CN104213741B - 一种齿形导轨圆筒状多层停车设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿形导轨圆筒状多层停车设备，采用齿形导轨和内环齿圈配合的独有技术方案并尽量采用成熟技术和通用部件以提高可靠性、耐用性和易于维护；其推广使用，将产生良好的社会效益和经济效益。所述停车设备包含圆筒状支架、内环齿圈、齿形导轨、导轨啮合齿轮等专有部件，结构简约。其运行特征为；升降框架在内环齿圈可作水平旋转运动并对正该层任一个有效停车位；升降框架对正任一层的任一个有效停车位时、可以沿齿形导轨作垂直升降运动；车辆交换机构可以使得车辆在有效停车位与升降框架之间作位置交换；旋转同步装置使得升降框架在内环齿圈作水平旋转运动转动时，悬挂单元与升降框架同步旋转。

Description

一种齿形导轨圆筒状多层停车设备

技术领域

本发明涉及机械式停车设备领域，特别涉及圆筒状多层停车设备。本发明借鉴和采用传统起重设备和停车设备的成熟技术、通用部件和装置，并采用齿形导轨和内环齿圈配合的简单可靠方式较好地解决了升降框架既要垂直升降又要水平旋转的技术难题；在保持圆筒状多层停车设备的单位体积存储车辆指标和存取车辆效率均优于传统矩形结构停车设备的优点的同时，还具有通用技术比例高、传动部件和运行动作简单清晰、故障率相对较低的优点。

背景技术

随着汽车保有量的增加，停车场地不足的问题日趋明显，机械式停车设备已得到广泛应用。为大幅度提高停车设备的容车数量，近年在欧洲特别是在德国出现了圆柱状结构、容车数量达数百台的新型停车设备；最近几年，国内开始有类似产品问世，但对运动机构和传动部件的技术、工艺、加工和装配精度要求较高；而且，国内的相关标准特别是消防要求的差异，使得国外圆筒状多层停车设备的引进需要解决小型化的问题。因此，充分利用传统起重设备和停车设备的成熟技术、通用部件和装置，设计出简单、可靠的方案，成为关键技术所在。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种齿形导轨圆筒状多层停车设备，采用齿形导轨和内环齿圈配合的独有技术方案，以简单、可靠的方式实现升降框架的垂直升降和水平旋转。本发明的特点是结构简约、尽量采用成熟技术和通用部件以提高可靠性、耐用性和易于维护，其推广使用，将产生良好的社会效益和经济效益。

为实现上述目的，本发明所采用的基础技术方案是：所述圆筒状多层停车设备的层数为N、其中N大于等于2；包括以下专有部件：圆筒状支架、内环齿圈2、齿形导轨3、升降框架4、导轨啮合齿轮、框架旋转驱动装置、转动悬挂单元6、悬挂单元旋转驱动装置、旋转同步装置以及主要包括以下通用部件：升降单元9、车辆交换机构。

所述圆筒状支架为圆筒状多层停车设备的主要构件，在垂直方向为N层结构、在水平截面划分为外部环状结构和中心圆柱状空腔两大部分；圆筒状支架N层每一层外部环状结构平面布局有若干个用于停放车辆、称为有效停车位的矩形区域；N层每一层的有效停车位布局参数相同、即N层每一层的有效停车位在垂直投影图面上重合；所述有效停车位内部设置有与升降框架4配套的车辆交换机构，当升降框架4对正任一个有效停车位且静置时，所述车辆交换机构能够使得车辆在升降框架4与该有效停车位之间作位置交换；圆筒状支架的中心圆柱状空腔为升降框架4以及放置在升降框架4上面的车辆在内部运行所需的空间，中心圆柱状空腔的顶部为安装升降单元9部件的承重结构件；所述圆筒状多层停车设备须指定N层中的其中至少一层作为出入车层、且在出入车层至少指定一个有效停车位作为从停车设备外部实现车辆存取、称为外部存取车位的特殊的有效停车位；若停车设备N层的任一层均不能设置为出入车层，则升降框架4同时兼作外部存取车位。

从建造成本考虑，所述圆筒状支架优选为钢结构或钢筋混凝土框架预埋件结构。为简化控制方式、提高定位精度和运行效率，优选圆筒状支架N层每一层外部环状结构平面布局的有效停车位为尺寸相同、放射状分布，其长边尺寸大于拟停放车辆的长度尺寸、短边尺寸大于拟停放车辆的宽度尺寸、平行于长边的中心线与圆筒状支架的径向射线重合。“N层每一层的有效停车位布局参数相同、即N层每一层的有效停车位在垂直投影图面上重合”是为了实现升降框架垂直升降、在N层的任一层平层时，即对正该层的其中一个有效停车位。升降框架及放置在升降框架上面的车辆在圆筒状支架的中心圆柱状空腔内部运行的动作包括与有效停车位对正的升降框架垂直升降运动、与内环齿圈对应平层后的水平旋转运动和对正有效停车位之后的静置及车辆交换动作；故升降框架的最大矩形尺寸须大于拟停车辆的平面投影矩形尺寸；中心圆柱状空腔的最大外径、即外部环状结构的内环最小直径、须与升降框架的对角线长度最大尺寸匹配。

