CN108204157B - 一种电动汽车立体停车库 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车立体停车库，包括4入\取车辆的车库、4工位车辆取放机构、高可靠停车托盘和智能直流无线充电系统，其中，4入\取车辆的车库置于外侧，4工位车辆取放机构和高可靠停车托盘共同组成车辆自动取放系统，与4入\取车辆的车库中心导轨同心安装，智能直流无线充电系统安装在停车库底层正中间。本发明的立体停车库实现了光储无线充电一体化，且车辆停放效率高，占地空间小，可作为附近应急电源使用。

Description

一种电动汽车立体停车库
技术领域
本发明涉及一种电动汽车立体停车库，属于电动汽车充电技术领域。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，电动汽车普遍进入百姓家庭。由于电动汽车数量的激增，随之而来的“停车难”和充电难问题慢慢的凸现出来。特别是一些“寸土寸金”的大城市，很少有空闲的地方供人们停车，电动汽车能充电能停车的问题凸显。传统的立体车库，大部分是引进的国外淘汰的技术，根本不适合电动汽车充电。现有的立体停车库是单通道取放车辆的非充电的立体停车库。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种电动汽车立体停车库，可以同时取放4辆车，提高了停车效率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车立体停车库，整体为圆柱状，包括可4入\取车辆的车库、4工位车辆取放机构、高可靠停车托盘和智能直流无线充电系统；所述4入\取车辆的车库置于外侧，4工位车辆取放机构和高可靠停车托盘共同组成车辆自动取放系统，与4入\取车辆的车库的中心导轨同心安装，所述智能直流无线充电系统安装在停车库底层正中间；所述停车库中心设置有竖向立柱轨道，所述竖向立柱轨道是圆柱形，安装在停车库正中心并固定在地面上；
所述4入\取车辆的车库包括底层车库结构、高层车库结构以及光伏和储能系统，所述底层车库结构包括绕圆周均匀分布的4个车辆取放通道和电控安全门，且电控安全门安装在车辆取放通道入口处；所述高层车库结构为16停车位/层的布局；所述光伏和储能系统包括光伏集成板和储能电池组；
所述4工位车辆取放机构包括升降机构、超速保护机构、旋转机构和曳引控制保护机构；所述升降机构由2个同心圆轨道组成，轨道上由26杆件固定，中心设有转动圆盘，转动圆盘与中心转动齿轮啮合，转动圆盘设有4根钢缆，由顶部的曳引机进行牵引；所述升降机构与车库中心竖向立柱轨道同心，并沿竖向立柱轨道竖向滑动；所述超速保护机构包括导向轨套、抱闸、抱闸插销机构、插销涨紧机构、插销控制推杆、测速轮和水平弹性甩块；所述超速保护机构与停车库中心竖向立柱轨道同心，并与升降机构接触；所述旋转机构通过4个旋转轮与升降机构的内外2个同心圆轨道配合，沿轨道实现旋转；所述曳引控制保护机构包括曳引机和4根钢缆，所述曳引控制保护机构通过4根钢缆与升降机构的吊环连接，通过曳引机的提升和下降控制升降机构的竖向移动；
所述高可靠停车托盘布置有2个平行的凹轨，凹轨与底盘机构中的导轨完全配合；
所述智能直流无线充电系统包括载有无线充电线圈的十字坐标台，用于寻找无线充电装置功率最大点。
前述的高层车库结构由竖向16*2根钢柱作为支撑，每层车库由内外各16根钢梁作为横梁结构。
前述的光伏集成板与外侧的横梁和钢柱完全贴合，储能电池组贴于光伏集成板内侧。
前述的导向轨套内布置有轴向伸缩滚珠5行，轴向伸缩滚珠置于导向轨套内外壁之间且有四分之一外漏，轴向伸缩滚珠靠内侧设置有弹性圈顶住滚珠。
前述的抱闸设置有凸缘，抱闸凸缘中间开孔，所述抱闸插销机构包括插销、抱闸拉紧机构和常开弹簧；所述插销设置于抱闸凸缘的孔内，且沿孔轴向移动，所述插销前端设有斜面，与抱闸拉紧机构斜面实现轴向自锁；所述抱闸拉紧装置在常开弹簧作用下拉紧抱闸凸缘。
