CN102936972A - 一种平面移动式立体车库系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实时多任务平面移动式立体车库系统，该系统包括：设备系统和电气控制系统，设备系统包括读卡器、转盘、升降机、行车、搬运车、车位、安全监测装置；电气控制系统包括配电部分、控制部分、调速部分、执行部分、操作部分、显示部分；本发明实时多任务移动式立体车库系统通过上位机PLC系统同时控制多个下位机及其各个机械设备运作，使系统同时进行多个任务运作，包括存车、取车、障碍排除等，从而达到本发明的实时多任务存取车的目的；综合成本低，在存取车过程中能耗低、节能环保，可有效解决城市停车难的问题。

Description

一种平面移动式立体车库系统

技术领域：

本发明涉及一种平面移动式立体车库系统，属车库技术领域，特别是涉及一种实时多任务平面移动式立体车库系统。

背景技术

随着汽车逐渐普及，保有量不断增加，迫使地少人多、车多的国家、地区和一些发达国家积极开展了机械式停车技术的研究开发和制造应用，立体停车就在国外有所发展。到了20世纪70年代，随着科学技术的进步，停车库逐渐向全机械化、自动化方向发展，机械式停车库便应运而生。以日本、美国、德国等为代表的发达国家在停车技术领域的研究处于世界领先水平。

目前世界停车产业正向多元化发展，其停车技术几乎包含了当今机械、电子、液压、光学、磁控和计算机技术等领域的所有成熟先进技术。机械方面，应用了许多新材料、新工艺。设备结构采用模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸。钢结构选用新型优质钢材，既提高了设备的强度和刚度，又使设备轻巧美观。

发明内容

本发明目的在于公开一种实时多任务平面移动式立体车库系统。

本发明目的是通过如下方案实现的：

本发明平面移动式立体车库系统包括：设备系统和电气控制系统。设备系统包括读卡器、转盘、升降机、行车、搬运车、车位、安全监测装置。

其中，读卡器、安全监测装置为独立安装，转盘高度与车位轨道持平，转盘紧邻车位轨道上行车的位置，行车可在车位轨道上行走，搬运车位于行车上，升降机在车位轨道的一端。

其中，升降机包括滑道1、导向轮2、光电限位3、控制柜4、轴支撑架5、摩擦轮6、锁紧装置7、托盘8、升降架9、导向槽10、吊装带11、配重块12、配重箱13、滚轮14、升降电机15、支撑架16、调整螺杆17、水平调整电机18。

升降机中各个部件的连接关系为：两个滑道1平行且垂直于地面安装，支撑架16焊于滑道上端，与滑道1垂直；升降电机15固定于支撑架16上，轴支撑架5、摩擦轮6均安装于支撑架16上且与升降电机15同轴，锁紧装置7也固定支撑架16上；配重块12固定于配重箱内，四条吊装带11分别担于四个摩擦轮6上，一端固定配重箱13，另一端固定升降架9，升降架9通过滚轮14与滑道1相连，配重箱13通过导向轮2与导向槽10相连，两个导向槽10与滑道1平行；在升降架9的四角分别安装四个水平调整电机18，水平调整电机18上安装调整螺杆17，托盘8装于四个升降螺杆17上；将控制柜4固定于升降机上，在水平点安装四对光电限位3。

搬运车包括：框架19、微型液压马达20、控制阀块21、液压缸22、平衡轮23、底部托板24、油路安装板25、驱动系统26。

搬运车各个部件的连接关系为：在框架19的四角安装有四个平衡轮23，在框架19的下部焊接有大小与框架外形相同的底部托板24，微型液压马达20、控制阀块21和液压缸22均以螺栓或采用销轴连接在底部托板24上；框架19的底部用底部托板24进行封闭焊接，控制阀块21、微型液压马达20和液压缸22也全部安装在框架19及底部托板24上，油路安装板25、驱动系统26用螺栓固定于底部托板24上。

行车包括三管盘组件27a、二管盘组件27b、涡卷弹簧滚筒27c、大小滚轮27d、滚轮支架组焊件27e、导向橡胶滚轮27f、行车结构组件28、行车驱动系统29、齿条定位系统30、导向轮组件31、辅助轮组件32、行走轨道组件33、油箱安装附件34、电极安装附件35、边护板36、过度护板37、中护板38、箱槽护板39。

