路侧双层辅助停车装置设计

叶家根 张艳军 雷美荣 郑杰

（1.山西大同大学煤炭工程学院 山西省大同市 037003 2.山西大同大学建筑与测绘工程学院 山西省大同市 037003）

（3.山西大同大学机电工程学院 山西省大同市 037003 4.中铁十一局集团第四工程有限公司 湖北省武汉市 430000）

1 课题的背景及研究意义

1.1 研究背景

随着我国经济的发展迅速，目前人们的生活质量也在慢慢提高，与之相应，城市场域内拥有私家车的家庭数量迅速增加，汽车数量的快速增长给城市化进程带来一定问题，带给汽车业主的困扰之一是停车位不足。城市商业区和住宅区内配备的停车位不足，由于停车引发的问题越来越多，当前社会事实反映寻找公共停车位比买车还要难。当前无法阻挡城市化的发展进程中，城市停车位不足引发一系列严重的社会问题，那么如何在节省空间的情况下，有效的解决车位紧张的问题，是当今社会厄待解决的社会问题。

目前，城市道路侧停车问题日益尖锐，道路两侧停车数目无法满足现有汽车的数量。通过深入探索停车空间和停车方式，也使停车库从地面向地下发展，由单层到多层，在这一大背景下，提出了路侧智能化辅助停车系统，该系统将机械机构与电子技术相结合，

引入自动化技术，实现路侧智能停车，可以有效的扩大停车设施的建设规模，极大加快现代化建设速度，对停车难问题的解决起到一定作用，在未来拥有广阔的发展空间。

1.2 国内外研究现状

刘轩松[1]等研发了双层旋转式8 车位停车库，提出了基于2 台PLC 的控制系统解决方案，设计了控制系统的总体设计框架、硬软件结构和2 台新型plc 间网络通讯应用程序，实验结果证明存取时间较短，操作比较便于。运行稳定，安全。李湘伟[2]提出了基于plc 控制的双层升降式立体车库设计的一种方法，该系统采用了液压传动技术来控制车辆升降移动，该系统在使用中得到了应用，效果很好。李双红[3]等人利用solidworks 三维软件进行结构设计，通过ansys 软件模拟停车架的力学性能，对装置进行仿真分析。通过实验试车的数据分析，可以发现装置的运行是平稳的而且速度也是非常快，自动存取车也是完全可以实现的。谢继文[4]等人设计了小型双层立体停车装置的结构，该设计的上层车位由液压系统驱动四杆机构，通过摆杆带动上载车板，实现了上载车板升降平移的运动，使上车车辆存取变得更加灵活；下层车位的载车板与齿轮齿条相连，车辆存取的工作通过齿轮齿条传动进行。而且上、下两个车位的存取相互独立，不会影响到车辆。吴碧金[5]等人设计出了一种新的双层无避让立体停车装置，该设备的机械部分采用桥式结构，可依次进行平移、旋转和升降等运动。该设备在使用过程中，不会影响车辆地面层的进出，可提高车辆空间使用率。

图1：双层停车位设计图

图2：停车效果图

1.3 研究意义

目前机械立体停车库并非完美无缺，有各种各样的问题还需要进一步完善，普通的升降类停车设备结构比较简单，但是也存在一定问题，因为上层汽车取出时需要开出下层汽车，上层车取完后，再将下层汽车开回原停车位，存取汽车比较麻烦，这种适用于大型企业单位中以及人口较为稀疏的地方，但在人口比较密集的公共场域内，比如商场、学校、写字楼、住宅小区等地区不适用，此外，该种停车装置存在使用问题和安全问题，没有考虑与周围环境的协调关系等问题，制约着停车设备的产业化发展。

双层停车装置的优势：

（1）节约空间：本文设计了双层停车装置，可以解决上层车和下层车的矛盾，扩大了停车位使用面积，满足不同消费群体的需求，大大提升了该停车设备的市场竞争力。

（2）拆卸简便：该停车装置原材料装载和拆卸都十分方便，不需要特意选址进行安装，在大量需要停车装置的商场、学校、住宅区都可以随时进行安装，安装过程简单易懂，对于急需要增加停车位的地方，可以快速安装大量车位，解决“停车难”问题。

（3）使用方便：目前的立体停车装置仍存在各式问题，上下层停车位相互牵连，无法单独进行停车，当下层停车位被占，上层停车位只能闲置，停车位并不能实现物尽其用。本文所设计的停车装置上下两层停车位是相互独立的，上下停车位互不影响，节省资源。