前述的测速轮安装在抱闸机构测速轮安装槽内，并由2个弹簧顶紧；所述测速轮轴与斜齿轮共轴安装同转，斜齿轮将传动方向转为竖向，加速带动水平弹性甩块旋转推动插销控制推杆反向运动。
前述的旋转机构包括导轨旋转机构、底盘机构、旋转控制齿轮；所述导轨旋转机构由2根水平轴按照10°中心角交叉布置，水平轴与旋转导轨处设置有圆形轮子，圆形轮子在旋转导轨上转动，旋转机构水平轴内侧与内齿轮固定连接，内齿轮和升降机构的外齿轮啮合配合，并由其带动实现轴向旋转。
前述的水平轴上端设置有底盘机构，底盘机构上端设有2根平行的导轨，导轨截面为半圆形，间距为1.2米且与底盘中心轴平行。
前述的高可靠停车托盘通过液压驱动，液压驱动为连杆机构，其一端通过铰链固定在高可靠停车托盘上，另外一端通过铰链固定在旋转机构中心内齿轮外壁上；所述连杆机构上布置有2台液压缸作为连杆的动力装置。
前述的智能直流无线充电系统寻找无线充电装置功率最大点的方法，包括以下步骤：
(1)采集当前系统电压U(k)，电流I(k)，当前位置X(k),Y(k)；
(2)计算当前功率P(k)＝U(k)*I(k)；比较当前功率P(k)和上一次采样时的功率P(k-1)，如果P(k)<P(k-1)，则转到步骤(3)，否则转到步骤(6)；
(3)比较当前位置X(k)和上一时刻位置X(k-1)，如果|X(k)-X(k-1)|<e1，则转到(4)；否则转到(5)；其中，e1是X方向设置的功率阀值；
(4)比较|Y(k)-Y(k-1)|<e2，若满足，则结束整个流程；否则判断Y(k)>Y(k-1)，若为真，则Yref＝Yref-ΔY；否则Yref＝Yref+ΔY，结束整个流程；其中，e2是Y方向设置的功率阀值，ΔY是坐标台步进最小距离，由步进电机参数决定，Yref是当前Y方向坐标的目标坐标值；
(5)判断X(k)>X(k-1)，若为真，则Xref＝Xref-ΔX；否则Xref＝Xref+ΔX，结束整个流程；其中，Δx也是坐标台步进最小距离，由步进电机参数决定，Xref是当前X方向坐标的目标坐标值；
(6)比较当前位置X(k)和上一时刻位置X(k-1)，如果|X(k)-X(k-1)|<e1，则转到步骤(7)；否则转到步骤(8)；
(7)比较|Y(k)-Y(k-1)|<e2，若满足，则结束整个流程；否则判断Y(k)>Y(k-1)，若为真，则Yref＝Yref-ΔY；否则Yref＝Yref+ΔY，结束整个流程；
(8)判断X(k)>X(k-1)，若为真，则Xref＝Xref-ΔX；否则Xref＝Xref+ΔX；结束整个流程。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明可以同时取放4辆车，提高了停车效率；
2.立体停车库表面装有光伏和储能装置，实现了停车库的能量自供给；
3.电动汽车立体停车库配备了无线充电装置，该装置发射线圈装有平面移动机构，通过对无线充电装置的功率最大点判断可进行二次定位，提高了无线充电的充电使用效率；
4.立体停车库设计有机械式安全保护装置，当立体停车库加速下落的时候抱闸机构通过启动超速保护机构，迅速的将托盘进行刹车，保证了车库托盘使用的安全性。
附图说明
图1为本发明的电动汽车立体停车库整体结构示意图；
图2为底层车库结构示意图；
图3为高层车库结构示意图；
图4为4工位车辆取放机构结构示意图；
图5为超速保护机构结构示意图；
图6为抱闸插销机构示意图；
图7为旋转机构示意图；
图8为底盘机构示意图；
图9为停车托盘结构示意图；
图10为无线充电功率最大点算法流程图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的电动汽车立体停车库，整体为圆柱状，包括4入\取车辆的车库1、4工位车辆取放机构2、高可靠停车托盘3和智能直流无线充电系统4。其中，4入\取车辆的车库1置于外侧，4工位车辆取放机构2和高可靠停车托盘3共同组成车辆自动取放系统，与4入\取车辆的车库1的中心导轨同心安装。智能直流无线充电系统4安装在停车库底层正中间。