行车各个部件的连接关系为：行车是以行车结构组件28为基本组装平台并提供工作负载的承重，行车各个部件连接组装在该基本平台上，行车结构四角分别安装有独立的行车驱动系统29，使行车在轨道上的运动成为可能。

行车输油系统27装于行车结构组件28下方，为搬运车工作提供动力。

它又包含如下分系统，三管盘系统27a，为搬运车驱动轮提供动力，为搬运车提供电源。二管盘系统27b，为搬运车卡爪工作提供动力。涡卷弹簧滚筒27c，为输油管和输电管提供保护，使之避免划伤，还为输油管和输电管的伸出和收回提供额外动力。协调控制两个搬运车的运动和距离。大小辊轮27d，为改变输油管和输电管的方向，提供相应支撑。滚轮支架组焊件27e，用于悬挂和固定涡卷弹簧滚筒27c和大小辊轮27d。导向橡胶滚轮27f，为改变输油管和输电管的方向，提供相应支撑。

齿条定位系统30安装于行车结构中心区，为搬运车直线运动提供动态限位。导向轮组件31分别安装在行车结构接近轨道一侧，用以保证行车直线行走。辅助轮组件32分别安装于行车与车位的过渡处，为搬运车负重时卡爪有可能的下垂提供辅助支撑。行走轨道组件33为搬运车的驱动轮提供轨道。油箱安装附件34为液压系统在行车结构内部安装提供必要的辅助支撑。电极安装附件35是为行车取电器的安装提供结构支撑。

转盘包括转盘面板40、盖板41、底脚螺栓42、传动总装43、皮带总装44、支架总装45、电机总装46、涨紧轮总装47。

转盘中各个部件的连接关系为：底脚螺栓42固定传动总装43，可调节至水平。转盘面板40通过螺栓与支架总装45连接，电机总装46通过皮带总装44带动传动总装43、转盘面板40以及上面停放的车辆转动。涨紧轮总装47用于调节皮带的松紧，转动调节合适后，将四块盖板41加盖支架总装45上，使转盘面板成为水平面。车辆进入转盘时停放在转盘平台上。

本发明的平面移动式立体车库系统还包括电气控制系统，包括配电部分、控制部分、调速部分、执行部分、操作部分、显示部分。

其中，配电部分主要由各级断路保护开关、控制变压、开关电源组成；控制部分由软件系统和硬件系统两部分组成；调速部分主要由两个矢量变频器组成；执行部分主要由固态继电器和接触器组成；操作部分主要由各控制按钮或智能触摸屏；显示部分主要由指示灯和数码显示管组成。

控制部分的硬件系统包括：主控PLC和终端执行器；终端执行器包括进出口转盘变频器、转盘的远程I/O系统、升降机远程I/O系统、升降机变频器、进库刷卡器(1#刷卡机)、出库刷卡器(2#刷卡机)；其中转盘的远程I/O系统安装于转盘上，升降机远程I/O系统安装于升降机上；软件系统配合硬件系统控制整个车库的运行；软件系统的控制过程，用户存车时，先刷卡，读卡器读取用户信息，符合条件后，卷帘门开启，汽车开至转盘上，进行高度、重量、位置测量，符合条件后，由总控制器给出停车车位，经搬运器运至行车上，行车行至升降机上，升降机运行到指定的层数后，行车移动至指定的车位，经传感器检测车位为空，搬运车可搬运汽车至车位上，上述过程为一个完整的存车过程，若取车，则反之，见附图7。

读卡器用于检测和读取有关停车的各种信息；汽车转盘为内置式水平回转台，用以调整汽车的朝向，检测汽车的各项指标是否符合车库设定，如车停放位置、车重、车长、车高；升降机从出入口处搬运车辆作垂直运动至不同楼层；行车和搬运车：搬运车辆沿巷道在轨道上可高速运行到不同泊位或升降机附近或汽车转盘附近，由搬运车将车辆在行车与泊位之间，行车和转盘之间进行位置交换，实现存取车过程；安全装置为确保车库安全运行，确保人员、设备、车辆安全而设置的保护装置；进出口处设有车辆尺寸检测、停放位置检测、有无移动物检测、车库内的车位有无检测、车辆到位检测、设备运行闭路电视检测。

