CN106968491A - 一种快速交错齿式立体车库 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速交错齿式立体车库，包括升降载车机构、横移机构、钢结构、锁紧机构、电气控制系统以及钢丝绳；钢结构包括轨道钢，升降载车机构与横移机构之间具有滑动配合，钢丝绳连接于升降载车机构与横移机构之间，锁紧机构固定安装于横移机构上，横移机构包括与轨道钢均滑动配合的一对主动行走轮、一对从动行走轮。本发明不仅具有自动停车功能，而且相对于传统停车设备，本发明还具有以下优点：结构原理简单、存取车快捷、适应性较强、使用方便、造价低、可无人值守以及设备安全性高、风险性小。

Description

一种快速交错齿式立体车库

技术领域

本发明涉及机械式立体停车设备，具体的说是一种快速交错齿式立体车库。

背景技术

自动立体停车设备由欧洲、日本、韩国、台湾等发达国家和地区率先投入市场已经多年，较早的自动立体停车设备主要以升降横移式为主，也有一些老式的电梯塔式。我国从上个世纪90年代中期就开始引进建造一些这样简单的自动立体停车设备了，占主流的品种依然是升降横移式立体。

但是升降横移式立体停车设备结构复杂，相对比较故障率高，相对成本较高；空间利用率不高，每层设备必须留有至少一个空车位；升降、横移速度慢，存取车等待时间较长；每存取一辆车，几乎要移动系统中所有设备，能耗高；必须倒车入库，新手可能需要管理员帮助下才能停车入库；需要设备管理员，增加使用成本。

近年来，随着车辆的拥有量高速增长，寻求一种更高空间利用率、更方便使用和管理以及更具布置便利性的立体车库成为了行业中新的关注点和亟待解决的问题。在此背景下，新型自动立体停车设备受到人们的青睐，其需求呈现出快速增长的趋势，特别是近一两年来的增长速度显著高过老式的立体停车设备。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供结构原理简单、存取车辆速度快捷、造价低、适应性强、车库容量灵活、正面可作为广告位的一种快速交错齿式立体车库，实现车位紧张地段，解决停车难的问题。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种快速交错齿式立体车库，电气控制系统、钢结构、与钢结构配合的横移机构、与横移机构滑动配合的升降载车机构、安装在横移机构上的锁紧机构、连接于升降载车机构与横移机构之间的钢丝绳，所述电气控制系统与升降载车机构、横移机构、锁紧机构相连。

所述电气控制系统包括PLC、与PLC相连的位置控制开关、安全控制开关、工业交换机、与工业交换机配合使用的HMI触摸屏。所述位置控制开关、安全控制开关检测到信号后，输送给PLC，PLC控制升降载车机构、横移机构、锁紧机构运动，并经过工业交换机处理后将立体车库的状态显示在HMI触摸屏上。

所述升降载车机构包括前轮车载板、后轮车载板、安装在前轮车载板与后轮车载板之间的横梁、安装在横梁上的升降导向轮组，所述前轮车载板、后轮车载板上均安装有地面缓冲器、钢丝绳安装座。在前轮车载板、后轮车载板、横梁三者上均安装有锁紧轴。

所述锁紧轴呈上下两层分布，位于上侧的锁紧轴安装在横梁上，位于下侧的锁紧轴在前轮车载板上以及后轮车载板上均有安装。

所述前轮车载板、后轮车载板均是由型钢焊接而成。

所述横移机构包括行走框架总成、与行走框架总成相连的一对主动行走轮、一对从动行走轮、与升降导向轮组对应纵向滑动配合的升降导轨、安装在行走框架总成上的升降滑轮总成、与每个主动行走轮相连的横移驱动总成、与钢丝绳相连的升降驱动总成。

所述的锁紧机构是由三号驱动减速电机、曲柄、两根连杆以及两个锁紧吊钩组成；三号驱动减速电机固装在行走框架总成的后端中部，两个锁紧吊钩分别对应安装于行走框架总成的后部左端、后部右端；所述三号驱动减速电机与曲柄的中部相连；两个连杆中的一根连杆铰接安装于任意一个锁紧吊钩与曲柄的上端之间，另一根连杆铰接安装于另一个锁紧吊钩与曲柄的下端之间。