如图2和图3所示，4入\取车辆的车库1包括底层车库结构5、高层车库结构6以及光伏和储能系统，其中，底层车库结构5包括绕圆周均匀分布的4个车辆取放通道52和电控安全门51，且电控安全门51安装在车辆取放通道52入口处。
如图3所示，高层车库结构6包括16停车位/层的布局，主要由竖向16*2根(内圈16根，外圈16根)钢柱7作为高层车库结构的支撑部分，每层的车库层高在2m-2.5m之间；每层车库由内外各16根钢梁8作为横梁结构，车位可停5.5m以内车辆，车库中心设置有竖向立柱轨道9，该竖向立柱轨道是圆柱形，安装在车库正中心并固定在地面上。光伏和储能系统包括光伏集成板和储能电池组，在高层车库结构6外侧共建有16*17块光伏集成板10，光伏集成板与外侧的横梁和钢柱完全贴合，储能电池组贴于光伏集成板内侧。
如图4所示，4工位车辆取放机构2包括升降机构12、旋转机构13和曳引控制保护机构14。具体的，
升降机构12由2组同心圆轨道组成，轨道上由26杆件固定，中心设有转动圆盘34，转动圆盘与中心转动齿轮啮合，转动圆盘设有4根钢缆，可由顶部的曳引机进行牵引。升降机构12与车库中心竖向立柱轨道同心，并可沿竖向立柱轨道竖向滑动。还包括超速保护机构，超速保护机构如图5所示，包括导向轨套15、抱闸16、抱闸插销机构17、插销涨紧机构18、插销控制推杆19、测速轮20和水平弹性甩块21。超速保护机构整体与车库中心竖向立柱轨道同心，并与升降机构12接触。导向轨套15与抱闸16接触。导向轨套15内布置有轴向伸缩滚珠5行，轴向伸缩滚珠置于导向轨套内外壁之间且有四分之一外漏，轴向伸缩滚珠靠内侧设置有弹性圈顶住滚珠。抱闸设置有凸缘，如图6所示，抱闸插销机构17包括插销23、抱闸拉紧机构24和常开弹簧25。抱闸凸缘中间开孔，插销23设置于孔内，且可沿孔轴向移动，插销前端设有斜面与抱闸拉紧机构24斜面实现轴向自锁。抱闸拉紧装置24在常开弹簧25作用下拉紧抱闸凸缘。测速轮20安装在抱闸机构测速轮安装槽内，并由2个弹簧顶紧。测速轮轴与斜齿轮共轴安装同转，斜齿轮将传动方向转为竖向，加速带动水平弹性甩块21旋转推动插销控制推杆19反向运动。
工作时，升降机构沿中心竖向立柱下降时，测速轮20紧靠竖向中心立柱旋转，带动同心安装的斜齿轮旋转并传动至其竖向安装的齿轮35上，齿轮35带动水平弹性甩块21旋转，当速度过大时，水平弹性甩块21外移推动插销23向外侧移动，抱闸拉紧装置24在常开弹簧25作用下拉紧抱闸凸缘，产生更大摩擦力实现抱闸。
如图7所示，旋转机构13通过4个旋转轮与升降机构12的内外2个同心圆轨道配合，沿轨道实现旋转。旋转机构13包括导轨旋转机构26、底盘机构27、旋转控制齿轮28。其中，导轨旋转机构26由2根水平轴按照10°中心角交叉布置，轴与旋转导轨处设置有圆形轮子，轮子可在旋转导轨上转动，旋转机构水平轴内侧与内齿轮固定连接，内齿轮和升降机构的外齿轮啮合配合，并由其带动实现轴向旋转。水平轴上端设置有底盘机构27，底盘机构固定在水平轴中间位置，底盘机构中设有轴瓦。如图8所示，底盘机构上端设有2根平行的导轨30，导轨截面为半圆形，间距为1.2米且与底盘中心轴平行。
曳引控制保护机构14包括曳引机和4根钢缆。曳引控制保护机构14通过4根钢缆与升降机构12的吊环连接，通过曳引机的提升和下降控制升降机构的竖向移动。
如图9所示，高可靠停车托盘3为取放机构。停车托盘布置有2个平行的凹轨31，凹轨31与底盘机构中的导轨30完全配合。取放机构为液压驱动的4连杆机构，其一端通过铰链固定在托盘上，另外一端通过铰链固定在旋转机构中心内齿轮外壁上。连杆机构32上布置有2台液压缸作为连杆的动力装置，其中一端固定在连杆的端部，另外一端固定在相邻连杆的前部。
智能直流无线充电系统包括载有无线充电线圈的十字坐标台，坐标台控制系统设计有一种无线充电装置功率最大点的寻找方法，依次在X、Y轴方向寻找各自最大功率点位置，最大点比较误差值为ΔE。如图10所示，具体步骤如下：
