向確立為縱向發展，將電動車縱向 重疊起來停放，并且利用機電一體化，自動控制技術來實現智能充電，自動化停、取車的功能。該立體智能電動停車庫不同于現在的電動車停車架，其采用立體的形式，可對空間更有效的利用，有效的解決老舊小區電動車亂停放的問題。

二.項目研究與實施的基礎條件

（1）虛擬樣機建立

針對每一功能，設計相應的機械機構，并建立作品的三維虛擬樣機模型。虛擬樣機模型是利用SolidWorks機械建模軟件建立停車平臺模型，然后根據停車平臺來確定各個機構的具體尺寸，完成不同零件之間的配合約束，建立立體停車場的裝配圖后初步確定整個停車架的尺寸，建立征集框架模型。在征集框架模性的基礎上，建立其他模塊，最終逐步完成作品的征集裝配體建立。

（2）控制系統的設計

由于立體智能停車場需要定點到具體的車位，工作時對各模塊工作時序有嚴格要求，各個動作需要較高執行精度，而且需要實現對車輛的安全有保證，實現良好的人機交互功能，因此對該機械，軟件控制，系統功能提出較高的要求。我們采用基于物聯網的智能控制系統，實現整個系統的協同運作。

（3）機械結構設計

機械結構模塊分別為整體支撐模塊、夾車固定模塊、升降模塊、車輛存取模塊，四大模塊相互配合，完成對電動車的停車、取車的過程。支撐架建立在低矮的建筑物上方，其上方有兩層，主要作用是支撐電動車。夾車固定模塊功能為當有電動車停車時，便可將電動車固定在板面上，防止電動車在存、取的時晃動或者偏倒發生危險。

升降模塊功能是當電動車在固定板上夾緊后，通過升降模塊將電動車從地面運送到低矮建筑物頂面。當要取車時電動車從車架上取下，通過升降模塊從建筑物頂面運送到地面方便取車。 存取模塊是通過空間三維運動結構，準確的將電動車存、取到相應的車架上或者是升降裝置上。

三、項目實施方案

經過小組成員的仔細分析研究之后，設計思路選定為是在原有小區已有矮層建筑的上方，例如：老舊小區自行車棚，公告棚上方或者是已有空地，例如小汽車停車位、公共空閑活動區域等，只占用較小的地面空間來實現電動自行車的有序停放，通過搭建空中鋼架結構并分層分間將電動車放置每個隔間中，并利用取車架的橫向、縱向、豎向移動來取出或者停放至相應的停車位。此外我們還將設計相應的停車板，在停車板上面設計電動自行車、摩托車的夾持裝置和電動自行車的充電裝置。最后構建相應的軟件系統來實現停車、取車、充電、安全警報等一系列功能， 從而解決老舊小區電動車停放的一系列的問題。

四、結論

目前已根據上述設計方案設計出實物，并按照上述項目實驗方案進行了實驗，實驗效果取得良好成績，達到了預期效果。能夠有效的節約空間，方便了人們的生活，并且市場應用廣泛。

參考文獻：

[1]基于物聯網的智能停車場系統分析[J]. 邱燕霞.? 江西建材. 2019（12）

[2] 物聯網在智能停車場管理系統的應用[J]. 席旻.? 電腦知識與技術. 2011（27）

[3]智能停車場系統關鍵模塊研究與設計[D]. 葛紅豆.南京理工大學 2017

作者簡介：

姚海龍，男，漢族，籍貫：江蘇鹽城，出生：2000-2-23，機電工程學院，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動化

李天翼，男，漢族，籍貫：湖北十堰，出生：1999-10-2，機電工程學院，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動化

朱哲浩，男，漢族，籍貫：浙江嘉興，出生：2000-7-31，機電工程學院，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動化

*項目名稱：基于solidworks的智能立體停車場設計 項目編號：S202011798002

經費預算? ?項目資金支出：1.5萬元

（1） 設備購置物：5000元

（2） 材料費：3000元

（3） 加工費：1000元

項目經費來源于《基于solidworks的智能停車場項目》

（武漢東湖學院? ?湖北? ?武漢? ?430212）