CN108547492B - 立体停车库 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体停车库，包括支撑框架、静载车装置以及驱动装置，其中，静载车装置包括固定于支撑框架上的多个梳齿式的静载车板、以及通过梳齿式结构与其啮合的动载车板；所述驱动装置包括立柱、固定于立柱上的用于带动动载车板相对于立柱升降的升降机构、与立柱连接的用于驱动动载车板相对于支撑框架深度方向进给运动的平移机构、以及与立柱连接的用于驱动立柱旋转的旋转机构。本发明提出的立体停车库，用户停车取车过程非常方便，同时提高了空间利用率。

Description

立体停车库

技术领域

本发明涉及停车技术领域，尤其涉及一种立体停车库。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，人们的生活水平不断地提高，汽车已经开始进入寻常百姓家庭，逐渐成为人们的生活必需品，极大的方便了人们的出行和生活。近七年中国汽车总销量越来越高，但随着城市中汽车数量急剧增加，我国大中城市停车难的问题也越来越严峻。由于人们早期对此认识不足，在住宅区规划时对停车设施考虑不够，现有住宅小区多为平面式停车场，即在小区道路内或空地上划定车位，并且大多为见缝插针，将绿地或公共道路改成了车位，影响了小区居民的出行和休息。而且这些都还不能满足人们的停车需要，如再不采取相关措施，这一矛盾将十分突出。

而不断发展的智能式立体车库凭借着充分利用空间、节约资源、车辆出人库方便等优点被人们普遍认可，成为缓解城市“停车难”的重要途径之一。然而一整套立体车库占地面积大(一般都在200m²以上)，要在寸土寸金的已建成的小区改变原有规划来建这样一个车库，几乎已是不可能；其次这种停车装置还具有车辆存取时间长、对司机驾驶技术要求较高等缺点，不适合整块土地面积较小的已建成区。并且现有的立体式车库也存在很多问题。

目前，使用较多的为多层循环式立体车库，无需坡道，节省占地，自动存取，建于地形细长且地面只允许设置一个出入口的场所。但是，存在以下缺点：设备的安全性、加工安装精度等要求都很高，造价较高，进出口只有一个，高峰取车时间依次取车时间过长。而升降横移式立体车库，每组设备必须留有至少一个空车位；且为链条牵动运行过程不具有防止倾斜坠落功能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种立体停车库，旨在方便停车取车，同时提高了空间利用率。

为实现上述目的，本发明提供一种立体停车库，包括支撑框架、静载车装置以及驱动装置，其中，

所述静载车装置包括固定于支撑框架上的多个梳齿式的静载车板、以及通过梳齿式结构与其啮合的动载车板；

所述驱动装置包括立柱、固定于立柱上的用于带动动载车板相对于立柱升降的升降机构、与立柱连接的用于驱动动载车板相对于支撑框架深度方向进给运动的平移机构、以及与立柱连接的用于驱动立柱旋转的旋转机构。

优选地，所述支撑框架的顶端安装有滑轨，中心轴通过滑轮安装于滑轨上，中心轴相对于立柱可转动。

优选地，所述升降机构包括固定于立柱上的升降框架以及容纳于升降框架内且依次连接的驱动机构、偏心行星轮系、链轮以及链条，偏心行星轮系包括齿圈、行星轮、太阳轮以及行星架，驱动机构与太阳轮固定连接以驱动其转动，太阳轮转动时依次带动行星轮、齿圈以及行星架转动，行星架与链轮固定连接以带动其转动，链条套于链轮上且与动载车板固定连接以驱动动载车板升降。

优选地，所述立柱上安装有分别用于对提升机构进行定位以及限位的定位开关以及限位开关。

优选地，所述驱动机构包括第一电机、与第一电机输出轴固定连接的第一皮带轮、套于第一皮带轮上的第一皮带、位于第一皮带内的第二皮带轮，第二皮带轮与偏心行星轮系的太阳轮固定连接。