(1)采集当前系统电压U(k)，电流I(k)，当前位置X(k),Y(k)；
(2)计算当前功率P(k)＝U(k)*I(k)；比较当前功率P(k)和上一次采样时的功率P(k-1)，如果P(k)<P(k-1)，则转到步骤(3)，否则转到步骤(6)；
(3)比较当前位置X(k)和上一时刻位置X(k-1)，如果|X(k)-X(k-1)|<e1，则转到(4)；否则转到(5)；其中，e1是X方向设置的功率阀值；
(4)比较|Y(k)-Y(k-1)|<e2，若满足，则结束整个流程；否则判断Y(k)>Y(k-1)，若为真，则Yref＝Yref-ΔY；否则Yref＝Yref+ΔY，结束整个流程；其中，e2是Y方向设置的功率阀值，ΔY是坐标台步进最小距离，由步进电机参数决定，Yref是当前Y方向坐标的目标坐标值；
(5)判断X(k)>X(k-1)，若为真，则Xref＝Xref-ΔX；否则Xref＝Xref+ΔX，结束整个流程；其中，Δx也是坐标台步进最小距离，由步进电机参数决定，Xref是当前X方向坐标的目标坐标值；
(6)比较当前位置X(k)和上一时刻位置X(k-1)，如果|X(k)-X(k-1)|<e1，则转到步骤(7)；否则转到步骤(8)；
(7)比较|Y(k)-Y(k-1)|<e2，若满足，则结束整个流程；否则判断Y(k)>Y(k-1)，若为真，则Yref＝Yref-ΔY；否则Yref＝Yref+ΔY，结束整个流程；
(8)判断X(k)>X(k-1)，若为真，则Xref＝Xref-ΔX；否则Xref＝Xref+ΔX；结束整个流程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车立体停车库，其特征在于，整体为圆柱状，包括可4入\取车辆的车库、4工位车辆取放机构、高可靠停车托盘和智能直流无线充电系统；所述4入\取车辆的车库置于外侧， 4工位车辆取放机构和高可靠停车托盘共同组成车辆自动取放系统，与4入\取车辆的车库的中心导轨同心安装，所述智能直流无线充电系统安装在停车库底层正中间；所述停车库中心设置有竖向立柱轨道，所述竖向立柱轨道是圆柱形，安装在停车库正中心并固定在地面上；
所述4入\取车辆的车库包括底层车库结构、高层车库结构以及光伏和储能系统，所述底层车库结构包括绕圆周均匀分布的4个车辆取放通道和电控安全门，且电控安全门安装在车辆取放通道入口处；所述高层车库结构为16停车位/层的布局；所述光伏和储能系统包括光伏集成板和储能电池组；
所述4工位车辆取放机构包括升降机构、超速保护机构、旋转机构和曳引控制保护机构；所述升降机构由2个同心圆轨道组成，轨道上由26杆件固定，中心设有转动圆盘，转动圆盘与中心转动齿轮啮合，转动圆盘设有4根钢缆，由顶部的曳引机进行牵引；所述升降机构与车库中心竖向立柱轨道同心，并沿竖向立柱轨道竖向滑动；所述超速保护机构包括导向轨套、抱闸、抱闸插销机构、插销涨紧机构、插销控制推杆、测速轮和水平弹性甩块；所述超速保护机构与停车库中心竖向立柱轨道同心，并与升降机构接触；所述旋转机构通过4个旋转轮与升降机构的内外2个同心圆轨道配合，沿轨道实现旋转；所述曳引控制保护机构包括曳引机和4根钢缆，所述曳引控制保护机构通过4根钢缆与升降机构的吊环连接，通过曳引机的提升和下降控制升降机构的竖向移动；
所述高可靠停车托盘布置有2个平行的凹轨，凹轨与底盘机构中的导轨完全配合；
所述智能直流无线充电系统包括载有无线充电线圈的十字坐标台，用于寻找无线充电装置功率最大点。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车立体停车库，其特征在于，所述高层车库结构由竖向内外各16根钢柱作为支撑，每层车库由内外各16根钢梁作为横梁结构。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车立体停车库，其特征在于，所述光伏集成板与外侧的横梁和钢柱完全贴合，储能电池组贴于光伏集成板内侧。