所述的钢结构主要包括上下相固连的下钢结构架、上钢结构架，上钢结构架的底部设置有交错齿架车位，所述前轮车载板右端、后轮车载板左端均以水平等距排列方式安装有一排交错齿架，交错齿架车位、交错齿架二者的排列方式相互交错。

所述钢结构包括轨道钢，所述轨道钢安装于上钢结构架的上端，轨道钢的延伸轨迹两端均设有缓冲器。

所述上钢结构架的右侧面设有广告宣传牌。

电气控制系统是高度一体化集成控制系统，主要是由位置控制开关、安全控制开关、PLC、工业交换机、HMI触摸屏组成，确保设备能够按照集成控制自动运行，定位准确，并且正确的反馈出立体车库运行状态。其中：

一、位置控制开关主要是由旋转编码器、接近开关、行程开关组成。旋转编码器与一号驱动减速电机的主轴连接，根据升降载车机构存取车辆的三个位置读取一号驱动减速电机的旋转脉冲数，加上接近开关和行程开关控制，实现精确定位。旋转编码器与二号减速电机的主轴连接，根据横移机构存取车辆的七个位置读取二号减速电机的旋转脉冲数，加上接近开关和行程开关控制，实现精确定位。

二、安全控制开关主要是由接近开关、行程开关、松、断绳检测开关、光电开关、超声占位检测开关组成。

1、升降、横移两极限位置安装行程开关，确保在旋转编码器发故障后，提供最后一道防护。

2、锁紧机构曲柄处安装接近开关，在升降载车机构升降到位后，检测曲柄打开到位，确保升降载车机构和车辆到位保护。

3、松、断绳检测开关保证钢丝绳在发生松、断绳现象后，及时给一号驱动减速电机信号，使一号驱动减速电机停止运转，防止损失进一步发生。

4、光电开关安装于升降载车机构上，共五组。一组放在入口位置，提示车辆已进入；两组检测车辆停放位置是否正确；两组检测车门是否关闭。

5、超声占位检测开关实现车位占位检测，以及停车时长检测。

三、最后，位置控制开关和安全控制开关逻辑编程，高度一体化集成在PLC上，再通过工业交换机转换到HMI触摸屏上，给用户友好的操作界面。

本发明的有益效果是：

本发明不仅具有自动停车功能，而且相对于传统停车设备，本发明还具有以下优点：

1)结构原理简单：通过钢丝绳牵引升降载车机构和车辆升降到位后横移，并利用交错齿来实现车辆位置转换，从而实现车辆在车位上的存取。升降载车机构和横移机构为一体，车辆位置转换次数仅仅一次，简单安全。

2)存取车快捷：存取车速度高于国内同类产品，取车平均时间76s，减少等待时间。

3)适应性较强，车库容量灵活：适用车位紧张地段、绿化带等，包括：繁华商业中心、医院、景点、住宅小区等，充分利用边角地带、路边等分布零散的解决停车难的问题；车库容量灵活，可根据用户需求和场地现状适当增加和减少车位数。

4)使用方便：存车时，驾驶员直接按照操作指示将车辆驾驶至指定位置，即可离开，立体车库自动运行存车程序。取车时，立体车库自动取出车辆至停车位置，驾驶员直接驾车离开。无需繁琐、难度高的倒车动作，使用方便。

5)造价低：结构简单，造就了较低的造价。

6)可无人值守：快速交错齿式立体车库系统是高度一体化集成控制系统，运行动作均有系统控制，仅需适时巡检，无须管理员值守，减少后期运行成本。

7)设备安全性高、风险性小：能够在运作的过程中有效防止钢丝绳断裂而导致车辆摔落。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的总体立体图；

