CN109025435B - 一种道路上层环形自动存取停车系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种道路上层环形自动存取停车系统及其控制方法，属于机械停车装置领域。本发明的道路上层环形自动存取停车系统，包括停车装置和控制系统两部分，在停车结构上，利用平面移动式结构进行车辆停取，通过对车辆载车板进行平移和升降运动配合，使车辆在停车平台上能根据规划环形路线移动和交换位置，结构更加简单稳定，便于智能化控制，并且空间利用率高，车辆停取安全可靠，停取效率更高；在控制方面，利用车辆传感器检测测量信息，并通过PLC控制器控制车辆的运动来停取车辆，实现了自动化停取车，且控制更加简单方便，停取车辆动作协调稳定，工作更加高效。

Description

一种道路上层环形自动存取停车系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种机械停车系统及停车方法，更具体地说，涉及一种道路上层环形自动存取停车系统及其控制方法。
背景技术
随着城市化水平的不断提高及汽车工业的飞速发展，我国将进入汽车保有量迅速上升的时期。同时由于停车场地设置不合理，占道停车、占用居住小区绿地现象严重，造成交通混乱，“停车难”的问题愈演愈烈。
目前，在我国城市内大规模使用的是平面停车场。这种停车方式的特点是停车方便，但占地面积大。这个面积包括的停车面积和停车所需的车道面积，另外停车场对坡度、转弯半径、宽度都有规定，平均一辆小型车要占用的面积，而真正用来停车的面积只占建筑面积的约三分之一。
为解决大城市停车难得问题，第一座机械式立体停车首先于1920年在美国诞生，其后欧洲、日本、韩国的很多公司也投入了立体停车装置的研究。德国、意大利等国家主要采用巷道堆垛式停车设备，日本的停车库以升降横移式为主。基于立体停车设备在各国的研发和使用，机械式立体停车库主要形成了以下几种典型结构：升降横移式、垂直循环式、水平循环式、多层循环式、平面移动式、巷道堆垛式、垂直升降式(也称塔式)、简易升降式等。
我国于20世纪80年代初开始研发机械式立体停车库，到90年代，获得了突飞猛进的发展。2004年，国兴玉、荆友录以垂直升降式立体车库的钢结构骨架作为研宄对象，用有限元法建立了钢结构骨架的受力模型，结果表明钢结构骨架能满足设计要求。2010年，周绪红、张敬书等完善了升降横移类停车库的设计计算方法，对在设计中存在的荷载取值、计算和组合，结构选型和布置，结构计算，结构构造等一系列关键问题进行了研究。
随着各种先进技术的融入将促进停车装置向更高端的方向发展，立体停车装置势必会像汽车行业一样得到飞跃发展。国内很多企业也在研发相关的停车设备技术，如中国专利号ZL201020637657.6，授权公告日为2011年9月21日，发明创造名称为：升降机平台以及平面移动式停车设备，该申请案涉及一种包含升降机平台的平面移动式停车设备，平面移动式停车设备包括：升降机、平移搬运器、平移搬运器平移的巷道以及停车位，升降机包括升降机平台，升降机平台包括：平台框体；固定在平台框体上的用于升降载车板的升降装置；固定在平台框体上的用于承载载车板的下层轨道，下层轨道设置在升降装置上方；安装在平台框体上的用于承载载车板且可移动的上层轨道，上层轨道设置在下层轨道上方；以及安装在平台框体上的用于驱动上层轨道移动的驱动装置。这种平面移动式停车设备在存放车辆时，在一定程度上缩短了等待时间，提高了整体运行效率；但其需要专门设置巷道来搬运车辆，占用了较多的空间，至少需要多使用三分之一的停车空间，并且由于巷道需要设置在两排停车位之间，难以在道路上层设置来满足道路上层停车下层通车的需要。
又如中国专利号ZL201210065211.4，授权公告日为2015年4月1日，发明创造名称为：平面密集停车车库运行方法及设备，该申请案涉及一种机械式平移停车系统的运行方法及设备，能够在同一封闭矩形平面内充满排列车辆的状况下移动车辆。在同一矩形平面内有多个载车板首尾相接，按直线行列的方式排列，行或列中一个方向的数量是2，另一个方向的数量是2或大于2的整数，同一矩形平面范围内只留有一个空位，该申请案的方法使用驱动机构移动载车板在矩形平面内滑动，由靠近空位的载车板开始，逐一移动。该申请案利用类似于公知的华容道或推箱子的游戏移动方法来移动载车板，具有很高的空间利用率，但其将矩形平面内全部设置载车板来移动车辆，每个载车板均相当于一台小车，小车驱动需要设置电刷和导电板来驱动，结构复杂，且行或列中一个方向上的的载车板数量仅能为2，无法拓展为多行或多列(由于导电板布设原因无法实现)，使用场合所受局限较大，实用性较差；并且其仅适用于地面停车使用，对于多层停车存在较大的局限性。
基于现有机械停车装置存在的上述问题，有必要提出一种新的机械停车系统及停车方法，以满足车辆自动快速停取需要。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有机械停车装置存在结构复杂、车辆停取转移效率和空间利用率低等不足，提供一种道路上层环形自动存取停车系统及其控制方法，采用本发明的技术方案，在停车结构上，利用平面移动式结构进行车辆停取，通过对车辆载车板进行平移和升降运动配合，使车辆在停车平台上能根据规划环形路线移动和交换位置，结构更加简单稳定，便于智能化控制，并且空间利用率高，车辆停取安全可靠，停取效率更高；在控制方面，利用车辆传感器检测测量信息，并通过PLC控制器控制车辆的运动来停取车辆，实现了自动化停取车，且控制更加简单方便，停取车辆动作协调稳定，工作更加高效。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统，包括停车装置和控制系统两部分，其中：