优选地，所述平移机构和旋转机构均集成于运动小车内，运动小车的外框架固定于立柱的底端。

优选地，所述旋转机构包括固定于运动小车外框架内的且依次连接的第二电机、第三皮带轮、第二皮带、第四皮带轮、第一锥齿轮以及第二锥齿轮，第二锥齿轮套于立柱外侧，第二电机驱动第一锥齿轮转动进而带动立柱绕中心轴转动。

优选地，所述平移机构包括依次连接的第三电机、第五皮带轮、第三皮带、第六皮带轮、齿轮以及车轮轴，运动小车设有车轮，车轮轴与车轮固定连接以驱动车轮前进进而带动动载车板相对于支撑框架深度方向进行进给运动。

优选地，还包括与所述驱动装置电连接的用于控制自动停车的控制器，控制器上设有在发生异常情况时使驱动装置立即停止运转的紧急停止开关。

优选地，所述支撑框架上还安装有温烟传感器以及防止人车误入装置。

本发明提出的立体停车库，具有以下有益效果。

（1）增加更多的车位。与传统升降横移类车库相比，能够100%增加上层停车位，提高了空间利用率，无需因预留避让空间而浪费宝贵的停车时间。

（2）占地面积少。车辆入库无需倒车，设备前方通道只需4.5米即可满足设备运行和停车需求，占用空间面积少。与传统二层升降横移立体车库相比，可节约场地建筑面积，降低建设成本。

（3）个性化。因地制宜，根据不同环境，即可单台安装，又可多台安装。适用于：建筑楼盘、写字楼、住宅小区、企事业单位、私人房屋、别墅。可安装于：室内、地下车库、户外适当位置。设备权属清晰，可实现一车一固定车位。

（4）存、取车方便，免除车主的泊车畏惧。动载车板经移出、旋转90度后降落地面，车主存取车均为无转弯的直行方式，无需倒车，下层停车位等同于自然地面停车位。

（5）安全、可靠。设计偏心行星轮自锁机构用于立体车库的升降模块，显著地提升装置的安全性能，在断电以及其他情况下均可保证装置平稳运行。

附图说明

图1为本发明立体停车库优选实施例的立体结构示意图；

图2为本发明立体停车库优选实施例的主视结构示意图；

图3为本发明立体停车库中静载车板的结构示意图；

图4为本发明立体停车库中动载车板的结构示意图；

图5为本发明立体停车库中升降机构的主视结构示意图；

图6为本发明立体停车库中升降机构的俯视结构示意图；

图7为本发明立体停车库中升降机构的左视结构示意图；

图8为本发明立体停车库中运动小车的主视结构示意图；

图9为本发明立体停车库中运动小车的俯视结构示意图；

图10为本发明立体停车库中运动小车的立体结构示意图；

图11为本发明立体停车库中支撑框架的结构示意图；

图12为本发明立体停车库在采用横向拓展方式时的结构示意图；

图13为本发明立体停车库在采用纵向拓展方式时的结构示意图；

图14为本发明立体停车库在横向与纵向结合拓展时的结构示意图。

图中，1-支撑框架，2-静载车板，3-动载车板，4-立柱，5-升降机构，6-运动小车，7-滑轨，8-滑轮，9-第一电机，10-第一皮带轮，11-第一皮带，12-第二皮带轮，13-齿圈，14-行星轮，15-太阳轮，16-行星架，18-链条，19-联轴器，20-第二电机，21-第三皮带轮，22-第二皮带，23-第四皮带轮，24-第一锥齿轮，25-第二锥齿轮，26-减速箱，27-第三电机，28-第五皮带轮，29-第三皮带，30-第六皮带轮，31-齿轮，32-车轮轴，33-车轮。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至图14，本优选实施例中，一种立体停车库，包括支撑框架1、静载车装置以及驱动装置，其中，