停车设备自国外引进、在国内历经二十多年的发展，已形成一系列配套、通用的部件、装置和系统；本发明所需的检测、定位部件、安全设施、控制装置均可采用常用的采用公知技术的停车设备配套件和通用件，故这里不作叙述。

所述内环齿圈2为圆柱直齿内齿轮齿圈、固定安装在圆筒状支架外部环状结构出入车层的内环一侧，内环齿圈2的中心轴线与圆筒状支架的中心轴线重合；若停车设备N层的任一层均不能设置为出入车层、即升降框架4同时兼作外部存取车位，则内环齿圈2设置在与升降框架4处于外部存取车位置的高度相对应的圆筒状支架外部环状结构内环一侧。

内环齿圈的作用是使得升降框架可以在内环齿圈内旋转。内环齿圈可以分段制作、现场拼装；其材料及工艺可以是工程塑料精密铸造、薄钢板冲压成型或滚压成型等，不一定需要采用内齿轮圈整体式机械加工工艺。

所述齿形导轨3与升降框架4的导轨啮合齿轮配套、在中心圆柱状空腔的最大外径即外部环状结构内环一侧设置、每个有效停车位至少安装一组、一组至少为一根；每组齿形导轨3的参数相同；每个有效停车位与对应齿形导轨3的安装位置参数相同；齿形导轨3的工作截面为与内环齿圈2的一个完整齿形形状相同的圆柱直齿齿形；安装时、齿形导轨3与内环齿圈2其中一个完整齿形完全对应并重合；齿形导轨3的布局须以不妨碍车辆在有效停车位与升降框架4之间作位置交换或车辆在升降框架4驶入、驶出为原则。

齿形导轨可分段安装、内环齿圈与齿形导轨对应的其中一个完整齿形可以成为齿形导轨的组成部分；或者，齿形导轨的完整齿形可以成为内环齿圈其中的组成部分。齿形导轨安装好之后的最终效果是齿形导轨贯穿停车设备从最低层到最高层的N层、且与内环齿圈融合，使得升降框架在垂直升降过程中，与齿形导轨啮合的导轨啮合齿轮可以无障碍地进入内环齿圈；或者，升降框架在内环齿圈旋转、正确定位之后，导轨啮合齿轮可以无障碍地与齿形导轨啮合，使得升降框架可以在导轨啮合齿轮对齿形导轨啮合的夹持定位下、无障碍地垂直上下移动。

所述升降框架4由升降单元9曳引和驱动升降、为运行于圆筒状支架中心圆柱状空腔的矩形钢结构件，用作车辆暂时停放；升降框架4在升降单元9的曳引下、根据需要处于平层状态或垂直升降状态；升降框架4的外角固定安装有与齿形导轨3相匹配的导轨啮合齿轮、内部设置有与有效停车位配套的车辆交换机构；当升降框架4平层、对正该层某一个有效停车位时，导轨啮合齿轮即与该有效停车位配套安装的齿形导轨3相啮合，升降框架4能够沿齿形导轨3作垂直升降；升降框架4平层、对正该层某一个有效停车位时，车辆交换机构能够使得车辆在升降框架4与该有效停车位之间作位置交换；当升降框架4在设置有内环齿圈2的位置平层，框架旋转驱动装置的驱动齿轮即与内环齿圈2处于啮合状态；框架旋转驱动装置的驱动齿轮旋转，因内环齿圈2固定不动、从而驱动升降框架4沿内环齿圈2作旋转运动，而导轨啮合齿轮则在内环齿圈2的带动下绕自身轴心作空转运动。

所述导轨啮合齿轮与齿形导轨3配套安装、固定安装在升降框架4的外角位置，其齿形参数与内环齿圈2及齿形导轨3的齿形参数完全一致，齿数无特别限定、能够绕自身轴心自由旋转；在升降框架4处于与任一有效停车位对正位置时，导轨啮合齿轮与对应的齿形导轨3处于啮合状态；当升降框架4在垂直升降运行状态时，导轨啮合齿轮与对应的齿形导轨3处于啮合状态；当升降框架4处于水平旋转运行状态时，导轨啮合齿轮与内环齿圈2处于啮合状态。

所述框架旋转驱动装置固定安装在升降框架4、由电机+减速装置+驱动齿轮组成，驱动齿轮安装在减速装置的输出轴上，其齿形参数与内环齿圈2及齿形导轨3的齿形参数完全一致，齿数无特别限定；当升降框架4在设置有内环齿圈2的位置平层，则驱动齿轮与内环齿圈2处于啮合状态；当电机通电转动、通过减速装置带动驱动齿轮转动，因与驱动齿轮啮合的内环齿圈2固定不动、故使得升降框架4沿内环齿圈2作水平旋转运动；框架旋转驱动装置的驱动齿轮能够安装在其中一个导轨啮合齿轮的位置、并同时兼有该导轨啮合齿轮的作用。

