圆环式两轮代步工具的立体车库探究范文

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摘要：目前的立体车库主要是针对四轮汽车的停车设计。针对两轮代步工具，包括电动车、摩托车、自行车的立体停车库的研究，设计出一种普遍适用的停车装置。预期达到的目标是实现自动停车、取车，对电动车实现充电功能。

关键词：圆环式；立体车库；电动车；自行车

0引言

近年来，由于机动车辆的增多，停车难的现象越来越突出。由此引发的乱停车现象也越来越普遍，造成交通秩序混乱、交通事故频繁发生。因此，为了寻求集约高效的停车空间[1]，人们把目光投向了热门的立体车库。立体车库的出现在很大程度上解决了停车难的问题，而且车库可以做成多种外形，与建筑相适应，更加美观。另外，立体车库一般不是露天的，对于车辆的安全防盗、寿命保护有很大优势的。目前众多的车库主要是根据四轮汽车建造的，有垂直循环式、平面移动式、升降横移式、垂直升降式、多层循环式、简单升降式、圆形塔形式等。汽车具有很强的对称性，不需要辅助支撑就有很强的稳定性，机构的设计更加方便。然而，人们的出行越来越需要代步工具，而电动车以便利、环保的特点进入人们的视野。但是市场上对于非机动车辆停车位的配备缺少，并且电动车的数量太多，在商场、医院、小区等人口密集区随处可见电动车的乱停乱放。进而引发影响交通安全、文明环境甚至滋生乱收费等一系列的问题[2]。据不完全统计，目前电动车的市场保有量在2.5亿辆，每年还在急剧增加。因此电动车停车难是一个亟待解决的问题。有秩序的停车会提升城市文明形象，有效解决和预防一系列问题。

1圆环式电动车立体车库的研究意义

现有的立体车库有各种各样，现通过对不同类型的车库特点的简单介绍，分析圆环塔式立体车库的可行性以及优点。根据2017年中国智能立体车库行业市场前景研究报告指出，升降横移式、平面移动式、巷道堆垛式、垂直升降式4种类型的车库是最典型的、市场上最多采用的、市场占有率最高的、最适合大型化发展的[2-4]。其中升降横移式占有的比率是最高的。对于升降横移式，根据其存取车的原理，该立体车库具有的原理特点是：在车库的最下层需要预留一个空车位，为上层的存取移动留下空间；每个车位都有载车板，车辆通过在其中的升降横移到达最下层，驾驶员进入，存取车辆；最下层的载车板不用升降；最顶层的只用升降，中间层的既升降又横移留出空车位使上层的车辆能运动到最下层。但这种立体车库存取效率低，过程复杂，并且每个车位都有载车板，增加了建设成本。针对上述分析，目前市场上应用最多的升降横移式立体车库的模式不适合电动自行车的存取，在建设成本上，相对于电动自行车这类两轮代步工具是巨大的资源浪费。针对这类代步工具的特点，介绍一种占地面积小、成本低、建造比较方便的小型立体车库。

2圆环式立体车库的结构设计

此次介绍的立体车库结构均采用钢结构的框架，主体的框架结构由若干安装于地面的立柱和在立柱上安装的横向结构组成，在一定高度上搭建每层停车位行成中空空间塔结构。车库框架顶部有顶盖，外围可根据需要设计保护装置，车库保护层之外可进行不同的艺术设计，使车库更加美观，与附近建筑相容，增加文明形象。车位沿车库圆环半径方向进行布置，缩短了搬运行程，更加安全可靠。在每个车位中都设有静叉梳载车架，用来存放停放在上面的车辆。