图2为升降载车机构的立体图；

图3为图1的Ⅰ处局部放大图；

图4为图1的Ⅱ处局部放大图；

图5为横移机构的立体图；

图6为行走框架总成、主动行走轮以上及从动行走轮的立体图；

图7为升降滑轮总成的立体图；

图8为锁紧机构的立体图；

图9为钢结构的立体图；

图10为钢丝绳缠绕的主视结构示意图；

图11为钢丝绳缠绕的俯视结构示意图；

图12为存车原理图；

图13为取车原理图；

图14为电气控制系统的具体原理。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

如图1至图11所示，一种快速交错齿式立体车库，包括升降载车机构1、横移机构2、钢结构3、锁紧机构4、电气控制系统以及钢丝绳6；所述钢结构3包括轨道钢34，所述升降载车机构1与横移机构2之间具有滑动配合，所述钢丝绳6连接于升降载车机构1与横移机构2之间，所述锁紧机构4固定安装于横移机构2上，所述横移机构2包括与轨道钢34均滑动配合的一对主动行走轮21、一对从动行走轮22。

所述升降载车机构1是由前轮车载板11、后轮车载板12、横梁13、升降导向轮组14、地面缓冲器15、锁紧轴16、钢丝绳安装座17组成，所述横梁13连接于前轮车载板11与后轮车载板12之间，所述前轮车载板11上、后轮车载板12上均设有车辆引导坡18，并且车辆引导坡18的设置是需要让车辆进出口高度和宽度大于适停车辆高度和宽度，以保证车辆自由出入。所述前轮车载板右端、后轮车载板左端均以水平等距排列方式安装有一排交错齿架19，每个交错齿架19上端左侧、上端右侧均开有凹形圆角；使得每两个相邻的交错齿架19之间形成凹槽，凹槽形成的圆弧半径与适停车车辆汽车前轮半径基本吻合，用车辆前轮定位适停车辆。其中，交错齿架19在前轮车载板11上的数目为三个，交错齿架19在前轮车载板11上的数目根据适停车辆前后轮距范围决定。交错齿架19还包裹花纹钢板，增加停靠车辆摩擦系数。

所述前轮车载板11、后轮车载板12均是由型钢焊接而成。

所述锁紧轴16在前轮车载板11、后轮车载板12、横梁13三者上均有安装，所述升降导向轮组14安装在横梁13上，所述地面缓冲器15、钢丝绳安装座17在前轮车载板11、后轮车载板12两者上均有安装，所述钢丝绳安装座17与钢丝绳6下端相连。

另外，锁紧轴16是分为上下两层分布的，靠上侧的锁紧轴16位于横梁13上，靠下侧的锁紧轴16分别对应位于前轮车载板11上以及后轮车载板12上。

所述的横移机构2还包括行走框架总成23、升降导轨24、升降滑轮总成25、横移驱动总成26、升降驱动总成27；行走框架总成23主要是由型钢螺接而成，一对主动行走轮21分别对应安装于行走框架总成23前端的左右两侧；一对从动行走轮22分别对应安装于行走框架总成23后端的左右两侧；即两组主动轮组设置在行走框架同侧，以便于驱动输入。所述升降滑轮总成25是由焊接在行走框架总成23上的焊接支撑架升降滑轮总成25A和升降滑轮25B组成，用于钢丝绳牵引力转向。所述升降导轨24与升降导向轮组14对应纵向滑动配合，所述升降驱动总成27包括一号驱动减速电机27A以及双联钢丝绳卷筒27B，一号驱动减速电机27A与双联钢丝绳卷筒27B之间通过半联轴器和万向联轴器进行连接；所述钢丝绳6的上部延伸端经升降滑轮25B环绕后固定在双联钢丝绳卷筒27B上；用于升降载车机构升降的驱动力输出。所述横移驱动总成26包括二号减速电机261，所述二号减速电机261与每个主动行走轮21之间均通过半联轴器和万向联轴器进行连接；用于横移机构横向移动的驱动力输出。

所述的锁紧机构4是由三号驱动减速电机41、曲柄42、两根连杆43以及两个锁紧吊钩44组成；三号驱动减速电机41固装在行走框架总成23的后端中部，两个锁紧吊钩44分别对应安装于行走框架总成23的后部左端、后部右端；所述三号驱动减速电机41与曲柄42的中部相连；两个连杆43中的一根连杆43铰接安装于任意一个锁紧吊钩44与曲柄42的上端之间，另一根连杆43铰接安装于另一个锁紧吊钩44与曲柄42的下端之间。通过三号驱动减速电机41驱动曲柄旋转，带动连杆，牵引锁紧吊钩摆动，实现升降载车机构和车辆的到位保护。

