CN104912368A - 旋转横移车台及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种旋转横移车台，主要由固定在车台底部前、后两端的导向轮组、驱动轮组、设在车台旋转内侧的定位装置和PLC组成；导向轮组主要包括至少一对直行导向轮和一对旋转导向轮；驱动轮组主要包括驱动轮和动力提供装置；定位装置主要包括至少一个开关触发装置和若干个接近开关；PLC分别与接近开关、升降装置和动力提供装置电连；一种旋转横移车台的控制方法，主要是利用上述的车台的各个组成部件精确的完成车台直行移出、车台定点旋转、横移离库等动作。该车台可嫁接在任何常规立体车库的底层车位中，且该车台外观上给人简洁、轻盈的外观感受，客户体验较好；车台安装时，无需地面施工，在现场进行简单的装配即可全自动完成底层车辆的停放，非常方便。

Description

旋转横移车台及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种车库自动停车用的旋转横移车台，还涉及该车台的控制方法，属于自动化停车库设计领域。

背景技术

随着城市化发展速度加快和人民生活水平的日益提高，汽车的数量也在不断增长，随之而来的停车难题就变得越来越突出，在这种情况下，立体车库以其可翻倍的停车数量已经被广大的用户所接受。现在的车库一般是垂直升降类车库和升降横移类车库，这些车库都有一个共同的缺点：钢架构较多、给人笨重的直观印象，造价和后期维护成本高，比较难以普及和推广，而且绝大部分立体车库都是将研发重点放在上层车库，而忽略了底层车库存取车的便捷。

发明内容

本发明针对现有立体车库的缺陷，提出一种可与常规立体车库进行嫁接的底层车台，该车台无需大量的地面施工，可全自动完成底层车辆的停放。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：一种旋转横移车台，车台主要由固定在车台底部前、后两端的导向轮组、驱动轮组、设在车台旋转内侧的定位装置和PLC（可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。）组成，导向轮组和驱动轮组均为定向轮，这是本申请的一大革新点，因为现有技术中的设计思路均为：使用万向轮或者复杂的转向系统来实现车辆的旋转和直行，万向轮在行进过程中的旋转导向非常不清晰，而且稍有用力不均匀，万向轮就会原地乱转或者晃动，用户体验和安全性能都比较差，而普通车辆的转向系统结构复杂直接导致其成本和故障率都很高，很难适用于车台这种产品；只要让车台能够顺利的前进和后退即可，所以定向轮用在这是最为适合的，当然也可以使用不定向轮、即万向轮，虽然也可行，但是万向轮因其会随意的变向转动，可能会额外的增加行进时的阻力，尤其当路面上有细小的不平整时，万向轮发生故障的机率大大增加，申请人在设计中将其摒弃并不表示不能使用；导向轮组主要包括至少一对直行导向轮和一对旋转导向轮，一对直行导向轮通过底座对称固定在所述车台底部的前端，并且直行导向轮的轮身方向与车台台身的长度方向一致，直行导向轮顾名思义就是负责车台直线的前进和后退的导向；一对旋转导向轮通过升降装置对称分布在车台底部的前端，并且旋转导向轮的轮身往车台旋转内侧偏转预定角度，旋转导向轮顾名思义就是负责车台的转向引导；驱动轮组主要包括动力提供装置和至少一对设置在车台后端的驱动轮，动力提供装置通过差速器传动连接该对驱动轮，这是为了在车台旋转时给两个驱动轮分配出不同的转速，从而保证车台转弯的顺畅；定位装置主要包括至少一个固定在地面上的开关触发装置和若干个沿车台台身长度方向按预定工位排列的接近开关，这是为了实现车台定点执行规定的行进动作；PLC分别与接近开关、升降装置和动力提供装置电连，这是为了实现车台所有的动作可以自行完成。

