一種升降橫移式全自動停取車裝置的設計

欒 飛 桓 源 馬 軍 李富康

(1.陜西科技大學機電工程學院 陜西 西安 710021；2.陜西農產品加工技術研究院 陜西 西安 710021；3.長安大學工程機械學院 陜西 西安 710064)

一、引言

目前地面停車場普遍存在空間利用率不高，進而車位價也是一漲再漲，甚至出現了車位難求的狀況。本著“安全可靠、高效、便利、環保”的理念，設計一種升降橫移式自動停取車裝置以緩解當前停車難問題。

該裝置適合于市場上所有的小型家用汽車，同時設計了可充電裝置，可以滿足電動汽車對于充電的需求，且結構簡單，制造和安裝難度低，可以根據場地情況，有效利用空間資源。

二、總體方案設計

該裝置可實現全自動停取車，如某車庫設計規格為四層八車位，最底層為車主自主停車，如圖圖1所示。該停取車裝置主要由載車板、伸出板、托車板、液壓裝置、曲柄連桿、夾持裝置以及繩索牽引裝置組成，位于取車口的操作面板會實時的顯示停車情況，用戶可根據自己的意愿選擇某一停車位，完成停車。

圖1 總體設計方案圖

三、結構設計

(一)升降井頂結構設計

如圖2所示，當升降梯下降時，鋼絲繩通過摩擦力使棘輪9逆時針轉動進而帶動中心輪轉動，使得發電機7發電，將電能儲存于蓄電池8；電梯上升時，由于棘輪特性，中心輪不轉動，發電機7停止發電。

圖2 升降井頂模型圖

(二)載車板結構設計

圖3中，當螺桿順時針或逆時針轉動時，螺母前進或后退從而使得擋板打開或合起。同時，夾持機構夾持板11夾住，夾持機構移動從而帶動載車板移動。電機通過齒輪連接從而帶動螺桿13轉動。

圖3 載車板模型圖

四、控制系統設計

采用西門子公司的S7-200型PLC可編程控制器完成升降橫移式立體車庫控制系統的設計，確保車庫的各運動機構能夠準確無誤完成所要求的動作，并對車庫現場的工作狀況進行實時監控，把監控信息反饋至上位機控制軟件進行實時處理。

五、車庫工作原理

本文升降橫移式立體車庫主要通過三個方向的運動來完成停取車作業。

(1)上下移動：通過位于車庫頂部電機的正反轉，帶動滑輪組控制繩索的收放，來實現載車板的上下移動。所用滑輪組如圖4所示，前后共設計有兩組定滑輪，電機帶動兩組滑輪實現繩索的同步收放，然后通過載車板上的動滑輪使載車板可完成上下的移動。

圖4 升降梯滑輪組

(2)前后移動：圖5中，位于載車板下方液壓裝置的運動可使載車板以及其上方的托車板共同實現伸出與縮回。導軌用于支撐伸出板，同時起導向作用。

圖5 伸縮板結構模型圖

(3)左右移動：圖6中，當載車板帶著托車板到達相應高度以后，電機驅動錐齒輪轉動進而帶動齒輪轉動完成夾持動作，然后通過控制夾持裝置的左右移動使得托車板回到原位。

圖6 夾持結構模型圖

六、車庫特點分析

(1)設備頂層設計的太陽能發電裝置一定程度上為設備的運轉提供電能，而且高層取車放繩索期間，繩索帶動發電機轉動產生電能，并儲存于蓄電池內，用于后續汽車的充電和設備的日常運行。

(2)安全裝置：位于載車板下的曲柄連桿機構可將載車板固定于已選停車位的高度，使得之后載車板的水平運動更加平穩，提高了設備運行的穩定性；當載車板進行停車作業時，位于軌道兩側的電磁自鎖裝置彈開，可對滾輪起到阻擋作用從而使托車板可以固定于該位置。

(3)該停車裝置不局限于小型家用汽車的存放，也可用于其他小型機械產品的存放，該設備結構簡單便于安裝，可根據場地和車位數量的具體要求，進行靈活設計與施工。

七、結束語

該裝置主要為中小型汽車提供存取車服務，其可設置于人員密集的住宅小區，也可設置于商業區、辦公區等人流量大場所，以有效解決這類區域停車難的問題。具體建設時，可以根據場地的面積和停車位數量的實際情況，進行靈活設計，在滿足停車需要的同時，可以最大限度地利用有限的土地資源。