所述的停车装置包括停取升降装置、停车平台总成和载车板，所述的停车平台总成为矩形结构，且停车平台总成通过支撑架架设于道路上层，所述的停车平台总成的矩形侧边位置依次设有能够通过载车板承载车辆的停车位，当停车平台总成上设有两排以上停车位时，所述的停车平台总成相对的两条侧边位置设有用于带动载车板在横向移动的横向输送机构，停车平台总成另外两条相对的侧边位置设有连接横向输送机构的、用于带动载车板在纵向移动的转移输送机构，所述的停车平台总成的四个转角位置分别设有用于带动载车板升降运动的升降换向模块，所述的升降换向模块上具有输送方向与转移输送机构的输送方向一致的换向输送机构，所述的转移输送机构的输送平面高于横向输送机构的输送平面，所述的升降换向模块具有非换向和换向两个工作位置，在非换向位置上，换向输送机构的输送平面低于横向输送机构的输送平面，在换向位置上，换向输送机构的输送平面上升至与转移输送机构的输送平面相平齐；当停车平台总成上设有两排停车位时，两排停车位上均设有用于带动载车板在横向移动的横向输送机构，两排停车位上的横向输送机构的端部停车位上均设有用于带动载车板升降运动的升降换向模块，所述的升降换向模块上具有输送方向与横向输送机构的输送方向相垂直的换向输送机构，所述的升降换向模块具有非换向和换向两个工作位置，在非换向位置上，换向输送机构的输送平面低于横向输送机构的输送平面，在换向位置上，相邻的两组换向输送机构的输送平面上升至高于横向输送机构的输送平面位置；
所述的停取升降装置设于停车平台总成的一个转角位置，且停取升降装置具有带动载车板升降运动的载车台，所述的载车台上具有用于将载车板连同车辆在停车平台总成上转移的停取输送机构，所述的停取输送机构的输送方向与横向输送机构或换向输送机构的输送方向一致；
所述的控制系统包括PLC控制器、人机交互模块、车辆传感器、升降控制模块和传送控制模块，所述的人机交互模块与PLC控制器电连接，用于向PLC控制器输入停取车信息；所述的停取升降装置的载车台和停车平台总成的各个车位处均设有车辆传感器，各个车辆传感器均与PLC控制器电连接，用于检测载车台和各个车位处是否有车辆，并将检测信号反馈给PLC控制器；所述的停取升降装置的载车台和四个升降换向模块的升降驱动机构均通过升降控制模块与PLC控制器电连接，用于根据人机交互模块输入的停取车信号执行相应的升降动作；所述的载车台上的停取输送机构、停车平台总成上的横向输送机构和转移输送机构、以及升降换向模块上的换向输送机构的传送驱动机构均通过传送控制模块与PLC控制器电连接，用于根据人机交互模块输入的停取车信号执行相应的车辆转移动作。
优选地，所述的停车平台总成具有四个转角停车位和四个侧边停车位。
优选地，所述的横向输送机构集成于横向停车模块上，所述的横向停车模块还包括停车支架和横向驱动电机，所述的停车支架固定安装于支撑架上，所述的横向输送机构安装于停车支架上，所述的横向驱动电机通过横向传动机构与横向输送机构传动连接，所述的横向驱动电机通过传送控制模块与PLC控制器电连接。
优选地，所述的换向输送机构集成于升降换向模块上，所述的升降换向模块还包括换向支架和换向驱动电机，所述的换向输送机构安装于换向支架上，所述的换向驱动电机通过换向传动机构与换向输送机构传动连接，所述的换向驱动电机通过传送控制模块与PLC控制器电连接。
优选地，所述的升降换向模块安装于横向停车模块上，所述的换向支架通过升降导向机构安装于停车支架上，所述的换向支架与停车支架之间设有用于带动升降换向模块升降运动的升降驱动器，所述的升降驱动器通过升降控制模块与PLC控制器电连接。
优选地，所述的转移输送机构集成于中间转移模块上，所述的中间转移模块还包括转移支架和转移驱动电机，所述的转移支架固定安装于支撑架上，所述的转移输送机构安装于转移支架上，所述的转移驱动电机通过转移传动机构与转移输送机构传动连接，所述的转移驱动电机通过传送控制模块与PLC控制器电连接。
优选地，所述的停取升降装置还包括停取升降支架，所述的载车台通过载车台导向机构安装于停取升降支架上，所述的停取升降支架与载车台之间设有用于带动载车台升降运动的停取驱动机构；所述的停取驱动机构包括停取升降驱动器、顶升轮和牵引带，所述的牵引带的一端与载车台固定连接，牵引带的另一端绕过设于停取升降驱动器驱动端上的顶升轮后与停取升降支架相连接，所述的停取升降驱动器通过升降控制模块与PLC控制器电连接。
优选地，所述的停取输送机构安装于载车台上，所述的载车台上安装有停取驱动电机，所述的停取驱动电机通过停取传动机构与停取输送机构传动连接，所述的停取驱动电机通过传送控制模块与PLC控制器电连接。
本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统的控制方法，用户通过人机交互模块输入停取车信息来进行车辆自动停取，其中：
停车时，具体步骤如下：
T1、用户通过人机交互模块向控制系统输入停车指令，PLC控制器根据各个车位上的车辆传感器反馈的信息判断是否存在空车位，如果没有空车位则人机交互模块提醒用户车位已满，无法停车；如果有空车位则执行步骤T2；
T2、人机交互模块提醒用户将车辆开至停取升降装置载车台上的载车板上，并通知用户停稳车辆并离开停取升降装置；