静载车装置包括固定于支撑框架1上的多个梳齿式的静载车板2、以及通过梳齿式结构与其啮合的动载车板3；

驱动装置包括立柱4、固定于立柱4上的用于带动动载车板3相对于立柱4升降的升降机构5、与立柱4连接的用于驱动动载车板3相对于支撑框架1深度方向进给运动的平移机构、以及与立柱4连接的用于驱动立柱4旋转的旋转机构。

支撑框架1可设置多个，静载车装置以四个车位为最小单元，具体可根据居民的停车需求来扩展车位，考虑小区的实际地理情况，可以横向扩展，也可以纵向扩展，可以在现有车位上搭建，也能在重新规划的停车位上搭建。整个静载车装置具有较强的互换性，可随时拆换和拼装。驱动装置用于实现自动将汽车停放于固定车位，依托于轨道运动，根据人们对停车效率的要求来配备若干个驱动装置，驱动装置之间可实现联动。

参照图12至图14，静载车装置的组合拓展方式可分为：纵向拓展、横向拓展和组合扩展。参照图13，纵向拓展方式，即立体车库向高处拓展，将驱动模块和静载车装置的比例由基础比例1：4组合拓展为1：6，1：8等组合方式。参照图12，如横向拓展方式，即立体车库向水平方向拓展，驱动模块可顺着轨道运动，实现驱动模块与静载车装置为1：6、1：8等多种组合。

参照图4，因在很多情况下停车时，司机必须要把车开上动载车板3合适的位置上，司机拉上手刹后，由动载车板3完成运输移动汽车至静载车板2上，因此，动载车板3的前后梳齿板采用一定的弧度设计，保证车辆在自然重力作用下不会掉落。

参照图11，支撑框架1主要由热轧工字钢、方钢、钢板等焊接成梁、立柱结构，再用高强度螺栓联结成框架结构。钢架结构是整个车库的基础承载结构，需要保证较高的强度。支撑框架1包括多个支撑立柱、横梁以及纵梁。支撑立柱接触地面的一端是全约束，与地基是通过地脚螺栓相连的。横梁的制作材料为140mm×140mm空心方钢，纵梁的制作材料为10号工字钢，支撑立柱材料是200mm×200mm 空心方钢。停车位的有效利用空间是由立体车库所适用的最大车型的外形尺寸所决定的，本立体停车库的车位尺寸长宽为4800mm×2400mm，支撑立柱的高度为2000mm。所设计的立体车库钢架结构的示意图如图11所示。

参照图3，静载车板2主要由工字钢组成，通过梳齿式的结构设计，进行动载车板3与静载车板2的啮合，大大提升了存取车效率并节约停车空间。对于其尺寸的设计，以2.4m×4.8m作为通用车位设计的最终尺寸，当然，静载车板2的大小可根据小区的实际情况设计。

静载车板2周围的框架采用25b号工字钢，梳齿采用16号工字钢，整体结构为四周框架高于中间梳齿，既能提高外框架的抗弯性能，又能进一步保护所停放汽车的安全，防止汽车意外滑动造成损失。

参照图4，动载车板3主要由工字钢组成，通过梳齿式的结构设计，进行动载车板3与静载车板2的啮合，大大提升了存取车效率并节约停车空间。

结合参照图1和图2，具体地，支撑框架1的顶端安装有滑轨7，中心轴通过滑轮8安装于滑轨7上，中心轴相对于立柱4可转动（通过深沟球轴承连接）。当平移机构工作时，平移机构带动立柱4连同动载车板3一起移动，依靠滑轨7保证移动方向。

静载车装置的运动可简单分为三个基本运动：升降机构5带动动载车板3升降，此装置设计有安全自锁机构。旋转机构控制动载车板3、立柱4和升降机构5旋转进出立体车库，平移机构带动动载车板3、立柱4、升降机构5和旋转机构一起平移进出立体车库。三个运动相互独立，由三个独立的电机分别控制各自独立运动，通过控制各装置协调完成车辆的整个存取过程，装置运行简单效率高。

