一种升降横移式全自动停取车装置的设计

栾 飞 桓 源 马 军 李富康

(1.陕西科技大学机电工程学院 陕西 西安 710021；2.陕西农产品加工技术研究院 陕西 西安 710021；3.长安大学工程机械学院 陕西 西安 710064)

一、引言

目前地面停车场普遍存在空间利用率不高，进而车位价也是一涨再涨，甚至出现了车位难求的状况。本着“安全可靠、高效、便利、环保”的理念，设计一种升降横移式自动停取车装置以缓解当前停车难问题。

该装置适合于市场上所有的小型家用汽车，同时设计了可充电装置，可以满足电动汽车对于充电的需求，且结构简单，制造和安装难度低，可以根据场地情况，有效利用空间资源。

二、总体方案设计

该装置可实现全自动停取车，如某车库设计规格为四层八车位，最底层为车主自主停车，如图图1所示。该停取车装置主要由载车板、伸出板、托车板、液压装置、曲柄连杆、夹持装置以及绳索牵引装置组成，位于取车口的操作面板会实时的显示停车情况，用户可根据自己的意愿选择某一停车位，完成停车。

图1 总体设计方案图

三、结构设计

(一)升降井顶结构设计

如图2所示，当升降梯下降时，钢丝绳通过摩擦力使棘轮9逆时针转动进而带动中心轮转动，使得发电机7发电，将电能储存于蓄电池8；电梯上升时，由于棘轮特性，中心轮不转动，发电机7停止发电。

图2 升降井顶模型图

(二)载车板结构设计

图3中，当螺杆顺时针或逆时针转动时，螺母前进或后退从而使得挡板打开或合起。同时，夹持机构夹持板11夹住，夹持机构移动从而带动载车板移动。电机通过齿轮连接从而带动螺杆13转动。

图3 载车板模型图

四、控制系统设计

采用西门子公司的S7-200型PLC可编程控制器完成升降横移式立体车库控制系统的设计，确保车库的各运动机构能够准确无误完成所要求的动作，并对车库现场的工作状况进行实时监控，把监控信息反馈至上位机控制软件进行实时处理。

五、车库工作原理

本文升降横移式立体车库主要通过三个方向的运动来完成停取车作业。

(1)上下移动：通过位于车库顶部电机的正反转，带动滑轮组控制绳索的收放，来实现载车板的上下移动。所用滑轮组如图4所示，前后共设计有两组定滑轮，电机带动两组滑轮实现绳索的同步收放，然后通过载车板上的动滑轮使载车板可完成上下的移动。

图4 升降梯滑轮组

(2)前后移动：图5中，位于载车板下方液压装置的运动可使载车板以及其上方的托车板共同实现伸出与缩回。导轨用于支撑伸出板，同时起导向作用。

图5 伸缩板结构模型图

(3)左右移动：图6中，当载车板带着托车板到达相应高度以后，电机驱动锥齿轮转动进而带动齿轮转动完成夹持动作，然后通过控制夹持装置的左右移动使得托车板回到原位。

图6 夹持结构模型图

六、车库特点分析

(1)设备顶层设计的太阳能发电装置一定程度上为设备的运转提供电能，而且高层取车放绳索期间，绳索带动发电机转动产生电能，并储存于蓄电池内，用于后续汽车的充电和设备的日常运行。

(2)安全装置：位于载车板下的曲柄连杆机构可将载车板固定于已选停车位的高度，使得之后载车板的水平运动更加平稳，提高了设备运行的稳定性；当载车板进行停车作业时，位于轨道两侧的电磁自锁装置弹开，可对滚轮起到阻挡作用从而使托车板可以固定于该位置。

(3)该停车装置不局限于小型家用汽车的存放，也可用于其他小型机械产品的存放，该设备结构简单便于安装，可根据场地和车位数量的具体要求，进行灵活设计与施工。

七、结束语

该装置主要为中小型汽车提供存取车服务，其可设置于人员密集的住宅小区，也可设置于商业区、办公区等人流量大场所，以有效解决这类区域停车难的问题。具体建设时，可以根据场地的面积和停车位数量的实际情况，进行灵活设计，在满足停车需要的同时，可以最大限度地利用有限的土地资源。