新型空中车库的研究与设计

朱成喜 韩晓新

（江苏理工学院电气信息工程学院，江苏 常州213001）

0 引言

随着我国经济的飞速发展，城市人口日益增多，城市汽车的保有量也大幅增加。数据显示，最近几年我国城市机动车辆平均增长速度在15%～20%，而同期城市停车基础设施的平均增长速度只有2%～3%，特别是在大城市，机动车拥有量的增长速度远远超过停车基础设施的增长速度，因此我们必须重视城市停车难的问题［1］，并积极探求解决的措施。很多市民晚上直接把车停在路边上，这样看似解决了停车难的问题，但却又造成了马路堵塞，同时又违反了相关的法律法规，实为治标不治本。现在很多居民区都有停车场，但是在寸土寸金的大中城市，每个停车位都占用了一定的实实在在的土地面积，所以停车位价格高昂。

基于此，我们设计了一种高容量的空中车库，它采用垂直存放技术，充分地利用地上资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，可使地面的利用率提高80%～90%，同时还具有价格低廉、存取方便、绿色环保、节约资源等优点，成为解决城市静态交通问题的重要途径。

1 系统的整体设计

装置的整体设计方案如图1所示。

图1 系统整体设计图

本次设计的立体车库主要由车库、主轴、运送轴、车辆垫板、方向调整装置等组成。车库采用环形立体设计，360°环形空间，大大节约了地上成本，每个车位上都标有数字编号，以区别于其他车位。主轴可以360°旋转，以便于把运送轴旋转到对应于每个车库的合适的角度。运送轴可以在主轴的支撑下进行上下移动，当运送轴把车辆运送到合适的车库前（或者取车时）时可以前后移动，进行装车或取车。车辆垫板放置于车辆下方，以便于移动车辆。运送板的作用是在主轴和运送轴的作用下整体移动车辆垫板和车辆，初始状态下，运送板置于车库出入口，以便于随时存车。运送车辆的出入口处设有方向调整装置，对取出的车辆进行方向调整，以便拿车人不用掉头即可迅速驶出车库。

2 系统的硬件设计

空中车库主要由PLC电路、各种传感器、按钮、各种执行电机等部分组成。其硬件框图如图2所示。

图2 空中车库的硬件框图

输入设备主要包括各种传感器和按钮。按钮的作用是输入存取车号码进行存车或者取车。传感器主要包括各种限位传感器和压力传感器等，用以及时把运送板上是否有车以及运送轴是否把车运送到位等信息反馈到PLC中，PLC会根据传感器的反馈信息在一定的控制策略下对执行机构发出动作指令。输出信号包括各种控制执行机构（各种电机）的信号，用以控制主轴、运送轴的状态，从而实现进入相应的存车位进行存取车的功能。

3 系统存取车界面设计

车库的存取车界面设计如图3所示。

图3 存取车界面设计

立体车库的存取车界面主要由数字键和存、取车键组成，按数字键后把车存入相应的车位或把相应车位内的车取出。

4 系统存取车过程

有人需要存车时，按下数字键和存车键进行存车。此时系统会在方向调整装置上放置一车辆垫板，存车人把车开进车辆垫板上，方向调整装置开始工作，把车辆的车头方向调转到出口方向，以便取车时车辆直接开出车库。在初始状态下，运送板直接把车辆垫板连同车辆一起托起，系统通过调整运送轴的前进和上下方向以及主轴的旋转角度，把运送板抬高到所需存车的车位前，运送轴进行上下移动把车辆垫板及车辆运送到指定的车位。

此时，若没有取车键被按下，则运送板回到初始位置；若有取车键被按下，则运送板直接在主轴和运送轴的带动下，进入相应取车车位进行取车操作。

取车过程跟存车过程正好相反，当有人需要取车时，输入车位号、按下取车按键后，运送板在主轴和运送轴的带动下进入相应的车位，把车取出后回到车库运送出入口前，放下车辆待取车人开走。

5 结语

本文主要研究设计了一种新型的空中车库，它实现了智能停车、自动停车，省去了一般停车场的繁琐手续，提高了停车场的容量，占地面积小，高层设计节约了土地资源，智能化程度高，可预约存取车及进行空车位导向，是未来停车场的发展方向。

［1］王辉，曹麻茹．机械式立体车库在长沙的应用探讨［J］．中外建筑，2008（3）：108～109