所述升降单元9的作用是使得升降框架4能够沿齿形导轨3作垂直升降；升降单元9采用现有垂直起重设备和停车设备常用的、通用形式的电机+减速装置+钢丝绳卷筒+钢丝绳曳引的方式，所述升降单元9设置在升降框架4的上方、通过钢丝绳曳引升降框架4升降；而升降单元9其中包括电机+减速装置+钢丝绳卷筒在内的驱动装置，或者是安装在升降框架4上部、与升降框架4随动；或者是固定安装在圆筒状支架中心圆柱状空腔顶部的转动悬挂单元6上面、不与升降框架4随动。

常用的升降单元钢丝绳曳引升降框架的其中一种方式是钢丝绳兜底曳引方式。该方式使用至少一组、每组至少一根钢丝绳，钢丝绳从升降框架的其中一侧的上部往下、绕经升降框架的底部、再转往升降框架的另外一侧、然后往上，实现对升降框架的兜底曳引。钢丝绳兜底曳引方式可以采用单端驱动形式或者两端驱动形式。所述单端驱动形式是在每根钢丝绳绕经升降框架底部的两个转折转角位置分别安装定滑轮，钢丝绳的一端固定在升降单元底座、另一端穿越升降框架底部并分别绕经两个定滑轮之后向上、最后紧固在升降单元的钢丝绳卷筒上面。此时，升降框架的升降速度是钢丝绳卷筒牵引速度的一半。所述两端驱动形式是钢丝绳的中间位置绕经升降框架底部之后、两端分别向上、最后紧固在升降单元的钢丝绳卷筒上面。此时，若钢丝绳卷筒对钢丝绳两端的牵引速度相同，则升降框架的升降速度与钢丝绳卷筒的牵引速度相同。升降单元钢丝绳曳引升降框架的另一种方式是钢丝绳上部曳引方式。该方式使用至少一组、每组至少一根钢丝绳，钢丝绳直接在升降框架上部对升降框架实施曳引。钢丝绳上部曳引方式同样可以采用单端驱动形式或者两端驱动形式。所述单端驱动形式是升降框架上部安装有一个定滑轮、钢丝绳一端固定在升降单元底座、另一端向下绕经升降框架上部安装的定滑轮之后向上、最后紧固在升降单元的钢丝绳卷筒上面。此时，升降框架的升降速度是钢丝绳卷筒牵引速度的一半。所述两端驱动形式是钢丝绳的中间位置固定系牢在升降框架的上部、然后钢丝绳两端分别向上、最后紧固在升降单元的钢丝绳卷筒上面。此时，若钢丝绳卷筒对钢丝绳两端的牵引速度相同，则升降框架的升降速度与钢丝绳卷筒的牵引速度相同。不管升降单元是采用钢丝绳兜底曳引方式还是钢丝绳上部曳引方式，都是通过电机旋转、减速装置带动钢丝绳卷筒转动、曳引钢丝绳、使得升降框架实现升降；为提高升降框架垂直运行的平稳性，优选升降框架的钢丝绳曳引点为四个。

所述车辆交换机构采用现有停车设备常用的、通用形式的车辆交换装置；车辆交换机构在有效停车位及升降框架4上配套安装；任何一个有效停车位上安装的车辆交换机构的部件和位置完全相同，使得升降框架4与任何一个有效停车位对正位置之后的车辆交换运行动作完全相同。