安全装置的紧急停止开关是在发生异常情况时能使停车设备立即停止运转。防止超限运行装置是当开关出现故障时，超程限位开关使设备停止工作；汽车长、宽、高限制装置是对进入车库的汽车进行车长、车宽、车高的检测，超过停车辆尺寸时，机械不动做或报警提示；阻车装置为设置在沿车的行进方向，在载车板上设置高度为25mm以上的装置；载车板上汽车位置的监测装置是当汽车未停在载车板上的正确位置时使停车设备不能运行；出入口门或围栏连锁安全监测装置是对出入口或围栏的停车场应设置连锁安全检查装置，当搬运车没有停放的准确位置时，车位出入口不能开启，当门或围栏处于开启状态时，搬运车不能运行；防重叠自动检测装置，为避免现已停放汽车的车位再存进汽车，设置对车位状况进行检测的装置；警示装置是汽车进入停车设备时必要的警示信号。

配电部分主要由各级断路保护开关、控制变压、开关电源组成，为控制系统提供各路电源、过载和短路保护；控制部分主要是可编程序控制器，即PLC系统；PLC系统是整个控制系统的关键，它由软件系统和硬件系统两部分组成，通过它达到发布各个指令控制车库的运行；调速部分主要是矢量变频器，由两个矢量变频器组成，一个是控制垂直升降速度的变频器，一个是控制搬运车横移和转盘旋转速度的变频器；执行部分主要由固态继电器和接触器组成，控制各传动机构的电动机或电磁阀；操作部分主要由各控制按钮组成，通过它可以操作车库的各种运行。也可采用智能触摸屏。显示部分主要由指示灯和数码显示管组成，以反映车库的各种运行状态或故障信息，也可采用智能触摸屏式操作部分和显示部分合一。

本发明的实时多任务移动式立体车库系统通过上位机PLC系统同时控制多个下位机及其各个机械设备运作，使系统同时进行多个任务运作，包括存车、取车、障碍排除等，从而达到本发明的实时多任务存取车的目的。

主控PLC通过无线WLAN设备与行车及搬运车控制PLC的无线设备实现数据交互，同时主控PLC通过以太网总线实时地上载所有运行数据到立体车库管理系统；具有立体车库管理权限的操作者可以现场查看权限范围内的车库运行状态也可远程的浏览权限范围内的数据；行车及搬运车的控制主要控制行车及搬运车的存车和取车的各个逻辑动作。立体车库管理系统能手动、自动监控转盘部分、升降机部分、行车及搬运车部分运行情况。

车辆的存入：用户到车库入口的刷卡机位置刷卡后，入口卷帘门打开，司机将车开上转盘，根据导向指示牌的提示确认停止位置后，司机即可下车离开。PLC系统通过刷卡机信号的输入，自动打开卷帘门，同时根据卡的类型分配车位号。司机挺好车离开后，关闭卷帘门，转盘旋转180°，搬运车到达转盘位置取车到升降机位置，升降机升降到空车位所在层，搬运车再将车辆送到车位停好。该车位的状态显示为有车。

车辆的取出：用户到车库出口的刷卡机位置刷卡，系统扫描数据库，刷卡系统根据卡号、存取车时间等进行收费结算，同时读出要取车辆的车位号，PLC系统将搬运车运行到相应的车位处，取出车辆通过升降机到达转盘，出口卷帘门打开。车辆停好后，司机可直接将车辆取出，确定转盘内车辆已取走后卷帘门关闭。该车位的状态显示为空。通过上述的控制系统使本发明立体车库达到了实时多任务。

