CN108657987B - 一种基于液体配重自动配平的立体停车装置 - Google Patents

一种基于液体配重自动配平的立体停车装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于液体配重自动配平的立体停车装置，能够依据停车板上车辆的重量调节配重重量，从而减小工作电机的负荷。包括：三个上停车单元、下停车板、步进电机‑齿轮齿圈组、由主立柱和横梁组成的支撑结构以及分别用于测量上停车板以其上停放车辆总重的重力传感器和配置重量的拉力传感器。上停车单元包括：上停车板、配重水箱、水泵和用于吊装上停车板、配重水箱的滑轮‑绳传动组以及蜗轮蜗杆电机。该停车装置利用传感器分别测量停车板的重量与配重水箱的重量并用水泵完成配平，之后利用小功率蜗轮蜗杆电机驱动实现上停车板的上升与下降。该立体停车装置高效利用了空间，且所需的电能较少，可以有效节约能源。

Description

一种基于液体配重自动配平的立体停车装置
技术领域
本发明涉及一种停车装置，具体涉及一种基于液体配重的立体停车装置，属于自动控制与机械工程的技术领域。
背景技术
由于土地资源的短缺，以及土地、房价的不断攀升，小区的人均占地面积也越来越小。同时，由于车辆保有量在逐年上升，尤其是北京等全国一线城市，车辆停放难、停放混乱的现象一直存在。而传统的立体停车装置多为电机驱动的双层或者多层停车装置，虽然装有配重物，但是配重的重量不可调，整个系统存在着能耗较大、成本较高、空间利用率较低的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于液体配重自动配平的立体停车装置，能够依据停车板上车辆的重量调节配重重量，使得工作电机的负荷大大减小。
所述的基于液体配重自动配平的立体停车装置包括：两个以上上停车单元、设置有一个以上停车位的下停车板、横梁、主立柱和控制单元；
所述下停车板为具有扇形空缺的圆板，下停车板通过环形滑轨支撑在与所述主立柱下端固接的横梁上，能够在动力单元的驱动下绕所述主立柱转动；所述横梁上设置有用于对所述下停车板的转动进行锁定/解锁的机构；
所述上停车单元设置在所述主立柱的中部，每个上停车单元包括：上停车板、配重水箱、用于吊装上停车板的滑轮-绳传动组A、用于吊装配重水箱的滑轮-绳传动组B、双向水泵和蜗轮蜗杆电机，每个所述上停车板提供一个停车位；所述上停车板为与所述下停车板上扇形空缺形状一致的扇形板，所述主立柱的上端每个所述上停车板对应的位置设置一根横梁，所述上停车板与所述主立柱滑动配合；
所述滑轮-绳传动组A中绳一端与上停车板相连，另一端与绕在绕绳轮上；所述滑轮-绳传动组B的一端与配重水箱相连，另一端与绕在绕绳轮上；所述滑轮-绳传动组A和所述滑轮-绳传动组B在所述绕绳轮上缠绕方向相反；所述绕绳轮同轴固接在蜗轮蜗杆电机的输出轴上，当所述蜗轮蜗杆电机转动时，通过所述滑轮-绳传动组A带动上停车板沿所述主立柱上升或下降，通过所述滑轮-绳传动组B带动上停车板下降或上升；当所述上停车板下降至下停车板上的扇形空缺处时，支撑在主立柱下端的横梁上；
所述主立柱上每个配重水箱对应的位置固接一个双向水泵，所述水泵的一个接口与设置在外部的主水箱连通，另一个接口和与之对应的配重水箱连通；
所述滑轮-绳传动组B上设置有用于测量与之相连的配重水箱重量的拉力传感器；所述主立柱下端的横梁设置有用于测量其上上停车板以及停放在所述上停车板上车辆总重量的重力传感器；
初始状态时，一块上停车板停于地面下停车板的扇形空缺处；
当在所述上停车板上停放车辆后，所述控制单元依据该上停车板对应的重力传感器和拉力传感器测量的上停车板及停放在其上方的车辆的总重和配重水箱的总重，控制所述双向水泵，对配重水箱抽水或充水进行配平，使上停车板及停放在其上方的车辆的总重和配重水箱的总重一致；
若下停车板以及位于地面的上停车板均已停放车辆，需要将车辆停放在位于高处的上停车位时：