所述“现有停车设备常用的、通用形式的车辆交换装置”是指：车辆交换机构可以是垂直升降类停车设备和平面移动类停车设备已成熟使用、成为公知技术的载车板平移交换装置、梳齿架车辆交换装置、夹持轮胎车辆交换装置等。所谓“载车板平移交换装置”最为简单，但综合运行效率相对较低，具体是指有效停车位设置有载车板，而升降框架内并无设置；有效停车位与升降框架之间的车辆交换是载车板以及载车板上的车辆整体移入/移出；车辆交换完成后，若升降框架上存放有空载车板，则该载车板须送回原来位置，否则或将影响停车设备的下一步运行。所谓“梳齿架车辆交换装置”是指有效停车位的两侧设置有固定的梳齿状停车架、车位中间位置及梳齿状停车架下方设置有供升降框架的梳齿状停车架移动进入的空间及轨道；升降框架内设置有活动的、与有效停车位上设置的梳齿状停车架交错配置的梳齿状停车架、该梳齿状停车架安装有可作水平移动的移动单元及可作小尺寸举升的举升单元；当有效停车位的梳齿状停车架上停放有车辆，则升降框架的梳齿状停车架的举升单元处于低点、使得升降框架的梳齿状停车架的高度低于有效停车位梳齿状停车架的高度、升降框架的梳齿状停车架的移动单元驱动升降框架的梳齿状停车架沿有效停车位的中间空位及梳齿状停车架下方的空间及轨道进入有效停车位梳齿状停车架下方正对位置、升降框架的梳齿状停车架的举升单元上升至高点并把车辆托举至脱离有效停车位梳齿状停车架的支承；然后，升降框架的梳齿状停车架的移动单元驱动升降框架的梳齿状停车架以及车辆沿有效停车位中间空位及梳齿状停车架下方的空间及轨道退回到升降框架内、升降框架的梳齿状停车架的举升单元回复至低点位置。上述动作的反向运行将使得车辆从升降框架交换至有效停车位。所谓“夹持轮胎车辆交换装置”是指有效停车位的两侧设置有固定的停车板、车位中间位置留空、设置有供升降框架活动夹持轮胎装置移动进入的空间及轨道；升降框架内设置有活动的夹持轮胎装置，该活动的夹持轮胎装置安装有可作水平移动的移动单元及可作小尺寸举升的举升单元；当有效停车位上停放有车辆，则升降框架的夹持轮胎装置的举升单元处于低点、升降框架的夹持轮胎装置的移动单元驱动升降框架的夹持轮胎装置沿有效停车位的中间空位及轨道进入有效停车位正对位置、升降框架的夹持轮胎装置夹持车辆轮胎、举升单元上升至高点并把车辆托举至脱离有效停车位的停车板的支承；然后，升降框架的夹持轮胎装置的移动单元驱动升降框架的夹持轮胎装置以及车辆沿有效停车位的中间空位及轨道退回到升降框架内、升降框架的夹持轮胎装置的举升单元回复至低点位置。上述动作的反向运行将使得车辆从升降框架交换至有效停车位。

所述转动悬挂单元6设置在圆筒状支架中心圆柱状空腔的顶部承重结构件，用于安装升降单元9其中需要与升降框架4同步旋转、但未在升降框架4内部安装的部件；具体是：若升降单元9采用与升降框架4随动方式、即升降单元9其中包括电机+减速装置+钢丝绳卷筒在内的驱动装置安装在升降框架4上部位置，则转动悬挂单元6仅需安装升降单元9的钢丝绳紧固装置或钢丝绳定滑轮装置；若升降单元9不是采用与升降框架4随动方式，则转动悬挂单元6需安装升降单元9包括电机+减速装置+钢丝绳卷筒在内的驱动装置以及安装升降单元9的钢丝绳紧固装置或钢丝绳定滑轮装置。

所述转动悬挂单元须在升降框架旋转时与升降框架同步旋转。为实现该旋转功能，所述转动悬挂单元设置有转动部件，该转动部件可以是以圆筒状支架中心圆柱状空腔的中心为回转中心的环状导轨组件，环状导轨组件其中固定不动的零件安装在圆筒状支架中心圆柱状空腔的顶部构件上。作为特例，所述转动悬挂单元设置的转动部件可以简化为以圆筒状支架中心圆柱状空腔的中心为回转中心的转轴/轴套组件，该组件的轴套固定不动、安装在圆筒状支架中心圆柱状空腔的顶部构件上。

所述悬挂单元旋转驱动装置的作用在于驱动转动悬挂单元6旋转；悬挂单元旋转驱动装置与转动悬挂单元6的配合关系参照升降框架4在内环齿圈2的反向驱动下旋转的方式，即在转动悬挂单元6的安装位置配套安装内环齿圈、悬挂单元旋转驱动装置为配合该内环齿圈的通用形式的电机+减速装置+齿轮驱动副；其他的方式为：悬挂单元旋转驱动装置为通用形式的电机+减速装置+齿轮驱动副或者电机+减速装置+蜗杆/蜗轮驱动副或者电机+减速装置+链轮驱动副，其机座安装在圆筒状支架中心圆柱状空腔的顶部构件上，相关驱动副的主动传动件安装在悬挂单元旋转驱动装置的输出轴上，被动传动件安装在转动悬挂单元6转动部件作旋转运动的零件上；若转动悬挂单元6设置的转动部件转动灵活、与升降框架4随动、满足同步旋转的基本要求，则所述悬挂单元旋转驱动装置取消；此时，升降框架4旋转、同时自主带动转动悬挂单元6旋转。

所述旋转同步装置的作用在于为转动悬挂单元6与升降框架4同步旋转提供控制参数；若所述悬挂单元旋转驱动装置已经取消，则所述旋转同步装置相应取消；具体的方法可以是实时测量升降框架的旋转角度，然后通知悬挂单元旋转驱动装置即时跟进、旋转相同的角度。升降框架旋转角度的实时测量可以通过在框架旋转驱动装置的驱动齿轮上面安装角速度传感器或者使用光电装置直接测量升降框架的旋转角度的方式进行；测量数据的传输可以通过通用的有线或者无线的方式进行。为使得悬挂单元旋转驱动装置即时跟进升降框架4旋转相同的角度，悬挂单元旋转驱动装置的驱动电机可以采用步进电机主动控制；或者通过在悬挂单元旋转驱动装置的驱动齿轮/蜗杆/链轮上面安装角速度传感器或者使用光电装置直接测量转动悬挂单元的旋转角度的方式实施反馈控制。