本发明进一步限定的技术方案为：

进一步的，旋转导向轮具有升降装置回缩至初始位置、所述旋转导向轮远离承载面的第一状态，以及所述旋转导向轮向承载面伸出至预定工位、所述旋转导向轮将直线导向轮顶离地面的第二状态；该处设计至关重要，因为旋转导向轮和直线导向轮的导向完全不同，因此必须将两种导向轮分别放在不同的工段起作用才能顺利的实现车台的整套行进过程，而升降装置则很好的满足了这个条件；一对驱动轮分为设在车台旋转外侧的外侧驱动轮和设在车台旋转内侧的内侧驱动轮，外侧驱动轮和内侧驱动轮通过各自的轮轴与差速器相连，并且在内侧驱动轮的轮轴上设有抱闸，抱闸电连PLC，内侧驱动轮在不同的行进过程中所起的作用是完全不一样的，在直线行进时，是起的驱动作用，在转弯时，起到的是旋转支点的作用，所以在它的转轴上设有抱闸；开关触发装置预设在车台旋转内侧前端的承载面上，所述接近开关至少设有三个分别为设在车台旋转内侧的前端、中后端和后端的入库停车开关、旋转开关和出库停车开关，当车台运行到预定的各个工位时，所述入库停车开关、旋转开关和出库停车开关可分别由所述开关触发装置触发工作，接近开关设置的位置是按照不同的运动阶段分配的，通过不同部位接近开关的开启和关闭来实现车台不同运动状态的切换，这也是非常关键的。

进一步的，旋转开关对应设在内侧驱动轮轮轴的正上方，因为内侧驱动轮是旋转支点，而旋转开关就是触发内侧驱动轮进行角色转变而设立的，即由“动”到“静”；还包括设在所述车台旋转内侧台身侧边上的防偏移装置，所述防偏移装置至少有两个分别为设在入库停车开关和旋转开关间的入库防偏移装置，因为入库的时候是旋转入库，这是为了控制其旋转角度，防止其偏离；以及固定在内侧驱动轮前端的旋转防偏移装置，旋转防偏移装置是触发内侧驱动轮再次进行角色转变而设立的，即由“静”到“动”。

进一步的，在车台的旋转内侧沿其台身长度方向外挂有一根安装条，入库停车开关、旋转开关和出库停车开关预埋在中空导向条中，安装条的长度与车台的总长度相当，增加安装条的作用在于：便于单个开关的安装；方便开关在安装条中进行位置的微调；增加接近开关的机械强度和整体美观度。

进一步的，防偏移装置主要由支架、压缩弹簧、触碰杆、微动开关、旋转限位杆、弹簧限位杆、接触导轮和触发挡板组成，支架竖直铰接在台身侧边上，压缩弹簧支撑在台身侧壁和支架活动端之间，接触导轮横向固定在支架的底部，旋转限位杆插接在支架上并向压缩弹簧侧延伸，微动开关固定在压缩弹簧旁的台身侧壁上，触碰杆插接在所述支架上并向微动开关侧延伸；触碰杆插接在支架上并向背离压缩弹簧侧的台身侧壁延伸；触发挡板预设在车台承载面上，当车台旋转到预定角度时，接触导轮与触发挡板紧密贴合的同时触碰杆触动微动开关，该防偏移装置通过调整触碰所需行程的长短即可很好的控制车台的旋转角度，该装置用在该车台上非常简单、实用。

