CN107842230B - 一种小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备及其控制方法，其中停车设备主要由仓库、升降与旋转机构、行走机构和地面机构构成，还包括摄像头识别模块、超声波传感器和人体红外线传感器以及安装在轮子附近的红外对准模块或激光对准模块。本发明使用插拔式梳齿停车架和地面支撑柱实现车位的加层，搭配梳齿停车架的存储仓库，克服了以往小型立体停车装置的一对一的局限，实现了小型立体停车装置一对多的车位加层扩充，大大降低了对原停车场的改造程度，建造立体停车场的成本。仓库中梳齿停车架的容量可调，可适用于各类新旧小区中不同大小的停车场，适用范围广，操作简单，同时降低了建造立体停车场的成本投入，具有很好的推广应用前景。

Description

一种小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备及控制方法

技术领域

本发明属于特种设备技术领域，具体涉及一种双层立体停车设备及其控制方法，特别涉及一种小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备及其控制方法，适用于各类大小停车场。

背景技术

随着社会的进步和发展，人们生活质量日渐提升，汽车的保有量也逐年增加，停车难的问题也接踵而至。停车难，不仅对车主造成了诸多困扰，而且对城市规划带来了不小的难题，给交通安全带来了很大的隐患，市场迫切需要解决这一问题的可行方案。应用机械立体停车设备是解决停车难的可行方案之一，它可以在占用相同地面面积的前提下，使停车数量倍增。

现有的立体停车设备主要有升降横移式、垂直循环式、巷道堆垛式、垂直升降式和简易升降式等设备。虽然，在一定程度上缓和了停车难问题，但由于大多数已经公开的立体停车设备占地占空面积较大，建造成本较高，地面地下建筑改造大，特别是其难以适用于已建成的老旧城区、住宅小区等区域的停车位，使立体停车设备迟迟得不到广泛地推广使用。

现已公开的立体停车设备也有小型的一车两位式、一车三位式的垂直立体停车设备。虽然，这类设备适用于各区域中的车位，起到增加一倍、两倍停车位的作用，但车辆在存取过程当中相互影响，不能实现无避让式停车，且每一个车位就需安装一套设备，对于一个停车场来说，其建造成本，后期的管理成本、维护成本较大。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备及其控制方法，该设备克服了现有立体停车设备存在的地面改造大、建造成本高及适用范围小的局限，其一套设备能够完成多个车位的加层，存取车安全便捷，且待命状态下不影响原车位正常交通。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备，主要由仓库1、升降与旋转机构2、行走机构3和地面机构4构成；

所述仓库1包括顶盖101、主箱体102和梳齿停车架113；其中，主箱体102上部固定有升降机构主轴103，底部分别固定有四根导向柱112、两对导向挡板115以及四个由压缩弹簧108、滑块109、单向轴承110和叶轮111构成的存取装置，且两同侧单向轴承110间通过装有绕线器的长轴114相连，存取装置能够通过与主箱体102螺栓固定的挡板105封闭，导向柱112能够穿过梳齿停车架113两端的导向圆孔对其限位；顶盖101与主箱体102之间的空间还设有电池104；

所述升降与旋转机构2包括动力装置107、升降平台205和设置在升降平台205上方的旋转平台206；其中，动力装置107由步进电机与减速器构成，减速器输出轴两端通过联轴器与长轴114相连，绕线器内钢索通过固定在主体箱102上的定滑轮106与升降平台205相连；所述升降平台205上装有电机203，其输出轴与旋转平台206固定；所述旋转平台206上设有顶块208和可伸缩斜坡207；

所述行走机构3由四根带有滑轨且与仓库1固定的立柱301、麦克纳姆轮302和驱动电机303组成，麦克纳姆轮302和驱动电机303安装在立柱301底部；

所述地面机构4由装有传感器的地面支撑柱401、指示灯402和导向滑轮403组成；其中，地面支撑柱401固定在地面上，指示灯402安装在地面支撑柱401超前的壁面上，导向滑轮403与地面支撑柱401螺栓连接，地面支撑柱401顶部凹槽能够与梳齿停车架113底部的连接件相配合。

