CN108798106A - 一种可伸缩式平行四杆机构驱动的立体停车装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可伸缩式平行四杆机构驱动的立体停车装置，属于机械机构邻域，特别是机械结构的自动停车装置。通过抬升电机的转动带动蜗杆转动，再带动齿轮转动，再带动主杆向下转动，使第二伸缩杆转动，抬升起抬升平台，抬升平台上的托举台通过抬升器举起车辆，抬升电机继续转动，抬升平台继续往车位内移动，此时托举台举着车辆位于某一高层车位的地板上侧，而此时的载车平台位于该高层车位地板的下侧，抬升器在该层地板“凸”字形的镂空部内移动，待车辆入位后，抬升器收回托举台，托举台穿过“凸”字形的镂空部后位于该层车位地板的下侧，然后抬升电机反向转动将抬升平台回复原位。本发明具有停车方便，节约停车空间，大幅增加停车量的优点。

Description

一种可伸缩式平行四杆机构驱动的立体停车装置
技术领域
本发明属于机械机构邻域，特别是机械结构的自动停车装置。
背景技术
社会的发展让越来越多的家庭拥有汽车，进而面临一个亟待解决的问题，那就是车位不足。目前，为了解决车位不足的问题，市面上比较常见的解决方法有两种：第一种是简易的双层停车装置，每个车位单独放置一个起降装置，可使停车位增加一倍，但这种装置只能小范围，部分人群使用；第二种是大型升降横移式立体停车场，利用升降机实现升降，采用横移装置实现水平移动，这种停车方式简单可靠，多用于大型的小区或商业区，但不能在不改变小区现有结构的情况下实现，并且造价高昂。针对当前老旧小区立体停车场改造难的现状，设计了这款立体停车装置。实现了不改变小区原本构造，而使停车位大幅增加。降低兴修停车场的成本，一定程度上缓解老旧小区停车位不足的问题。
发明内容
本发明针对现有立体停车场修建困难，空间利用率较低的现状设计了一种基于可伸缩式平行四杆机构驱动的立体停车装置。
本发明技术方案为一种可伸缩式平行四杆机构驱动的立体停车装置,该装置包括：主体停车框架、抬升装置、载车平台，所述主体停车框架包括多层停车架，每层包括多个车位；所述抬升装置包括：左、右两侧抬升机构和连接左、右抬升机构的抬升平台，所述左、右两侧抬升机构结构完全对称，所述左抬升机构或右抬升机构包括：弧形齿条、与弧形齿条啮合的齿轮、抬升电机、设置于抬升电机转轴上的与齿轮啮合的蜗杆、主杆、第一伸缩杆、第二伸缩杆、伸缩电机、伸缩同步机构；所述弧形齿条的齿设置圆弧内侧，弧度为弧形齿条架设于主体停车框架的一侧，弧形齿条一端固定于地面另一端固定于主体停车框架的顶部，弧形齿条的内弧面朝向各车位入口处；所述与弧形齿条啮合的齿轮的中心轴与主杆的末端可转动连接，抬升电机设置于主杆的末段；所述主杆的头端与第二伸缩杆固定连接，其连接点设置于地面且可绕着地点转动；所述第一伸缩杆的着地点设置于弧形齿条着地点与第二伸缩杆着地点之间，且第一伸缩杆与第二伸缩杆通过完全平行；所述第一或第二伸缩杆包括内杆和套杆，所述伸缩电机设置于第一伸缩杆着地点处，通过伸缩电机驱动使内杆伸缩；通过伸缩同步机构使第一伸缩杆与第二伸缩杆的内杆伸缩长度同步；所述第一伸缩杆内杆与第二伸缩杆内杆与抬升平台铰接，用于平稳的举起抬升平台；
所述抬升平台上设置有导轨，所述载车平台设置于抬升平台上且可沿抬升平台上的导轨平动用于对准不同的车库；所述载车平台上设置车辆托举装置，所述车辆托举装置包括托举台和抬升器，托举台用于托举车辆的地盘，抬升器用于抬升托举台；
所述每个高层车位内的的地板上设置有“凸”字形的镂空部，该镂空部的“凸”字形的顶部是开口的且位于车位的开口处；该“凸”字形的镂空部与载车平台的车辆抬升装置配合，将车放入车位中。
