CN108360884B - 一种立体停车库的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体停车库的驱动形式，该驱动形式包括下驱动轮、运行轨迹槽和驱动链条，驱动链条的链节上设置了导轮，下驱动轮上有四个驱动槽，每个驱动槽均包括圆弧形的槽底和直线槽壁，直线槽壁和驱动轮的外轮廓圆之间通过椭圆段过渡连接，当上游导轮在上游驱动槽内的连接切点处时下游导轮未进槽，上游导轮向与上游驱动槽的椭圆段相切，下游导轮与下游驱动槽的椭圆段开始相切且不受力；当上游导轮从上游驱动槽的椭圆段完全脱出时，下游导轮完全进入下游驱动槽的槽内且与直线槽壁相切。该驱动形式能使导轮在入槽和出槽时更加平滑，力的传递更平稳，减少了设备的磨损，驱动链条的运行无顿挫，提高了立体停车库的安全性能，延长了使用寿命。

Description

一种立体停车库的驱动方法

技术领域

本发明涉及一种立体停车库的驱动方法，用来驱动立体停车库中链条的循环驱动。

背景技术

随着车辆拥有量的增加，立体停车库越来越受到大众的接受。然目前的立体停车库还是因为其安全性能和稳定可靠性不够一直未得到广泛的推广。目前的立体停车库主要有几种类型，一种类型是垂直升降式，即承载车篮是竖直滑动安装在机架上，地面上需要挖出地坑，用来方便承载车篮的移位，而另一种立体停车库是上下升降并带动水平移位的方式，这种方式无需挖出地坑，但是需要占用一定的水平面积，且一般只能设置成两排，例如下层为三个车位，而上层为两个车位，当需要上层车位停车时，需要利用上层的一个空位进行调整位置，挪动时间较长，并且这种停车位动作比较复杂，需要水平驱动机构和竖直驱动机构，并且承载车篮不但要满足水平运行，而且还要满足竖直运行，机构复杂，承载车篮的运行过程中容易发生晃动。本申请人在2017年5月24日申请了专利号为CN201720587871.7的立体停车库，这种立体停车库基本上解决了上述的缺陷。然这种立体停车库的主要问题在于立体停车库的循环链条主要是由下驱动轮驱动循环运行，然下驱动轮上圆周均布有四个驱动槽，且驱动槽包括圆弧形的槽底和与圆弧形的槽底相切的直线槽壁，直线槽壁与下驱动轮的外轮廓圆直接连接，循环链条的链轴上安装有导轮，导轮与驱动槽匹配，循环链条在机架上的运行轨迹槽中竖直循环运行，这种结构的下驱动轮在驱动循环链时存在一定的问题：导轮在入槽和出槽时非常的不平稳，由于驱动槽始终是直线槽壁与导轮接触，下驱动轮在旋转过程中上游导轮在一个驱动槽中受力时，下游导轮也进入到另一个驱动槽内，之后继续运行时因为直线槽壁的存在造成上游导轮始终接触受力而下游槽壁始终未与下游导轮接触，直到上游导轮离开驱动槽后下游导轮突然受力，因此循环链条出现顿挫现象，而导轮与驱动槽之间突然受力也容易造成循环链条变形，也产生了一定磨损，使立体停车库的运行并不可靠，使用寿命和安全性能比较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种立体停车库的驱动方法，该驱动方法能使导轮在入槽和出槽时更加平滑，力的传递更平稳，减少了设备的磨损，驱动链条的运行无顿挫，提高了立体停车库的安全性能，延长了使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种立体停车库的驱动方法，该驱动方法包括转动安装于机架上的下驱动轮和运行轨迹槽，所述运行轨迹槽内安装有由下驱动轮驱动的驱动链条，驱动链条的链节上设置了导轮，下驱动轮由动力装置驱动旋转，下驱动轮上圆周均布有四个与导轮适配的驱动槽，每个驱动槽均包括圆弧形的槽底和直线槽壁，直线槽壁与槽底圆弧相切，每个驱动槽的直线槽壁和下驱动轮的外轮廓圆之间通过四分之一椭圆段过渡连接，直线槽壁与椭圆段在连接切点处相切，动力装置带动下驱动轮旋转使驱动链条在运行轨迹槽内循环运行，导轮逐个进入到驱动槽内；