停于地面的已配平的上停车板对应的蜗轮蜗杆电机工作，将已配平的上停车板拉起到设定位置；同时用于对所述下停车板的转动进行锁定/解锁的机构解除下停车板的锁止状态，通过动力单元驱动下停车板转动至空位对准来车方向后，将下停车板锁止定位；另一个没有停放车辆的上停车板以及对应的配重水箱在对应蜗轮蜗杆电机的驱动下，下降停于地面下停车板的扇形空缺处，用于车辆的停放并进行配重的自动配平。
所述滑轮-绳传动组A包括：动滑轮、定滑轮A、定滑轮B和绳A；所述绳A的一端通过定滑轮A后与该上停车板对应的横梁外端部连接，另一端依次经过动滑轮和定滑轮B后绕在所述绕绳轮上；所述动滑轮通过一个以上连杆与上停车板连接，用于吊装上停车板；
所述滑轮-绳传动组B包括：定滑轮C和绳B；所述绳B的一端绕在绕绳轮上，另一端经过定滑轮C后与配重水箱连接；所述定滑轮C安装于拉力传感器上；
所述定滑轮C、定滑轮B和蜗轮蜗杆电机均固定该上停车板对应的上方横梁上，且从横梁远离主立柱的一端向主立柱所在端依次为：定滑轮A、定滑轮B、蜗轮蜗杆电机、定滑轮C。
有益效果：
利用双向泵水水泵，可以调节配重水箱内水的重量，从而调节配重的重量，由于配重物的重量能够自动和停车板上车辆的重量配平，使得工作电机的负荷大大减小，电机的重量、成本、消耗的电能将大大也降低，实现节能减排、绿色环保的目的。
附图说明
图1为本发明的停车装置总体结构三维图；
图2为下停车板结构图；
图3为本发明的停车装置侧视图；
图4为滑轮-绳传动组结构图；
图5为拉力传感器布置示意图；
图6为重力传感器布置示意图；
图7为停车控制流程。
其中：1-蜗轮蜗杆电机、2-配重水箱、3-上停车板、4-下停车板、5-电磁锁、6-环形滑轨、7-步进电机-齿轮齿圈组、8-主水箱、9-滑轮-绳传动组、10-水泵、11-横梁、12-主立柱、13-重力传感器、14-拉力传感器、15-动滑轮16-定滑轮A、17-定滑轮B、18-绕绳轮、19-定滑轮C、20-绳A、21-锁槽、22-滑轨槽、23-绳B
具体实施方式
下面结合附图并举例对本发明的具体实施方式进行说明。
本实施例提供一种以水作为升降系统配重物基体的双层停车装置，该停车装置的配重重量可调，能够有效降低电机的负荷。
该立体停车装置的具体结构如图1所示，包括：三个上停车单元、下停车板、电磁锁、环形滑轨、步进电机-齿轮齿圈组、主水箱、横梁、主立柱、重力传感器和拉力传感器。
其中主立柱的上、下端各连接三根横梁，每端的三根横梁沿周向均匀分布，由此形成装置的支撑部分，为其他零部件提供安装位置。在下方的横梁上支撑环形滑轨，主立柱的下端位于环形滑轨的中心孔内，环形滑轨的上表面与下停车板下表面的滑轨槽22配合，使下停车板能够沿环形滑轨进行周向的转动。
下停车板为具有中心孔的240°扇形板，其上设置有一个以上停车位，为了减轻重量，下停车板上有减重孔。下停车板内环安装有步进电机-齿轮齿圈组作为动力单元，用于带动下停车板绕主立柱的轴向转动。主立柱下方的三根横梁上均装有电磁锁，下停车板上与每个电磁锁对应的位置设置有锁槽21，如图2所示；当三个电磁锁锁芯分别伸入与之对应的锁槽内时，下停车板为锁止状态时，不能转动；当三个电磁锁锁芯收回后，停车板解锁态，能够绕主立柱转动。
上停车单元沿周向分布在主立柱的中部，每个上停车单元包括：一个上停车板、一个配重水箱、一组滑轮-绳传动组、一个水泵和一个蜗轮蜗杆电机；如图3和图4所示。每个上停车板为一个停车位，上停车板为120°的扇形板，三个上停车板与主立柱12上端的三根横梁一一对应，为了减轻重量，上停车板也设置有减重孔。以其中一个上停车单元的连接为例：上停车板与主主立柱12滑动配合，具体为：主主立柱12上设置有直线导轨，上停车板上固接有与该直线导轨配合的滑块。滑轮-绳传动组包括：动滑轮15、三个定滑轮、绕绳轮18以及用于吊装上停车板绳A20、用于吊装配重水箱的绳B23。其中绳A20的一端通过定滑轮A16后与主立柱上端的横梁外端部连接，另一端依次经过动滑轮15和定滑轮B17后绕在绕绳轮18上；绳B23的一端绕在绕绳轮18上，另一端经过定滑轮C19后与配重水箱连接。其中动滑轮15通过三个连杆与上停车板连接，用于吊装上停车板；定滑轮C19和定滑轮B17和蜗轮蜗杆电机均固定于上方横梁下端，且从横梁远离主立柱的一端向主立柱所在端依次为：定滑轮A16、定滑轮B17、蜗轮蜗杆电机、定滑轮C19；绕绳轮18同轴固接在蜗轮蜗杆电机的输出轴上。上停车板上与上配重水箱对应的位置设置有用于使配重水箱穿过的通孔。当蜗轮蜗杆电机转动时，绕绳轮18随之转动，同时带动绳A20和绳B23运动，从而带动与之相连的配重水箱和上停车板上升与下降，即当上停车板上升时，配重水箱下降，当上停车板下降时，配重水箱上升。