T3、载车台上的车辆传感器将车辆停放信息反馈给PLC控制器，PLC控制器控制载车台上升，将车辆升起到停车平台总成的高度；然后PLC控制器同时控制载车台的停取输送机构和停车平台总成上与停取升降装置位置对应的横向输送机构或换向输送机构同向运动，将车辆连同载车板一同由载车台上输送至停车平台总成上；
T4、PLC控制器根据各个车位上的车辆传感器反馈的信息确定车辆停放位置，并控制停车平台总成上的车辆沿顺时针或逆时针方向运动，将车辆连同载车板输送至对应的停车位上；
T5、在执行步骤T4的同时，PLC控制器控制停取升降装置的载车台降下，同时人机交互模块提醒用户车辆已停好；
取车时，具体步骤如下：
Q1、用户通过人机交互模块向控制系统输入取车指令，PLC控制器根据人机交互模块反馈的信息检索目标车辆在停车平台总成上的位置，并且规划出车辆移动路线；
Q2、PLC控制器根据已确定的移动路线控制停车平台总成上的车辆沿顺时针或逆时针方向运动，将目标车辆输送至与停取升降装置位置对应的车位上；
Q3、在执行步骤Q2的同时，PLC控制器控制停取升降装置的载车台上升至与停车平台总成对应的高度；然后PLC控制器同时控制载车台的停取输送机构和停车平台总成上与停取升降装置位置对应的横向输送机构或换向输送机构同向运动，将车辆连同载车板一同由停车平台总成输送至载车台上；
Q4、车辆在载车台上停稳后，载车台上的车辆传感器向PLC控制器发出信号，PLC控制器控制载车台下降至地面；
Q5、人机交互模块提醒用户取车，当用户将车辆驶离载车台后，完成取车。
优选地，步骤T4和步骤Q2中，车辆在停车平台总成上转向时，PLC控制器控制升降换向模块升起，将其上方的车辆连同载车板一起升起至高于横向输送机构的高度，同时PLC控制器控制升降换向模块上的换向输送机构带动车辆连同载车板越过横向输送机构，完成车辆在停车平台总成的环形停车位上换向移动。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统及其控制方法，在停车结构上，利用平面移动式结构进行车辆停取，通过对车辆载车板进行平移和升降运动配合，使车辆在停车平台上能根据规划环形路线移动和交换位置，结构更加简单稳定，便于智能化控制，并且空间利用率高，车辆停取安全可靠，停取效率更高；在控制方面，利用车辆传感器检测测量信息，并通过PLC控制器控制车辆的运动来停取车辆，实现了自动化停取车，且控制更加简单方便，停取车辆动作协调稳定，工作更加高效；并且，该停车系统便于安装在道路上方，不影响下方通行，尤其适用于慢车道和小区等场合建设使用；
(2)本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统及其控制方法，其停车平台总成采用方形结构，具有四个转角停车位和四个侧边停车位，这样，在9个停车位空间内具有8个停车位置，且能够停满7辆车，空间利用率将近80％；另外，停车平台总成还可设置两排停车位，在这种情况下，进行留出一个位置作为转换位置，空间利用率更高，且能够进行扩展，车位设计数量越多则空间利用率越高；
(3)本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统及其控制方法，其停车平台总成采用横向停车模块、升降换向模块和中间转移模块组装而成，采用模块化设计，能够根据场地环境实现多种变化，便于标准化大规模生产，组装方便，制造成本低廉，实用性强，利于广泛推广；同时，能够实现车辆自动化智能停取，可实现无人值守或远程监控，停取车效率高，节约用户时间；
(4)本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统及其控制方法，停取升降装置和停车平台总成的各个模块运动机构设计简单巧妙，控制系统设计稳定可靠，运行稳定，车辆停取高效省时，且易于实现自动化控制。
附图说明
图1为本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统中的停车装置的结构示意图；
图2为本发明中的横向停车模块的结构示意图；
图3为本发明中的升降换向模块的结构示意图；
图4为本发明中的中间转移模块的结构示意图；
图5为本发明中的停取升降装置的正面结构示意图；
图6为本发明中的停取升降装置的背面结构示意图；
图7为本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统中车位布置及控制原理示意图；图中，S代表车位传感器；M代表水平输送驱动机构；C代表升降驱动机构；
图8为本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统中的控制系统的原理示意图；
图9为本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统的控制方法流程示意图；
图10为本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统的控制方法中停车流程示意图；
图11为本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统的控制方法中取车流程示意图。
示意图中的标号说明：
