双层四连杆停车装置的设计

潘波 王涛 陶波 袁思齐

摘 要：针对城市小区停车难、路边随意停车等问题，研制出了一种具备智能停、取车功能的双层四连杆停车装置。该装置由停车托板机构、升降机构、横向移动机构、纵向移动机构和框架组成[2]。其中，停车托板机构具有倾斜板自动与地面平齐、停车托板自动导向停放和防止车辆滑动等功能。升降机构采用双曲柄机构和丝杠螺母机构，利用平行四边形机构的运动特点，通过旋转方式实现升降，具有稳定性高和安全性好的特点。双层四连杆停车装置结构简单、实用价值高，为老旧小区居民提供了一种经济、适用的停车方式。

关键词：双层；双曲柄；停车装置；自动归位

中图分类号：U491.7 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）24-0060-02

随着我国经济社会不断发展，人们购买力普遍增强，加之我国汽车工业行业欣欣向荣，城市小汽车的数量也越来越多。但是城市老旧小区建成时间长，设施设备比较陈旧，规划的停车位数量严重不足，小区停车难的问题影响了居民的正常出行。国内外解决如何在现有的城市老旧小区内停车难 的辦法大多是倾向于向空中、地下建造立体停车库。现在所知最早的立体停车库是建于1918年，位于美国伊利洛斯州芝加哥市华盛顿西大街215号的一家宾馆（Hotel La Salle）的停车库，设计师是Holabird和Roche[1]。从此，开启了人类采用立体停装置解决停车难问题的先河。

我国从90年代开始，机械立体停车设备技术快速发展，立体停车库慢慢进入到了人们的视野之中，但是城市小区中家庭汽车停车难的问题依然十分突出。

1 设计方案

1.1 总体设计

双层四连杆停车装置属于升降横移类停车设备，采用了在简易升降类机械式停车设备应用较广泛的四连杆机构。该装置主要由框架、停车托板机构、升降机构、横向移动机构和纵向移动机构组成[2]。双层四连杆停车装置的升降机构、横向移动机构、纵向移动机构分别带动停车托板机构做升降运动、横向和纵向移动，每1个二层停车位上均放有1个停车托板。下层固定框架上设置有二层停车架，位于原有路边停车位、人行道路或草坪的上方，如图1所示。

1.2 框架设计

框架主要是对停车托板、升降机构、横向移动机构、纵向移动机进行支撑，提供运动所需的导轨并承受运行过程中的各种载荷。框架从下往上分有三层，依次是下层固定框架、中支撑架和上支撑板，如图2所示。中支撑架和下支撑架上均设置有导轨。

1.3 停车托板机构设计

停车托板机构主要由支撑导向架、倾斜板、停车平板、挂钩、防滑机构和挡板组成[3]，如图3所示。倾斜板通过铰链分别与停车平板的前、后端连接，支撑导向架、挂钩均安装在停车平板的前后1/4处。

（1）倾斜板通过铰链分别与停车平板的前、后端连接。当停车平台下降至地面时，在重力作用下，前斜板、后斜板自动与地面平齐，方便车辆上、下平台。（2）挂钩的形状为倒U型，与四连杆机构下端的钩子连接，起到自动归位和防脱的作用。（3）支撑导向架安装在停车平板底部，呈拱桥状。停车平台在地面上时，支撑导向架起到支撑作用。将停车平台举升放置在二层停车架的过程中，支撑导向架起到自动导向定位的作用。停车平台放置在二层停车架上时，支撑导向架起到支撑和防止停车平台滑动的作用。（4）防滑机构主要由框架、光杆、防滑板组成，如图4所示。防滑板上表明做防滑处理，下端与光杆连接。框架的下端设置有空心轴，光杆可以沿空心轴运动。当停车托板下降至地面时，光杆的一端与地面接触，带动防滑板上升并对前轮进行支撑。当停车托板脱离地面后，在重力作用下，光杆和防滑板滑入框架内，前轮卡在框架的防滑槽内，从而防止前轮滑动。

1.4 升降机构设计

为减少提升过程中的晃动幅度，减少取、停车过程中的风险，升降机构采用双曲柄机构+滚珠丝杠螺母机构的升降方式，如图5所示。平行四边形机构是双曲柄机构的一种特例，即当双曲柄机构中的两曲柄长度相等，连杆与机架长度也相等且相互平行时，则双曲柄机构成为平行四边形机构[4]，连杆始终作平动，从而保证了小车始终处于水平状态。

1.5 横向移动机构设计

通过对比钢丝绳、链条、同步带、齿轮齿条等机构，横向移动机构采用齿轮齿条机构，如图6所示。

1.6 纵向移动机构设计

标准停车位宽2.5m，长5.0～5.5m。以4个停车位为例，停车托板纵向移动的最大距离为22m，运动距离较长。因此，纵向移动机构采用两轮驱动结构，如图7所示。

2 工作原理及具体实施方式

2.1 工作原理

升降机构中的电机带动丝杆旋转，通过丝杆螺母机构带动双曲柄机构旋转，从而举升、降下停车托板。横向移动机构中的电机带动齿轮旋转，通过齿轮齿条机构带动上支撑板沿中支撑架上的光杆做横向移动。纵向移动机构中的电机带动主动轮旋转，带动中支撑架沿下层固定框架上的导轨做纵向移动。

2.2 具体实施方式

停车托板机构运动至地面层后，用户驾驶汽车驶入停车托板机构，通过升降机构、横向移动机构、纵向移动机构将停车托板机构举升放置至二层停车架上，从而完成停车过程。

用户取车的过程和停车的过程类似，将停放用户车辆的停车托板取下，用户驾驶汽车驶出停车平板，再将空的停车托板放置回二层停车架上即可。

3 结语

（1）升降机构采用双曲柄机构和丝杠螺母机构，充分利用了平行四边形机构的运动特点，利用旋转方式举升，具有结构简单、系统刚度好、运行平稳、安全性好等特点。（2）在原有停车位、人行道路或草坪的上方安装二层停车架，有效地提高了空间的利用率，并采用模块化框架，能根据小区用户的需求和不同的道路要求，调整停车位的数量。（3）双层四连杆停车装置满足目前大部分老旧小区停车的需求，具有非常高的推广应用价值和广阔的市场前景。

参考文献

[1]胡桂仙，于勇，王俊.农业机器人的开发与应用[J].实验与研究，2002，（05）：45-47.

[2]潘波，王涛，陶波，等.一种双层四连杆停车装置[P].中国专利：ZL 201820573377X，2018-04-21.

[3]潘波，王涛，陶波，等.一种新型停车托板[P].中国专利：ZL 2018205824675，2018-04-23.

[4]李军，贾琼，李琦.人机工程在手推婴儿车设计中的应用研究[J].设计，2016（7）：112-113.