若受场地限制，所述圆筒状多层停车设备在完整保留圆筒状支架的中心圆柱状空腔以及保留安装在中心圆柱状空腔内的所有零部件和装置的前提下，圆筒状支架的外部环状结构是小于整圆，即平面形状为扇形环状。

综上所述可知，所述一种齿形导轨圆筒状多层停车设备的运行特征在于：停车设备的升降框架对正任一层的任一个有效停车位时、升降框架可以作垂直升降运动、车辆交换机构可以使得车辆在该有效停车位与升降框架之间作位置交换；升降框架在内环齿圈可作水平旋转运动并对正该层任一个有效停车位；而旋转同步装置则使得升降框架在内环齿圈作水平旋转运动转动时，悬挂单元与升降框架同步旋转。

以内环齿圈设置在出入车层为例：假设升降框架当前在出入车层平层、对正外部存取车位；车辆存入时，车辆先驶入外部存取车位，车辆交换机构将车辆交换至升降框架，升降框架旋转至与拟停放车辆的有效停车位所在列对应的齿形导轨位置，然后作垂直升降运动、至对正拟停放车辆的有效停车位（若拟停放车辆的有效停车位就在出入车层，则升降框架只须作旋转运动而无须作垂直升降），再进行车辆位置交换即告完成；而取出车辆时，升降框架须先旋转至与停放有目标车辆的有效停车位所在列对应的齿形导轨位置，然后作垂直升降运动（若目标车辆所在的有效停车位就在出入车层，则无须作垂直升降），至对正停放有目标车辆的有效停车位，然后进行车辆位置交换；之后，升降框架作垂直升降运动至出入车层（若所停放车辆就在出入车层，则无须作垂直升降），然后旋转至与外部存取车位对、再进行车辆位置交换即告完成。

上述基础技术方案所述的一种齿形导轨圆筒状多层停车设备，其中的改动方案的特征在于：所述内环齿圈2由“固定安装在圆筒状支架外部环状结构出入车层的内环一侧”改为固定安装在圆筒状支架外部环状结构N层中的任一层的内环一侧。

上述基础技术方案或改动方案所述的一种齿形导轨圆筒状多层停车设备，其特征在于：在升降框架4的底部增加安装停车设备常用的、通用形式的汽车转盘装置；或者，在外部存取车位的底部增加安装停车设备常用的、通用形式的汽车转盘装置；使得进入停放的车辆实现自动调头、便于外部存取车操作。

附图说明

图1是本发明一种齿形导轨圆筒状多层停车设备的正视图。图中，1-a圆筒状支架外环；1-b圆筒状支架中心空腔；1-1第一层；1-2第二层；1-3第三层；1-4第四层；1-5第五层；3齿形导轨；4升降框架；6转动悬挂单元；9升降单元；10-a梳齿交换机构固定单元；10-b梳齿交换机构活动单元；13曳引钢丝绳。

图2是图1其中A部分的放大图。图中，1-a圆筒状支架外环；2-a内环齿圈；6-1悬挂单元旋转驱动装置输出齿轮；6转动悬挂单元；6-a转动悬挂单元承载环。

图3是图1其中B部分的放大图。图中，1-a圆筒状支架外环；2内环齿圈；3齿形导轨；4升降框架；4-1导轨啮合齿轮。

图4是图1的a-a剖视图。图中，1-a圆筒状支架外环；1-b圆筒状支架中心空腔；4升降框架；4-1a导轨啮合齿轮；4-1b导轨啮合齿轮；4-1c导轨啮合齿轮；4-1d导轨啮合齿轮；10-a梳齿交换机构固定单元；10-b梳齿交换机构活动单元；11-a外部存取车位A列；12-b有效停车位B列；12-c有效停车位C列；12-d有效停车位D列；12-e有效停车位E列；12-f有效停车位F列；12-g有效停车位G列；12-h有效停车位H列；12-i有效停车位I列；12-j有效停车位J列。

图5是图1的b-b剖视图。图中，1-a圆筒状支架外环；1-b圆筒状支架中心空腔；12-a有效停车位A列；12-b有效停车位B列；12-c有效停车位C列；12-d有效停车位D列；12-e有效停车位E列；12-f有效停车位F列；12-g有效停车位G列；12-h有效停车位H列；12-i有效停车位I列；12-j有效停车位J列。