本发明小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备，还包括摄像头识别模块、超声波传感器和人体红外线传感器以及安装在轮子附近的红外对准模块或激光对准模块。

优选地，所述顶盖101由太阳能板制成。

所述导向柱112固定在接近主箱体102上部的四个角的位置处，存取装置固定在主箱体102底部的四个角处，两对导向挡板115分别固定在主箱体102底部的左右两侧，长轴114穿过导向挡板115与单向轴承110固定。

所述仓库1中同侧的梳齿停车架113在竖直方向上叠加存放，导向柱112穿过梳齿停车架112起导向作用，两侧的梳齿停车架113相互对称存放。

所述旋转平台206中部为方形，方形左右两端各伸出两条带有凹槽的齿条，齿条端部均装有可伸缩斜坡207，中部方形左右两端各装有顶块208。

所述升降平台205和旋转平台206之间还设有平面推力轴承201、固定平面推力轴承201的定位装置202以及绳索机构；其中绳索机构包括升降平台205上开有的滑槽以及设置在旋转平台205的滑槽内并与绳索连接的滑杆204，使斜坡207能够随着旋转平台的转动向下翻转一定角度并伸长至接触地面或收缩后向上翻转一定角度。

所述地面支撑柱401通过螺栓固定在地面单个车位的左右两侧，其朝前的壁面处设有两个不同颜色的指示灯402。

所述地面支撑柱402还能够作为充电桩。

上述小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备的控制方法，包括以下步骤：

A、用户远程于APP上预定存车位或者取车；

B、用户到达停车场后确认预定，停车设备接受到存车或者取车的信号，若由超声波传感器和红外线传感器判定x、y、z方向工作路线无障碍物，则设备自动移动到工作区域待命，该一连串动作包括x、y方向上的水平移动，z方向上的垂直移动，旋转平台206的旋转以及梳齿停车架113的存取，等待用户将车驶上旋转平台206或驶下旋转平台206；

C、用户将车驶上旋转平台206或驶下旋转平台206后，在APP上再次确认车是否停放完毕或安全驶出，车位使用情况数据返回APP；同时，装置接收到确认信号，若由超声波传感器和红外线传感器判定x、y、z方向回程路线无障碍物，则设备自动移动回到停放位置，等待下一次工作信号；

D、除用户APP的远程控制以及装置自身的控制外，停车设备还有远程的急停控制，用于工作人员在突发实况采取紧急措施。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、地面改造小，只需在原车位的基础上重新划线，地面上加装固定地面支撑柱即完成了停车场改造，且地面支撑柱可实现对该立体停车装置以及混合动力汽车、电动汽车的充电，起到充电桩的作用；

2、使用一套装置即可实现多个车位的加层，建造成本低；

3、本设备的行走机构使用麦克纳姆轮，无需转向即可完成整体装置在不同方向的移动，使得存取车更加便捷；

4车位的扩充数量由仓库中梳齿停车架的容量决定，因而此套装置可灵活地适用于不同大小的停车场；

5、装置在待命状态下进入到车位间隙中，不影响地面车位以及车位旁道路的正常交通，且在存取车低谷期，地面仅有地面支撑柱，即待命时的空间占有率低。

总体来说，本发明使用插拔式梳齿停车架和地面支撑柱实现车位的加层，搭配梳齿停车架的存储仓库，克服了以往小型立体停车装置的一对一的局限，实现了小型立体停车装置一对多的车位加层扩充，大大降低了对原停车场的改造程度，建造立体停车场的成本。更重要的是，本设备仓库中梳齿停车架的容量可调，可适用于各类新旧小区中不同大小的停车场。可见本装置适用范围广，操作简单，同时降低了建造立体停车场的成本投入，具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1为本发明小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备的整体结构示意图；