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车立体停车库，其特征在于，所述导向轨套内布置有轴向伸缩滚珠5行，轴向伸缩滚珠置于导向轨套内外壁之间且有四分之一外漏，轴向伸缩滚珠靠内侧设置有弹性圈顶住滚珠。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车立体停车库，其特征在于，所述抱闸设置有凸缘，抱闸凸缘中间开孔，所述抱闸插销机构包括插销、抱闸拉紧机构和常开弹簧；所述插销设置于抱闸凸缘的孔内，且沿孔轴向移动，所述插销前端设有斜面，与抱闸拉紧机构斜面实现轴向自锁；所述抱闸拉紧装置在常开弹簧作用下拉紧抱闸凸缘。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车立体停车库，其特征在于，所述测速轮安装在抱闸机构测速轮安装槽内，并由2个弹簧顶紧；所述测速轮轴与斜齿轮共轴安装同转，斜齿轮将传动方向转为竖向，加速带动水平弹性甩块旋转推动插销控制推杆反向运动。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车立体停车库，其特征在于，所述旋转机构包括导轨旋转机构、底盘机构、旋转控制齿轮；所述导轨旋转机构由2根水平轴按照10°中心角交叉布置，水平轴与旋转导轨处设置有圆形轮子，圆形轮子在旋转导轨上转动，旋转机构水平轴内侧与内齿轮固定连接，内齿轮和升降机构的外齿轮啮合配合，并由其带动实现轴向旋转。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车立体停车库，其特征在于，所述水平轴上端设置有底盘机构，底盘机构上端设有2根平行的导轨，导轨截面为半圆形，间距为1.2米且与底盘中心轴平行。
9.根据权利要求1所述的一种电动汽车立体停车库，其特征在于，所述高可靠停车托盘通过液压驱动，液压驱动为连杆机构，其一端通过铰链固定在高可靠停车托盘上，另外一端通过铰链固定在旋转机构中心内齿轮外壁上；所述连杆机构上布置有2台液压缸作为连杆的动力装置。
10.根据权利要求1所述的一种电动汽车立体停车库，其特征在于，所述智能直流无线充电系统寻找无线充电装置功率最大点的方法，包括以下步骤：
（1）采集当前系统电压U(k)，电流I(k)，当前位置X(k),Y(k);
（2）计算当前功率P(k)=U(k)*I(k)；比较当前功率P(k) 和上一次采样时的功率P(k-1)，如果P(k)<P(k-1)，则转到步骤（3），否则转到步骤（6）；
（3）比较当前位置X(k)和上一时刻位置X(k-1)，如果|X(k)-X(k-1) | <e1，则转到（4）；否则转到（5）；其中，e1是X方向设置的功率阀值；
（4）比较|Y(k)-Y(k-1)|<e2，若满足，则结束整个流程；否则判断Y(k)>Y(k-1)，若为真，则Yref=Yref-ΔY；否则 Yref=Yref+ΔY，结束整个流程；其中，e2是Y方向设置的功率阀值，ΔY是坐标台步进最小距离，由步进电机参数决定，Yref是当前Y方向坐标的目标坐标值；
（5）判断X(k)>X(k-1)，若为真，则Xref=Xref-ΔX；否则 Xref=Xref+ΔX，结束整个流程；其中，Δx也是坐标台步进最小距离，由步进电机参数决定，Xref是当前X方向坐标的目标坐标值；
（6）比较当前位置X(k)和上一时刻位置X(k-1)，如果|X(k)-X(k-1) |<e1，则转到步骤（7）；否则转到步骤（8）；
（7）比较|Y(k)-Y(k-1) | <e2，若满足，则结束整个流程；否则判断Y(k)>Y(k-1)，若为真，则Yref=Yref-ΔY；否则 Yref=Yref+ΔY，结束整个流程；
（8）判断X(k)>X(k-1)，若为真，则Xref=Xref-ΔX；否则 Xref=Xref+ΔX；结束整个流程。
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