立体车库系统设计.docx

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立体车库系统设计

立体车库系统设计

摘要

随着汽车工业和建筑业两大支柱产业的快速发展，在一些大、中城市相继出现了停车难和乱停车的现象。

在解决城市城市停车难的问题中，机械式立体停车设备以其独特的优点，引起了各界的重视，得到了广泛的应用。

车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果，立体停车设备的发展在国外，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。

我国也于90年代初开始研究开发机械立体停车设备。

机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。

首先，机械车库具有突出的节地优势。

以往的地下车库平均一辆车就要占据40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高80％-90％，如果采用地上多层（21层）立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源。

论文以研究工作的进展顺序为序，分章、节逐一论述了课题的来源，目的及意义，设计过程，在设计中遇到的问题与难点及其解决方法与措施。

在第一章里主要介绍了立体车库的概念、分类及各自的特点，发展现状，研究内容和研究意义等。

在第二章主要介绍了总体方案的确定，通过各种类型停车库的比较，选择自己的设计类型；在确定升降橫移式后，再通过几种方案的比较来确定总体方案及具体的布局设计。

第三章介绍了整体机械结构的设计，涉及机械结构的组成部分及各个部分的设计，组成部分有一个图形示意，钢结构部分包括车库常用钢结构的分类、主体钢结构框架以及相应钢结构材料的选择，载车板主要是类型的选择；传动系统是重点，在这里我介绍了传动系统的组成、传动系统的主要参数、传动系统主要组成部件传动链和链轮的设计计算、电动机和减速器的选择、轴的设计计算等。

第四章主要是控制部分的设计包括PLC控制流程图、接线图、梯形图及程序。

结论是对这次毕业设计的总结和回顾。

[关键词]:

立体停车设备，传动设计，控制系统，升降机构，安全性

Abstract

Alongwiththefastdevelopmentoftwomajorofpillarindustryoftheautomobileindustryandbuildingindustry,thecityoneafteranotherappearstoparkthecarthephenomenonofthedifficultanddisorderlyparkinginsomelybigly,.Inresolvethecitycityparkthecardifficultproblem,stereoscopicparkingequipmentsofthemachinetypewithitsspecialadvantage,causedthevalueofthepublic,gettheextensiveapplication.

Thevehiclehasnoathesociety,economy,transportationthattheproblemforparkisacitytodevelopoutputresulttocertainextent,thedevelopmentofthestereoscopicparkingequipmentsisabroad,particularlyatJapanalreadyiscloseto30～40yearsofhistory,allhavealreadyacquiredthesuccessonthetechniquestillontheexperienceregardless.Theourcountryalsostartsstudytodevelopthestereoscopicparkingequipmentsofmachineatthebeginningofin90's,beingapartfromtoalreadyhavetheprocessofthedecadenow.Becausealotofsetupthelittleinhabitantinsidetheareatogotogetherwiththecartocompareto1lately:

1,forsolvingtheparkinglottocovertheareaandinhabitant'scompanytousetheantinomyofthearea,stereoscopicmachineparkingequipmentswithitaveragethebicyclecoversthesmallspecialcharacteristicofarea,havealreadybeenacceptbythelargecustomer.

Themachinegarageandtraditionalgetoffthedatabasetocomparenaturally,inmanyrespectdisplaythesuperiority.First,themachinegaragehasanadvantageofoutstandingstanza.Beforeundergroundgaragebecauseoftoingstaytogothecarpassageenough,averagecarwilloccupy40areasofthesquaremeters,butifalayerofadoptionmachinegarage,canmaketheutilizationrateofthegroundraise80%-90%,ifanupmanytypegarageswithstereoscopiclayer（21layers）ofadoption,candeposit40carsthenon50areasofthelandofthesquaremeters,thisresourcesthatcansavethelimitedlandconsumedly,andsavethesoiltosetuptodevelopthecost.

Currentlythesocietycontainalotofmatureandtechnicalparkingequipmentsesforexample:

Ascendanddescendhorizontalmovethetype;Perpendicularandcirculatingtype;Levelcirculationtype;Theflatsurfacemovesthetype;Aoftunnel;Theperpendicularriseandfalltype;Simpleriseandfall.Passthecomparisonandanalysisestothesegaragestypecharacteristicses,Iwasendtochooseagaragetypethatisthedesign.

