机电一体化作业智能化立体库分析 精品.docx

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机电一体化作业智能化立体库分析精品

机电一体化

专业：

机械设计制造及其自动化

智能化立体车库分析 

前言

 国内汽车产业的快速发展使城市汽车容量迅速增加，停车位在数量和布局上已不能满足和适应现实的需要，更不适应现代化城市的发展要求。

一方面，城市住宅区和公共设施建设规模的不断扩大要求建立大量配套停车设施；另一方面，城市用地日趋紧张，停车设施建设需要大量用地，这又限制了停车设施的发展。

已有的住宅区怎样改造补充车位？

新开发的项目如何设计并提供车位？

公共建筑怎样合理利用现有车位？

总之，停车已经成为房地产开发项目、政府各部门以及社会各界普遍关注和亟待解决的问题。

一立体车库的发展史

现在所知的最早的立体车库建于1918年，位于美国伊利诺斯州芝加哥市华盛顿西大街215号的一家宾馆的停车库，设计师是Holabird和Roche，该车库于20XX年被推倒，在该原址上，后来由JupiterRealtyCorp兴建了一座49层的公寓大楼。

在第十五届全国发明展览会项目中交通、建筑类提到不占地立体车库的第一发明人：

刘玉恩，该发明是一种不占地位立体车库，包括：

通行架，其可允许车辆正常通行；固设于通行架上的车库群，其为多层结构，每层至少包括有两个或两个以上可存放车辆的单元车库；纵向升降机，其设于车库群及通行架中；横向移动架，其可在升降机与单元车库之间移动。

当时的立体车库推举式交换装置，其可将横向移动架上的车辆放置于单元车库上或可将单元车库上的车辆取回于横向移动架上；控制机构，其控制存放或取出车辆。

我国也于90年代初开始研究开发机械立体停车设备，距今已有近二十年的历程。

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，立体机械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。

二、立体车库的分类解析与比较 

2.1升降横移类停车设备

（一）定义和工作原理

采用以载车板升降或横移存取车辆的停车设备，一般为准无人方式，即人离开设备后移动汽车的方式。

升降横移类停车设备是停车设备中造价成本较低的，升降横移类停车设备布置形式灵活，对场地适应较强。

机械式停车设备的工作原理：

每个车位都有载车板，所需存取的车辆通过载车板升、降和横移运行到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆。