3圆环中间升降旋转结构设计及存取车过程

该车库的中间结构要实现的功能有升降到对应的车位层，因车位位置是沿半径方向圆周布置的，所以在升降到对应的车位层之后还要进行旋转以对正所要存取车的车位位置。该车库的中间升降旋转装置的结构为由上下两层构成，下层升降盘主要控制整体结构的升降，上层旋转盘安装在下层升降盘上，通过平面轴承或其他设备支撑，上层旋转盘能相对下层升降盘旋转。在升降到需要的停车层位置后，由上层的旋转定位到所需车位。在上层旋转盘上设有导轨，安装有能横移车辆进入车库的横移装置，横移装置主要部分有驱动控制部分、动叉梳车架。如图3所示静叉梳车架固定在车位架中，当动叉梳车架进入车位与静叉梳车架交叉对齐时，动叉梳车架向下移动，穿过静叉梳车架后，原先停放在动叉梳车架上的车辆停在了静叉梳车架上，从而实现了车辆的存放。存车时，用户通过人机交互界面发出停车指令，升降机构使动叉梳车架停放在预定位置，用户把车辆停放到动叉梳车架的规定位置。系统检测到用户离开后，系统发出指令，驱动升降机构运动到预设的停车层，准确停止后，上层旋转盘根据传感器带动动叉梳车架旋转到需要停车的车位对应位置，与车位精确对正。进一步的，带有横移机构的动叉梳车架开始横移，通过传感器的控制，使动叉梳车架准确地运动到安装在车位架中的静叉梳车架的上方一定位置，与静叉梳车架交叉对正。动叉梳车架伸出，形成类似悬臂梁的形式。对正后触发控制信号，使升降盘带动整体机构进行下降，下降一定的预定距离，通过动静叉梳的交换使车辆停放在静叉梳车架上，随后动叉梳车架收回到中间升降盘机构上，完成存车过程。取车过程的运动与存车过程相反，根据需要取车的车位指令，升降机构现将整体机构运动到需要取车的停车层的预设位置，随后旋转到对应车位，动叉梳车架与车位对齐，随后，动叉梳车架横移运动到静叉梳车架的下方进行交叉对正，对正后触发升降指令，整体机构上升预定距离，通过动静叉梳的交换使停放在静叉梳车架上的车辆移到动叉梳车架上，动叉梳车架带着车辆收回，升降机构下降至出口位置，用户取走车辆，完成取车。

在两轮代步工具的立体车库存放过程中，有一个特别需要注意的问题，即电动车的充电问题是一个需要解决的问题。在日常的电动车使用过程中，用户在骑行了一天后，晚上会对电动车进行充电，如果立体车库没有便捷可靠的充电设施，对于电动车存放问题还是不能够解决。本文针对这种情况，设计了一种用于该立体车库的电动自行车在存放时的充电装置。4结语解决两轮代步工具停车是一个亟待解决的问题。该小型立体车库的设计为解决这个问题提供了一种可行性的方法。并为立体车库行业提供了一种具有安全性能高、经济性好、适用性强的立体车库[7]。从根本上解决了小区、商业区、医院等人口密集区在建设时未规划停车位置的电动自行车停车难问题。提高了土地利用率，可缓解城市土地紧张问题，并且推动了立体车库制造业的发展，带来了一定的社会经济效益。该圆环式两轮代步工具立体停车库具有较高的市场推广价值。

参考文献：

［1］许文燕.圆环式无载车板小型立体车库研究［J］.机电工程技术，2017（11）：81-84.

［2］付翠玉，关景泰.立体车库发展的现状与挑战［J］.机械设计与制造，2005（9）：156-157.

［3］中商产业研究院.2017年中国智能立体车库行业市场前景研究报告［EB/OL］，2017-10-13/2018-03-06.

［4］张长缨，张侃谕.智能型立体车库的构成及智能化方案［J］.自动化与仪表，2002（01）：35-37.

［7］陈婧，田怀文.大型垂直循环横向平移立体车库的结构设计及稳定性分析［J］.机械设计，2013（05）：67-70.

［8］宁云峰.简易升降式立体停车设备的设计［D］.上海：东华大学，2017.

［9］陈婷婷.机械式立体停车库的设计研究［D］.兰州：兰州大学，2013.

作者：宣德坤;马晓录;李冲冲;闫志杰;王勤东;熊彦昭 单位：河南工业大学