进一步的，升降装置主要由固定在车台底部的液压伸缩缸和固定在液压伸缩缸伸缩端的旋转导向轮组成，液压伸缩缸承载力大，占用空间小，非常适合用在此处。

进一步的，旋转导向轮通过导轮安装板固定在液压伸缩缸的伸缩端，车台底部还立有导向杆，这可以避免安装板上下滑动时错位或变形，导轮安装板与导向杆滑动连接。

进一步的，动力提供装置为液压马达或步进电机，可根据用户需求自行选配组装。 

进一步的，一对旋转导向轮的中心点的连线平行于一对直线导向轮的中心点，一对旋转导向轮根据转向角的不同区分为外侧旋转导向轮和内侧旋转导向轮，外侧旋转导向轮的转向角α=arccos（L/R1），内侧旋转导向轮的转向角β= arccos（L/R2）,其中L为差速器中心到旋转导向轮中心点连线的垂直距离；R1为内侧驱动轮的中心点到外侧旋转导向轮中心点的直线距离；R2为内侧驱动轮的中心点到内侧旋转导向轮中心点的直线距离；只有将两个旋转导向轮的转向角度按照公式计算值去设置，才能保证车台旋转的顺畅和平稳，当然不按照公式计算来设置旋转导向轮的角度并不是说不能够用，只是这样会增加故障几率，同时降低客户体验的舒适度。

一种利用如前述旋转横移车台来完成的控制方法，包括如下步骤：（1）车台直行移出，PLC控制一对驱动轮和直行导向轮带动车台向前直线行进；（2）车台定点旋转，当旋转开关与开关触发装置相遇并被激活后，PLC控制抱闸锁死内侧驱动轮，外侧驱动轮正常旋转，在此同时PLC控制升降装置伸出，旋转导向轮将直行导向轮顶离地面，车台开始定点旋转；（3）横移离库，当车台旋转到预定角度时，旋转防偏移装置触碰触发挡板，PLC控制抱闸松开内侧驱动轮，在此同时PLC控制升降装置缩回，一对驱动轮和直行导向轮带动车台向前直行，当出库停车开关与开关触发装置相遇并被激活后，PLC切断动力提供装置的电源同时抱闸锁死，此时可将车台上的车辆直接开出，或者进行上层车台的存取车。

本发明由于采取以上技术方案，具有如下优点：动力结构简单、有效；通过动态切换导向轮来克服现在的车台无法解决转向和直行并存的问题；通过接近开关、单侧驱动轮和差速器的相互配合来完成定点旋转；通过防偏移装置的运动行程来控制旋转的角度；通过无数次数学建模最终归纳得到的转向角公式来设置旋转轮导向轮的固定转向角。

附图说明

图1是车台直行移出状态示意图；

图2是图1中B部的局部结构放大示意图；

图3是图1中C部的局部结构放大示意图；

图4是车台直行移出即将完成时的结构示意图；

图5是图4中A部的局部结构放大示意图；

图6是旋转导向轮旋转角的计算示意图；

图7是车台定点旋转即将完成时的结构示意图；

图8是图7中D部的局部结构放大示意图；

图9是图8中旋转防偏移装置的结构示意图；

图10是车台横移离库即将完成时的结构示意图；

图11是图10中E部的局部结构放大示意图；

图12是回旋入库即将完成时的结构示意图；

图13是图12中F部的局部结构放大示意图；

图14是车台的初始状态或者是车台回收结束是的状态示意图。

导向轮组1，驱动轮组2，定位装置3，PLC4，车台5，防偏移装置6；

直行导向轮1.1，旋转导向轮1.2，差速器2.1，液压马达2.2，液压动力单元2.3，驱动轮2.4，抱闸2.5；

   开关触发装置3.1，安装条3.2，入库停车开关3.3、旋转开关3.5和出库停车开关3.4；

   支架6.1，压缩弹簧6.2，触碰杆6.3，微动开关6.4，旋转限位杆6.5，弹簧限位杆6.6，接触导轮6.7，触发挡板6.8，入库防偏移装置6.9，旋转防偏移装置6.10；

    导轮安装板1.2.1，液压伸缩缸1.2.2，导向杆1.2.3，外侧旋转导向轮1.2.4，内侧旋转导向轮1.2.5；

    外侧驱动轮2.4.1，内侧驱动轮2.4.2。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明所涉及优选实施例的流程示意图；以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。

本实施例提供的旋转横移车台是安装在两层立体车库的底层车位中，如图1所示，主要由固定在车台5底部前、后两端的导向轮组1、驱动轮组2、设在车台旋转内侧的定位装置3和PLC4组成。