Thesiswithresearchtheprogressoftheworkisinproperorderforthepreface,dividingthechapter,stanzatodiscussthesourceofthetopiconebyone,purposeandmeaning,thedesignprocess,problemmeetinthedesignwithalittlebitdifficultanditresolvemethodandmeasure.Atdesigntheprocesspart,detaileddiscussedthetotalstructureofequipmentsdesign,horizontalmovetospreadtomovethesystemdesignandpromotetospreadtomovethesystemdesign,accessthecarstructuredesign,controlthesystemdesignandsafeprotectiondesign.

Keyword:

stereoscopicparkingequipments，Thestructuredesign，Controlthesystem，PLC，Safety

1绪论

1.1立体车库概述

车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果，立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近30～40年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。

我国也于90年代初开始研究开发机械立体停车设备，距今已有十年的历程。

由于很多新建小区内住户与车位的配比为1:

1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，链驱动双层升降横移式立体车库停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。

链驱动双层升降横移式车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。

首先，机械车库具有突出的节地优势。

以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高80％～90％，如果采用地上多层（21层）立体式车库的话50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。

链驱动双层升降横移式车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。

应该说，链驱动双层升降横移式车库从管理上可以做到彻底的人车分流。

在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。

链驱动双层升降横移式车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。

这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。

这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。

在中华人民共和国机械行业标准JB/T8713-1998：

机械式停车设备类别，形式，基本参数要目中，对机械式停车设备进行了划分，其类别代号如下：

升降横移类，代号为SH，是指通过设备的垂直升降和水平横移进行移动，实现车辆存取功能的停车设备。

垂直循环类，代号为CX，是指通过搬运器在垂直平面内做连续的循环移动，来实现车辆存取功能的停车设备。

水平循环类，代号为SX，是指搬运器在水平平面内排列成2列或2列以上连续循环列尖转换移动，实现车辆存取功能的停车设备。

多层循环类，代号为DX，是指车辆搬运器在垂直平面内排成2层或2层以上做连续移动，两端有升降机构进行循环层间转换移动，实现车辆存取的停车设备。

平面移动类，代号为PY，是指存车位与搬运器在同一水平面内，通过搬运器在水平面内做往复移动，实现车辆存取功能的停车设备。

巷道堆垛类，代号为XD，是指存车位在巷道一边或两边多层布置，通过搬运器在巷道内做水平，垂直或水平垂直复合运动，实现车辆的存取功能的停车设备。

垂直升降类，代号为CS，是指停车位分布在井道周围，通过升降搬运器在专用升降通道内做升降移动，时间车辆存取功能的停车设备。

简易升降类，代号为JS，是指通过单一搬运器的升降，俯仰或二三层搬运器的整体升降，俯仰，实现车辆二三层车辆存取功能的停车设备。

汽车升降机类代号为QS;是指搬运器运载车辆（或同时运载驾驶员）垂直升降运行进行多层平层对位，从搬运器到存车位需要驾驶员驾车入位，实现车辆存取功能的停车设备。

巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。

巷道堆垛式立体车库设备是20世纪60年代后欧洲根据自动化立体车库原理设计的一种专门用于停放小型汽车的停车设备。

该种车库设备采用先进的计算机控制，是一种集机、光、电、自动控制为一体的全自动化立体全封闭车库，存车安全等特点。

该类车库主要适应大型密集式存车。

1.2立体车库的发展现状

城市停车不但要占用相当规模的土地与空间，而且停车空间的分布和集中程度与城市土地级差收益的等级划分情况是一致的。

这就是说，城市中土地价值最高的地区，也正是停车需求量最高的地区，而且是停车空间的扩展相当困难，需要付出很高的代价，机械式停车设备的应用为解决停车难问题提供了很好的方法。

解决停车难问题，欧美国家与亚洲国家采取的措施有所不同。

但立体停车都是各个国家积极采取的措施，尤其是全自动化的停车设备，在很多国家和地区都得到了快速的发展。

机械式停车设备的应用已有30多年的历史了。

发展较早、较好的有日本、韩国、德国等。

在亚洲，机械式停车设备应用较早、应用较普遍的是日本、韩国和我国台湾省。

日本从20世纪60年代初就开发并使用可最大限度的利用空间的机械式停车设备。

当时日本全国汽车保有量约为500万辆，采用的大多是垂直循环式停车设备。

80年代开始向韩国、中国和我国台湾省出口产品和技术。

90年代初，其汽车保有量达到6200万辆，机械式停车设备也得到了高速发展，年底增长率达到30%以上，品种也从单一的垂直循环式发展为多种型式，至今已开发生产出

九大类近百个品种，还包括停车自重不大于13t的大型客车、载货汽车、自卸车、工程车等的机械式停车设备。

在日本，机械式停车场已超出了单纯用于停车的功能，而是发展成了与城市环境融为一体，具有较强的实用性、观赏性和经济开发价值的城市建筑。

日本从事机械式停车库及其设备开发、制造的公司约有200多家，其中生产机械式停车设备的公司约有100多家，比较大的公司有石川岛播磨、新明和、日精、三菱重工、大福、日成、东急、内外及昭和起重机等，产品有出口，也有进口的。