停在地面的车辆只作横移运行，不需升降，上层车位或下层车位要通过中间层横移空出车位，只有将载车板升或降到地面层，驾驶员才能进入车库把汽车开进或开出车库。

带有一层地坑的三层升降横移类机械式停车设备

升降横移类机械式停车设备主要由钢结构、载车板、传动系统、控制系统、安全防护装置等五大部分组成。

钢结构主要采用热轧H型钢、槽钢、角钢、钢板等焊接而成，再用高强度螺栓连接成框架结构，具有较好的强度和刚度。

根据不同的结构要求，有单柱形式、跨梁形式、后悬臂形式等。

载车板用来承载存取的车辆，有框架结构和拼板结构两种。

框架结构载车板用型钢和钢板焊接而成，多数采用中间突起形式，上面铺设钢板，其优点是可按需要设计宽度，具有较好的导入功能，适合于变化较多的小批量生产。

拼板结构载车板用镀锌钢板冲压或滚压成组装件，采用咬合拼装成载车板，用高强度螺栓紧固连接，这种载车板轻巧美观、运输方便、互换性好，适合批量生产。

传动系统分为升降传动机构、横移传动机构和升降横移机构等。

升降传动机构有电动机、减速器、常闭式制动装置（其制动力矩不小于1.5倍额定载荷的制动力矩）或液压系统等。

横移传动机构由电动机、减速器、制动器、驱动轮、从动轮、导轨等组成。

升降横移机构是升降传动机构和横移传动机构的结合。

控制系统主要由主回路和控制回路组成。

主回路控制载车板的升降、横移；控制回路主要是针对保证人、车安全而设计的各种回路。

其控制形式有可编程序控制器PLC控制、电脑控制、总线控制等，这些硬件通过软件来控制各种电气元件的动作，完成设备的升降、横移等运行。

控制系统主要运行方式有自动运行方式、手动运行方式、点动运行方式。

升降横移类机械式停车设备一般装有以下安全防护装置（但不仅限于此）。

（1）紧急停止开关在发生异常情况时能使停车设备立即停止运行，紧急停止开关一般设置在操作装置上，按钮为红色。

（2）防止超限运行装置停车设备在升降过程中，当限位开关出现故障时，上方的超限位开关能使设备停止运转，起超限保护作用。

（3）汽车车长检出装置一般是光电开关，当超过适停车辆长度时，使设备不运转或报警。

（4）阻车装置沿车辆进入的方向，在载车板适当位置上装设高度25mm以上的阻车装置或其他有效的类似装置。

（5）人车误入检出装置在停车设备运行时，能防止人、车误入的装置，一般采用光电开关或栅栏。

（6）防止载车板坠落装置当载车板上升到位后，为防止载车板因故突然坠落而设置的防护装置。

防坠落装置一般采用挂钩形式，驱动方式有电磁铁驱动和机械驱动两种。

（7）警示装置停车设备运行时，用警示装置（一般是声、光警示）提醒人们注意安全。

（二）分类型式

2.1按车位布置形式分：

1）全地上布置：

有二层、三层、四层、五层，一般不超过五层，但也有七层以上的，有的还做到了18层，但相对于低层提升速度要提高以保证客户使用要求。

二层停车设备可建造在地下室或室外，净空高度3.5m—3.6m就能安装，一次存取车时间最大不会超过1—1.5min，三层以上停车设备大都设置在室外，存取车比较方便。

全地上四层升降横移类机械式停车设备

2）半地下布置：

这种布置形式比全地上布置能多建车位，空间利用率高，但土建投资大。

地下大都为一层，底坑深度在2m左右，在设计时要特别注意防水

半地下布置三层升降横移类机械式停车设备

3）重列式布置：

对于只能设置一个车道，或设置两个车道太浪费，但有能停放两排或两排以上车辆长度的停车位时，可用这种方式布置。

这种布置可充分利用平面减少车道占地，比单列式停车数量增加1倍。

但进出车较麻烦一些，驾驶员要穿过前排设备，把车停到后排的停车位上，或把车开出，也可采用机械装置把车从后排移动到前排。

2.2按提升方式分：

1）钢丝绳提升型式：

钢丝绳具有强度高、挠性好、自重轻、运行平稳等诸多优点，尤其是多层（超过两层）升降横移类机械式停车设备，因提升高度大，要求整根提升索具很长，因而钢丝绳相对于其它提升装置是较好的选择。

采用钢丝绳提升的升降横移类机械式停车设备，提升钢丝绳受力复杂，钢丝绳除了受拉伸应力外，还承受弯曲应力、挤压应力以及钢丝绳捻制时的残余应力。

当钢丝绳绕过卷筒和滑轮时，受交变弯曲和挤压作用，在弯曲处产生弯曲应力和挤压应力，加剧钢丝绳的磨损，影响钢丝绳的寿命。

因此对于提升钢丝绳要定期做好维护和检查工作，发现钢丝绳有磨损、断丝、变形超标等严重缺陷时要及时更换。

2）链条提升型式：

简单的链条传动是由两个装在平行轴上的链轮和连接它们的链条所组成。

链轮上具有特殊的齿形，并与链条上的链节相啮合，链条相当于带传动中的挠性体，但不是靠摩擦力，而是依靠链条与链轮之间的啮合力来传动的，所以链条传动是一种具有中间挠性体（链条）的啮合传动。

