CN105220916A - 停车设备及其控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种停车设备及其控制系统和方法，包括载车板、支撑框架、升降模块和外移模块，升降模块包括升降滑块、升降主动件、升降导向支撑件，外移模块包括水平滑块、水平运动主动件和水平导向支撑件，载车板的支撑框架一端设计有连接端，连接端安装在升降滑块上，升降滑块在升降主动件驱动下，沿升降导向支撑件导向的竖直方向上下移动；升降导向支撑件下端安装在水平滑块上，水平运动主动件驱动水平滑块运动时，安装在水平滑块上的升降导向支撑件及安装在升降导向支撑件上的载车板共同沿着水平导向支撑件的方向水平移动。本发明设备充分利用绿化带上方的空间，缓解城市停车位供不应求的问题，并将停车设备作为广告位使用，提高综合经济效益。

Description

停车设备及其控制系统和方法

技术领域

本发明属于机械设计技术领域，涉及一种停车设备及其控制系统和方法，具体涉及到一种停车设备的载车板设计。

背景技术

随着汽车拥有量的增加，大、中城市普遍面临停车难的问题，为了节约土地资源，出现了很多立体停车设备，常见的立体停车库有水平循环模式、垂直循环模式、电梯提升式、多层平移式、输送带式、无平移双层提升式和液压式，这些停车设备在一定城市上缓解了大中城市的停车问题，尤其是市中心。在马路的两边经常最靠外的一条车道作为停车位使用，当一个车位两头都停车了，中间空一个车位时，车主想要停车，必须斜插入车位，并反复调整位置，会占到正在通车的其它车道，不仅存在安全隐患，高峰期还会造成堵车。对于新手驾驶，可能还会出现前后蹭车的情况，前后停车时间较长，影响其它车辆的正常行驶，而且，这些停车设备功能单一，尤其在车位空闲时，造成停车资源的浪费。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种停车设备及其控制系统和方法，充分利用马路绿化带上方的空间，设为立体车位，解决交通紧张的问题，另外，在停车位空闲时，将立体停车设备的载车板竖立，停车位变成广告位，提升停车设备的综合经济效益。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种停车设备及其控制系统，包括载车板、支撑框架、升降模块和外移模块，升降模块包括升降滑块、升降主动件、升降导向支撑件，外移模块包括水平滑块、水平运动主动件和水平导向支撑件，载车板的支撑框架一端设计有连接端，连接端安装在升降滑块上，升降滑块在升降主动件驱动下，沿升降导向支撑件导向的竖直方向上下移动；升降导向支撑件下端安装在水平滑块上，水平运动主动件驱动水平滑块运动时，安装在水平滑块上的升降导向支撑件及安装在升降导向支撑件上的载车板共同沿着水平导向支撑件的方向水平移动。

上述载车板双面设有透明框盖，透明框盖上设有保护膜。所述支撑框架包括前立柱和后立柱，前立柱和后立柱沿对角线斜向布置了加强筋。所述支撑框架包括前立柱和后立柱，前立柱和后立柱之间设有拉杆，所述拉杆包括斜拉杆本体和所述斜拉杆两端的可调器，所述可调器包括有右向螺杆、左向螺杆和调节螺母，调节螺母分别螺纹连接右向螺杆和左向螺杆的其中一端；右向螺杆的另一端和前立柱的顶端一角固定，左向螺杆的另一端和后立柱相连。所述控制系统包括工控机、RS-232-CAN转换器和CAN节点，工控机通过RS-232-CAN转换器连接CAN节点，单个CAN节点对应一个车位。所述CAN节点包括状态指示模块、操作键盘、实时时钟、数字输入/输出模块、调试通信接口、主控制器和障碍检测模块，状态指示模块、操作键盘、实时时钟、数字输入/输出模块、调试通信接口分别连接至主控制器，障碍检测模块连接至数字输入/输出模块。所述障碍检测模块采用图像提取技术，对感兴趣区域的物体进行边缘提取。所述工控机通过RS-232-CAN转换器连接至多个CAN节点，其中一个CAN节点包括CAN接口模块，CAN接口模块将采集到的取车或停车信号发送给主控制器。