图6是本发明一种齿形导轨圆筒状多层停车设备的中心圆柱状空腔、升降框架以及导轨啮合齿轮与齿形导轨、内环齿圈的啮合关系图。图中，3-a齿形导轨A列；3-b齿形导轨B列；3-c齿形导轨C列；3-d齿形导轨D列；3-e齿形导轨E列；3-f齿形导轨F列；3-g齿形导轨G列；3-h齿形导轨H列；3-i齿形导轨I列；3-j齿形导轨J列；4升降框架；4-1a导轨啮合齿轮；4-1b导轨啮合齿轮；4-1c导轨啮合齿轮；4-1d导轨啮合齿轮。

图7是图6其中C部分的放大图。图中，1-a圆筒状支架外环；2内环齿圈；3-a齿形导轨A列；4升降框架；4-1a导轨啮合齿轮。

图8是本发明一种齿形导轨圆筒状多层停车设备不足整圆的出入车层布局示意图。图中，1-a圆筒状支架外环；1-b圆筒状支架中心空腔；4升降框架；4-1a导轨啮合齿轮；4-1b导轨啮合齿轮；4-1c导轨啮合齿轮；4-1d导轨啮合齿轮；10-a梳齿交换机构固定单元；10-b梳齿交换机构活动单元；11-a外部存取车位A列；12-b有效停车位B列；12-c有效停车位C列；12-d有效停车位D列；12-h有效停车位H列；12-i有效停车位I列；12-j有效停车位J列。

图9是本发明一种齿形导轨圆筒状多层停车设备不足整圆的标准层布局示意图。图中，1-a圆筒状支架外环；1-b圆筒状支架中心空腔；12-a有效停车位A列；12-b有效停车位B列；12-c有效停车位C列；12-d有效停车位D列；12-h有效停车位H列；12-i有效停车位I列；12-j有效停车位J列。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，本发明的保护范围不限于以下所述。

图1至图7是本发明的其中一个实施例的示意图。

对照图1、图2、图3可见，本例一种齿形导轨圆筒状多层停车设备的主要构件为圆筒状支架外环1-a以及圆筒状支架中心空腔1-b构成的圆筒状支架；圆筒状支架外环1-a在垂直方向划分为五层，分别是出入车层（第一层1-1）以及四个标准层（第二层1-2、第三层1-3、第四层1-4和第五层1-5）；图中左下角的有效停车位为外部存取车位；圆筒状支架中心空腔1-b的上部设置有转动悬挂单元6，由转动悬挂单元承载环6-a支承；为便于控制和结构的相对统一，本例的转动悬挂单元6采用内环齿圈2-a驱动旋转的方式，由悬挂单元旋转驱动装置输出齿轮6-1带动旋转；故转动悬挂单元承载环6-a和内环齿圈2-a共同构成环状导轨组件，限制转动悬挂单元6轴向往下移位或者径向移位。升降单元9固定安装在转动悬挂单元6上面，为电机+减速装置+钢丝绳卷筒、四点悬挂曳引升降框架4；图示升降框架4目前处于最低位置、即在第一层1-1（出入车层）平层；停车设备的车辆交换机构为梳齿架车辆交换装置，由梳齿交换机构固定单元10-a和梳齿交换机构活动单元10-b组成；全部有效停车位（包括外部存取车位）均安装有梳齿交换机构固定单元10-a；升降框架4安装有梳齿交换机构活动单元10-b；升降框架4在升降单元9的四组曳引钢丝绳13（图中显示有其中两组）的曳引下、沿齿形导轨3垂直升降；升降框架4在第一层1-1（出入车层）平层之后，可以在框架旋转驱动装置的驱动下作水平旋转运动。

图4是本例一种齿形导轨圆筒状多层停车设备的出入车层布局示意图。图中可见，本例每层布局有10个有效停车位，分别为外部存取车位A列11-a以及有效停车位B列12-b一直排列至有效停车位J列12-j；在升降框架4的四个外角分别安装有四个导轨啮合齿轮，分别从导轨啮合齿轮4-1a一直排列至导轨啮合齿轮4-1d。

图5是本例一种齿形导轨圆筒状多层停车设备的标准层布局示意图。图中可见，本例每层布局有10个有效停车位，分别从有效停车位A列12-a一直排列至有效停车位J列12-j；各层有效停车位的水平投影重合，即A列、B列一直至J列，分别投影重合。

图6为本例的中心圆柱状空腔位置的相对放大图，使得升降框架以及导轨啮合齿轮与齿形导轨、内环齿圈的啮合关系的显示更为清晰。图7则是图6其中C部分的放大图，对其中的齿形导轨A列3-a、导轨啮合齿轮4-1a、内环齿圈2的组合进一步放大显示。

前述内容对升降单元、梳齿架车辆交换装置以及本发明一种齿形导轨圆筒状多层停车设备的存、取车过程已作清晰描述，这里不再赘述。本例所需检测、定位部件、安全设施、控制装置均可采用常用的采用公知技术的停车设备配套件和通用件，故这里不作叙述。