本发明实时多任务平面移动式立体车库系统是一种大型的，全智能的，自动化的立体车库系统，容车密度大，存取车快捷，驾驶员不用进入车库，只需在车库出入口进行刷卡一键式操作就可完成存取车过程，时间一般不超过90秒钟，出入口较多，通常不出现存、取车排队的现象。在车库管理控制方面，可远程监控，远程操作；方案灵活，有会员卡、临时卡等多种管理方式，全部电脑操作，可避免管理漏洞，存车容量大，占地少，可最大限度提高城市车多拥挤区域的土地利用率。控制系统能管理所有的停车位信息，并能根据不同需要更改系统设定，设定节电模式、最短路径模式等工作模式，降低存取车过程能耗、节能环保。机械式停车设备的采用是解决城市停车难问题的唯一有效措施。本项目设备单位车位的综合成本低，较建设自走式停车场每个车位节省投资3-5万元，投资回报率高。

附图说明：

图1：本发明立体车库存取车流程；

图2：本发明升降机的结构图

图2-1：本发明升降机的结构图1；

图2-2：本发明升降机的结构图2；

图3：本发明搬运车的结构图；

图4：本发明转盘的结构图；

图5：本发明行车的结构图；

图6：本发明实时多任务立体车库核心控制系统图；

图7：本发明实时多任务立体车库软件控制过程图。

具体实施方式

本发明的非限定实验例如下，下述实验例和实施例作进一步说明。

实施例1

本发明平面移动式立体车库系统包括：设备系统和电气控制系统，设备系统包括读卡器、转盘、升降机、行车、搬运车、车位、安全监测装置。

其中，读卡器、安全监测装置为独立安装，转盘高度与车位轨道持平，转盘紧邻车位轨道上行车的位置，行车可在车位轨道上行走，搬运车位于行车上，升降机在车位轨道的一端。

其中，升降机包括滑道1、导向轮2、光电限位3、控制柜4、轴支撑架5、摩擦轮6、锁紧装置7、托盘8、升降架9、导向槽10、吊装带11、配重块12、配重箱13、滚轮14、升降电机15、支撑架16、调整螺杆17、水平调整电机18。

升降机中各个部件的连接关系为：两个滑道1平行且垂直于地面安装，支撑架16焊于滑道上端，与滑道1垂直；升降电机15固定于支撑架16上，轴支撑架5、摩擦轮6均安装于支撑架16上且与升降电机15同轴，锁紧装置7也固定于支撑架16上；配重块12固定于配重箱内，四条吊装带11分别担于四个摩擦轮6上，一端固定配重箱13，另一端固定升降架9，升降架9通过滚轮14与滑道1相连，配重箱13通过导向轮2与导向槽10相连，两个导向槽10与滑道1平行；在升降架9的四角分别安装四个水平调整电机18，水平调整电机18上安装调整螺杆17，托盘8装于四个升降螺杆17上；将控制柜4固定于升降机上，在水平点安装四对光电限位3。

搬运车包括：框架19、微型液压马达20、控制阀块21、液压缸22、平衡轮23、底部托板24、油路安装板25、驱动系统26。

搬运车各个部件的连接关系为：在框架19的四角安装有四个平衡轮23，在框架19的下部焊接有大小与框架外形相同的底部托板24，微型液压马达20、控制阀块21和液压缸22均以螺栓或采用销轴连接在底部托板24上；框架19的底部用底部托板24进行封闭焊接，控制阀块21、微型液压马达20和液压缸22也全部安装在框架19及底部托板24上，油路安装板25、驱动系统26用螺栓固定于底部托板24上。

行车包括三管盘组件27a、二管盘组件27b、涡卷弹簧滚筒27c、大小滚轮27d、滚轮支架组焊件27e、导向橡胶滚轮27f、行车结构组件28、行车驱动系统29、齿条定位系统30、导向轮组件31、辅助轮组件32、行走轨道组件33、油箱安装附件34、电极安装附件35、边护板36、过度护板37、中护板38、箱槽护板39。

行车各个部件的连接关系为：行车是以行车结构组件28为基本组装平台并提供工作负载的承重，行车各个部件连接组装在该基本平台上，行车结构四角分别安装有独立的行车驱动系统29，使行车在轨道上的运动成为可能。