按照驱动链条的运行方向定义，当上游导轮在上游驱动槽内的连接切点处时，下游导轮刚好运行到下游驱动槽的槽口并未与下游驱动槽接触；

下驱动轮继续旋转，上游导轮向上游驱动槽的槽口运动与上游驱动槽的椭圆段相切，下游导轮刚好与下游驱动槽的椭圆段开始相切且不受力；

下驱动轮继续旋转，上游导轮继续沿上游驱动槽的椭圆段向槽口移动，下游导轮沿下游驱动槽的椭圆段向其槽底移动，当上游导轮从上游驱动槽的椭圆段完全脱出时，下游导轮完全进入下游驱动槽的槽内且与直线槽壁相切。

作为一种优选的方案，所述下游导轮与椭圆段开始相切时，上游驱动槽的直线槽壁和下游驱动槽的直线槽壁与竖直基准线之间的夹角均为45°。

作为一种优选的方案，设定椭圆段的长轴为a，下驱动轮的材料强度为τ，下驱动轮的单个驱动槽的受力的最大值为F，驱动槽受力的最小截面的面积为S，下驱动轮的半径为R，驱动槽的宽度为L1，下驱动轮的圆心到最小截面的垂直距离为L，该最小截面的长度为L2，该最小截面的径向宽度为L3，下驱动轮的厚度为H，上述参数满足以下关系式：

F＝τ·S＝τ·(H×L2) ①

L2＝F/Hτ ②

L²＝R²-(L2+L1/2)² ③

L3＝R-L ④

a＞2L3 ⑤

作为一种优选的方案，设定所述椭圆段的短轴为b，下驱动轮运行的过程中，上游导轮与上游驱动槽的椭圆段相切时并且下游导轮与下游驱动槽的椭圆段相切未受力时，上游导轮与椭圆段相切的切点与下驱动轮的圆心之间的距离为R1，下游导轮与对应椭圆段相切的切点与下驱动轮的圆心之间的距离为R2，设定以下驱动轮的圆心为中心的辅助圆的半径为r，r＝R2+(R1-R2)/2或者r＝R1-(R1-R2)/2，所述椭圆段的短轴b＝R-r。

作为一种优选的方案，所述R2＝R1，对应的r＝R1＝R2。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该立体停车库的驱动方法相比目前的驱动方法更加合理，每个驱动槽的直线槽壁和下驱动轮的外轮廓圆之间通过四分之一椭圆段过渡连接，这样，导轮和驱动槽之间的接触就更合理，特别是导轮在出槽和入槽时，当上游导轮在上游驱动槽内的连接切点处时，下游导轮刚好运行到下游驱动槽的槽口并未与下游驱动槽接触；下驱动轮继续旋转，上游导轮向上游驱动槽的槽口运动与上游驱动槽的椭圆段相切，下游导轮刚好与下游驱动槽的椭圆段开始相切且不受力；下驱动轮继续旋转，上游导轮继续沿上游驱动槽的椭圆段向槽口移动，下游导轮沿下游驱动槽的椭圆段向其槽底移动，当上游导轮从上游驱动槽的椭圆段完全脱出时，下游导轮完全进入下游驱动槽的槽内且与直线槽壁相切。那么上游导轮在出槽的过程中，下游导轮逐渐与椭圆段接触并承受了作用力，特别是在上游导轮和下游导轮均与对应的椭圆段相切接触后，整个循环链条上悬挂的力就由上游导轮和下游导轮分担，同时上游导轮逐渐出槽受力逐渐减小，下游导轮逐渐入槽受力逐渐增大，因此，力的传递更加平稳，上游导轮出槽后下游导轮早已接触受力，驱动链条运行无顿挫感，驱动链条不易变形，安全运行的可靠性更高，延长了立体停车库的使用寿命。

又由于所述下游导轮与椭圆段开始相切时，上游驱动槽的直线槽壁和下游驱动槽的直线槽壁与竖直基准线之间的夹角均为45°，这样此时上游导轮刚好将力传递给下游导轮，此角度力的传递更合理，

又由于椭圆段的长轴满足上述的公式，因此保证了驱动槽能够有足够的强度来牵引整个立体停车库吊挂的车辆，同时方便椭圆段进行平稳的力的传递。

又由于设定所述椭圆段的短轴为b，下驱动轮运行的过程中，上游导轮与上游驱动槽的椭圆段相切时并且下游导轮与下游驱动槽的椭圆段相切未受力时，上游导轮与椭圆段相切的切点与下驱动轮的圆心之间的距离为R1，下游导轮与对应椭圆段相切的切点与下驱动轮的圆心之间的距离为R2，设定以下驱动轮的圆心为中心的辅助圆的半径为r，r＝R2+(R1-R2)/2或者r＝R1-(R1-R2)/2，所述椭圆段的短轴b＝R-r，因此该椭圆段能够精确保证上游导轮和下游导轮同时与椭圆段相切，保证力的传递稳定。