图2为仓库与升降部分装置示意图；

图3为仓库去掉顶盖和主体箱的结构示意图；

图4为升降平台与旋转部分电机及其组件结构示意图；

图5为旋转部分结构示意图；

图6为控制方法流程图。

图中：1.仓库 2.升降与旋转机构 3.行走机构 4.地面机构 101.顶盖 102.主体箱 103.升降机构主轴 104.电池 105.挡板 106.定滑轮 107.步进电机与减速器 108.压缩弹簧109.滑块 110.单向轴承 111.叶轮 112.导向柱 113.梳齿停车架 114.长轴 115.导向挡板 201.平面推力轴承 202.定位装置 203.电机 204.滑杆 205.升降平台 206.旋转平台207.斜坡 208.顶块 301.立柱 302.麦克纳姆轮 303.电机 401.地面支撑柱 402.指示灯403.导向滑轮。

具体实施方式

如图1所示，小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备，包含仓库1、升降与旋转机构2、行走机构3和地面机构4。

2层停车的流程主要分以下4个动作：

1、停车设备接收到存车信号，依靠行走机构3纵向、横向(x，y方向)移动，移出车位并到达指定工作位置；

2、在xy平面移动的同时，旋转平台206依靠升降平台205上升(z方向)至仓库1底部，取出一对梳齿停车架113。升降平台205下降到地面，在下降的同时旋转平台206旋转90°，小车驶上旋转平台206；

3、载有车辆的旋转平台206反向旋转90°，在升降平台205的带动下上升至略高于地面支撑柱401的高度。依靠行走机构3移动到2层停车空位的地面支撑柱401的正上方；

4、旋转平台206带着梳齿停车架113下降至地面支撑柱401，梳齿停车架113插入地面支撑柱401。旋转平台206继续下降，梳齿停车架113与旋转平台206分离，梳齿停车架113与车则留在地面支撑柱401上；

至此，完成一次2层停车，2层再次停车即再次重复上述动作。

2层取车的流程主要分以下4个动作：

1、停车设备接收到取车信号，取2层指定车位的车，依靠行走机构3从当前位置移动到2层指定车位正下方，此时升降平台205和旋转平台206的高度在地面一层的车顶和地面二层的车底盘之间；

2、升降平台205上升一定高度使得梳齿停车架113脱离地面支撑柱401；

3、停车设备移出车位的时候，升降平台205下降、旋转平台206旋转90°，三轴联动。落到地面后，小车驶下平台。

4、升降平台205带动旋转平台206上升至仓库1底部，将一对梳齿停车架113送回仓库1。

至此，完成一次2层取车，停车设备停在原地等待下一次停车或取车指令。

如图2所示，所述的仓库1包括顶盖101、主箱体102和梳齿停车架113，顶盖101与主箱体102之间存在的空间放置电池104与升降机构主轴103，升降机构主轴103固定在主箱体102上部，主箱体102底部的左右两侧固定有两对导向挡板115。主箱体102顶盖101可以为普通材料制成的盖子，也可以由太阳能板制成，吸收太阳能发电，辅助整个设备的用电需求。梳齿停车架113基本存储在仓库1中，归于仓库1，而当存取车的时候会通过升降与旋转机构2来存取梳齿停车架113，其是活动的。

如图3所示，为仓库1中存取梳齿停车架113的详细机械结构。在接近主箱体102上部的四个角的位置处固定有4根导向柱112，存取梳齿停车架113过程中，导向柱112穿过梳齿停车架113两端的导向圆孔，起到约束梳齿停车架113xy方向位置的作用。如此，同侧的梳齿停车架113在竖直方向上叠加存放，两侧的梳齿停车架113相互对称。仓库1底部四个角的位置分别安装有一套存取装置，包含有压缩弹簧108、滑块109、单向轴承110和叶轮111，并用一根长轴114穿过同一侧的两个单向轴承110，具体安装如图3所示。存取梳齿停车架113具体实施办法为：当升降平台205上升至仓库1底部取梳齿停车架113时，安装在旋转平台206两侧的顶块208在90°扭转弹簧的作用下保持竖直向上立着，顶块208沿着固定在主箱体102两侧的导向挡板115上升，长轴114沿着顶块208的圆弧面向两侧移动，当长轴114被撑开，带动存取装置向两侧平移，叶轮111的叶片不再阻挡梳齿停车架113，梳齿停车架113顺着导向柱112落入旋转平台206凹槽内，而后升降平台205下降，压缩弹簧108迅速推动滑块109连同叶轮111回到原来位置，阻止其他梳齿停车架113下落，实现每次只取一对梳齿停车架113。当升降平台205上升至仓库1底部存梳齿停车架113，旋转平台206因有梳齿停车架113压着连接着顶块208转轴的挡板105，使其90°翻转，从而使得顶块208水平放置。梳齿停车架113上升，两端推动叶轮111表面，在向上的推力和摩擦力作用下带动单向轴承110旋转60°，此时升降平台205停止上升，梳齿停车架113由于单向轴承110无法逆向转动的原因无法下落。存取装置在仓库1的主箱体102上完成安装后，通过挡板105封闭，其用螺栓固定在主箱体102上。