行车输油系统27装于行车结构下方，为搬运车工作提供动力。

它又包含如下分系统，三管盘系统27a，为搬运车驱动轮提供动力，为搬运车提供电源。二管盘系统27b，为搬运车卡爪工作提供动力。涡卷弹簧滚筒27c，为输油管和输电管提供保护，使之避免划伤。为输油管和输电管的伸出和收回提供额外动力。协调控制两个搬运车的运动和距离。大小辊轮27d，为改变输油管和输电管的方向，提供相应支撑。滚轮支架组焊件27e，用于悬挂和固定涡卷弹簧滚筒27c和大小辊轮27d。导向橡胶滚轮27f，为改变输油管和输电管的方向，提供相应支撑。

齿条定位系统30安装于行车结构中心区，为搬运车直线运动提供动态限位。导向轮组件31分别安装在行车结构接近轨道一侧，用以保证行车直线行走。辅助轮组件32分别安装于行车与车位的过渡处，为搬运车负重时卡爪有可能的下垂提供辅助支撑。行走轨道组件33为搬运车的驱动轮提供轨道。油箱安装附件34为液压系统在行车结构内部安装提供必要的辅助支撑。电极安装附件35是为行车取电器的安装提供结构支撑。

转盘包括转盘面板40、盖板41、底脚螺栓42、传动总装43、皮带总装44、支架总装45、电机总装46、涨紧轮总装47。

转盘中各个部件的连接关系为：底脚螺栓42固定传动总装43，可调节至水平。转盘面板40通过螺栓与支架总装45连接，电机总装46通过皮带总装44带动传动总装43、转盘面板40以及上面停放的车辆转动。涨紧轮总装47用于调节皮带的松紧，转动调节合适后，将四块盖板41加盖支架总装45上，使转盘面板成为水平面。车辆进入转盘时停放在转盘平台上。

如图1，6，7所示，实时多任务移动式立体车库系统整体的运作过程为通过上位机PLC系统同时控制多个下位机及其各个机械设备运作，使系统同时进行多个任务运作，包括存车、取车、障碍排除等，从而达到本发明的实时多任务存取车的目的。

车辆的存入：用户到车库入口的刷卡机位置刷卡后，入口卷帘门打开，司机将车开上转盘，根据导向指示牌的提示确认停止位置后，司机即可下车离开。PLC系统通过刷卡机信号的输入，自动打开卷帘门，同时根据卡的类型分配车位号。司机挺好车离开后，关闭卷帘门，转盘旋转180°，搬运车到达转盘位置取车到升降机位置，升降机升降到空车位所在层，搬运车再将车辆送到车位停好。该车位的状态显示为有车。

车辆的取出：用户到车库出口的刷卡机位置刷卡，系统扫描数据库，刷卡系统根据卡号、存取车时间等进行收费结算，同时读出要取车辆的车位号，PLC系统将搬运车运行到相应的车位处，取出车辆通过升降机到达转盘，出口卷帘门打开。车辆停好后，司机可直接将车辆取出，确定转盘内车辆已取走后卷帘门关闭。该车位的状态显示为空。

本实施例1给出的实时多任务平面移动式立体车库系统是一种大型的，全智能的，自动化的立体车库系统，容车密度大，存取车快捷，驾驶员不用进入车库，只需在车库出入口进行刷卡一键式操作就可完成存取车过程，时间一般不超过90秒钟，出入口较多，通常不出现存、取车排队的现象。在车库管理控制方面，可远程监控，远程操作；方案灵活，有会员卡、临时卡等多种管理方式，全部电脑操作，可避免管理漏洞，存车容量大，占地少，可最大限度提高城市车多拥挤区域的土地利用率。控制系统能管理所有的停车位信息，并能根据不同需要更改系统设定，设定节电模式、最短路径模式等工作模式，降低存取车过程能耗、节能环保。

Claims (11)

1.一种平面移动式立体车库系统，其特征在于该系统包括：设备系统和电气控制系统；设备系统包括读卡器、转盘、升降机、行车、搬运车、车位、安全监测装置；电气控制系统包括配电部分、控制部分、调速部分、执行部分、操作部分、显示部分。