又由于所述R2＝R1，对应的r＝R1＝R2，也就是说上游导轮和下游导轮分别与椭圆段相切的切点处于同一同心圆上，这样在不干涉的前提下下游导轮就尽可能早的分担驱动的压力，这样下驱动轮旋转的过程中力的过度更合理。

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是本发明实施例的下驱动轮的驱动槽处于竖直状态时的示意图；

图2是本发明实施例的上游导轮在连接切点相切时的示意图；

图3是本发明实施例的下游导轮与椭圆段均开始相切时的示意图；

图4是椭圆段短轴的确定方式；

图5是椭圆段长轴的确定方式；

图6是图3状态下受力分析图；

图7是上游导轮出槽时的受力分析图；

图8是椭圆段的结构示意图；

附图中：1.下驱动轮；2.中心安装孔；3.上游导轮；4.下游导轮；5.上游驱动槽；51.槽底；52.直线槽壁；53.椭圆段；6.下游驱动槽；7.辅助圆；8.运行轨迹槽。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图8所示，一种立体停车库的驱动方法，该驱动方法包括转动安装于机架上的下驱动轮和固定在机架上的运行轨迹槽，运行轨迹槽内安装有驱动链条，驱动链条的链节上设置了导轮，下驱动轮1由动力装置驱动旋转，动力装置采用减速电机驱动。具体的立体停车库的结构以及驱动链条的运行方式可以在专利号为CN201720587871.7的公开文件中详细描述，再此就不详细描述。

下驱动轮1上圆周均布有四个与导轮适配的驱动槽，相邻驱动槽之间的夹角为90°，下驱动轮1的中心设置有中心安装孔2。

每个驱动槽均包括圆弧形的槽底51和直线槽壁52，直线槽壁52与槽底51相切，每个驱动槽的直线槽壁52和驱动轮1的外轮廓圆之间通过四分之一椭圆段53过渡连接，直线槽壁52与椭圆段53在连接切点相切，动力装置带动下驱动轮1旋转使驱动链条在运行轨迹槽8中循环运行，导轮逐个进入到驱动槽内；驱动链条上吊挂有车篮，汽车进入到车篮后由驱动链条带动循环运行。

按照驱动链条的运行方向定义，如图1至图3所示，以下驱动轮1顺时针旋转为例并定义该运行方向为正方向，当上游导轮3在上游驱动槽5内的连接切点处时，下游导轮4刚好运行到下游驱动槽6的槽口并未与下游驱动槽6接触；如图2所示，此时上游驱动槽5与竖直参考线之间的夹角为41.14°，对应的下游驱动槽6与竖直参考线之间的夹角为48.86°。

下驱动轮1继续旋转，上游导轮3向上游驱动槽5的槽口运动与上游驱动槽5的椭圆段53相切，下游导轮4刚好与下游驱动槽6的椭圆段开始相切且不受力；进一步优选的，所述下游导轮4与椭圆段53开始相切时，上游驱动槽5的直线槽壁52和下游驱动槽6的直线槽壁与竖直基准线之间的夹角均为45°。如图3所示，此后上游导轮3和下游导轮4进行力的传递，该位置传递时传递效果更好。

下驱动轮1继续旋转，上游导轮3继续沿上游驱动槽5的椭圆段53向槽口移动，下游导轮4沿下游驱动槽6的椭圆段向其槽底移动，当上游导轮3从上游驱动槽5的椭圆段53完全脱出时，下游导轮4完全进入下游驱动槽6的槽内且与直线槽壁相切，如图7所示，本发明中提到的上游导轮3从上游驱动槽5完全脱出时是指上游导轮3沿着运行轨迹槽运行时，上游导轮的圆心会形成一条圆心轨迹弧线，完全脱出的状态使指圆心轨迹弧线与椭圆段53最外侧端相交时，则表示完全脱出。