所述升降与旋转机构2包含动力装置107、升降平台205和设置在升降平台205上方的旋转平台206。动力装置107包含一个步进电机与减速器，减速器输出轴两端用联轴器分别与长轴114相连，长轴114装有绕线器，钢索通过固定在主箱体102上端面的定滑轮106与升降平台205相连，通过步进电机的正反转准确地实现升降平台205的上升与下降。

如图4、图5所示，安装时旋转平台206在上，升降平台205在下，升降平台205上固定安装有驱动旋转平台206的电机203，电机203的输出轴与旋转平台206相固定。所述旋转平台206中部为方形，方形左右两端各伸出两条带有凹槽的齿条，齿条端部均装有可伸缩斜坡207，中部方形左右两端各装有顶块208。所述升降平台205和旋转平台206之间还设有平面推力轴承201、固定平面推力轴承201的定位装置202以及绳索机构。其中，设置平面推力轴承201以减小摩擦，减小摩擦也可采用按圆周布置数个万向轮的装置。另外，为辅助汽车上下旋转平台206，在旋转平台206两端安装有两节可伸缩斜坡207。当汽车上下时，旋转平台206旋转90°，斜坡207能够随着旋转平台206的转动向下翻转一定角度并伸长至接触地面或收缩后向上翻转一定角度，仅依靠纯机械实现斜坡207的上下翻转以及伸缩。需要说明旋转平台206的旋转和斜坡207的翻转伸长并不是同步的，存在有一定的时间间隔。这里利用旋转平台206上的任意一点与升降平台205上旋转方向上相隔90°的一点在旋转时会相互靠近的机理设计的一套绳索机构，依靠旋转平台206转动引起的牵拉来自动实现斜坡207间歇地翻转伸缩。该机构包含在两平台上加工出来的滑槽与用以连接绳索的滑柱204。这里也可采用齿轮传动，连杆机构搭配电机来实现斜坡间歇地翻转伸缩。

所述行走机构3由四根与仓库1固定的立柱301、麦克纳姆轮302和驱动电机303组成，麦克纳姆轮302和驱动电机303安装在立柱301底部。立柱301上有竖直的滑轨，为升降与旋转机构2中的升降平台205提供导向作用，且立柱301不与地面机构4连接，轮子带动整个装置在地面上移动。麦克纳姆轮302在电子信号控制下，在不改变相对位置和角度的情况下，仅通过4个轮子的正反转实现整个装置在x、y方向上的移动。依靠摄像头识别模块、超声波传感器和人体红外线传感器以及安装在轮子附近的红外对准模块或激光对准模块来对装置的移动做负反馈，以实现设备在接收到存取车的信号后，准确地移动到相应的工作车位。