日本目前每年投运的机械式停车设备在10万个车位以上。

韩国机械式停车设备行业的发展历程比较平稳。

20世纪70年代中期为起步阶段，80年代为引进阶段，90年代为供应使用阶段。

由于这几个阶段收到了政府的高度重视，各种机械式停车设备得到了普遍的开发和利用，年底增长速度达到30%；2000～2010年为发展阶段，自动化停车设备将随供应量的不断扩大而得到迅猛的发展。

我国台湾省在20世纪60和70年代，公共停车场和民间停车场分别有80%和70%是地上和地下的平面停车场，机械式停车还不为人知。

80年代开始与日本合作，引进技术，进入起步阶段；1980年引进日本日精技术，建造了第一座垂直循环式停车库；1982年生产了第一台双层式停车设备。

1981～1991年，制造企业达到了35家。

到90年代初，随着汽车进口的开放，小汽车的大量进口，是机械式停车设备得到快速发展。

1992暴增到644家，停车设备行业进入了发展高峰阶段。

但从1996点下半年起，台湾房地产普遍萧条，股市暴跌，停车设备行业出现滑坡，经优胜劣汰后，此行业进入稳步发展的阶段。

我国在20世纪80年代初开始研制和使用机械式停车设备。

80年代是起步阶段，90年代以来，随着汽车工业和建筑业的发展，尤其是轿车进入家庭后，停车设备的应用逐步推广，已近形成的新兴的停车设备行业，步入了引进、开发、制造、使用相结合的初步发展阶段。

现在从事停车设备制造的企业数约有100家，其中主机生产企业超过50家。

首批获得国家颁发的立体停车设备制造企业资质的企业有22家。

产品经引进技术和自主研发，生产技术水平有了很大的提高。

许多设备采用了当前机械、电子、液压、光电、磁控和计算机领域的先进技术，如采用交流变频调速系统，使运行高速、平稳、省电，减少震动和噪声；控制形式有按钮式、IC卡式、触摸屏式、密码钥匙式、遥控式等，有些设备还采用了总线控制技术；传动装置采用内藏式，以增大停车空间并保护各传动元件不受污染和腐蚀，挺高了设备的耐久性，机械结构采用了模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸，缩短施工周期；还采用一些新材料、新工艺，如采用H型钢做钢梁组合的镀锌板或一体成型的镀锌板做载车板；安全保护方面采用了声光引导及定位装置、自动消防灭火系统等。