1、停取升降装置；1-1、停取升降支架；1-2、载车台；1-3、载车台导向机构；1-4、停取升降驱动器；1-5、顶升轮；1-6、牵引带；1-7、停取输送机构；1-8、停取驱动电机；1-9、停取传动机构；2、停车平台总成；21、支撑架；22、横向停车模块；22-1、停车支架；22-2、横向输送机构；22-3、横向驱动电机；22-4、横向传动机构；23、升降换向模块；23-1、升降驱动器；23-2、升降导向机构；23-3、换向支架；23-4、换向输送机构；23-5、换向驱动电机；23-6、换向传动机构；24、中间转移模块；24-1、转移支架；24-2、转移输送机构；24-3、转移驱动电机；24-4、转移传动机构。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例的一种道路上层环形自动存取停车系统，包括停车装置和控制系统两部分，控制系统对停车装置的停取车动作进行统一控制。
如图1至图7所示，上述的停车装置包括停取升降装置1、停车平台总成2和载车板，停车平台总成2为矩形结构，且停车平台总成2通过支撑架21架设于道路上层，支撑架21为整个停车平台总成2的基础，具有足够的结构强度和承载能力，停车平台总成2可通过支撑架21架设于慢车道或社区人行道上方，不影响下方通行，当然，停车平台总成2的下方也可以为停车空间或道路绿化带等。根据具体需要，停车平台总成2可设计为一层，也可以为多层。停车平台总成2的矩形侧边位置依次设有能够通过载车板承载车辆的停车位(如图7所示)，载车板的设计长度一般为5米、宽度一般为2.2米，承载能力不低于3吨(载车板在图中未示出)。在本实施例中，停车平台总成2上设有两排以上停车位，停车平台总成2相对的两条侧边位置设有用于带动载车板在横向移动的横向输送机构22-2，停车平台总成2另外两条相对的侧边位置设有连接横向输送机构22-2的、用于带动载车板在纵向移动的转移输送机构24-2，停车平台总成2的四个转角位置分别设有用于带动载车板升降运动的升降换向模块23，升降换向模块23上具有输送方向与转移输送机构24-2的输送方向一致的换向输送机构23-4，上述的横向输送机构22-2、换向输送机构23-4和转移输送机构24-2可优选采用承载能力强的链条输送结构，能够有效承载车辆重量。转移输送机构24-2的输送平面高于横向输送机构22-2的输送平面，升降换向模块23具有非换向和换向两个工作位置，在非换向位置上，换向输送机构23-4的输送平面低于横向输送机构22-2的输送平面，不干扰横向输送机构22-2对载车板的移动；在换向位置上，换向输送机构23-4的输送平面上升至与转移输送机构24-2的输送平面相平齐，便于在转向过程中将载车板越过横向输送机构22-2转移到转移输送机构24-2上。车辆移动和交换位置过程中，横向输送机构22-2带动载车板连同其上的车辆水平移动，当达到转角位置时，横向输送机构22-2停止，对应转角位置的升降换向模块23上升，将载车板连同其上的车辆顶起到与转移输送机构24-2相同的高度，此时转移输送机构24-2与升降换向模块23的换向输送机构23-4同向运行，将载车板连同其上的车辆移动到转移输送机构24-2上，其他位置的转向动作类似，通过升降换向模块23的升降和换向输送机构23-4的运行实现车辆位置移动和位置转换，结构设计简单巧妙，运行稳定可靠。
如图1所示，上述的停车装置中的停取升降装置1设于停车平台总成2的一个转角位置，且停取升降装置1具有带动载车板升降运动的载车台1-2，载车台1-2上具有用于将载车板连同车辆在停车平台总成2上转移的停取输送机构1-7，停取输送机构1-7的输送方向与横向输送机构22-2或换向输送机构23-4的输送方向一致。在本实施例中，为了简化停车平台总成2的动作过程，停取输送机构1-7的输送方向优选与横向输送机构22-2的输送方向一致，在存取车辆过程中，仅需将载车台1-2升至与横向输送机构22-2的输送平面平齐即可。为了便于载车板的存放，在停取升降装置1附近还设有载车板存储装置，该载车板存储装置在停车时，将载车板放置于载车台1-2上，以便于车辆直接驶入载车台1-2进行车辆停放；在取车时，将载车台1-2上的空置载车板收回到载车板存储装置中，以便于载车台1-2升到停车平台总成2的高度来接取车辆及载车板。该载车板存储装置可采用机械手抓取载车板进行输送，也可采用其他结构设计，其具体结构在此不作赘述。
另外，本实施例中的停车装置，其停车平台总成2的四周可设计多组停车位，均可通过载车板的环形运动实现车辆位于和交换位置。但是随着停车位设置得越多，停车平台总成2中间空余区域就越大，空间利用率和存取车效率也随之降低。为了保证充分利用空间，提高车辆存取效率，在本实施例中优选地，停车平台总成2具有四个转角停车位和四个侧边停车位(如图7所示)，这样，在9个停车位空间内具有8个停车位置，预留一个位置作为转换位置，能够停满7辆车，空间利用率将近80％。
参见图7和图8所示，上述的控制系统包括PLC控制器、人机交互模块、车辆传感器、升降控制模块和传送控制模块，人机交互模块优选采用触摸屏，能够便于信息输入和信息显示，便于操作和系统控制，人机交互模块与PLC控制器电连接，用于向PLC控制器输入停取车信息，并显示停取车状态信息；停取升降装置1的载车台1-2和停车平台总成2的各个车位处均设有车辆传感器，各个车辆传感器均与PLC控制器电连接，用于检测载车台1-2和各个车位处是否有车辆，并将检测信号反馈给PLC控制器；停取升降装置1的载车台1-2和四个升降换向模块23的升降驱动机构均通过升降控制模块与PLC控制器电连接，用于根据人机交互模块输入的停取车信号执行相应的升降动作；载车台1-2上的停取输送机构1-7、停车平台总成2上的横向输送机构22-2和转移输送机构24-2、以及升降换向模块23上的换向输送机构23-4的传送驱动机构均通过传送控制模块与PLC控制器电连接，用于根据人机交互模块输入的停取车信号执行相应的车辆转移动作。控制系统对停车装置的动作控制如下：