上述停车设备的控制方法包括：控制系统检测停车位是否空闲，如果车位空闲，则驱动升降模块上移，外移模块外移，使载车板处于垂直状态，作为广告位使用。收到停车请求时，先使载车板回到水平位，然后外移，再下降，并在下降的过程中不断检测载车板下方是否存在障碍物，如果存在障碍，则紧急停止下降，直到障碍排除。

本发明有益效果是:充分利用绿化带上方的空间，缓解城市停车位供不应求的问题，并将停车设备作为广告位使用，提高综合经济效益。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明具体实施方式的停车设备的结构图。

图2是本发明具体实施方式的控制系统的结构图。

图3是本发明具体实施方式的CAN节点的结构图。

图4是本发明具体实施方式的停车流程图。

图5是本发明具体实施方式的取车流程图。

图中1、载车板，2、支撑框架。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明的主要思路是：在马路的两边经常最靠外的一条车道作为停车位使用，当一个车位两头都停车了，中间空一个车位时，驾驶员想要停车，必须斜插入车位，并反复调整位置，会占到正在通车的另两条车道，不仅存在安全隐患，高峰期还会造成堵车。对于新手驾驶，可能还会出现前后蹭车的情况，前后停车时间较长，影响其它车辆的正常行驶。在行车道和人行道之间通常会设一条绿化带作为隔离栏，既起到隔开机动车和非机动车、行人，保证交通安全的目的，另外，可以利用植物净化空气、美化环境。本发明停车设备在现有交通设施的基础上，对停车方法和设备进行改进，将停车位设置在绿化带上面，在不改变当前基础设施的前提下，充分利用绿化带上方的空间，空出了一条车道；并且可以将载车板作为广告位使用，提升车位的综合效益。

如图1，为本发明停车设备的结构图，包括载车板、支撑框架、升降模块和外移模块，升降模块包括升降滑块、升降主动件、升降导向支撑件，外移模块包括水平滑块、水平运动主动件和水平导向支撑件，载车板的支撑框架一端设计有连接端，连接端安装在升降滑块上，升降滑块在升降主动件驱动下，沿升降导向支撑件导向的竖直方向上下移动。升降导向支撑件下端安装在水平滑块上，水平运动主动件驱动水平滑块运动时，安装在水平滑块上的升降导向支撑件及安装在升降导向支撑件上的载车板共同沿着水平导向支撑件的方向水平移动。

升降模块包括升降滑块，升降主动件丝杠，槽形升降导向支撑件、传动杆、导轮、丝杠螺母。当传动杆将力传动至升降主动件丝杠时，丝杠螺母在升降主动件丝杠上做上下平移，由于重力作用，压在丝杆螺母上的升降滑块随之上下平移，升降滑块两侧设有可在槽型升降导向支撑件中沿凹槽运动的导轮，升降系统确保了与升降滑块连接的载车板的升降运动。

外移模块包括槽形水平导向支撑件、水平滑块、水平丝杠、主动锥齿轮、主动锥齿轮轴端、槽口盖板。当传动杆将力传递至主动锥齿轮轴端时，主动锥齿轮带动从动锥齿轮转动，从动锥齿轮与水平丝杆无螺纹部分花键联接，水平丝杆转动，使得水平滑块水平方向平移，实现载车板外移。

本发明支撑框架采用四柱立式结构，为了提高停车设备的强度和刚性，防止停车设备变形，同时改善立体车架的受力条件，在前立柱和与前立柱紧挨的后立柱之间设置加强筋(靠近车道一侧为前)，沿对角线斜向布置加强筋，加强筋的两端分别连接前立柱和后立柱。两根加强筋可以设置成整体件，形成刚性结构件，具有良好的抵抗因自重形起的变形能力。

上述整体式加强筋也可以用调节拉力大小的拉杆自重来代替，该拉杆装置包括有斜拉杆和分别设置在该斜拉杆两端的可调器，可调器包括有右向螺杆、左向螺杆和调节螺母，其中，调节螺母分别螺纹连接右向螺杆和左向螺杆的其中一端；右向螺杆的另一端和前立柱的顶端一角固定，左向螺杆的另一端和后立柱相连；这种可调解式的拉杆装置，通过调节螺母可以施加或收紧右向螺杆与左向螺杆的预应力，提高停车设备的整体强度和刚度，进而提升停车设备的运行精度和使用寿命。

