CN109667452A - 纵向停放垂直循环立体机械停车场 - Google Patents

Abstract

本发明提出的纵向停放垂直循环立体机械停车场，有效地解决了现有高层立体停车场空间利用率相对较低、循环运行速度较慢、存取车时间较长、结构较复杂，造价较高等问题；其独特的原理和结构，使空间利用率得到大幅提升，相比现有技术中空间利用率最高的摩天轮式停车场，其占地38平米，高度16米，载车12台，而本发明的停车场占地25平米，高度16米，载车18台；空间利用率是其2.28倍。而且，本发明的停车场利用加速度抵消的原理，使循环运行速度大幅提升，有效缩短了存取车时间；简单的结构，使造价也比现有技术的停车场得到大幅降低。

Description

纵向停放垂直循环立体机械停车场

技术领域

本发明涉及一种纵向停放垂直循环立体机械停车场，属于机械制造及公共基础设施技术领域。

背景技术

汽车工业近年来突飞猛进的发展，使得家用小汽车的保有量迅猛增加，但同时却带来了停车难的问题，由于停车位不足，路边乱停车的现象屡禁不止，繁华地段更是一位难求。为了解决停车难的问题，人们发明了立体机械停车场，很大程度地缓解了这个矛盾。但是，现有的机械式停车场存在空间利用率低，造价高等问题。例如，目前空间利用率最高，也是业界评价最高的垂直循环升降式立体停车场(俗称摩天轮式)，占地38平方米，宽度6.4米，长度6米，高度16米，实现12个车位循环。空间利用率为： 12/(6.4/2.6) =4.875。但这种垂直循环式立体停车场，其结构相对复杂，故障率较高、安全性较差；由于宽度窄，高度高，造成其循环运行速度低，存取车时间长；复杂的结构，较多的零部件，使其造价较高（12车位系统售价高达60万，合单个车位5万元）。针对现有机械停车场存在的不足，本发明提出的多排横向停放垂直循环立体机械停车场，空间利用率得到大幅提升，其空间利用率相对摩天轮式的4.875，提升为9.36，而且造价远远低于摩天轮式，完美地解决了以上所述的现有机械停车场存在的不足。

发明内容

本发明提出的纵向停放垂直循环立体机械停车场，由矩形框架轨道，链条、链轮、载车板构成。框架轨道分为前框架轨道和后框架轨道，框架轨道由槽钢焊接而成。封闭的前后矩形框架，其槽钢的凹型内部空间内各自嵌有一根封闭的链条，整根链条为长度相同的多个链节连接而成，链节由连片和转轴组成，转轴上套有一环形套管，环形套管夹在两个连片之间，其外径大于连片宽度，在链条移动时，套管的外圆与槽钢框架轨道滚动接触，槽钢框架轨道在不同位置，其宽度是不同的。链条在不同宽度的轨道中移动时，其长度会发生变化，在狭窄的轨道中移动时，链节打开，长度变长，在宽阔的轨道中移动，链节折起，其长度会变短。在链条的链节转轴上，距离相同个链节安装一个载车板的载车轴，载车轴的两端各自安装有一个同步齿轮和一个角度锁止块，载车轴的两端分别插入前后链条的链节中，代替链节转轴。框架轨道起到支撑链条、对链条导向、控制链条长度变化以及维持载车板始终保持水平状态的作用。前后框架轨道的四个角上各自安装一个支撑链轮，共8个支撑链轮，每个支撑链轮上均安装两个同步齿轮，在载车轴经过支撑链轮时，支撑链轮上的同步齿轮与载车轴上的同步齿轮啮合，控制载车轴旋转，以实现转动过程中载车板保持水平状态。纵向安装的载车轴上装有4根横向的载车杆用于载车。4个横向载车杆分为2组，每组两个载车杆的间距正好卡住前后汽车轮胎，为了适应不同轴距的车辆，后面一组载车杆固定，前面一组载车杆可在一定范围内前后移动。