本发明的驱动方法根据JB/T10215-2000《垂直循环类机械式停车设备》对噪音及运行平稳性的要求，设计了此传动方式。

一、椭圆段53的长轴的计算：

设定椭圆段53的长轴为a，下驱动轮1的材料强度为τ，下驱动轮1的单个驱动槽的受力的最大值为F，驱动槽受力的最小截面的面积为S，下驱动轮1的半径为R，驱动槽的宽度为L1，下驱动轮1的圆心到最小截面的垂直距离为L，该最小截面的长度为L2，该最小截面的径向宽度为L3，下驱动轮的厚度为H，上述参数中，下驱动轮1的材料强度为τ根据下驱动轮1的材料可确定，为已知参数；受力的最大值为F为已知参数，当立体停车库的存车总量一定，每台车的最大质量一定，那么F值就为定值；下驱动轮1的半径为R也为设定值，根据驱动链条的循环状态确定，驱动槽的宽度为L1也为已知值，与导轮的直径适配；

上述参数满足以下关系式：

F＝τ·S＝τ·(H×L2) ①

L2＝F/Hτ ②

L²＝R²-(L2+L1/2)² ③

L3＝R-L ④

a＞2L3 ⑤

如图5其中，根据关系式①和关系式②可以得出L2的值，再根据关系式③就可以计算出L的值，这样根据关系式④就可就算出L3的值，该L3的值为椭圆长轴一半的最小极限值，椭圆长轴a的选值大于两倍的L3。

一、椭圆段53的长轴b的计算：

如图4所示，设定所述椭圆段53的短轴为b，下驱动轮1运行的过程中，上游导轮3与上游驱动槽5的椭圆段53相切时并且下游导轮4与下游驱动槽6的椭圆段53相切未受力时，上游导轮3与椭圆段53相切的切点与下驱动轮1的圆心之间的距离为R1，下游导轮4与对应椭圆段53相切的切点与下驱动轮1的圆心之间的距离为R2，设定以下驱动轮1的圆心为中心的辅助圆7的半径为r，r＝R2+(R1-R2)/2或者r＝R1-(R1-R2)/2，所述椭圆段53的短轴b＝R-r。所述R2＝R1，对应的r＝R1＝R2。

短轴b的确定首先应考虑椭圆段53要易于加工，其次以上游导轮3脱槽、下游导轮4入槽与驱动槽不干涉。而图4中表示的是R1大于R2的情况，由于在实际的加工过程中会出现一定的加工误差，因此，存在上述的情况。但R1和R2之间的差的绝对值越小，在不干涉的前提下，下游导轮4就尽可能早的分担驱动时的驱动力，这样上驱动轮1旋转的过程中力的过度更合理。

该立体停车库的驱动方法相比目前的驱动方法更加合理，每个驱动槽的直线槽壁52和上驱动轮1的外轮廓圆之间通过四分之一椭圆段53过渡连接，这样，导轮和驱动槽之间的接触就更合理，特别是导轮在出槽和入槽时，当上游导轮3在上游驱动槽5内的连接切点处时，下游导轮4刚好运行到下游驱动槽6的槽口并未与下游驱动槽5接触；下驱动轮1继续旋转，上游导轮3向上游驱动槽5的槽口运动与上游驱动槽5的椭圆段53相切，下游导轮4刚好与下游驱动槽6的椭圆段开始相切且不受力；下驱动轮1继续旋转，上游导轮3继续沿上游驱动槽5的椭圆段53向槽口移动，下游导轮4沿下游驱动槽6的椭圆段向其槽底移动，当上游导轮3从上游驱动槽5的椭圆段53完全脱出时，下游导轮4完全进入下游驱动槽6的槽内且与直线槽壁相切。那么上游导轮3在出槽的过程中，下游导轮4已经与椭圆段53接触承受了作用力，特别是在上游导轮3和下游导轮4均与对应的椭圆段53相切接触后，整个循环链条上悬挂的力就由上游导轮3和下游导轮4分担，同时随着下驱动轮1的旋转，上游导轮3逐渐出槽受力逐渐减小，下游导轮4逐渐入槽受力逐渐增大，因此，力的传递更加平稳，上游导轮3出槽后下游导轮4早已接触受力，因此，驱动链条运行无顿挫感，驱动链条不易变形，安全运行的可靠性更高，延长了立体停车库的使用寿命。

图6和图7为下驱动轮1的受力分析图；其中，图中，图中f1、F1为上游导轮3施加给上游驱动槽5的椭圆段53的力以及该力的水平分力，f2、F2为下游导轮4施加给下游驱动槽6的椭圆段53的力以及该力的水平分力，α、β为F1、f1和F2、f2之间的夹角：图6为下游导轮4刚受力时的状态图，图7为上游导轮3刚脱离椭圆段53的状态图；因此，α1＞α＞α2、β1＞β＞β2；