所述的钢结构3主要包括上下相固连的下钢结构架31、上钢结构架32，下钢结构架31的高度需大于适停车辆高度，以便于车辆可以自由停靠于下层地面车位；上钢结构架32的底部设置有交错齿架车位33，交错齿架车位33、交错齿架19二者的排列方式相互交错，即交错齿架车位33的结构与升降载车机构1上的交错齿架19结构类似，也呈左右两排，且每排呈水平等距排列，并能够形成成凹槽，凹槽形成的圆弧半径与适停车车辆汽车前轮半径基本吻合，用车辆前轮定位适停车辆；所述轨道钢34安装于上钢结构架32的上端，用于横移机构的移动；轨道钢34的延伸轨迹两端均设有缓冲器35，以防止横移机构超行程掉落。

所述上钢结构架32的右侧面设有广告宣传牌32a。

如图14所示，电气控制系统是高度一体化集成控制系统，主要是由位置控制开关、安全控制开关、PLC、工业交换机、HMI触摸屏组成，确保设备能够按照集成控制自动运行，定位准确，并且正确的反馈出立体车库运行状态。其中：

一、位置控制开关主要是由旋转编码器、接近开关、行程开关组成。旋转编码器与一号驱动减速电机27A的主轴连接，根据升降载车机构1存取车辆的三个位置读取一号驱动减速电机27A的旋转脉冲数，加上接近开关和行程开关控制，实现精确定位。旋转编码器与二号减速电机261的主轴连接，根据横移机构2存取车辆的七个位置读取二号减速电机261的旋转脉冲数，加上接近开关和行程开关控制，实现精确定位。

二、安全控制开关主要是由接近开关、行程开关、松、断绳检测开关、光电开关、超声占位检测开关组成。

1、升降、横移两极限位置安装行程开关，确保在旋转编码器发故障后，提供最后一道防护。

2、锁紧机构曲柄处安装接近开关，在升降载车机构升降到位后，检测曲柄打开到位，确保升降载车机构和车辆到位保护。

3、松、断绳检测开关保证钢丝绳在发生松、断绳现象后，及时给一号驱动减速电机27A信号，使一号驱动减速电机27A停止运转，防止损失进一步发生。

4、光电开关安装于升降载车机构1上，共五组。一组放在入口位置，提示车辆已进入；两组检测车辆停放位置是否正确；两组检测车门是否关闭。

5、超声占位检测开关实现车位占位检测，以及停车时长检测。

三、最后，位置控制开关和安全控制开关逻辑编程，高度一体化集成在PLC上，再通过工业交换机转换到HMI触摸屏上，给用户友好的操作界面。

本发明的主要工作过程如下：

如图12所示，存车时，驾驶员可直接将车辆停至地面停车位，无需启动立体车库程序。当地面停车位已满时，驾驶员将车辆停至升降载车机构1上，汽车的前轮与交错齿架19所形成的凹槽相吻合即可下车离开，立体车库存车程序启动。

1)先是通过一号驱动减速电机27A启动，钢丝绳6牵引升降载车机构1和车辆上升至0号位上层。

2)锁紧机构4启动，两个锁紧吊钩44被打开到位(升降载车机构1上位于上侧的锁紧轴16与锁紧吊钩44对位，当钢丝绳6意外断裂时，锁紧吊钩44可以托住锁紧轴16，对升降载车机构1和车辆起到保护作用)。

3)二号减速电机261启动，带动横移机构2、升降载车机构1和车辆横移至2号位上层(二号减速电机261通过带动主动行走轮21、从动行走轮22在轨道钢34上行走可达到)。