2.如权利要求1所述的平面移动式立体车库系统，其特征在于所述升降机包括滑道1、导向轮2、光电限位3、控制柜4、轴支撑架5、摩擦轮6、锁紧装置7、托盘8、升降架9、导向槽10、吊装带11、配重块12、配重箱13、滚轮14、升降电机15、支撑架16、调整螺杆17、水平调整电机18；升降机中各个装置的连接关系为：两个滑道1平行且垂直于地面安装，支撑架16焊于滑道上端，与滑道1垂直；升降电机15固定于支撑架16上，轴支撑架5、摩擦轮6均安装于支撑架16上且与升降电机15同轴，锁紧装置7也固定支撑架16上；配重块12固定于配重箱内，四条吊装带11分别担于四个摩擦轮6上，一端固定配重箱13，另一端固定升降架9，升降架9通过滚轮14与滑道1相连，配重箱13通过导向轮2与导向槽10相连，两个导向槽10与滑道1平行；在升降架9的四角分别安装四个水平调整电机18，水平调整电机18上安装调整螺杆17，托盘8装于四个升降螺杆17上；将控制柜4固定于升降机上，在水平点安装四对光电限位3。

3.如权利要求1所述的平面移动式立体车库系统，其特征在于所述搬运车包括：框架19、微型液压马达20、控制阀块21、液压缸22、平衡轮23、底部托板24、油路安装板25、驱动系统26，搬运车各个装置的连接关系为：在框架19的四角安装有四个平衡轮23，在框架19的下部焊接有大小与框架外形相同的底部托板24，微型液压马达20、控制阀块21和液压缸22均以螺栓或采用销轴连接在底部托板24上；框架19的底部用底部托板24进行封闭焊接，控制阀块21、微型液压马达20和液压缸22也全部安装在框架19及底部托板24上。

4.如权利要求1所述的平面移动式立体车库系统，其特征在于所述行车包括三管盘组件27a、二管盘组件27b、涡卷弹簧滚筒27c、大小滚轮27d、滚轮支架组焊件27e、导向橡胶滚轮27f、行车结构组件28、行车驱动系统29、齿条定位系统30、导向轮组件31、辅助轮组件32、行走轨道组件33、油箱安装附件34、电极安装附件35、边护板36、过度护板37、中护板38、箱槽护板39；行车各个装置的连接关系为：行车是以行车结构组件28为基本组装平台，并提供工作负载的承重；行车结构四角分别安装有独立的行车驱动系统29，使行车在轨道上的运动。

5.如权利要求1所述的平面移动式立体车库系统，其特征在于所述转盘包括盘面板40、盖板41、底脚螺栓42、传动总装43、皮带总装44、支架总装45、电机总装46、涨紧轮总装47，转盘中各个装置的连接关系为：底脚螺栓42固定传动总装42，可调节至水平。转盘面板40通过螺栓与传动总装43连接，电机总装46通过皮带总装44带动传动总装43、转盘面板40以及上面停放的车辆转动。涨紧轮总装47用于调节皮带的松紧，转动调节合适后，将四块盖板41加盖到转盘面板40上，使转盘面板成为水平面。

6.如权利要求1所述的平面移动式立体车库系统，其特征在于所述读卡器用于检测和读取有关停车(车辆)的各种信息。

7.如权利要求1所述的平面移动式立体车库系统，其特征在于所述控制部分的硬件系统包括：主控PLC和终端执行器；终端执行器包括进出口转盘变频器、转盘的远程I/O系统、升降机远程I/O系统、升降机变频器、进库刷卡器(1#刷卡机)、出库刷卡器(2#刷卡机)；其中转盘的远程I/O系统安装于转盘上，升降机远程I/O系统安装于升降机上；软件系统配合硬件系统控制整个车库的运行。

8.如权利要求1所述的平面移动式立体车库系统，其特征在于所述调速部分的两个矢量变频器，一个是控制垂直升降速度的变频器，一个是控制载车台横移和回转台旋转速度的变频器。

9.如权利要求1所述的平面移动式立体车库系统，其特征在于所述操作部分采用智能触摸屏。

10.如权利要求1所述的平面移动式立体车库系统，其特征在于所述采用智能触摸屏式操作部分和显示部分合一。

11.如权利要求7所述的平面移动式立体车库系统，其特征在于所述控制部分的硬件系统的主控PLC通过无线WLAN设备与行车及搬运车控制PLC的无线设备实现数据交换，同时主控PLC通过以太网总线实时地上载所有运行数据到立体车库管理系统。

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