F1＝f1×cosα；F2＝f2×cosβ

由于驱动槽之间的中心角为90度，因此α、β互为余角，即∣α∣+∣β∣＝90°且α≦90°β≦90°时，cosβ＝sinα；

即F1＝f1×cosα；F2＝f2×sinα；由于F＝F1+F2(当立体停车库中停放的车辆数一定，那么该F为定值)。

本例中，从上游导轮3、下游导轮4同时与椭圆段53相切开始，直到上游导轮3完全出槽、下游导轮4完全入槽并承受全部传动力为止的过程中：

1、上游导轮3的F1从承受最大力到出槽时的受力为0；

2、下游导轮4的F2从受力为0到入槽后的承受最大力；

3、在该过程中，α角度随着下驱动轮1旋转角度的增大逐渐减小；

并且，根据关系式F＝F1+F2＝f1×cosα+f2×sinα(F为定值)，可以得出，在该运动过程中cosα的值增大，sinα的值减小，因此可以定性的得出f1随着α的减小而减小，f2随着α的减小而增大。

由上可知，经过了上述设计的椭圆段53结构后，驱动方法更合理，力的传递更平滑，链条的运行更顺畅，无顿挫感，驱动链条不易变形，安全运行的可靠性更高，延长了立体停车库的使用寿命。

本驱动方法中，下驱动轮1反转的形式和正转的形式相同，因此，只分析了正转状态即可。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种立体停车库的驱动方法，该驱动方法包括转动安装于机架上的下驱动轮和运行轨迹槽，所述运行轨迹槽内安装有由下驱动轮驱动的驱动链条，驱动链条的链节上设置了导轮，下驱动轮由动力装置驱动旋转，下驱动轮上圆周均布有四个与导轮适配的驱动槽，其特征在于：每个驱动槽均包括圆弧形的槽底和直线槽壁，直线槽壁与槽底圆弧相切，每个驱动槽的直线槽壁和下驱动轮的外轮廓圆之间通过四分之一椭圆段过渡连接，直线槽壁与椭圆段在连接切点处相切，动力装置带动下驱动轮旋转使驱动链条在运行轨迹槽内循环运行，导轮逐个进入到驱动槽内；

按照驱动链条的运行方向定义，当上游导轮在上游驱动槽内的连接切点处时，下游导轮刚好运行到下游驱动槽的槽口并未与下游驱动槽接触；

下驱动轮继续旋转，上游导轮向上游驱动槽的槽口运动与上游驱动槽的椭圆段相切，下游导轮刚好与下游驱动槽的椭圆段开始相切且不受力；

下驱动轮继续旋转，上游导轮继续沿上游驱动槽的椭圆段向槽口移动，下游导轮沿下游驱动槽的椭圆段向其槽底移动，当上游导轮从上游驱动槽的椭圆段完全脱出时，下游导轮完全进入下游驱动槽的槽内且与直线槽壁相切；

设定椭圆段的长轴为a，下驱动轮的材料强度为τ，下驱动轮的单个驱动槽的受力的最大值为F，驱动槽受力的最小截面的面积为S，下驱动轮的半径为R，驱动槽的宽度为L1，下驱动轮的圆心到最小截面的垂直距离为L，该最小截面的长度为L2，该最小截面的径向宽度为L3，下驱动轮的厚度为H，上述参数满足以下关系式：

F＝τ·S＝τ·(H×L2) ①

L2＝F/Hτ ②

L²＝R²-(L2+L1/2)² ③

L3＝R-L ④

a＞2L3 ⑤。

2.如权利要求1所述的一种立体停车库的驱动方法，其特征在于：所述下游导轮与椭圆段开始相切时，上游驱动槽的直线槽壁和下游驱动槽的直线槽壁与竖直基准线之间的夹角均为45°。

3.如权利要求1所述的一种立体停车库的驱动方法，其特征在于：设定所述椭圆段的短轴为b，下驱动轮运行的过程中，上游导轮与上游驱动槽的椭圆段相切时并且下游导轮与下游驱动槽的椭圆段相切未受力时，上游导轮与椭圆段相切的切点与下驱动轮的圆心之间的距离为R1，下游导轮与对应椭圆段相切的切点与下驱动轮的圆心之间的距离为R2，设定以下驱动轮的圆心为中心的辅助圆的半径为r，r＝R2+(R1-R2)/2或者r＝R1-(R1-R2)/2，所述椭圆段的短轴b＝R-r。

4.如权利要求3所述的一种立体停车库的驱动方法，其特征在于：所述R2＝R1，对应的r＝R1＝R2。

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