本实施例在此提供一升降机构5的具体结构。结合参照图5至图7，升降机构5包括固定于立柱4上的升降框架以及容纳于升降框架内且依次连接的驱动机构、偏心行星轮系、链轮以及链条18，偏心行星轮系包括齿圈13、行星轮14、太阳轮15以及行星架16，驱动机构与太阳轮15固定连接以驱动其转动，太阳轮15转动时依次带动行星轮14、齿圈13以及行星架16转动，行星架16（通过联轴器19）与链轮固定连接以带动其转动，链条18套于链轮上且与动载车板3固定连接以驱动动载车板3升降。链条18跨过链轮，一端直接连接在动载车板3上，一端安放一定质量的配重，减小提升扭矩并保持装置平衡。链条18上固定有连接座（通过焊接连接），连接座套于立柱4外侧且相对于其可上下运动，连接座通过铰接与动载车板3固定。

驱动机构包括第一电机9、与第一电机9输出轴固定连接的第一皮带轮10、套于第一皮带轮上的第一皮带11、位于第一皮带11内的第二皮带轮12，第二皮带轮12与偏心行星轮系的太阳轮15固定连接。

链条传动兼有齿轮传动和带传动的特点。与齿轮传动比较，链传动较易安装，成本低廉；远距离传动时其结构要比齿轮传动轻便得多。与带传动比较，链传动的平均传动比准确；传动效率高；需要的张紧力小，压轴力也小；结构尺寸紧凑；能在低速重载下较好的工作；能适应较恶劣的环境如油污和高温等场合。

偏心行星轮系具有及时的机械自锁特性，能保证立体停车库在运行中出现停电等情况下的人身财产安全。当太阳轮15转动时，无自锁，动力能顺利传动到行星架16，行星架16主动转动时，自锁，行星轮14不转动；第一电机9通过减速齿轮组后带动太阳轮15，行星架16转动使链轮转动实现动载车板3的升降，而动载车板3主动升降带动链轮，带动行星架16转动，则会产生自锁，保证了升降机构5的安全性与稳定性。动载车板3的防坠落装置是立体停车库中的一个关键部件，在泊车安全方面起着决定性的作用。防坠落装置中太阳轮15的中心与外圈齿圈13的中心有一定的偏心距，三个行星轮14采用偏心齿轮。

升降机构5的工作过程如下：第一电机9带动第一皮带轮10转动，通过第一皮带11的传动，第二皮带轮12转动，进而带动与其连接的太阳轮15转动，依次驱动行星轮14、齿圈13以及行星架16转动，链轮转动再带动链条18移动，从而带动连接座相对于立柱4上下移动，连接座与动载车板3固定连接从而带动其升降。

进一步地，立柱4上安装有分别用于对提升机构进行定位以及限位的定位开关以及限位开关。限位开关位于定位开关上方，提升机构在升降过程中，当定位开关出现故障时，由限位开关使设备停止工作，起到超程保护作用。

结合参照图8至图10，平移机构和旋转机构均集成于运动小车6内，运动小车6的外框架固定于立柱4的底端。旋转机构包括固定于运动小车6外框架内的且依次连接的第二电机20、第三皮带轮21、第二皮带22、第四皮带轮23、第一锥齿轮24以及第二锥齿轮25，第二锥齿轮25套于立柱4外侧且与其固定连接，第二电机20驱动第一锥齿轮24转动，进而带动立柱4绕中心轴转动。

旋转机构的工作原理如下：第二电机20工作，通过第二皮带22的传动带动第四皮带轮23转动，通过减速箱26传动至第一锥齿轮24，进而带动第二锥齿轮25转动，最后驱动立柱4转动，从而带动动载车板3旋转。

平移机构包括依次连接的第三电机27、第五皮带轮28、第三皮带29、第六皮带轮30、齿轮31以及车轮轴32（车轮轴32上套有齿轮与齿轮31啮合），运动小车6设有车轮33，车轮轴32与车轮33固定连接以驱动车轮33前进，进而带动动载车板3相对于支撑框架1深度方向进行进给运动。