在链条传动中，常采用套筒磙子链和齿形链。

根据链条传动的特点，它主要用于要求平均传动比较准确，两轮轴间中心距离较大，工作条件恶劣的场合，如停车设备的提升机构上应用较为广泛。

为了减少链条传动中链条和链轮的磨损，延长使用寿命，链条传动应保持良好的润滑，所以要合理地确定润滑方式和润滑油的种类。

常用的润滑方式有：

人工定期润滑，用油壶或油刷进行；滴油润滑，用油杯通过油管向链条的松边外滴油，达到连续润滑。

润滑油一般采用L—AN32、L—AN46、L—AN68等全损耗系统用油，环境温度低时用低粘度，功率大的场合用高粘度，并保持润滑油的清洁度。

3）液压缸提升型式：

液压缸提升的升降横移类机械式停车设备液压传动系统由液压泵、液压缸、控制元件和辅助元件四部分组成。

具有运行平稳、反应快、冲击小，能高速启动、制动和换向，能自动防止过载，实现安全保护，操作简便，容易实行自动化等优点。

机件在油中工作，有自动润滑和散热作用，因而使用寿命长。

在传递同等功率条件下与其他传动方式相比，具有体积小、重量轻、结构紧凑等优点。

因为液压的工作压力高，所以能有效地减小结构尺寸。

但由于油液容易泄漏，因而对液压元件的制造精度要求比较高。

在能量传输过程中存在着各种能量损失（沿程损失和局部损失），液压传动系统的总效率比较低。

液压驱动后旋臂升降横移类机械式停车设备

4）螺杆提升型式：

滚珠螺杆传动机构由螺杆（丝杠）、螺母和滚珠组成。

螺杆和螺母上的二条圆弧形螺旋槽对合起来就形成螺旋线滚道，在滚道内装有滚珠，当螺杆（或螺母）回转时，这些滚珠在螺旋线滚道内滚动，螺杆与螺母之间基本上为滚动摩擦。

为了防止滚珠从滚珠螺杆副中滚出，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置，使滚珠能循环流动。

滚珠螺杆传动可把原动机的回转运动转变为螺母和载车板的上下直线运动。

a）b）

螺杆传动

a）螺杆传动实物；b）螺杆传动机构

滚珠螺杆提升的升降横移类机械式停车设备采用后悬臂结构。

螺杆副和电机等传动零部件置于后侧，具有结构紧凑，检查维修方便，停车空间大等优点。

滚珠螺杆驱动后悬臂升降横移类机械式停车设备

5）组合提升型式：

对于半地下布置和重列布置的升降横移类停车设备，结合自身环境特点，充分利用以上各种提升方式的优点，采用两种提升方式，如重列布置型式的停车设备前列采用钢丝绳或链条提升，后列采用滚珠螺杆或液压提升方式。

（三）特点和适用范围

升降横移类停车设备的型式比较多，对场地的适应性较强，对土建要求较低，可建在露天，也可建在大楼的地下，规模可大可小，可根据不同的地形和空间进行任意组合、排列，空间利用率高，设备安全可靠，存取车快捷，使用、维护简便，价格较低。

2.2简易升降类停车设备

（四）定义、原理、分类

简易升降类停车设备是指在同一层上采用搬运台车或起重机平面移动车辆，或使载车板平面横移实现存取停放车辆，亦可用搬运台车和升降机配合实现多层平面移动存取停放车辆的机械式停车设备。

属于自动化、大型化的立体车库。

分类：

驱动方式：

机电驱动，液压驱动。

传动方式：

链条传动，钢丝绳传动和滚珠丝杠传动。

构造和配置关系：

垂直升降地上两层、垂直升降半地下两层、垂直升降半地下三层、俯仰升降地上两层等。

a）垂直升降地上两层；b）垂直升降半地下两层；c）垂直升降半地下三层

（五）特点和适用范围垂直升降地上两层停车设备比较简单，但由于在上层存取车时，需将下层车开走，存取完后再把下层车开回原停车位，因此存取车比较麻烦，适合拥有两辆车的家庭或单位使用。

垂直升降半地下两层或三层停车设备比较简单，操作方便，但要开挖一定深度的地坑，还要采取防止地坑积水的措施。

此形式较适合于对整体景观有要求的场所。

俯仰升降地上两层停车设备一般采用液压系统来升降载车板，存取车方式与垂直升降地上两层停车设备相同，特点是结构简单，操作容易。

最适合于楼层高度不够的地方，一般只要设备净高度达2800mm以上即可。

单层平面移动式停车设备主要可以减少车道面积，增加停车密度，提高面积利用率，但目前实际应用的还很少。

多层平面移动式停车设备可建在地上，亦可建在地下，设备安全、可靠、自动化程度高、存取车效率高、空间利用率高。

主要用于大型车库，尤其是对既要求解决停车位又要求地面可作绿化、雕塑等美化设施的情况。

这种设备已被广泛的使用。

（六）主要组成部分

简易升降类机械式停车设备主要由钢结构、载车板、传动系统、电气控制系统、安全防护装置等五个部分组成。

2.3垂直循环类停车设备

（七）

定义和原理

升降机通道的设置：

　　升降通道的尺寸设计，应以能安全运行升降机为目的，载车板与出入口地面边缘的距离应在4CM以下。

液压直推式升降机的基坑深度与额定速度无关，应在1.