导向轮组1和驱动轮2组均为定向轮，这是本申请的一大革新点，因为现有技术中普遍认为定向轮无法完成该工作，因此都使用万向轮或者复杂的转向系统来实现车台5的旋转横移；

导向轮组1如图2所示，主要包括一对直行导向轮1.1和一对旋转导向轮1.2，一对直行导向轮1.1固定在车台前端的底部，直行导向轮1.1顾名思义，就是它的轮身方向与车台5台身的长度方向一致，主要负责直线导向；旋转导向轮1.2的设计是比较巧妙的，旋转导向轮1.2通过导轮安装板1.2.1固定在液压伸缩缸1.2.2的伸缩端，车台5底部还立有导向杆1.2.3，导轮安装板1.2.1与导向杆1.2.3滑动连接；而且旋转导向轮1.2的轮身往车台旋转内侧偏转预定角度，（角度的计算在下方有详细定义）；旋转导向轮1.2具有液压伸缩缸1.2.2回缩至初始位置、旋转导向轮1.2远离地面的第一状态，以及旋转导向轮1.2向地面伸出至预定工位、旋转导向轮1.2将直线导向轮1.1顶离地面的第二状态；

旋转导向轮转向角的计算方法：如图6所示，首先，一对旋转导向轮的中心点的连线平行于一对直线导向轮的中心点，一对旋转导向轮根据转向角的不同区分为外侧旋转导向轮1.2.4和内侧旋转导向轮1.2.5，外侧旋转导向轮1.2.4的转向角α=arccos（L/R1），内侧旋转导向轮1.2.5的转向角β= arccos（L/R2）,其中L为差速器2.1中心到旋转导向轮中心点连线的垂直距离；R1为内侧驱动轮2.4.2的中心点到外侧旋转导向轮1.2.4中心点的直线距离；R2为内侧驱动轮2.4.2的中心点到内侧旋转导向轮1.2.5中心点的直线距离。

驱动轮组2如图3所示，主要包括液压马达2.2、液压动力单元2.3和一对驱动轮2.4，液压马达的动力输出轴通过差速器2.1传动连接该对驱动轮；一对驱动轮分为设在车台旋转外侧的外侧驱动轮2.4.1和设在车台旋转内侧的内侧驱动轮2.4.2，外侧驱动轮2.4.1和内侧驱动轮2.4.2通过各自的轮轴与差速器2.1相连，并且在内侧驱动轮2.4.2的轮轴上设有抱闸2.5，抱闸2.5电连所述PLC；

定位装置3如图4、图5、图7、图8、图10、图11、图12、图13和图14，主要包括一个开关触发装置3.1和3个沿车台台身长度方向按预定工位排列在安装条3.2中的接近开关，安装条的长度与车台的总长度相当；开关触发装置3.1是一个平顶的金属螺栓轴承，预焊接在车库出口旋转侧的支架上，接近开关分别为设在安装条前端、后端的入库停车开关3.3、出库停车开关3.4，以及设对应设在内侧驱动轮2.4.2轮轴正上方的旋转开关3.5；当车台运行到预定的各个工位时，入库停车开关3.3、旋转开关3.5和出库停车开关3.4可分别由开关触发装置3.1触发工作。

还包括设在车台旋转内侧台身侧边上的防偏移装置6，如图8、图9和图11，防偏移装置6主要由支架6.1、压缩弹簧6.2、触碰杆6.3、微动开关6.4、旋转限位杆6.5、弹簧限位杆6.6、接触导轮6.7和触发挡板6.8组成，支架6.1竖直铰接在台身侧边上，压缩弹簧6.2支撑在台身侧壁和支架6.1活动端之间，接触导轮6.7横向固定在支架6.1的底部，旋转限位杆6.5插接在支架6.1上并向压缩弹簧6.2侧延伸，微动开关6.4固定在压缩弹簧6.2旁的台身侧壁上，触碰杆6.3插接在支架6.1上并向微动开关6.4侧延伸；触碰杆6.3插接在支架6.1上并向背离压缩弹簧6.2侧的台身侧壁延伸；触发挡板6.8预焊接在立体车库的车架上，当车台旋转到90°时，接触导轮6.7被触发挡板6.8压迫产生偏转，从而导致触碰杆6.3触动微动开关6.4，微动开关6.4给PLC4电信号表示旋转到位；防偏移装置6有两个分别为设在入库停车开关3.3和旋转开关3.5间的入库防偏移装置6.9，以及固定在内侧驱动轮2.4.2前端的旋转防偏移装置6.10，这样既可以起到状态切换作用，又能够保证安全，防止车台旋转过度撞到车架造成安全事故。