本发明停车设备在实际使用过程中，初始存车时，升降滑块在高位，水平滑块在外侧位，载车板处于垂直位，作为广告位使用。当发送存车请求时，载车板向回到水平位，也即水平滑块内移，升降滑块下移。当载车板处于水平位时，外移模块启动，水平滑块搭载载车板水平移动使载车板完全处于绿化带之外，然后升降滑块下降到低位(升降滑块的高位是指承载汽车上升后的位置，低位是指载车板接触地面时的位置；水平滑块的外侧位是指靠近马路车道的位置，内侧位是指靠近人行道的位置)。

载车板底面与地面接触，水平滑块在侧位，汽车可直接开到载车板上，然后，启动电动机，驱动升降主动件将载车板连同其上的汽车升高到高位，再通过外移模块向绿化带内部运动。取车时，则首先驱动水平滑块连同升降导向支撑件和已停有汽车的载车板沿水平导向支撑件导向方向向外侧位移动，直到载车板内侧边缘完全超越下面的绿化带，再启动升降主动件将载车板连同其上的汽车降到触地的低位，就可以开走汽车了。

载车板在空闲时，作为广告位使用，由于载车板空闲时，升降滑块上移，水平滑块外移，因此，载车板的背面是面对车道，而载车板正面是面对人行道，由于载车板在停车时，背面会磨蹭到路面，而正面与汽车接触，都会有一定程度的磨损，影响到广告的使用效果，因此，本发明载车板的正反面都设置上透明框盖，在透明框盖上设置保护膜，将广告宣传页放置框盖内部，并通过定期更换保护膜保证广告的清晰效果。

本发明的停车设备控制系统采用总线分布式控制策略，如图2，为本发明控制系统总体结构图，系统分为监控层和现场设备控制层，分别对应上位机(工控机)和CAN节点。工控机监控系统的实时运行情况，CAN节点接收和处理对应车位的传感器信号，并直接控制车位的升降和横移。

工控机通过RS-232-CAN转换器连接CAN节点，工控机和RS-232-CAN转换器之间通过RS-232连接，RS-232-CAN转换器与CAN节点间通过CAN总线连接。单个CAN节点对应一个车位，这对节点的控制功能要求较低，软硬件开发难度小；在实际应用中，可以根据车位调整策略，各个车位节点可编制相同的控制软件，极大降低开发过程的复重复性，增强系统的扩展性；通过合理优化CAN应用层，可以有效降低网络数据流量，提高系统的工作效率。

本发明控制系统采用分布式控制策略，各个节点不存在主从关系，在任何时刻均可以向网络发送报文和有选择性地接收报文。CAN节点内有控制器，能解码报文、接收和处理传感器信号，控制电机、电磁防坠落装置等运行。上位机主要用于监测车库的运行状态及记录相关数据，也可用于调试阶段和故障处理时控制车位运行。这种控制在自动运行时是不是必须的，CAN网络可独立于上位机运行。

如图3，为本发明CAN节点的硬件框图，其中，CAN接口模块用于实现CAN协议，使节点能接入网络；数字输入/输出模块分别用于接收车位上的传感器信号和输出电机等设备的控制信号；状态指示模块通过LED和LCD指示用户的输入信息和车位状态；操作键盘为用户提供存取车的操作界面；实时时钟为系统提供准确的时间，主要用作标记车库运行时长和故障报警事件，RS-232C、ISP和JTAG接口用于节点调试和系统维护；电源模块为节点提供电源，部分带隔离功能。

障碍检测模块用于检测发送停车或者取车请求时，停车位下方有没有障碍物，避免给经过的车辆或者行人造成伤害，具体的，停车或者取车时，首先，停车设备先启动外移系统，并检测下方有没有障碍物，没有障碍物的情况下再启动垂直升降系统，在下降的过程中，实时检测载车板下方是否有障碍物，避免下降过程中有障碍物进入到载车板下方。如果先启动停车设备的垂直升降系统，再开始外移，那有可能下降到绿化带的植物层高度过程中，可以无障碍下降，但是在外移过程中，会碰撞到经过的车辆等。