所述地面机构4如图1所示，地面上的方格代表的是车位，前面的箭头所在的没有方格的代表普通道路。地面机构4由装有传感器的地面支撑柱401、指示灯402和导向滑轮403组成。所述地面支撑柱401通过螺栓固定在地面单个车位的左右两侧，其朝前的壁面处设有两个不同颜色的指示灯402，类似于路灯的安装方式。导向滑轮403与地面支撑柱401以螺栓连接，用以保证为整体设备移动提供一定的容错度。具体实施方法为：若设备在移动的过程中存在偏差，进入两地面支撑柱401是设备的大立柱先与导向滑轮403接触，通过导向滑轮403使得行走机构3的移动偏差被消除，设备顺利从两地面支撑柱401之间穿过。地面支撑柱401顶端凹槽与梳齿停车架113底部的连接件相配合。当梳齿停车架113与地面支撑柱401相接合，缩合在地面支撑柱401侧面的斜支撑杆在梳齿停车架113的压力下沿梳齿停车架113底部的滑槽伸出，以保证梳齿停车架113可以安全稳固地放置与地面支撑柱401之上。另外，地面支撑柱401还有充电桩的作用，可以为整个设备充电，也可以为电动汽车充电。在地面上还安置有指示灯402，当二层有车停放时，地面红色指示灯亮，二层无车停放则是绿色指示灯亮。地面支撑柱401处装有传感器，每当二层车位空置或有车停放，将有信号返回给总控制系统，车位的工作情况将反应到用户的控制APP上，方便用户远程预定车位，形成良好的人机交互。地面机构4仅和梳齿停车架113形成间隙配合，存取车过程中分别插拔。

一种针对上述立体停车设备的控制方法，主要指用户APP移动终端对停车设备的控制和停车设备根据移动路线上的不同情况所对各驱动部分的控制，图6所示为控制流程图，具体包括以下步骤：

A、用户远程于APP上预定存车位或者取车；

B、用户到达停车场后确认预定，停车设备接受到存车或者取车的信号，若由超声波传感器和红外线传感器判定x、y、z方向工作路线无障碍物，则设备自动移动到工作区域待命，该一连串动作包括x、y方向上的水平移动，z方向上的垂直移动，旋转平台206的旋转以及梳齿停车架113的存取，等待用户将车驶上旋转平台206或驶下旋转平台206；

C、用户将车驶上旋转平台206或驶下旋转平台206后，在APP上再次确认车是否停放完毕或安全驶出，车位使用情况数据返回APP；同时，装置接收到确认信号，若由超声波传感器和红外线传感器判定x、y、z方向回程路线无障碍物，则设备自动移动回到停放位置，等待下一次工作信号；

D、除用户APP的远程控制以及装置自身的控制外，停车设备还有远程的急停控制，用于工作人员在突发实况采取紧急措施。

Claims (6)

1.一种小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备，其特征在于：主要由仓库(1)、升降与旋转机构(2)、行走机构(3)和地面机构(4)构成；

所述仓库(1)包括顶盖(101)、主箱体(102)和梳齿停车架(113)；其中，主箱体(102)上部固定有升降机构主轴(103)，底部分别固定有四根导向柱(112)、两对导向挡板(115)以及四个由压缩弹簧(108)、滑块(109)、单向轴承(110)和叶轮(111)构成的存取装置，且两同侧单向轴承(110)间通过装有绕线器的长轴(114)相连，存取装置能够通过与主箱体(102)螺栓固定的挡板(105)封闭，导向柱(112)能够穿过梳齿停车架(113)两端的导向圆孔对其限位；顶盖(101)与主箱体(102)之间的空间还设有电池(104)；

所述升降与旋转机构(2)包括动力装置(107)、升降平台(205)和设置在升降平台(205)上方的旋转平台(206)；其中，动力装置(107)由步进电机与减速器构成，减速器输出轴两端通过联轴器与长轴(114)相连，绕线器内钢索通过固定在主体箱(102)上的定滑轮(106)与升降平台(205)相连；所述升降平台(205)上装有电机(203)，其输出轴与旋转平台(206)固定；所述旋转平台(206)上设有顶块(208)和可伸缩斜坡(207)；

所述行走机构(3)由四根带有滑轨且与仓库(1)固定的立柱(301)、麦克纳姆轮(302)和驱动电机(303)组成，麦克纳姆轮(302)和驱动电机(303)安装在立柱(301)底部；