PLC分别与报闸2.5、三个接近开关、液压伸缩缸1.2.2、防偏移装置6和液压马达2.2分别电连并对其进行阶段性控制和信号反馈，具体控制详见控制方法。

一种利用上述旋转横移车台来实现的控制方法，如图1-图11，包括如下步骤：（1）车台5直行移出，PLC4控制一对驱动轮2.4和直行导向轮1.1带动车台5向前直线行进；（2）车台定点旋转，当旋转开关3.5与开关触发装置3.1相遇并被激活后，PLC4控制抱闸2.5锁死内侧驱动轮2.4.2，外侧驱动轮2.4.1正常旋转，在此同时PLC4控制液压伸缩缸1.2.2伸出，旋转导向轮1.2将直行导向轮1.1顶离地面，车台5开始定点旋转；（3）横移离库，当车台5旋转到90度时，旋转防偏移装置6.10触碰触发挡板6.8后PLC控制抱闸2.5松开内侧驱动轮2.4.2，在此同时PLC控制液压伸缩缸1.2.2缩回，一对驱动轮2.4和直行导向轮1.1带动车台5向前直行，当出库停车开关3.4与开关触发装置3.1相遇并被激活后，PLC4切断液压马达2.2的电源同时抱闸2.5锁死，此时可以进行底层车台的存取车或者进行上层车台的存取车。

车台回入车库是上述控制方法的逆过程，所不同的是如图12-图14所示，在车台定点回旋进车位中时，回旋动作结束的信号是由入库防偏移装置6.9给出的，直行入库动作结束的信号是由入库停车开关3.3给出，其它的内容本领域技术人员结合上述控制方法和说明书附图应当能够看明白，此处不再详细描述。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种旋转横移车台，所述车台主要由固定在车台底部前、后两端的导向轮组、驱动轮组、设在车台旋转内侧的定位装置和PLC组成，其特征在于：所述导向轮组和驱动轮组均为定向轮；所述导向轮组主要包括至少一对直行导向轮和一对旋转导向轮，一对所述直行导向轮通过底座对称固定在所述车台底部的前端，并且所述直行导向轮的轮身方向与车台台身的长度方向一致；一对所述旋转导向轮通过升降装置对称分布在车台底部的前端，并且所述旋转导向轮的轮身往车台旋转内侧偏转预定角度；所述驱动轮组主要包括动力提供装置和至少一对设置在车台后端的驱动轮，所述动力提供装置通过差速器传动连接该对驱动轮；所述定位装置主要包括至少一个固定在地面上的开关触发装置和若干个沿车台台身长度方向按预定工位排列的接近开关；所述PLC分别与接近开关、升降装置和动力提供装置电连。

2.根据权利要求1所述的旋转横移车台，其特征在于，所述旋转导向轮具有升降装置回缩至初始位置、所述旋转导向轮远离承载面的第一状态，以及所述旋转导向轮向承载面伸出至预定工位、所述旋转导向轮将直线导向轮顶离地面的第二状态；一对所述驱动轮分为设在车台旋转外侧的外侧驱动轮和设在车台旋转内侧的内侧驱动轮，所述外侧驱动轮和内侧驱动轮通过各自的轮轴与差速器相连，并且在所述内侧驱动轮的轮轴上设有抱闸，所述抱闸电连所述PLC；所述开关触发装置预设在车台旋转内侧前端的承载面上，所述接近开关至少设有三个分别为设在车台旋转内侧的前端、中后端和后端的入库停车开关、旋转开关和出库停车开关，当车台运行到预定的各个工位时，所述入库停车开关、旋转开关和出库停车开关可分别与所述开关触发装置相遇并被其触发工作。