以9层18车位纵向停放垂直循环式为例，上下9层，每层2个车位；前后框架轨道的水平轨道宽度全部为窄，垂直框架轨道的上端和下端宽度窄，中间部分宽度宽，链条在宽度宽的轨道中运行时链条会自然折起，长度变短，载车间距离缩小；链条在宽度窄的轨道中运行时链条会自然伸直，长度变长，载车间距离加大。移动时，载车轴在轨道宽的地方运行速度慢，在轨道窄的地方运行速度快。这样，在链条移动的时候，相邻车位上的载车在垂直上升和垂直下降时，由于相互之间拉开了距离，不会造成相互的阻碍，所以轻松实现了载车的循环升降移动。

本发明的技术方案是这样实现的：

优选方案：一种纵向停放垂直循环立体机械停车场，特征是：框架轨道横向宽度3.3米，高度16米，前后框架轨道间距5米，载车纵向停放；循环运行速度高，存取车时间大大缩减；此种形式特别适合按时间收费的，要求存取车时间短，转换效率高的广场、商业繁华区的临时停车场，以及各种高度不受限制的场合。

本发明的有益效果为：

本发明提出的纵向停放垂直循环立体机械停车场，其构造简单、零部件少，制造成本低；控制系统简单，操作简便，安全可靠。存取车方便，时间短、效率高；适合集约化、标准化生产；较高的空间利用率、较好的场地适应性、较高的存取车效率、加上较低的售价，会使用户更容易接受这种产品。只有用户接受，机械停车场才能迅速得到普及，全社会的停车难问题才能从根本上解决。所以，该停车场的设计不仅具有极高的经济价值，而且同时可以产生极高的社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1停车场循环时序状态示意图；

附图2同步齿轮原理结构图；

附图3链条在轨道内运行示意图；

附图4载车杆载车状态示意图；

附图5链条、轨道结构示意图；

10、框架轨道；11、水平轨道；12、垂直轨道； 20、驱动链轮；21、支撑链轮；22、固定同步齿轮；23、旋转同步齿轮； 30、链条；31、链节连片、32、链节转轴；33、转轴套管； 40、载车板；41、载车轴；42、载车轴同步齿轮；43、载车轴角度锁止块；45、载车杆；46、载车杆圆锥滑轮；47、载车杆端部连板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

框架10由16#槽钢和8#槽钢加工焊接而成，上下水平轨道11由8#槽钢加工，长度为6000mm，内部宽度为51mm，垂直轨道由16#槽钢加工，垂直轨道上部和下部各1200mm轨道宽度为51mm，中心部分轨道内部宽度为146mm；垂直轨道12长度为16000mm，窄轨道和宽轨道交接处，以斜面圆滑过渡；链条在轨道内运行时，如果是从窄轨道进入宽轨道，窄轨道内的伸直链节推动宽轨道内的折起链节，待伸直的链节进入到宽轨道内时，由于失去轨道的束缚，伸直的链节自然折起；如果是从宽轨道进入窄轨道，折起的链节由于受到轨道交接处斜面的压迫，自然伸直，伸直后进入窄轨道；轨道内嵌入的链条长度为576节，相邻载车之间间隔32节链条；水平轨道内伸直的链节为30节，垂直轨道上部和下部伸直的链节为16节，中间折起状态的链节各为222节，折起后的两节链条长度为110mm。