所述地面机构(4)由装有传感器的地面支撑柱(401)、指示灯(402)和导向滑轮(403)组成；其中，地面支撑柱(401)固定在地面上，指示灯(402)安装在地面支撑柱(401)超前的壁面上，导向滑轮(403)与地面支撑柱(401)螺栓连接，地面支撑柱(401)顶部凹槽能够与梳齿停车架(113)底部的连接件相配合；

所述导向柱(112)固定在接近主箱体(102)上部的四个角的位置处，存取装置固定在主箱体(102)底部的四个角处，两对导向挡板(115)分别固定在主箱体(102)底部的左右两侧，长轴(114)穿过导向挡板(115)与单向轴承(110)固定；所述仓库(1)中同侧的梳齿停车架(113)在竖直方向上叠加存放，导向柱(112)穿过梳齿停车架(113)起导向作用，两侧的梳齿停车架(113)相互对称存放；

当升降平台(205)上升至仓库1底部取梳齿停车架(113)时，安装在旋转平台(206)两侧的顶块(208)在90°扭转弹簧的作用下保持竖直向上立着，顶块(208)沿着固定在主箱体(102)两侧的导向挡板(115)上升，长轴(114)沿着顶块(208)的圆弧面向两侧移动，当长轴(114)被撑开，带动存取装置向两侧平移，叶轮(111)的叶片不再阻挡梳齿停车架(113)，梳齿停车架(113)顺着导向柱(112)落入旋转平台(206)凹槽内，而后升降平台(205)下降，压缩弹簧108迅速推动滑块(109)连同叶轮(111)回到原来位置，阻止其他梳齿停车架(113)下落，实现每次只取一对梳齿停车架(113)；

所述旋转平台(206)中部为方形，方形左右两端各伸出两条带有凹槽的齿条，齿条端部均装有可伸缩斜坡(207)，中部方形左右两端各装有顶块(208)；

所述升降平台(205)和旋转平台(206)之间还设有平面推力轴承(201)、固定平面推力轴承201的定位装置(202)以及绳索机构；其中绳索机构包括升降平台(205)上开有的滑槽以及设置在旋转平台(205)的滑槽内并与绳索连接的滑杆(204)，使斜坡(207)能够随着旋转平台的转动向下翻转一定角度并伸长至接触地面或收缩后向上翻转一定角度。

2.根据权利要求1所述的一种小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备，其特征在于：还包括摄像头识别模块、超声波传感器和人体红外线传感器以及安装在轮子附近的红外对准模块或激光对准模块。

3.根据权利要求1所述的一种小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备，其特征在于：所述顶盖(101)由太阳能板制成。

4.根据权利要求1所述的一种小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备，其特征在于：所述地面支撑柱(401)通过螺栓固定在地面单个车位的左右两侧，其朝前的壁面处设有两个不同颜色的指示灯(402)。

5.根据权利要求4所述的一种小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备，其特征在于：所述地面支撑柱(401)能够充当充电桩使用。

6.如权利要求1所述的小型仓储式插拔停车架双层立体停车设备的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、用户远程于APP上预定存车位或者取车；

B、用户到达停车场后确认预定，停车设备接受到存车或者取车的信号，若由超声波传感器和红外线传感器判定x、y、z方向工作路线无障碍物，则设备自动移动到工作区域待命，设备移动动作包括x、y方向上的水平移动，z方向上的垂直移动，旋转平台(206)的旋转以及梳齿停车架(113)的存取，等待用户将车驶上旋转平台(206)或驶下旋转平台(206)；

C、用户将车驶上旋转平台(206)或驶下旋转平台(206)后，在APP上再次确认车是否停放完毕或安全驶出，车位使用情况数据返回APP；同时，装置接收到确认信号，若由超声波传感器和红外线传感器判定x、y、z方向回程路线无障碍物，则设备自动移动回到停放位置，等待下一次工作信号；

D、除用户APP的远程控制以及装置自身的控制外，停车设备还有远程的急停控制，用于工作人员在突发实况采取紧急措施。

Images