平移机构的工作原理如下：第三电机27工作，通过第三皮带29的传动带动第六皮带轮30转动，通过减速箱传动至齿轮31、车轮轴32以及车轮33，从而带动立柱4连同动载车板3一起平移（相对于滑轨7）。

停车流程如下：

汽车行驶上动载车板3——车主停车，拉好手刹下车——驱动装置启动——升降机构5工作，动载车板3升高——旋转机构工作，动载车板3旋转90度——平移机构工作，动载车板3平移进入车库——升降机构5工作，动载车板3下降与静载车板2交换实现停车——平移机构工作，动载车板3平移出车库——旋转机构工作，动载车板3逆向旋转90度——升降机构5工作，动载车板3复位。

取车流程如下：

升降机构5工作，动载车板3升高——旋转机构工作，动载车板3旋转90度——平移机构工作，动载车板3平移进入车库——升降机构5工作，动载车板3升高与静载车板2交换实现取车——平移机构工作，动载车板3平移出车库——旋转机构工作，动载车板3逆向旋转90度——升降机构5工作，动载车板3下降直至地面——车主开走汽车——驱动装置停止运行。

进一步地，本立体停车库还包括与驱动装置电连接的用于控制自动停车的控制器，控制器上设有在发生异常情况时使驱动装置立即停止运转的紧急停止开关。控制器与第一电机9、第二电机20以及第三电机27电连接。

立体停车库是一种机电结合的产品，在控制器的管理下来完成各种车辆的存储和取出。一般来说，基于可编程控制器PLC的控制器能够适应和满足立体车库的高性能的使用要求。但是，因为PLC控制其显示和文字处理功能比较差，难以实现网络化管理。为了便于管理和维护，并能通过PC实现车库的数据库管理功能，整个立体车库的控制器以触摸屏为用户人机界面，以可编程控制器PLC为主控制器进行前端控制，并通过人机界面上的控制按钮，由工作人员现场操作来实现对车库的管理和控制。采用PC机为上位机，PLC为下位机，两者之间的通信由PLC的串行通信。适配器模块与PC机的RS-232接口通过串行通信数据线来完成。

旋转式立体梳齿停车库整个控制器分为PLC控制系统、通讯系统、人机界面、数据库等。为保证立体车库运行稳定、安全，电机均为断电抱闸型，避免突然断电时升降台的滑落。通过加配重，以减小电机的提升转矩。减少磨损和增加安全保障，载车板升降及旋转均有限位保护开关。在主线路上，为了防止电源的干扰，增加外部保护器件。车库控制系统的逻辑控制部分则是车库运行安全可靠地关键。变频器是利用继电器接点和PLC链接，为了防止因接触不良而带来的误动作，选择使用高可靠性的控制继电器，以达到提高系统可靠性的目的。

控制器采用PLC控制，分设手动操作和自动操作种状态。手动操作是专门用于车库设备的安装调试、维修和故障修理，所有检测信号不参与控制；自动操作为车库正常运行时使用，安装在控制室，方便用户存、取车操作。在手动与自动方式时，所有信号进入PLC，PLC按照外部信号，输出控制信号，控制电机正反转接触器线圈和电机接触器线圈，以控制各机构运行。两套系统处于互锁状态，互不影响。程序设计方案如下：

当有存取操作时，PLC会接收和分析操作人员在控制面板按钮或上位机输入的指令：做出合理的工控安排：判断检测元件的状态，读取车库机械驱动部分的信息；然后，将信息反馈到执行元件，拖动动载车板3，实现其位置移动，完成车辆的存取操作和信号的显示(指示灯)。整个动作区域配有光电检测及多重安全系统，以防异常情况发生。