滑轮-绳传动组中每个靠近主立柱的滑轮安装于拉力传感器上，如图5所示，通过拉力传感器能够测出与之对应的配重水箱的重量。
在主立柱上每个配重水箱对应的位置固接一个水泵，每个水泵的一个接口通过软管与设置在外部的主水箱相连，另一个接口和与之对应的配重水箱相连。水泵可以双向泵水，通过改变配重水箱内的液体量实现配重重量的调节。
主立柱下端的三个横梁上各设置有两个重力传感器，两个重力传感器沿横梁的长度方向设置，如图6所示。当某个上停车板下降至底部支撑于下端的横梁上时，上停车板的总重量可由重力传感器测得。
该双层停车装置的控制流程如图7所示：
初始状态时，该双层停车装置中，两块上停车板升至高处，一块上停车板停于地面下停车板的扇形空缺处。用户可自主选择将车停放于上停车板或下停车板：
若用户选择停放于下停车板，可直接停放；
若用户选择停放于位于地面的上停车板，则直接停放，停放完成后，位于该上停车板下方的重力传感器和对应的配重水箱上方定滑轮处的拉力传感器分别测量上停车板的总重和配重水箱的总重，并由控制单元进行比对，并依据比对结果控制水泵，对配重水箱抽水或充水进行配平，使上停车板及停放在其上方的车辆的总重和配重水箱的总重一致。
若下停车板以及位于地面的上停车板均已停放车辆，用户需要将车辆停放在位于高处的上停车，则：
(1)用户发出停车请求：用户通过停车装置旁的按钮发出上层停车的停车请求；
(2)位于地面已配平的上停车板的上升
此时停于地面的已配平上停车板对应的蜗轮蜗杆电机工作，将已配平的上停车板拉起到设定位置，并利用蜗轮蜗杆电机自身的自锁性质保证其高度稳定，在断电的时候仍能可靠地保持原位。
(3)下停车板旋转定位
同时电磁锁解除下停车板的锁止状态，步进电机-齿轮齿圈组工作，使下停车板转动，转动至空位对准来车方向后，电磁锁锁芯伸入下停车板的锁槽内，将下停车板锁止定位。
(4)空闲上停车板下降
另一个没有停放车辆的上停车板以及对应的配重水箱在蜗轮蜗杆电机的驱动下，通过滑轮-绳传动组完成下降过程，停于地面下停车板的扇形空缺处。
(5)用户停车并进行配重的自动配平
用户将车辆停放在上停车板上后，该上停车板下方的重力传感器和对应的配重水箱上方定滑轮处的拉力传感器分别测量上停车板及停放在其上方的车辆的总重和配重水箱的总重，并由控制单元进行比对，并依据比对结果控制水泵，对配重水箱抽水或充水进行配平，完成一次停放。
如此在下一次停车请求发出时，需要上升的停车板已经配平完成，可直接由小功率的蜗轮蜗杆电机驱动上升，达到降低电机功率，节约能源的效果。
取车过程装置的工作状态与停车过程类似。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于液体配重自动配平的立体停车装置，其特征在于：包括：两个以上上停车单元、设置有一个以上停车位的下停车板(4)、横梁(11)、主立柱(12)和控制单元；
所述下停车板(4)为具有扇形空缺的圆板，下停车板(4)通过环形滑轨(6)支撑在与所述主立柱(12)下端固接的横梁上，能够在动力单元的驱动下绕所述主立柱(12)转动；所述横梁上设置有用于对所述下停车板(4)的转动进行锁定/解锁的机构；
所述上停车单元设置在所述主立柱(12)的中部，每个上停车单元包括：上停车板(3)、配重水箱(2)、用于吊装上停车板(3)的滑轮-绳传动组A、用于吊装配重水箱(2)的滑轮-绳传动组B、双向水泵(10)和蜗轮蜗杆电机(1)，每个所述上停车板(3)提供一个停车位；所述上停车板(3)为与所述下停车板(4)上扇形空缺形状一致的扇形板，所述主立柱(12)的上端每个所述上停车板(3)对应的位置设置一根横梁，所述上停车板(3)与所述主立柱(12)滑动配合；