障碍检测模块主要用于获取道路上的其它车辆、前方行人及障碍物等，并测出相对速度信息，具体的，本发明利用的是图像提取技术，对感兴趣区域内的物体进行边缘提取，利用环境识别的结果，对载车板下方区域所处的环境危险因素进行计算，确定当前节点应采取的因素，如果判断为危险，则CAN节点的主控制器立即向电动机驱动电路发送紧急停车信号，并通过LED和LCD指示用户或者路人停车设备正在下行，提醒避让。障碍检测模块继续实时检测感兴趣区域内环境情况，障碍排除后继续下行，如果长时间没有排除障碍，则向工控机发送需排除障碍信号。

在使用过程中，根据马路的实际情况，将靠近的几个停车位设在一个控制系统下，共用一个操作键盘，一般将操作键盘设置在该车道的第一个停车位的起始位置。图4为本发明停车的流程图，首先，用户通过操作键盘向工控机发送停车请求，系统根据当前的车位使用情况，向空车位发送启动信号，停车设备由垂直态回归到水平态，然后下降至地面，在下降的过程中，实时检测感兴趣区域是否存在障碍物，如果存在障碍物，则紧急停止，直到障碍排除，继续下降，如果在延时时间内障碍物还没有排除，则发送信号给工控机，提醒工作人员来排除障碍。载车板下降至路面后，汽车停靠在载车板上，然后车上人员离开，与这种停车方式相比，本发明提供的停车设备避免了前后都已经停车，剩下一个中间车位，需要反复倒车，调整位置的情况，对于新手来说，尤其方便。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种停车设备及其控制系统，其特征在于,包括载车板、支撑框架、升降模块和外移模块，升降模块包括升降滑块、升降主动件、升降导向支撑件，外移模块包括水平滑块、水平运动主动件和水平导向支撑件，载车板的支撑框架一端设计有连接端，连接端安装在升降滑块上，升降滑块在升降主动件驱动下，沿升降导向支撑件导向的竖直方向上下移动；升降导向支撑件下端安装在水平滑块上，水平运动主动件驱动水平滑块运动时，安装在水平滑块上的升降导向支撑件及安装在升降导向支撑件上的载车板共同沿着水平导向支撑件的方向水平移动。

2.根据权利要求1所述的停车设备及其控制系统，其特征在于，所述载车板双面设有透明框盖，透明框盖上设有保护膜。

3.根据权利要求1所述的停车设备及其控制系统，其特征在于，所述支撑框架包括前立柱和后立柱，前立柱和后立柱沿对角线斜向布置了加强筋。

4.根据权利要求1所述的停车设备及其控制系统，其特征在于，所述支撑框架包括前立柱和后立柱，前立柱和后立柱之间设有拉杆，所述拉杆包括斜拉杆本体和所述斜拉杆两端的可调器，所述可调器包括有右向螺杆、左向螺杆和调节螺母，调节螺母分别螺纹连接右向螺杆和左向螺杆的其中一端；右向螺杆的另一端和前立柱的顶端一角固定，左向螺杆的另一端和后立柱相连。

5.根据权利要求1所述的停车设备及其控制系统，其特征在于，所述控制系统包括工控机、RS-232-CAN转换器和CAN节点，工控机通过RS-232-CAN转换器连接CAN节点，单个CAN节点对应一个车位。

6.根据权利要求5所述的停车设备及其控制系统，其特征在于，所述CAN节点包括状态指示模块、操作键盘、实时时钟、数字输入/输出模块、调试通信接口、主控制器和障碍检测模块，状态指示模块、操作键盘、实时时钟、数字输入/输出模块、调试通信接口分别连接至主控制器，障碍检测模块连接至数字输入/输出模块。

7.根据权利要求6所述的停车设备及其控制系统，其特征在于，所述障碍检测模块采用图像提取技术，对感兴趣区域的物体进行边缘提取。

8.根据权利要求6所述的停车设备及其控制系统，其特征在于，所述工控机通过RS-232-CAN转换器连接至多个CAN节点，其中一个CAN节点包括CAN接口模块，CAN接口模块将采集到的取车或停车信号发送给主控制器。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的停车设备控制方法，其特征在于，所述方法包括：控制系统检测停车位是否空闲，如果车位空闲，则驱动升降模块上移，外移模块外移，使载车板处于垂直状态，作为广告位使用。

10.根据权利要求9所述的停车设备控制方法，其特征在于，所述方法包括：收到停车请求时，先使载车板回到水平位，然后外移，再下降，并在下降的过程中不断检测载车板下方是否存在障碍物，如果存在障碍，则紧急停止下降，直到障碍排除。