停车时，将车辆驶入位于载车台1-2上的载车板上，停取升降装置1将车辆提升至与停车平台总成2相同高度，在停取输送机构1-7和停车平台总成2共同作用下将车辆连同载车板一起移动到停车平台总成2上，通过控制横向输送机构22-2、换向输送机构23-4和转移输送机构24-2沿顺时针或逆时针方向运动将车辆连同载车板输送至对应的停车位上；取车时，通过控制横向输送机构22-2、换向输送机构23-4和转移输送机构24-2沿顺时针或逆时针方向运动将待取车辆连同载车板一起输送至与停取升降装置1对应的转角位置，在停车平台总成2和停取输送机构1-7共同作用下将车辆连同载车板一起移动到载车台1-2上，停取升降装置1将车辆降下即完成取车。
采用上述技术方案，在停车结构上，利用平面移动式结构进行车辆停取，通过对车辆载车板进行平移和升降运动配合，使车辆在停车平台上能根据规划环形路线移动和交换位置，结构更加简单稳定，便于智能化控制，并且空间利用率高，车辆停取安全可靠，停取效率更高；在控制方面，利用车辆传感器检测测量信息，并通过PLC控制器控制车辆的运动来停取车辆，实现了自动化停取车，且控制更加简单方便，停取车辆动作协调稳定，工作更加高效；并且，该停车系统便于安装在道路上方，不影响下方通行，尤其适用于慢车道和小区等场合建设使用。
具体在本实施例中，如图2所示，横向输送机构22-2集成于横向停车模块22上，横向停车模块22还包括停车支架22-1和横向驱动电机22-3，停车支架22-1固定安装于支撑架21上，横向输送机构22-2安装于停车支架22-1上，横向驱动电机22-3通过横向传动机构22-4与横向输送机构22-2传动连接，横向驱动电机22-3通过传送控制模块与PLC控制器电连接。横向驱动电机22-3运动来带动横向输送机构22-2运行，为了保证横向输送机构22-2对载车板的移动平稳性，横向输送机构22-2在停车支架22-1上平行设有两组，使载车板运行更加安全稳定。如图2和图3所示，换向输送机构23-4集成于升降换向模块23上，升降换向模块23还包括换向支架23-3和换向驱动电机23-5，换向输送机构23-4安装于换向支架23-3上，换向驱动电机23-5通过换向传动机构23-6与换向输送机构23-4传动连接，换向驱动电机23-5通过传送控制模块与PLC控制器电连接。换向驱动电机23-5运动来带动换向输送机构23-4运行，同样，为了保证载车板的移动平稳性，换向输送机构23-4在换向支架23-3上平行设有两组，使载车板运行更加安全稳定。另外，升降换向模块23安装于横向停车模块22上，换向支架23-3通过升降导向机构23-2安装于停车支架22-1上，换向支架23-3与停车支架22-1之间设有用于带动升降换向模块23升降运动的升降驱动器23-1，升降驱动器23-1通过升降控制模块与PLC控制器电连接。该升降驱动器23-1可采用承载力更大的油缸，升降驱动器23-1带动升降换向模块23升降运动来实现车辆转向移动。如图4所示，转移输送机构24-2集成于中间转移模块24上，中间转移模块24还包括转移支架24-1和转移驱动电机24-3，转移支架24-1固定安装于支撑架21上，转移输送机构24-2安装于转移支架24-1上，转移驱动电机24-3通过转移传动机构24-4与转移输送机构24-2传动连接，转移驱动电机24-3通过传送控制模块与PLC控制器电连接。同样，为了保证载车板的移动平稳性，转移输送机构24-2在换向支架23-3上平行设有两组，使载车板运行更加安全稳定。转移输送机构24-2作为两组横向输送机构22-2的连接部分，实现了车辆的纵向移动。本实施例中的停车平台总成采用横向停车模块22、升降换向模块23和中间转移模块24组装而成，采用模块化设计，能够根据场地环境实现多种变化，便于标准化大规模生产，组装方便，制造成本低廉，实用性强，利于广泛推广；同时，能够实现车辆自动化智能停取，可实现无人值守或远程监控，停取车效率高，节约用户时间。如图5和图6所示，停取升降装置1还包括停取升降支架1-1，载车台1-2通过载车台导向机构1-3安装于停取升降支架1-1上，停取升降支架1-1与载车台1-2之间设有用于带动载车台1-2升降运动的停取驱动机构；停取驱动机构包括停取升降驱动器1-4、顶升轮1-5和牵引带1-6，牵引带1-6的一端与载车台1-2固定连接，牵引带1-6的另一端绕过设于停取升降驱动器1-4驱动端上的顶升轮1-5后与停取升降支架1-1相连接，停取升降驱动器1-4可采用工业电动推杆或液压油缸，停取升降驱动器1-4通过升降控制模块与PLC控制器电连接。停取输送机构1-7安装于载车台1-2上，载车台1-2上安装有停取驱动电机1-8，停取驱动电机1-8通过停取传动机构1-9与停取输送机构1-7传动连接，停取输送机构1-7可采用链条输送机构或皮带输送机构，停取驱动电机1-8通过传送控制模块与PLC控制器电连接。
本实施例中还公开了一种道路上层环形自动存取停车系统的控制方法，用户通过人机交互模块输入停取车信息来进行车辆自动停取。参见图9所示，用户输入要求停车指令后，车辆传感器即检测各个车位上是否有车辆，如果停车平台总成2上有车辆，则PLC控制器根据车辆传感器检测的信息进一步却是否有空停车位，如果没有停车则提醒用户车位已满，无法停车，如果有停车位则由PLC控制器控制停取升降装置1执行停车动作，同时PLC控制器确定停车位置，停车平台总成2将车辆输送到对应停车位上，然后停取升降装置1下降，并提醒用户车已停好。
如图10所示，停车时，其具体步骤如下：