3.根据权利要求2所述的旋转横移车台，其特征在于，所述旋转开关对应设在内侧驱动轮轮轴的正上方；还包括设在所述车台旋转内侧台身侧边上的防偏移装置，所述防偏移装置至少有两个分别为设在入库停车开关和旋转开关间的入库防偏移装置，以及固定在内侧驱动轮前端的旋转防偏移装置。

4.根据权利要求3所述的旋转横移车台，其特征在于，在所述车台的旋转内侧沿其台身长度方向外挂有一根安装条，所述入库停车开关、旋转开关和出库停车开关预埋在所述中空导向条中，所述安装条的长度与所述车台的总长度相当。

5.根据权利要求3所述的旋转横移车台，其特征在于，所述防偏移装置主要由支架、压缩弹簧、触碰杆、微动开关、旋转限位杆、弹簧限位杆、接触导轮和触发挡板组成，所述支架竖直铰接在台身侧边上，所述压缩弹簧支撑在台身侧壁和支架活动端之间，所述接触导轮横向固定在支架的底部，所述旋转限位杆插接在所述支架上并向压缩弹簧侧延伸，所述微动开关固定在压缩弹簧旁的台身侧壁上，所述触碰杆插接在所述支架上并向微动开关侧延伸；所述触碰杆插接在所述支架上并向背离压缩弹簧侧的台身侧壁延伸；所述触发挡板预设在车台承载面上，当车台旋转到预定角度时，接触导轮与触发挡板紧密贴合的同时触碰杆触动微动开关。

6.根据权利要求1或2所述的旋转横移车台，其特征在于，所述升降装置主要由固定在车台底部的液压伸缩缸和固定在液压伸缩缸伸缩端的旋转导向轮组成。

7.根据权利要求6所述的旋转横移车台，其特征在于，所述旋转导向轮通过导轮安装板固定在所述液压伸缩缸的伸缩端，车台底部还立有导向杆，所述导轮安装板与所述导向杆滑动连接。

8.根据权利要求1所述的旋转横移车台，其特征在于，所述动力提供装置为液压马达或步进电机。

9.根据权利要求1所述的旋转横移车台，其特征在于，一对所述旋转导向轮的中心点的连线平行于一对所述直线导向轮的中心点，一对所述旋转导向轮根据转向角的不同区分为外侧旋转导向轮和内侧旋转导向轮，所述外侧旋转导向轮的转向角α=arccos（L/R1），所述内侧旋转导向轮的转向角β= arccos（L/R2）,其中L为差速器中心到旋转导向轮中心点连线的垂直距离；R1为内侧驱动轮的中心点到外侧旋转导向轮中心点的直线距离；R2为内侧驱动轮的中心点到内侧旋转导向轮中心点的直线距离。

10.一种利用如权利要求1所述的旋转横移车台来完成的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）车台直行移出，PLC控制一对驱动轮和直行导向轮带动车台向前直线行进；（2）车台定点旋转，当旋转开关与开关触发装置相遇并被激活后，PLC控制抱闸锁死内侧驱动轮，外侧驱动轮正常旋转，在此同时PLC控制升降装置伸出，旋转导向轮将直行导向轮顶离地面，车台开始定点旋转；（3）横移离库，当车台旋转到预定角度时，旋转防偏移装置触碰触发挡板，PLC控制抱闸松开内侧驱动轮，在此同时PLC控制升降装置缩回，一对驱动轮和直行导向轮带动车台向前直行，当出库停车开关与开关触发装置相遇并被激活后，PLC切断动力提供装置的电源同时抱闸锁死。