进一步地，支撑框架1上还安装有温烟传感器以及防止人车误入装置。温烟传感器可对车库的火情实行实时监控，并把监控信号传给控制器。设备运行时，通过防止人车误入装置（一般采用红外装置），以确保安全。一旦检测到在车库运作时，有人或其它物体进入车库，控制器就会控制驱动装置停止运作。

本发明提出的立体停车库，具有以下有益效果。

（1）增加更多的车位。与传统升降横移类车库相比，能够100%增加上层停车位，提高了空间利用率，无需因预留避让空间而浪费宝贵的停车时间。

（2）占地面积少。车辆入库无需倒车，设备前方通道只需4.5米即可满足设备运行和停车需求，占用空间面积少。与传统二层升降横移立体车库相比，可节约场地建筑面积，降低建设成本。

（3）个性化。因地制宜，根据不同环境，即可单台安装，又可多台安装。适用于：建筑楼盘、写字楼、住宅小区、企事业单位、私人房屋、别墅。可安装于：室内、地下车库、户外适当位置。设备权属清晰，可实现一车一固定车位。

（4）存、取车方便，免除车主的泊车畏惧。动载车板3经移出、旋转90度后降落地面，车主存取车均为无转弯的直行方式，无需倒车，下层停车位等同于自然地面停车位。

（5）安全、可靠。设计偏心行星轮系的自锁机构用于立体车库的升降模块，显著地提升装置的安全性能，在断电以及其他情况下均可保证装置平稳运行。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种立体停车库，其特征在于，包括支撑框架、静载车装置以及驱动装置，其中，

所述静载车装置包括固定于支撑框架上的多个梳齿式的静载车板、以及通过梳齿式结构与其啮合的动载车板；

所述驱动装置包括立柱、固定于立柱上的用于带动动载车板相对于立柱升降的升降机构、与立柱连接的用于驱动动载车板相对于支撑框架深度方向进给运动的平移机构、以及与立柱连接的用于驱动立柱旋转的旋转机构；

所述升降机构包括固定于立柱上的升降框架以及容纳于升降框架内且依次连接的驱动机构、偏心行星轮系、链轮以及链条，偏心行星轮系包括齿圈、行星轮、太阳轮以及行星架，驱动机构与太阳轮固定连接以驱动其转动，太阳轮转动时依次带动行星轮、齿圈以及行星架转动，行星架与链轮固定连接以带动其转动，链条套于链轮上且与动载车板固定连接以驱动动载车板升降；所述驱动机构包括第一电机、与第一电机输出轴固定连接的第一皮带轮、套于第一皮带轮上的第一皮带、位于第一皮带内的第二皮带轮，第二皮带轮与偏心行星轮系的太阳轮固定连接；所述平移机构和旋转机构均集成于运动小车内，运动小车的外框架固定于立柱的底端；所述旋转机构包括固定于运动小车外框架内的且依次连接的第二电机、第三皮带轮、第二皮带、第四皮带轮、第一锥齿轮以及第二锥齿轮，第二锥齿轮套于立柱外侧，第二电机驱动第一锥齿轮转动进而带动立柱绕中心轴转动；所述平移机构包括依次连接的第三电机、第五皮带轮、第三皮带、第六皮带轮、齿轮以及车轮轴，运动小车设有车轮，车轮轴与车轮固定连接以驱动车轮前进进而带动动载车板相对于支撑框架深度方向进行进给运动。

2.如权利要求1所述的立体停车库，其特征在于，所述支撑框架的顶端安装有滑轨，中心轴通过滑轮安装于滑轨上，中心轴相对于立柱转动。

3.如权利要求1所述的立体停车库，其特征在于，所述立柱上安装有分别用于对提升机构进行定位以及限位的定位开关以及限位开关。

4.如权利要求1所述的立体停车库，其特征在于，还包括与所述驱动装置电连接的用于控制自动停车的控制器，控制器上设有在发生异常情况时使驱动装置立即停止运转的紧急停止开关。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的立体停车库，其特征在于，所述支撑框架上还安装有温烟传感器以及防止人车误入装置。

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