4)锁紧机构4启动，锁紧吊钩44收缩到位(锁紧轴16与锁紧吊钩44配合脱离)。

5)一号驱动减速电机27A启动，释放升降载车机构1和车辆下降至2号位下层(升降载车机构1交错齿架19与交错齿架车位33从下方脱离，实现将车辆存放)。

6)锁紧机构4启动，锁紧吊钩44打开到位(升降载车机构1上位于下侧的锁紧轴16与锁紧吊钩44对位)。

7)二号驱动减速电机261启动，带动横移机构2和升降载车机构1横移至0号位下层。

8)锁紧机构启动，锁紧吊钩收缩到位。

9)释放升降载车机构1下降至地面(实现自动复位)。

其中，升降载车机构1上的地面缓冲器15实现升降载车机构1下降时与地面的缓冲。所有到位控制都是通过电气控制系统来进行逻辑定位，非常准确。

如图13所示，取车时，汽车停在地面车位的，驾驶员可直接从地面停车位取走车辆，无需启动立体车库程序。如果车辆停靠在上层交错齿架车位上，立体车库取车程序启动，具体流程与存车流程相反。当升降载车机构1和车辆下降至地面后，驾驶员直接驾车离开，无需倒车。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种快速交错齿式立体车库，其特征在于：电气控制系统、钢结构(3)、与钢结构(3)配合的横移机构(2)、与横移机构(2)滑动配合的升降载车机构(1)、安装在横移机构(2)上的锁紧机构(4)、连接于升降载车机构(1)与横移机构(2)之间的钢丝绳(6)，所述电气控制系统与升降载车机构(1)、横移机构(2)、锁紧机构(4)相连。

2.根据权利要求1所述的一种快速交错齿式立体车库，其特征在于：所述电气控制系统包括PLC、与PLC相连的位置控制开关、安全控制开关、工业交换机、与工业交换机配合使用的HMI触摸屏。

3.根据权利要求1所述的一种快速交错齿式立体车库，其特征在于：所述升降载车机构(1)包括前轮车载板(11)、后轮车载板(12)、安装在前轮车载板(11)与后轮车载板(12)之间的横梁(13)、安装在横梁(13)上的升降导向轮组(14)，所述前轮车载板(11)、后轮车载板(12)上均安装有地面缓冲器(15)、钢丝绳安装座(17)。

4.根据权利要求3所述的一种快速交错齿式立体车库，其特征在于：在前轮车载板(11)、后轮车载板(12)、横梁(13)三者上均安装有锁紧轴(16)，所述锁紧轴(16)呈上下两层分布，位于上侧的锁紧轴(16)安装在横梁(13)上，位于下侧的锁紧轴(16)在前轮车载板(11)上以及后轮车载板(12)上均有安装。

5.根据权利要求3所述的一种快速交错齿式立体车库，其特征在于：所述横移机构(2)包括行走框架总成(23)、与行走框架总成(23)相连的一对主动行走轮(21)、一对从动行走轮(22)、与升降导向轮组(14)对应纵向滑动配合的升降导轨(24)、安装在行走框架总成(23)上的升降滑轮总成(25)、与每个主动行走轮(21)相连的横移驱动总成(26)、与钢丝绳(6)相连的升降驱动总成(27)。

6.根据权利要求5所述的一种快速交错齿式立体车库，其特征在于：所述的锁紧机构(4)是由三号驱动减速电机(41)、曲柄(42)、两根连杆(43)以及两个锁紧吊钩(44)组成；三号驱动减速电机(41)固装在行走框架总成(23)的后端中部，两个锁紧吊钩(44)分别对应安装于行走框架总成(23)的后部左端、后部右端；所述三号驱动减速电机(41)与曲柄(42)的中部相连；两个连杆(43)中的一根连杆(43)铰接安装于任意一个锁紧吊钩(44)与曲柄(42)的上端之间，另一根连杆(43)铰接安装于另一个锁紧吊钩(44)与曲柄(42)的下端之间。

7.根据权利要求3所述的一种快速交错齿式立体车库，其特征在于：所述的钢结构(3)主要包括上下相固连的下钢结构架(31)、上钢结构架(32)，上钢结构架(32)的底部设置有交错齿架车位(33)，所述前轮车载板(11)右端、后轮车载板(12)左端均以水平等距排列方式安装有一排交错齿架(19)，交错齿架车位(33)、交错齿架(19)二者的排列方式相互交错。

8.根据权利要求7所述的一种快速交错齿式立体车库，其特征在于：所述钢结构(3)包括轨道钢(34)，所述轨道钢(34)安装于上钢结构架(32)的上端，轨道钢(34)的延伸轨迹两端均设有缓冲器(35)。

9.根据权利要求7或8所述的一种快速交错齿式立体车库，其特征在于：所述上钢结构架(32)的右侧面设有广告宣传牌(32a)。