所述滑轮-绳传动组A中绳一端与上停车板(3)相连，另一端绕在绕绳轮(18)上；所述滑轮-绳传动组B的一端与配重水箱(2)相连，另一端绕在绕绳轮(18)上；所述滑轮-绳传动组A和所述滑轮-绳传动组B在所述绕绳轮(18)上缠绕方向相反；所述绕绳轮(18)同轴固接在蜗轮蜗杆电机(1)的输出轴上，当所述蜗轮蜗杆电机(1)转动时，通过所述滑轮-绳传动组A带动上停车板(3)沿所述主立柱(12)上升或下降，通过所述滑轮-绳传动组B带动上停车板(3)下降或上升；当所述上停车板(3)下降至下停车板(4)上的扇形空缺处时，支撑在主立柱(12)下端的横梁上；
所述主立柱(12)上每个配重水箱(2)对应的位置固接一个双向水泵(10)，所述水泵(10)的一个接口与设置在外部的主水箱(8)连通，另一个接口和与之对应的配重水箱(2)连通；
所述滑轮-绳传动组B上设置有用于测量与之相连的配重水箱(2)重量的拉力传感器(14)；所述主立柱(12)下端的横梁设置有用于测量其上上停车板(3)以及停放在所述上停车板上车辆总重量的重力传感器(13)；
初始状态时，一块上停车板(3)停于地面下停车板(4)的扇形空缺处；
当在所述上停车板(3)上停放车辆后，所述控制单元依据该上停车板(3)对应的重力传感器(13)和拉力传感器(14)测量的上停车板(3)及停放在其上方的车辆的总重和配重水箱的总重，控制所述双向水泵(10)，对配重水箱(2)抽水或充水进行配平，使上停车板及停放在其上方的车辆的总重和配重水箱(2)的总重一致；
若下停车板以及位于地面的上停车板均已停放车辆，需要将车辆停放在位于高处的上停车位时：
停于地面的已配平的上停车板(3)对应的蜗轮蜗杆电机(1)工作，将已配平的上停车板拉起到设定位置；同时用于对所述下停车板(4)的转动进行锁定/解锁的机构解除下停车板(4)的锁止状态，通过动力单元驱动下停车板(4)转动至空位对准来车方向后，将下停车板(4)锁止定位；另一个没有停放车辆的上停车板(3)以及对应的配重水箱在对应蜗轮蜗杆电机(1)的驱动下，下降停于地面下停车板的扇形空缺处，用于车辆的停放并进行配重的自动配平。
2.根据权利要求1所述的基于液体配重自动配平的立体停车装置，其特征在于：所述滑轮-绳传动组A包括：动滑轮(15)、定滑轮A(16)、定滑轮B(17)和绳A(20)；所述绳A(20)的一端通过定滑轮A(16)后与该上停车板(3)对应的横梁外端部连接，另一端依次经过动滑轮(15)和定滑轮B(17)后绕在所述绕绳轮(18)上；所述动滑轮(15)通过一个以上连杆与上停车板(3)连接，用于吊装上停车板(3)；
所述滑轮-绳传动组B包括：定滑轮C(19)和绳B(23)；所述绳B(23)的一端绕在绕绳轮(18)上，另一端经过定滑轮C(19)后与配重水箱(2)连接；所述定滑轮C(19)安装于拉力传感器(14)上；
所述定滑轮C(19)、定滑轮B(17)和蜗轮蜗杆电机(1)均固定该上停车板(3)对应的上方横梁(11)上，且从横梁(11)远离主立柱(12)的一端向主立柱(12)所在端依次为：定滑轮A(16)、定滑轮B(17)、蜗轮蜗杆电机(1)、定滑轮C(19)。
3.根据权利要求1或2所述的基于液体配重自动配平的立体停车装置，其特征在于：用于对所述下停车板(4)的转动进行锁定/解锁的机构为设置在所述主立柱下端横梁上的电磁锁，所述下停车板上与电磁锁对应的位置设置有锁槽(21)，当所述电磁锁锁芯伸入与之对应的锁槽内时，所述下停车板(4)为锁止状态；当所述电磁锁的锁芯收回后，所述下停车板(4)为解锁状态。
4.根据权利要求1或2所述的基于液体配重自动配平的立体停车装置，其特征在于：用于驱动下停车板(4)转动的动力单元为设置在所述下停车板(4)内环的步进电机-齿轮齿圈组。
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