T1、用户通过人机交互模块向控制系统输入停车指令，PLC控制器根据各个车位上的车辆传感器反馈的信息判断是否存在空车位，如果没有空车位则人机交互模块提醒用户车位已满，无法停车；如果有空车位则执行步骤T2；
T2、人机交互模块提醒用户将车辆开至停取升降装置1载车台1-2上的载车板上，并通知用户停稳车辆并离开停取升降装置1，同时PLC控制器规划移动路线；
T3、载车台1-2上的车辆传感器将车辆停放信息反馈给PLC控制器，PLC控制器控制载车台1-2上升，将车辆升起到停车平台总成2的高度；然后PLC控制器同时控制载车台1-2的停取输送机构1-7和停车平台总成2上与停取升降装置1位置对应的横向输送机构22-2或换向输送机构23-4同向运动，将车辆连同载车板一同由载车台1-2上输送至停车平台总成2上；
T4、PLC控制器根据各个车位上的车辆传感器反馈的信息确定车辆停放位置，并控制停车平台总成2上的车辆沿顺时针或逆时针方向运动，根据PLC控制器规划的移动路线将车辆连同载车板输送至对应的停车位上；在该步骤中，车辆在停车平台总成2上转向时，PLC控制器控制升降换向模块23升起，将其上方的车辆连同载车板一起升起至高于横向输送机构22-2的高度，同时PLC控制器控制升降换向模块23上的换向输送机构23-4带动车辆连同载车板越过横向输送机构22-2，完成车辆在停车平台总成2的环形停车位上换向移动；
T5、在执行步骤T4的同时，PLC控制器控制停取升降装置1的载车台1-2降下，同时人机交互模块提醒用户车辆已停好。
如图11所示，取车时，具体步骤如下：
Q1、用户通过人机交互模块向控制系统输入取车指令，PLC控制器根据人机交互模块反馈的信息检索目标车辆在停车平台总成2上的位置，并且规划出车辆移动路线；
Q2、PLC控制器根据已确定的移动路线控制停车平台总成2上的车辆沿顺时针或逆时针方向运动，根据规划的移动路线将目标车辆输送至与停取升降装置1位置对应的车位上；与停车过程类似，在该步骤中，车辆在停车平台总成2上转向时，PLC控制器控制升降换向模块23升起，将其上方的车辆连同载车板一起升起至高于横向输送机构22-2的高度，同时PLC控制器控制升降换向模块23上的换向输送机构23-4带动车辆连同载车板越过横向输送机构22-2，完成车辆在停车平台总成2的环形停车位上换向移动；
Q3、在执行步骤Q2的同时，PLC控制器控制停取升降装置1的载车台1-2上升至与停车平台总成2对应的高度；然后PLC控制器同时控制载车台1-2的停取输送机构1-7和停车平台总成2上与停取升降装置1位置对应的横向输送机构22-2或换向输送机构23-4同向运动，将车辆连同载车板一同由停车平台总成2输送至载车台1-2上；
Q4、车辆在载车台1-2上停稳后，载车台1-2上的车辆传感器向PLC控制器发出信号，PLC控制器控制载车台1-2下降至地面；
Q5、人机交互模块提醒用户取车，当用户将车辆驶离载车台1-2后，完成取车。
以图7所示车位布置及控制原理为例，本实施例中在停车平台总成2的每个车位(车位①～⑧)上均设有一个车位传感器(S1～S8)，在停取升降装置1的载车台1-2上也设有一个车位传感器(S10)，该车位传感器优选采用光电传感器，停车平台总成2上的车位传感器(S1～S8)用于检测每一次的移动中载车板是否到位和各个车位是否有车辆，载车台1-2上的车位传感器(S10)用于检测是否有车辆；四个转角停车位上的升降换向模块23具有水平驱动机构(M1、M3、M5和M7)和升降驱动机构(C1、C3、C5和C7)，四个侧边停车位上横向停车模块22和中间转移模块24均具有水平驱动机构(M2、M6、M8和M9)，同时停取升降装置1上也具有水平驱动机构(M10)和升降驱动机构(C10)，PLC控制器主要根据车位传感器(S1～S8和S10)检测到的信息来控制各个水平驱动机构和升降驱动机构。存车时：由用户输入必要信息(如车牌号)以建立数据库，PLC控制器根据各车位是否有车确定存车的目标车位，并规划将车移动到目标车辆的路线，PLC控制器控制停取升降装置1将车辆抬升到停车平台总成2高度处，并指挥停车平台总成2协调整个系统一步一步完成存车。取车时：查询数据库，确定目标车辆位置(因为存/取车时，需要整个系统协调联动，所以车位是动态的，并不固定)，PLC控制器规划路线，将目标车辆移动到出入口，再通过停取升降装置1落回地面，完成取车，同时更新数据库。
实施例2
结合图1至图6、图8至图11所示，本实施例的一种道路上层环形自动存取停车系统及其控制方法，其停取升降装置1和载车板的具体结构、以及控制方法同实施例1，不同之处在于：停车平台总成2上设有两排停车位，两排停车位上均设有用于带动载车板在横向移动的横向输送机构22-2，两排停车位上的横向输送机构22-2的端部停车位上均设有用于带动载车板升降运动的升降换向模块23，升降换向模块23上具有输送方向与横向输送机构22-2的输送方向相垂直的换向输送机构23-4，升降换向模块23具有非换向和换向两个工作位置，在非换向位置上，换向输送机构23-4的输送平面低于横向输送机构22-2的输送平面，在换向位置上，相邻的两组换向输送机构23-4的输送平面上升至高于横向输送机构22-2的输送平面位置。停车时，将车辆驶入位于载车台1-2上的载车板上，停取升降装置1将车辆提升至与停车平台总成2相同高度，在停取输送机构1-7和停车平台总成2共同作用下将车辆连同载车板一起移动到停车平台总成2上，通过控制横向输送机构22-2和换向输送机构23-4沿顺时针或逆时针方向运动将车辆连同载车板输送至对应的停车位上；取车时，通过控制横向输送机构22-2和换向输送机构23-4沿顺时针或逆时针方向运动将待取车辆连同载车板一起输送至与停取升降装置1对应的转角位置，在停车平台总成2和停取输送机构1-7共同作用下将车辆连同载车板一起移动到载车台1-2上，停取升降装置1将车辆降下即完成取车。