目前品种的满足率已达90%左右，有的品种填补了国内空白产品国产化率达到50%以上。

停车设备行业的发展牵涉到停车立法、收费政策、城市规划、交通管理等诸多方面。

目前我国有关城市停车的立法尚未完善，城市停车规划、停车管理办法、停车收费政策大多数还处于酝酿之中，因此我国停车业的发展还需走一段艰难的历程。

但人们普遍认为停车设备行业发展前景良好，并已被誉为21世纪最热门的行业之一。

1.3立体车库的研究内容及研究意义

近年来，随着经济的发展，我国的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽车的数量不断增加。

中国的汽车市场2006年新车销量达721万辆,与上一年相比增加了25%。

轿车的增长幅度尤为明显,同比增长37%,达到380万辆,三年间增加了近一倍。

根据权威估计,2008年中国汽车市场的销量将达1000万辆。

但与此同时，汽车停车场地的增长却不能与之同步，汽车泊位与汽车数量严重比例失调，由此带来停车难，违章停车，停车管理困难等一系列问题。

链驱动双层升降横移式停车设备又名立体车库，它占地空间小，并且可以最大限度的利用空间，安全方便，是解决城市用地紧张，缓解停车难的一个有效手段。

国家记委已明确机械立体停车设备及城市立体停车场为国家重点支持的产业。

1998年1月1日起执行的《国家记委6号令》把机械式立体车库和立体停车场列入“国家重点鼓励发展的产业，产品和技术”。

国家海关总署对机械式停车产品规定“国内投资项目给予免征进口税”。

上述措施为我国立体车库产业的成长提供了良好的条件，也为我国解决城市停车问题提供了机会。

可以预见：

立体车库具有广阔的市场前景。

研究的目的就是开发一套实用，安全有效的链驱动双层升降横移式立体车库停车设备，并进行相应的扩展研究。

本项目的研究与开发，为21世纪初期的城市交通系统提供实用的，具有自主知识产权，国产化城市停车技术和装备，对缓解城市用地紧张，解决城市停车难的问题具有重要意义。

2总体方案的确定

2.1几种机械停车设备的特点及比较

（一）升降横移式

升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。

此立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。

产品特点：

1）节省占地，配置灵活，建设周期短。

2）价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。

3）可采用自动控制，构造简单，安全可靠。

4）存取车迅速，等候时间短。

5）运行平稳，工作噪声低。

6）适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。

（二）巷道堆垛式

巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。

（三）垂直提升式

垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。

垂直提升式立体车库一般高度较高（几十米），对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高，因此造价较高，但占地却最小。

（四）垂直循环式

产品特点：

1）占地少，两个泊位面积可停6~10辆车。

2）外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓。

3）价格低，地基、外装修、消防等投资少，建设周期短。

4）可采用自动控制，运行安全可靠。

基于上述比较，根据需要现选择链驱动双层升降横移式车库进行设计。

2.2总体方案确定

由于我设计的链驱动双层升降横移式车库，所以首先应确定用哪种方式升降，如可采用升降机式、电梯式。

其次，对于传动系统（包括链传动的链与棘轮的设计、钢丝吊动的滑轮和钢丝绳的设计、电机型号的选用）、载车板等机械部分的绘图设计和控制系统的简单设计，要确定传动的方式，如钢丝绳，链条等；

初步拟定方案如下：

方案一：

1、根据轿车尺寸确定每个车位载车板的长度宽度。

设计载车板的形式，计算校核载车板的力学性能。

2、根据对传动结构的分析和受力的分析选择采用电梯式升降。

选择滑轮，确定其尺寸。

确定钢丝绳的材料、直径。

对上述部件进行力学计算，校核。

3、使用转向盘，当车降下时已转换方向。

转向盘可通过齿轮或者涡轮蜗杆实现转向。

4、确定制动方案。

选择电磁接触阀。

5、载荷均匀分布，机械效率高。

6、结构简单，工作可靠，拆装维修方便。

7、考虑安全防护设计。

8、考虑环保设计。

9、经济性考虑。

方案二：

1、根据轿车尺寸确定每个车位载车板的长度宽度。

设计载车板的形式，计算校核载车板的力学性能。

2、根据传动结构的分析和受力的分析选择采用升降机式的升降机构。

选择链轮和链，确定其尺寸规格。

然后对其校核。

3、不用转向，故不用转向盘。

结构简单，工作可靠，拆装维修方便

4、确定制动方案。

选择电磁接触阀。

5、载荷均匀分布，机械效率高。

6、考虑安全防护设计。

7、考虑环保设计。

综合以上两种设计方案，第二种方案比较适合本设计。

整个机构的传动机构采用链传动，在上面放置两条循环链，两条链通过一条通轴连接，而通轴上的链轮由与减速器相连链带动，实现转动，从而带动两条循环链同步转动，这样就保证了传动的平稳性。

而第一种方案中，如果用钢丝绳传动也可实现机构的传动，但是如果要实现第一种方案一样的功能，传动过程显得就要麻烦一些。

因为要是实现同步转动，必须选择链与钢丝绳同时使用才能达到同步传动的效果。

移动方案的比较

机械式立体停车库有许多种类型，根据其工作原理可分为：

升降横移式；水平循环式；平面移动式等等。

采用以载车板升降或横移存取车辆的机械式停车设备叫做升降横移式立体停车库，由于升降横移式停车库的类型比较多，规模可大可小，对场地的适应性强，因此采用这一类型的停车库十分的普遍。

升降横移式立体停车库每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升降横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。

停泊在这类车库内地面的车只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需要通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可以进入车库内将汽车开进或开出车库。

升降横移式立体停车库的布置型式主要有两种：

半地下布置型式和地上布置型式。

本设计是双层六位五车的小型立体车库，多用于居民小区，其简图如下所示:

图2-1车库结构简图

移动方案一：

将1号车位作为定位，2，3号车位可以直接提取车。

在存取4号车时，将4号位降到1号位上，进行存取车。

在存取5号车时，将2号位移动到1号为上，5号位降到2号位上，进行存取车。

在存取6号车时，将2号位移动到1号位上，3号位移动到2号位上，5降到3号位进行存取车。

移动方案二：

可将3号车位作为