通过抬升电机的转动带动蜗杆转动，再带动齿轮转动，再带动主杆向下转动，使第二伸缩杆转动，抬升起抬升平台，抬升平台上的托举台通过抬升器举起车辆，抬升电机继续转动，抬升平台继续往车位内移动，此时托举台举着车辆位于某一高层车位的地板上侧，而此时的载车平台位于该高层车位地板的下侧，抬升器在该层地板“凸”字形的镂空部内移动，待车辆入位后，抬升器收回托举台，托举台穿过“凸”字形的镂空部后位于该层车位地板的下侧，然后抬升电机反向转动将抬升平台回复原位。
进一步的，所述伸缩同步机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮完全相同，第三齿轮与第四齿轮完全相同，第一齿轮与第二齿轮同时由伸缩电机驱动，第一齿轮与第三齿轮直接啮合，第三齿轮驱动第一伸缩杆的内杆伸缩；所述第二齿轮通过链条与第四齿轮啮合，第四齿轮驱动第二伸缩杆的内杆伸缩。
进一步的，所述载车平台的中部设置有与托举台大小重合的凹槽，用于放置托举台。
进一步的，所述主体停车框架为三层，每层三个车位。
进一步的，所述抬升平台上的导轨为矩形齿条。
本发明具有停车方便，节约停车空间，大幅增加停车量的优点。
附图说明
图1为本发明一种利用行星轮驱动可伸缩式平行四杆的立体停车装置抬升平台运动示意图。
图2为本发明一种利用行星轮驱动可伸缩式平行四杆的立体停车装置水平面上运动示意图。
图3为本发明一种利用行星轮驱动可伸缩式平行四杆的立体停车装置抬举平台抬举汽车并送入库中的示意图。
图4为本发明一种利用行星轮驱动可伸缩式平行四杆的立体停车装置的示意图。
图5为本发明一种利用行星轮驱动可伸缩式平行四杆的立体停车装置的伸缩杆驱动机构示意图。
图6为本发明一种利用行星轮驱动可伸缩式平行四杆的立体停车装置的蜗轮蜗杆驱动机构示意图。
图中：1.主体停车框架，2.弧形齿，3.第一齿轮，4.第二齿轮，5.第三齿轮，6.伸缩杆驱动电机，7.电机，8.第四齿轮，9.蜗轮蜗杆驱动机构，10.L型杆，11.伸缩杆1，12.齿轮5，13，伸缩杆2，14.抬升平台旋转机构，15.螺旋式千斤顶，16.托举台，17.抬升器，18.直齿条，19.抬升平台，20.内杆，21.螺母，22.套杆，23.锥齿轮。
具体实施方式
本装置的基本尺寸如下：
1.主体停车框架，每个车位长5500mm，宽2500mm。第一层高2500mm，第二层高2000mm，车位间的间隔为200mm，第一层车位距离地面600mm，两侧预留的空间均为1100mm用于安放电机，齿轮等部件，整个装置长5500mm宽10600mm高5300mm。每个车位“凸”字形镂空部的窄镂空区域为宽为1500mm，长为1500mm；宽镂空区域宽为2500mm，长为2100mm。
2.弧形齿，弧形齿轮半径模数为40，分度圆半径为4000mm。
3.第一齿轮，模数25，齿数57，面宽50mm。
4.第二齿轮，模数25，齿数57，面宽50mm。
5.第三齿轮，模数25，齿数24，面宽50mm。
6.伸缩杆驱动电机，长485mm，宽330mm，高327mm，扭矩12kN*m
7.电机，长485mm，宽330mm，高327mm，扭矩12kN*m
8.第四齿轮，模数40，分度圆直径800mm，面宽50mm。
9.蜗轮蜗杆驱动机构，蜗杆长300mm，模数40。
10.L型杆，长4000mm，宽200mm，高200mm。
11.伸缩杆1，套杆长2500mm，直径150mm，内径100mm。
12.齿轮5，模数25，齿数24，面宽50mm。
13.伸缩杆2，同伸缩杆1。
14.抬升平台旋转机构。
15.抬升器，电缸导程300mm，7.5KN。
16.托举台，长2000mm，宽2200mm。
17.载车平台，长5500mm，宽度2200mm，凹型部分宽2200mm，长2100mm。
18.直齿条，模数40，长度8300mm，。