2 双层停车装置设计

2.1 结构设计

如图1所示，这个结构主要由顶层停车板和底层停车板两个停车位，地下稳定板，黑箱，连杆,导轨和控制装置组成。

顶层停车板：顶层停车板是车辆的载体，通过顶层停车板的倾斜升降来带动车辆的升降。

底层停车板：汽车可以存于上下两层，底层停车板带有导轨和链条。

黑箱：底层停车板设有黑箱，其作用是对整个装置有制动作用，组成包括：步进电机，，导链，齿条以及液压系统。

导轨：在车辆存取过程中，牵引底层的停车板移动，在运行过程中所处的轨道为导轨，链条控制着导轨来进行移动。

2.2 工作原理及其过程

2.2.1 工作原理

（1）顶层停车板：本装置的顶层停车板采用液压系统驱动，避免了现有停车装置噪音大的缺点，实现静音停车。另外，采用液压缸的上层停车装置可以实现存取车辆过程中的平稳性，降低车辆出现意外事故的可能性。存车时，停车装置的活塞杆伸长，使与地面相连的铰支座上的连杆驱动，向靠马路的方向移动，带动整个上层停车板，同时下降。上层停车板预留足够的空间，使连杆和液压系统正常运行，不至产生摩擦损坏装置和汽车，待司机将车停好离开后，上层停车板开始上升并向靠人行道的方向移动，直至回归原位。

（2）底层停车板：底部停车板的工作原理比顶层停车板更简单，利用步进电机来控制铰链，实现车板左右移动，停车装置底层黑箱中的步进电机可带动链条，链条带动导轨，进而实现底部停车板移出和移进，实现底部停车板存入和取出功能。存车时，司机仅需将车开到底层的停车板，取出汽车后直接从正面驶出，操作简单易行。

2.2.2 工作过程

（1）底层。

1.当要把汽车停到底层停车位时：

通过控制部分，点击底层停车，同时，汽车蓝牙与该装置自动链接。该装置会自动将下台板沿着导轨将停车板推出，此时只要将汽车开到停车板即可。将汽车停好后，司机和乘客下车，同时司机通过遥控锁门，在按下遥控的瞬间，车库控制装置也将接收遥控信号，此时副连杆将下台板顺着滑轨拉回。

2.当要把汽车从底层停车位取出时：

直接点击打开车门遥控，汽车会通过蓝牙，将信号送出，自动将下台板推出，此时司机与乘客上车，将汽车开走，同时蓝牙将断开，下台板自动回位。

（2）顶层。

1.当要把汽车停到顶层停车位时：

通过控制部分，点击顶层停车，同时，汽车蓝牙与该装置自动链接。该装置会自动将上台板，沿着连杆将停车板落下，此时只要将汽车开到停车板即可。将汽车停好后，司机和乘客下车，同时司机通过遥控锁门，在按下遥控的瞬间，车库控制装置也将接收遥控信号，此时连杆在动力驱动下将上台板顺着连杆回位。

2.当要把汽车从顶层停车位取出时：

直接点击打开车门遥控，汽车会通过蓝牙，将信号送出，自动将上台板落下，此时司机与乘客上车，将汽车开走，同时蓝牙将断开，上台板自动回位。

2.3 控制系统

控制系统由三个组成部分基本组成，即控制输入的前端、单片机和控制电路系统，输入的前端与一个蓝牙接口连接，通过蓝牙接口传送相关控制指令。控制停车装置的整个工作过程。单片机负责收到控制指令，接到指令后单片机运行，控制电路系统接通，电流控制电机的运行，停车装置开始工作。

2.4 安全保护系统

（1）防坠落装置。为了防止顶层停车板的车辆出现意外坠落而砸毁处于下方的车辆或人，设置了防坠落装置，出现意外可以锁定顶层停车板。

（2）光学传感器。设备在下降时，若有人或者物体在设备附近就有可能发生危险，因此设计光学传感器，检测到有人或物的信号时可以使车库及时停止工作，防止意外发生。

（3）安装断链保护设备[5]。为了有效防止在顶层停车板做汽车升降动作时，顶层的整个停车板内部链条突然发生断链，造成各种意外事故，设计了一种停车断链控制装置，当发生意外的停车断链时，可以将顶层的整个停车板链条锁住，使其高度无法正常下降。

（4）警报装置。一旦设备出现故障或危险，该装置将立即发出警报并立刻停止工作

2.5 效果图

如图2所示，该装置可以实现双层停车，节省了一倍的空间，而且简单易停放，通过蓝牙装置来控制，让司机在车上就可以实现停车，非常便捷而又节省空间。

3 结论

（1）路侧双层辅助停车装置使路侧停车面积增加一倍，扩大停车空间，对于拥挤的一二线城市的“停车难”问题，可以得到良好的改善效果。另外，该停车装置在安装过程中可以提前规划，车辆必须按照指定位置停车，能够改善停车杂乱的问题。

（2）装置改变了传统侧方位停车方式，采用直线停车简单易停。该停车装置在使用过程中，不论是顶层停车位置还是底层停车位停车，司机只需要沿着马路方向直线开至停车板位置，随后使用蓝牙发出指令，装置便可自动工作，操作简便，节省时间，对司机的停车技术要求大大降低，是大众停车方式。

（3）此装置存取方便，安全可靠。相对于其它的立体停车装置，该停车装置更多考虑安全系统，避免系统自损以及对司机、顾客和对汽车的损害，安全性大大提升，是共享停车车位的最佳选择。

（4）该停车装置投入成本低，且便于维护。该停车装置组成材料简单，而且对于使用位置的要求不高，安装简单，拆卸方便，对于急需增加停车位的场域来说，可以快速增加停车位。对于企业来说，量化生产也极易实现。