从图8可以看出本发明一种齿形导轨圆筒状多层停车设备在不足整圆时、出入车层的布局。图8其实是图4把有效停车位E列、F列和G列共三列裁撤掉的结果。

从图9可以看出本发明一种齿形导轨圆筒状多层停车设备在不足整圆时、标准层的布局。图9其实是图5把有效停车位E列、F列和G列共三列裁撤掉的结果。

Claims (3)

1.一种齿形导轨圆筒状多层停车设备，其特征在于：所述圆筒状多层停车设备的层数为N、其中N大于等于2；包括以下专有部件：圆筒状支架、内环齿圈（2）、齿形导轨（3）、升降框架（4）、导轨啮合齿轮、框架旋转驱动装置、转动悬挂单元（6）、悬挂单元旋转驱动装置、旋转同步装置以及主要包括以下通用部件：升降单元（9）、车辆交换机构；

所述圆筒状支架为圆筒状多层停车设备的主要构件，在垂直方向为N层结构、在水平截面划分为外部环状结构和中心圆柱状空腔两大部分；圆筒状支架N层每一层外部环状结构平面布局有若干个用于停放车辆、称为有效停车位的矩形区域；N层每一层的有效停车位布局参数相同、即N层每一层的有效停车位在垂直投影图面上重合；所述有效停车位内部设置有与升降框架（4）配套的车辆交换机构，当升降框架（4）对正任一个有效停车位且静置时，所述车辆交换机构能够使得车辆在升降框架（4）与该有效停车位之间作位置交换；圆筒状支架的中心圆柱状空腔为升降框架（4）以及放置在升降框架（4）上面的车辆在内部运行所需的空间，中心圆柱状空腔的顶部为安装升降单元（9）部件的承重结构件；所述圆筒状多层停车设备须指定N层中的其中至少一层作为出入车层、且在出入车层至少指定一个有效停车位作为从停车设备外部实现车辆存取、称为外部存取车位的特殊的有效停车位；若停车设备N层的任一层均不能设置为出入车层，则升降框架（4）同时兼作外部存取车位；

所述内环齿圈（2）为圆柱直齿内齿轮齿圈、固定安装在圆筒状支架外部环状结构出入车层的内环一侧，内环齿圈（2）的中心轴线与圆筒状支架的中心轴线重合；若停车设备N层的任一层均不能设置为出入车层、即升降框架（4）同时兼作外部存取车位，则内环齿圈（2）设置在与升降框架（4）处于外部存取车位置的高度相对应的圆筒状支架外部环状结构内环一侧；

所述齿形导轨（3）与升降框架（4）的导轨啮合齿轮配套、在中心圆柱状空腔的最大外径即外部环状结构内环一侧设置、每个有效停车位至少安装一组、一组至少为一根；每组齿形导轨（3）的参数相同；每个有效停车位与对应齿形导轨（3）的安装位置参数相同；齿形导轨（3）的工作截面为与内环齿圈（2）的一个完整齿形形状相同的圆柱直齿齿形；安装时、齿形导轨（3）与内环齿圈（2）其中一个完整齿形完全对应并重合；齿形导轨（3）的布局须以不妨碍车辆在有效停车位与升降框架（4）之间作位置交换或车辆在升降框架（4）驶入、驶出为原则；

所述升降框架（4）由升降单元（9）曳引和驱动升降、为运行于圆筒状支架中心圆柱状空腔的矩形钢结构件，用作车辆暂时停放；升降框架（4）在升降单元（9）的曳引下、根据需要处于平层状态或垂直升降状态；升降框架（4）的外角固定安装有与齿形导轨（3）相匹配的导轨啮合齿轮、内部设置有与有效停车位配套的车辆交换机构；当升降框架（4）平层、对正该层某一个有效停车位时，导轨啮合齿轮即与该有效停车位配套安装的齿形导轨（3）相啮合，升降框架（4）能够沿齿形导轨（3）作垂直升降；升降框架（4）平层、对正该层某一个有效停车位时，车辆交换机构能够使得车辆在升降框架（4）与该有效停车位之间作位置交换；当升降框架（4）在设置有内环齿圈（2）的位置平层，框架旋转驱动装置的驱动齿轮即与内环齿圈（2）处于啮合状态；框架旋转驱动装置的驱动齿轮旋转，因内环齿圈（2）固定不动、从而驱动升降框架（4）沿内环齿圈（2）作旋转运动，而导轨啮合齿轮则在内环齿圈（2）的带动下绕自身轴心作空转运动；

所述导轨啮合齿轮与齿形导轨（3）配套安装、固定安装在升降框架（4）的外角位置，其齿形参数与内环齿圈（2）及齿形导轨（3）的齿形参数完全一致，齿数无特别限定、能够绕自身轴心自由旋转；在升降框架（4）处于与任一有效停车位对正位置时，导轨啮合齿轮与对应的齿形导轨（3）处于啮合状态；当升降框架（4）在垂直升降运行状态时，导轨啮合齿轮与对应的齿形导轨（3）处于啮合状态；当升降框架（4）处于水平旋转运行状态时，导轨啮合齿轮与内环齿圈（2）处于啮合状态；