19.抬升平台，长度8300mm，宽度1800mm。
20.内杆，长2600mm，直径45mm，导程角3°10′。
21.螺母，半径50，内螺纹分度圆45mm。
22.套杆，长3600mm,外圆直径100mm，内圆直径55mm。
23.锥齿轮，模数5，齿数12。
抬升功能的实现由行星轮和可伸缩式平行四杆机构共同实现。
抬升功能的实现
(1)使用平行四杆结构让抬升装置始终与地面保持平行，避免运动的不确定性，从而保证汽车平稳的上升和下降。
(2)上升至不同高度需要的平行杆长度各不相同，并且当其置于地面时需要其占用的空间尽量小。因此在平行杆中加入能够调整长度的螺旋机构，如附图5所示。电机通过第一齿轮(3)、第二齿轮(4)以及一对伞齿轮将螺旋运动传输给位于伸缩杆中央的内杆(20)，再通过螺母(21)将螺旋运动转化为沿着套杆方向的直线运动。螺杆旋转均由同一电机(6)通过链条联动保证伸缩速度的一致。该设计使得平行四杆具有伸缩功能，能够按照需求实现长短的变化，克服平行四杆只能进行单一弧线运动的缺陷。
(3)相较于直接在四杆底部的旋转处驱动，使用能够增加力臂的L型杆(10)配合行星轮的驱动机构，能够有效的驱动汽车升降平台到达需要的位置。降低抬升时的动力需求。
(4)蜗轮蜗杆驱动机构，在采用L型杆配合行星轮系驱动的基础上，如附图6所示采用蜗轮蜗杆驱动机构。要求使用能够自锁，使用导程角应小于3°30′的单头蜗杆。通过其进一步降低对电机输出扭矩的要求，同时利用其自锁的效果提高装置在意外停止时的安全性。
水平面上平移功能的实现
使用直齿轮、齿条传动。通过控制载车平台(17)上的齿轮沿着直齿条(18)实现左右运动，同时抬升平台(19)上的两根滑轨保证运动过程中的稳定。采用行程开关保证抬举平台能够精确到达需要的位置。
水平面上旋转的实现
水平面上的旋转通过抬升平台旋转机构(14)实现，该部分同样采用蜗轮蜗杆驱动的方式令抬举平台旋转。采用行程开关限制其旋转角度，令其旋转运动可靠可控。
汽车抬举与放置的实现
载车平台(17)上安装有四个保持同步运动的抬升器(15)。当需要托举台(16)托举汽车时，四个抬升器(15)共同托起汽车，完成汽车托举。当需要放置汽车时则四个抬升器(15)共同缩短。当汽车被托举台(16)抬起后，为防止汽车在平台运动过程中脱离托举台(16)，应额外增加车轮固定装置，保证运输过程的安全。
抬升平台的运动流程
附图1中(a)、(b)、(c)、(d)四幅图依次是抬升平台由地面一层向更高层上升以及在二、三层停车位处停留时抬升平台所处位置的示意图。
首先，在上升的过程中，蜗轮蜗杆驱动机构启动，沿着弧形齿(2)做圆周运动；与此同时四根支撑抬升平台的伸缩杆开始按照预先计算好的关系进行伸长，不进行常规平行四边形机构的旋转运动，而是使抬升平台能够沿着OD方向垂直地面上升。若需要在二层进行停车操作，就会如附图1中(b)图所示，停靠在与二层平齐的位置。当抬升平台(19)到达二层的高度，蜗轮蜗杆驱动机构会继续运动，此时四根伸缩杆伴随着蜗轮蜗杆驱动机构的运动，按照一定变化关系变短，使抬升平台时刻保持平行于AB边的轨道运动直至到进入车位。
若需要在三层进行停车操作，如附图1中(c)图所示，抬升平台(19)会先沿着OD边的方向垂直地面上升至与AB边同等高度的位置。到达第三层的高度之后，蜗轮蜗杆机构继续运动，此时四根伸缩杆螺杆伴随着蜗轮蜗杆驱动机构的运动，按照一定变化关系变短，使抬升平台时刻保持平行于CD边的轨道运动直至到达附图1中(d)图所示的位置，该动作完成后，抬升平台上升至三层的运动结束。
取车和平台的下降流程与上升流程相反。
水平面上的运动流程
水平面上的运动流程如附图2所示。当抬升平台(19)位于一层的时候，汽车沿着图中(a)图所示的道路方向向前行驶，驶入具有托举汽车功能的载车平台(17)上，随后汽车被托举。