本发明的一种道路上层环形自动存取停车系统及其控制方法，在停车结构上，利用平面移动式结构进行车辆停取，通过对车辆载车板进行平移和升降运动配合，使车辆在停车平台上能根据规划环形路线移动和交换位置，结构更加简单稳定，便于智能化控制，并且空间利用率高，车辆停取安全可靠，停取效率更高；在控制方面，利用车辆传感器检测测量信息，并通过PLC控制器控制车辆的运动来停取车辆，实现了自动化停取车，且控制更加简单方便，停取车辆动作协调稳定，工作更加高效；并且，该停车系统便于安装在道路上方，不影响下方通行，尤其适用于慢车道和小区等场合建设使用。另外，采用模块化设计，能够根据场地环境实现多种变化，便于标准化大规模生产，组装方便，制造成本低廉，实用性强，利于广泛推广；同时，能够实现车辆自动化智能停取，可实现无人值守或远程监控，停取车效率高，节约用户时间。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种道路上层环形自动存取停车系统，包括停车装置和控制系统两部分，其特征在于：
所述的停车装置包括停取升降装置（1）、停车平台总成（2）和载车板，所述的停车平台总成（2）为矩形结构，且停车平台总成（2）通过支撑架（21）架设于道路上层，所述的停车平台总成（2）的矩形侧边位置依次设有能够通过载车板承载车辆的停车位，当停车平台总成（2）上设有两排以上停车位时，所述的停车平台总成（2）相对的两条侧边位置设有用于带动载车板在横向移动的横向输送机构（22-2），停车平台总成（2）另外两条相对的侧边位置设有连接横向输送机构（22-2）的、用于带动载车板在纵向移动的转移输送机构（24-2），所述的停车平台总成（2）的四个转角位置分别设有用于带动载车板升降运动的升降换向模块（23），所述的升降换向模块（23）上具有输送方向与转移输送机构（24-2）的输送方向一致的换向输送机构（23-4），所述的转移输送机构（24-2）的输送平面高于横向输送机构（22-2）的输送平面，所述的升降换向模块（23）具有非换向和换向两个工作位置，在非换向位置上，换向输送机构（23-4）的输送平面低于横向输送机构（22-2）的输送平面，在换向位置上，换向输送机构（23-4）的输送平面上升至与转移输送机构（24-2）的输送平面相平齐；当停车平台总成（2）上设有两排停车位时，两排停车位上均设有用于带动载车板在横向移动的横向输送机构（22-2），两排停车位上的横向输送机构（22-2）的端部停车位上均设有用于带动载车板升降运动的升降换向模块（23），所述的升降换向模块（23）上具有输送方向与横向输送机构（22-2）的输送方向相垂直的换向输送机构（23-4），所述的升降换向模块（23）具有非换向和换向两个工作位置，在非换向位置上，换向输送机构（23-4）的输送平面低于横向输送机构（22-2）的输送平面，在换向位置上，相邻的两组换向输送机构（23-4）的输送平面上升至高于横向输送机构（22-2）的输送平面位置；
所述的停取升降装置（1）设于停车平台总成（2）的一个转角位置，且停取升降装置（1）具有带动载车板升降运动的载车台（1-2），所述的载车台（1-2）上具有用于将载车板连同车辆在停车平台总成（2）上转移的停取输送机构（1-7），所述的停取输送机构（1-7）的输送方向与横向输送机构（22-2）或换向输送机构（23-4）的输送方向一致；
所述的控制系统包括PLC控制器、人机交互模块、车辆传感器、升降控制模块和传送控制模块，所述的人机交互模块与PLC控制器电连接，用于向PLC控制器输入停取车信息；所述的停取升降装置（1）的载车台（1-2）和停车平台总成（2）的各个车位处均设有车辆传感器，各个车辆传感器均与PLC控制器电连接，用于检测载车台（1-2）和各个车位处是否有车辆，并将检测信号反馈给PLC控制器；所述的停取升降装置（1）的载车台（1-2）和四个升降换向模块（23）的升降驱动机构均通过升降控制模块与PLC控制器电连接，用于根据人机交互模块输入的停取车信号执行相应的升降动作；所述的载车台（1-2）上的停取输送机构（1-7）、停车平台总成（2）上的横向输送机构（22-2）和转移输送机构（24-2）、以及升降换向模块（23）上的换向输送机构（23-4）的传送驱动机构均通过传送控制模块与PLC控制器电连接，用于根据人机交互模块输入的停取车信号执行相应的车辆转移动作；
用户通过人机交互模块输入停取车信息来进行车辆自动停取，其中：
停车时，具体步骤如下：
T1、用户通过人机交互模块向控制系统输入停车指令，PLC控制器根据各个车位上的车辆传感器反馈的信息判断是否存在空车位，如果没有空车位则人机交互模块提醒用户车位已满，无法停车；如果有空车位则执行步骤T2；
T2、人机交互模块提醒用户将车辆开至停取升降装置（1）载车台（1-2）上的载车板上，并通知用户停稳车辆并离开停取升降装置（1）；
T3、载车台（1-2）上的车辆传感器将车辆停放信息反馈给PLC控制器，PLC控制器控制载车台（1-2）上升，将车辆升起到停车平台总成（2）的高度；然后PLC控制器同时控制载车台（1-2）的停取输送机构（1-7）和停车平台总成（2）上与停取升降装置（1）位置对应的横向输送机构（22-2）或换向输送机构（23-4）同向运动，将车辆连同载车板一同由载车台（1-2）上输送至停车平台总成（2）上；