所述框架旋转驱动装置固定安装在升降框架（4）、由电机+减速装置+驱动齿轮组成，驱动齿轮安装在减速装置的输出轴上，其齿形参数与内环齿圈（2）及齿形导轨（3）的齿形参数完全一致，齿数无特别限定；当升降框架（4）在设置有内环齿圈（2）的位置平层，则驱动齿轮与内环齿圈（2）处于啮合状态；当电机通电转动、通过减速装置带动驱动齿轮转动，因与驱动齿轮啮合的内环齿圈（2）固定不动、故使得升降框架（4）沿内环齿圈（2）作水平旋转运动；框架旋转驱动装置的驱动齿轮能够安装在其中一个导轨啮合齿轮的位置、并同时兼有该导轨啮合齿轮的作用；

所述升降单元（9）的作用是使得升降框架（4）能够沿齿形导轨（3）作垂直升降；升降单元（9）采用现有垂直起重设备和停车设备常用的、通用形式的电机+减速装置+钢丝绳卷筒+钢丝绳曳引的方式，所述升降单元（9）设置在升降框架（4）的上方、通过钢丝绳曳引升降框架（4）升降；而升降单元（9）其中包括电机+减速装置+钢丝绳卷筒在内的驱动装置，或者是安装在升降框架（4）上部、与升降框架（4）随动；或者是固定安装在圆筒状支架中心圆柱状空腔顶部的转动悬挂单元（6）上面、不与升降框架（4）随动；

所述车辆交换机构采用现有停车设备常用的、通用形式的车辆交换装置；车辆交换机构在有效停车位及升降框架（4）上配套安装；任何一个有效停车位上安装的车辆交换机构的部件和位置完全相同，使得升降框架（4）与任何一个有效停车位对正位置之后的车辆交换运行动作完全相同；

所述转动悬挂单元（6）设置在圆筒状支架中心圆柱状空腔的顶部承重结构件，用于安装升降单元（9）其中需要与升降框架（4）同步旋转、但未在升降框架（4）内部安装的部件；具体是：若升降单元（9）采用与升降框架（4）随动方式、即升降单元（9）其中包括电机+减速装置+钢丝绳卷筒在内的驱动装置安装在升降框架（4）上部位置，则转动悬挂单元（6）仅需安装升降单元（9）的钢丝绳紧固装置或钢丝绳定滑轮装置；若升降单元（9）不是采用与升降框架（4）随动方式，则转动悬挂单元（6）需安装升降单元（9）包括电机+减速装置+钢丝绳卷筒在内的驱动装置以及安装升降单元（9）的钢丝绳紧固装置或钢丝绳定滑轮装置；

所述悬挂单元旋转驱动装置的作用在于驱动转动悬挂单元（6）旋转；悬挂单元旋转驱动装置与转动悬挂单元（6）的配合关系参照升降框架（4）在内环齿圈（2）的反向驱动下旋转的方式，即在转动悬挂单元（6）的安装位置配套安装内环齿圈、悬挂单元旋转驱动装置为配合该内环齿圈的通用形式的电机+减速装置+齿轮驱动副；其他的方式为：悬挂单元旋转驱动装置为通用形式的电机+减速装置+齿轮驱动副或者电机+减速装置+蜗杆/蜗轮驱动副或者电机+减速装置+链轮驱动副，其机座安装在圆筒状支架中心圆柱状空腔的顶部构件上，相关驱动副的主动传动件安装在悬挂单元旋转驱动装置的输出轴上，被动传动件安装在转动悬挂单元（6）转动部件作旋转运动的零件上；若转动悬挂单元（6）设置的转动部件转动灵活、与升降框架（4）随动、满足同步旋转的基本要求，则所述悬挂单元旋转驱动装置取消；此时，升降框架（4）旋转、同时自主带动转动悬挂单元（6）旋转；

所述旋转同步装置的作用在于为转动悬挂单元（6）与升降框架（4）同步旋转提供控制参数；若所述悬挂单元旋转驱动装置已经取消，则所述旋转同步装置相应取消；

若受场地限制，所述圆筒状多层停车设备在完整保留圆筒状支架的中心圆柱状空腔以及保留安装在中心圆柱状空腔内的所有零部件和装置的前提下，圆筒状支架的外部环状结构是小于整圆，即平面形状为扇形环状。

2.根据权利要求1所述的一种齿形导轨圆筒状多层停车设备，其特征在于：所述内环齿圈（2）由“固定安装在圆筒状支架外部环状结构出入车层的内环一侧”改为固定安装在圆筒状支架外部环状结构N层中的任一层的内环一侧。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种齿形导轨圆筒状多层停车设备，其特征在于：在升降框架（4）的底部增加安装停车设备常用的、通用形式的汽车转盘装置；或者，在外部存取车位的底部增加安装停车设备常用的、通用形式的汽车转盘装置；使得进入停放的车辆实现自动调头、便于外部存取车操作。