在抬升平台上升的过程中，抬升平台旋转机构(14)开始进行旋转，使汽车达到和原先状态垂直，即与车位相平行的位置，如附图2(b)图所示状态。代替车主完成倒库的操作。
当旋转流程完成之后，载车平台(17)上的电机通过驱动与直齿条(18)配合的齿轮使抬举平台沿着抬升平台(19)进行平移对位，准确的到达即将安放汽车运送到汽车所需要到达的库位的入口，如附图2中(c)图所示。等待抬升平台就位。
汽车抬升至指定层后抬升装置(17)继续运动使汽车进入车位。随后汽车被放置在车位上，完成停车操作。
取车流程与停车流程相反。
汽车的抬举与放置
当汽车驶入抬举平台之后，抬举平台上四个抬升器(15)在电机的驱动下逐渐上升，与汽车支撑点接触后将汽车顶起。如附图3所示，汽车被托举后能够随着抬升平台的运动进入到车位，抬升器逐渐下降，将车放置到停车位中。

Claims (5)

1.一种可伸缩式平行四杆机构驱动的立体停车装置,该装置包括：主体停车框架、抬升装置、载车平台，所述主体停车框架包括多层停车架，每层包括多个车位；所述抬升装置包括：左、右两侧抬升机构和连接左、右抬升机构的抬升平台，所述左、右两侧抬升机构结构完全对称，所述左抬升机构或右抬升机构包括：弧形齿条、与弧形齿条啮合的齿轮、抬升电机、设置于抬升电机转轴上的与齿轮啮合的蜗杆、主杆、第一伸缩杆、第二伸缩杆、伸缩电机、伸缩同步机构；所述弧形齿条的齿设置圆弧内侧，弧度为弧形齿条架设于主体停车框架的一侧，弧形齿条一端固定于地面另一端固定于主体停车框架的顶部，弧形齿条的内弧面朝向各车位入口处；所述与弧形齿条啮合的齿轮的中心轴与主杆的末端可转动连接，抬升电机设置于主杆的末段；所述主杆的头端与第二伸缩杆固定连接，其连接点设置于地面且可绕着地点转动；所述第一伸缩杆的着地点设置于弧形齿条着地点与第二伸缩杆着地点之间，且第一伸缩杆与第二伸缩杆通过完全平行；所述第一或第二伸缩杆包括内杆和套杆，所述伸缩电机设置于第一伸缩杆着地点处，通过伸缩电机驱动使内杆伸缩；通过伸缩同步机构使第一伸缩杆与第二伸缩杆的内杆伸缩长度同步；所述第一伸缩杆内杆与第二伸缩杆内杆与抬升平台铰接，用于平稳的举起抬升平台；
所述抬升平台上设置有导轨，所述载车平台设置于抬升平台上且可沿抬升平台上的导轨平动用于对准不同的车库；所述载车平台上设置车辆托举装置，所述车辆托举装置包括托举台和抬升器，托举台用于托举车辆的地盘，抬升器用于抬升托举台；
所述每个高层车位内的的地板上设置有“凸”字形的镂空部，该镂空部的“凸”字形的顶部是开口的且位于车位的开口处；该“凸”字形的镂空部与载车平台的车辆抬升装置配合，将车放入车位中。
2.如权利要求1所述的一种可伸缩式平行四杆机构驱动的立体停车装置，其特征在于所述伸缩同步机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮完全相同，第三齿轮与第四齿轮完全相同，第一齿轮与第二齿轮同时由伸缩电机驱动，第一齿轮与第三齿轮直接啮合，第三齿轮驱动第一伸缩杆的内杆伸缩；所述第二齿轮通过链条与第四齿轮啮合，第四齿轮驱动第二伸缩杆的内杆伸缩。
3.如权利要求1所述的一种可伸缩式平行四杆机构驱动的立体停车装置，其特征在于所述载车平台的中部设置有与托举台大小重合的凹槽，用于放置托举台。
4.如权利要求1所述的一种可伸缩式平行四杆机构驱动的立体停车装置，其特征在于所述主体停车框架为三层，每层三个车位。
5.如权利要求1所述的一种可伸缩式平行四杆机构驱动的立体停车装置，其特征在于所述抬升平台上的导轨为矩形齿条。
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