T4、PLC控制器根据各个车位上的车辆传感器反馈的信息确定车辆停放位置，并控制停车平台总成（2）上的车辆沿顺时针或逆时针方向运动，将车辆连同载车板输送至对应的停车位上；
T5、在执行步骤T4的同时，PLC控制器控制停取升降装置（1）的载车台（1-2）降下，同时人机交互模块提醒用户车辆已停好；
取车时，具体步骤如下：
Q1、用户通过人机交互模块向控制系统输入取车指令，PLC控制器根据人机交互模块反馈的信息检索目标车辆在停车平台总成（2）上的位置，并且规划出车辆移动路线；
Q2、PLC控制器根据已确定的移动路线控制停车平台总成（2）上的车辆沿顺时针或逆时针方向运动，将目标车辆输送至与停取升降装置（1）位置对应的车位上；
Q3、在执行步骤Q2的同时，PLC控制器控制停取升降装置（1）的载车台（1-2）上升至与停车平台总成（2）对应的高度；然后PLC控制器同时控制载车台（1-2）的停取输送机构（1-7）和停车平台总成（2）上与停取升降装置（1）位置对应的横向输送机构（22-2）或换向输送机构（23-4）同向运动，将车辆连同载车板一同由停车平台总成（2）输送至载车台（1-2）上；
Q4、车辆在载车台（1-2）上停稳后，载车台（1-2）上的车辆传感器向PLC控制器发出信号，PLC控制器控制载车台（1-2）下降至地面；
Q5、人机交互模块提醒用户取车，当用户将车辆驶离载车台（1-2）后，完成取车。
2.根据权利要求1所述的一种道路上层环形自动存取停车系统，其特征在于：所述的停车平台总成（2）具有四个转角停车位和四个侧边停车位。
3.根据权利要求1或2所述的一种道路上层环形自动存取停车系统，其特征在于：所述的横向输送机构（22-2）集成于横向停车模块（22）上，所述的横向停车模块（22）还包括停车支架（22-1）和横向驱动电机（22-3），所述的停车支架（22-1）固定安装于支撑架（21）上，所述的横向输送机构（22-2）安装于停车支架（22-1）上，所述的横向驱动电机（22-3）通过横向传动机构（22-4）与横向输送机构（22-2）传动连接，所述的横向驱动电机（22-3）通过传送控制模块与PLC控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的一种道路上层环形自动存取停车系统，其特征在于：所述的换向输送机构（23-4）集成于升降换向模块（23）上，所述的升降换向模块（23）还包括换向支架（23-3）和换向驱动电机（23-5），所述的换向输送机构（23-4）安装于换向支架（23-3）上，所述的换向驱动电机（23-5）通过换向传动机构（23-6）与换向输送机构（23-4）传动连接，所述的换向驱动电机（23-5）通过传送控制模块与PLC控制器电连接。
5.根据权利要求4所述的一种道路上层环形自动存取停车系统，其特征在于：所述的升降换向模块（23）安装于横向停车模块（22）上，所述的换向支架（23-3）通过升降导向机构（23-2）安装于停车支架（22-1）上，所述的换向支架（23-3）与停车支架（22-1）之间设有用于带动升降换向模块（23）升降运动的升降驱动器（23-1），所述的升降驱动器（23-1）通过升降控制模块与PLC控制器电连接。
6.根据权利要求5所述的一种道路上层环形自动存取停车系统，其特征在于：所述的转移输送机构（24-2）集成于中间转移模块（24）上，所述的中间转移模块（24）还包括转移支架（24-1）和转移驱动电机（24-3），所述的转移支架（24-1）固定安装于支撑架（21）上，所述的转移输送机构（24-2）安装于转移支架（24-1）上，所述的转移驱动电机（24-3）通过转移传动机构（24-4）与转移输送机构（24-2）传动连接，所述的转移驱动电机（24-3）通过传送控制模块与PLC控制器电连接。
7.根据权利要求6所述的一种道路上层环形自动存取停车系统，其特征在于：所述的停取升降装置（1）还包括停取升降支架（1-1），所述的载车台（1-2）通过载车台导向机构（1-3）安装于停取升降支架（1-1）上，所述的停取升降支架（1-1）与载车台（1-2）之间设有用于带动载车台（1-2）升降运动的停取驱动机构；所述的停取驱动机构包括停取升降驱动器（1-4）、顶升轮（1-5）和牵引带（1-6），所述的牵引带（1-6）的一端与载车台（1-2）固定连接，牵引带（1-6）的另一端绕过设于停取升降驱动器（1-4）驱动端上的顶升轮（1-5）后与停取升降支架（1-1）相连接，所述的停取升降驱动器（1-4）通过升降控制模块与PLC控制器电连接。
8.根据权利要求7所述的一种道路上层环形自动存取停车系统，其特征在于：所述的停取输送机构（1-7）安装于载车台（1-2）上，所述的载车台（1-2）上安装有停取驱动电机（1-8），所述的停取驱动电机（1-8）通过停取传动机构（1-9）与停取输送机构（1-7）传动连接，所述的停取驱动电机（1-8）通过传送控制模块与PLC控制器电连接。
9.根据权利要求1所述的一种道路上层环形自动存取停车系统，其特征在于：步骤T4和步骤Q2中，车辆在停车平台总成（2）上转向时，PLC控制器控制升降换向模块（23）升起，将其上方的车辆连同载车板一起升起至高于横向输送机构（22-2）的高度，同时PLC控制器控制升降换向模块（23）上的换向输送机构（23-4）带动车辆连同载车板越过横向输送机构（22-2），完成车辆在停车平台总成（2）的环形停车位上换向移动。
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