一種小型雙層立體式停車裝置結構設計

謝繼文

摘要：本文介紹了一種小型雙層立體式停車裝置結構設計，該裝置的上層車位是由液壓系統驅使四桿機構，通過擺桿的擺動帶動上載車板，實現上載車板的升降平移運動，讓上車位車輛的存取更加靈活;下層車位的載車板連接在齒輪齒條上，車輛的存取工作是通過齒輪齒條的傳動來實現的。并且上下兩層車位中，車輛的存取互相獨立，互不影響。

關鍵詞：省空間;雙層停車裝置;立體停車

1 ?裝置的結構組成

本裝置，包括固定不動的基座、底層車位和架設于所述底層車位之上的上層車位，上層車位至少設有一個，底層車位包括固設于所述基座上的底座板和設于所述底座板上且可在所述底座板上水平移動的載車板，基座上設有用于支撐所述上層車位且能夠驅動所述上層車位繞所述基座轉繞的鉸支柱機構。通過鉸支柱機構實現上層車位的升降平移，底層車位的載車板實現直接平移，有效達到了空間的最大化節省;并且安裝不需要提前設置地基，適合臨時快速搭建，安裝及拆卸方便，便于在城市中廣泛應用;此外，底層車位與上層車位使用時不發生干涉，提高了停車的效率。本停車裝置采用了兩車框架式結構，主要由車庫本體、上下停車位、底部和頂部存取機構、載車板以及控制系統等部分組成。該裝置通過液壓缸的轉動帶動連桿實現上載車板的升降，下載車板通過步進電機帶動齒輪齒條裝置實現其的移出、移入。我們采用液壓系統做動力裝置，有利于保證整個裝置運行平穩。該裝置的頂部我們采用太陽能板，可以實現對太陽能的利用。

本裝置由PLC來控制車輛存取的完整過程。停車時通過PLC發出指令直接將載車板底板放到路面上，然后移動上/下載車板到其上，只需要把車停在載車板上即可，本裝置就可自動把車輛存放合適的車位，在取車時，按下取出按鈕，本裝置自動將載車板放到路面中間。相比于大型立體停車庫，我們的裝置停車方便，不需要司機過硬的技術，而且不必依次進行車輛的提取，兩個車的提取不存在必要的次序，使得早晚等高峰期時人們不需要進行無意義的等待。

2 ?工作原理

2.1 上層車位的結構設計及工作原理

因為上車位車輛在存取過程中對平穩性要求較高，而現有的行車裝置所用的鏈傳動存在噪聲大、振動大等缺點，因此我們采用液壓系統驅動。我們借助四個液壓缸裝置實現四個連桿的轉動，液壓缸上的活塞桿幾個通過銷軸機構與四個連桿相連接，連桿繞基座上連接鉸鏈，通過帶動鉸鏈的轉動帶動上載車板，使其完成平移和升降的復合運動。在最上方我們采用太陽能板，既可以利用太陽能發電，又能為車輛遮檔陽光，防止車輛被曝曬。

在存車時，全部的活塞桿伸長，推動基座上的固定在鉸支座上的連桿向左轉動，帶動上層載車板，在下降的同時向右平移，慢慢的降落到載車板底板上，以增大上載車板的受力面積，減小壓強。我們在設計上載車板時合理預留出了連桿、液壓缸等運動所需要的空間，防止裝置在運動過程產生碰撞。司機將車輛停在上載車板上后離開，然后開始上載車板的上升右移運動，液壓缸全部收縮，上載車板保持水平位置緩緩上升到指定位置。其整個存取過程不受下車位的有無車輛的影響。

2.2 下層車位的結構設計及工作原理

我們通過步進電機帶動齒輪的轉動帶動鏈條實現載車板底板的90°旋轉，載車底板可以合理地增大上下載車板的受力面積，減小壓強，防止載車板的損壞。當載車板底板水平放置后，解開鏈條以避免阻礙停車。我們在車庫本體外側邊緣處安裝一個步進電機，通過步進電機的轉動帶動齒輪齒條機構，進而實現下載車板的移出與移入，從而實現下車位車輛的存取功能。司機只需要將車開至下載車板上，不需要復雜的操作，取車時司機可以直接將車向前開出，簡單易行。

2.3 車位的尺寸、受力分析及相關計算

本文按照中型轎車的相關尺寸進行計算，相關尺寸：長4800mm，寬1750mm，高1470mm，質量1350kg，國家標準載重375kg（四位質量為80kg的人和55kg的物質）。考慮到下車位車輛的高度為1470mm，為了防止損壞下車位車輛，上車位載車板降到1470mm高度時，在水平方向上須偏移一個車輛的寬度，即寬1750mm。

在整個過程中，當上載車板開始從地面上升時，液壓缸輸出力最大，取此時刻的載荷來計算液壓缸承受的載荷。我們對此時的連桿和液壓缸進行理論力學和材料力學的受力分析，如下：計算中取g=9.8N/kg

得出連桿直徑最小值為40mm，我們取用60mm

由于液壓缸對連桿的拉力最大為52100N，我們查找資料并選取了無錫市大鴻液壓氣動成套有限公司的DG - J 80×SCE型號的液壓缸。

3 ?設計創新及優點

3.1 創新點

①使用便利：由于特殊的平行四桿機構，整個二層停車過程與一層車輛互不干涉，兩輛車的存取基本互相沒有影響，實現無障礙停車模式。

②節省空間：通過對空間的有效安排達到空間的最大化節省。我們相當于在原來停車位的基礎上增加了一倍的停車位置。

③方便拆卸可移動：安裝前，不需要提前安排地基，特別適合快速搭建應急停車場地。

3.2 優點

本設備適合臨時快速搭建，在小區搭建時，在不會占用太多時間和空間使小區交通癱瘓的前提下，通過縱向提高了小區地上空間的利用率，給居民帶來方便。小區停車系統安裝本設備，可以通過對本系統的管理實行按小時、按天、按月或按年收費，增加小區的物業收入來源。本產品應用范圍較廣，例如體育比賽場館外由于比賽造成的汽車阻塞，可以有效緩解臨時場地的停車擁堵;本裝置可以安裝在居民小區，只需要對本系統進行監管，小區里就可以實現汽車快速存取有條不紊的進行。

4 ?結語

就目前來看，我們不難發現中國的汽車數量超級龐大，但是能夠供車主用來停車的地方確實不多，許許多多的車主都是把車直接的停在馬路上，或者停在小區里，這種情況不止阻礙了交通，而且也特別的不安全。特別是在舉行一些大型活動時，車無處可停的情況更是每每發生，造成的相關事故和損失也令人嘆息。就每個家庭而言，現在許多家庭有兩臺或三臺車，卻只有一個車庫，停車極其不方便，在基于這些需求，我們的小型雙層立體式停車裝置能夠完美的解決此類問題，可以有效緩解此類問題，降低了停車的成本，提高了停車速度。

參考文獻：

[1]蔡亞森，楊新宇.一種無避讓式小型立體停車裝置設計研究[J].起重運輸機械，2017（2）：72.

[2]閆存富，范彩霞，劉超.地坑式負二正一升降橫移立體停車設備的設計理念及可行性[J].制造業自動化，2015，35（09）：114-116.

[3]葛云皓，袁佶鵬，殷錕，張富豪.雙層無障礙立體停車設備[J].物聯網技術，2017（4）：15.

[4]許福玲，陳堯明.液壓與氣壓傳[M].機械工業出版社，2007.

[5]劉鴻文.材料力學[M].高等教育出版社，2010 .