链节转轴32的直径为30mm，长度为28mm，转轴套管33的外径50mm，内径30mm，厚度15mm。链节连片31的厚度3mm，宽度40mm，孔距100mm。链条30每间隔60个链节，由载车轴41替换链节转轴32，将两条1080节链节组成的链条30，分别镶入前后两个框架轨道10中，框架轨道10的8个角，分别安装一个支撑链轮21，支撑链轮21直径263mm，齿数为8个，所有8个支撑链轮21的中心轴均为固定轴，固定的中心轴上安装一个固定同步齿轮21，固定同步齿轮21直径84mm，模数2、齿数42，但其只有1/4圆弧上有齿，其余3/4圆弧上将轮齿削掉，所剩的10齿中，位于两侧的两个齿齿高也被削低，目的是保证旋转同步齿轮22只在固定同步齿轮21和旋转同步齿轮22及载车轴同步齿轮42的中心三点成一线时与固定同步齿轮21的轮齿啮合，其余角度范围脱离啮合，载车轴同步齿轮42也是直径84mm，模数2、齿数42；旋转同步同步齿轮22直径48mm，模数2，齿数24齿，旋转同步齿轮22在链条上的载车轴同步齿轮42经过时，正好与载车轴同步齿轮42啮合；旋转同步齿轮22与载车轴同步齿轮42啮合时，由于固定同步齿轮21是固定的，与其啮合的旋转同步齿轮22，一方面在链轮的顺时针旋转带动下围绕固定同步齿轮21公转，同时，也绕自身旋转轴顺时针自转，而与旋转同步齿轮22啮合的载车轴同步齿轮42则逆时针旋转，由于载车轴同步齿轮42与固定同步齿轮模数，齿数相同，所以链轮顺时针旋转90度时，载车轴同步齿轮42也相应逆时针旋转90度。由于相邻载车之间链节数量为32节，相邻载车轴同步齿轮42间隔32个链节，链轮齿数为8，所以，支撑链轮上的旋转同步齿轮22，在与前一个载车轴同步齿轮啮合结束后，在支撑链轮转动4圈后，将与下一个载车轴同步齿轮42啮合。支撑链轮顺时针旋转90度，同时载车轴逆时针旋转90度，确保了载车板40角度始终保持不变，载车轴41上安装有载车轴角度锁止块43，载车轴角度锁止块43，为边长44mm，厚度20mm的正方形铁块，其中心有直径30mm的圆孔，固定套装在载车轴41上；正方形铁块的4个边，每个边的平面上均钻有2个半球型凹坑，凹坑内嵌有直径6mm的滚珠，滚珠由钻有圆孔的压板固定，透过压板的圆孔与框架轨道滚动接触；载车轴角度锁止块43在载车轴同步齿轮42与旋转同步齿轮22脱离啮合时，因锁止块在链轮和同步齿轮旋转时，其上下边始终处于水平状态，所以，在载车轴同步齿轮与旋转同步齿轮尚未脱离啮合前，其上边已经与框架轨道10接触，从而保证始终锁定载车轴41的角度，使载车板40始终保持水平状态。

载车轴41为长度8000mm，直径50mm，壁厚10mm的钢管，钢管的两端插装有2根直径30mm的圆柱轴，圆柱轴固定套装载车轴同步齿轮后插装在链节的轴孔中；载车轴41的一端距端头250mm处开有一个直径30mm的圆孔，相隔500mm开有一个同样的圆孔，2个圆孔中插装2根长度1900mm直径30mm的后载车杆45，载车轴的另一端以距端头850mm处为中心开有一个宽度为30mm长度为1000mm长孔，长孔内穿过2根长度为1900mm，直径30mm，间距500mm的前载车杆45，前后载车杆中，位于轮胎后部的载车杆，两端的端头处安装有2个圆锥滑轮46，圆锥滑轮46在载车进入时，起到导正轮胎，避免载车偏离中心的作用；前后载车杆45的端头在圆锥滑轮46的外侧以连片47连接。下部水平框架轨道的高度，以载车轮胎嵌入载车杆后，轮胎与地面脱离接触为准。在存车时，车辆前行，如果是前轮驱动，对于轴距短的车辆，在后轮嵌入固定载车杆45时，汽车前轮尚未嵌入前载车杆45，此时，旋转的车轮会推动前载车杆45向前滑动，滑至顶点时，车轮会滚过接触的载车杆45，然后向后推，载车杆45会向后移动，直至车轮嵌入两根载车杆45之间，完成存车程序，对于轴距大的车辆，在后轮尚未嵌入固定载车杆时，汽车前轮会推动前载车杆45前移，直至后轮嵌入两根固定载车杆45之间，前轮滚过接触的载车杆45，嵌入2个前载车杆45之间，完成存车程序。取车时，如果是前轮驱动，此时后轮不动，前轮会在旋转时滚过前面的载车杆45，并将载车杆45向后推，同时前轮接触地面正常出库。

现有技术的垂直循环升降式立体机械停车场，因塔架高度较高，载车在循环移动时，水平运动转垂直运动，或者垂直运行转水平运行时，会在水平方向上产生很大的正负加速度，根据牛顿第二定律，F=ma；这个加速度会产生很大的水平惯性力；这个惯性力乘以停车场塔架高度就是塔架所受到的倾转力矩，由于这个倾转力矩的存在，为了避免塔架被倾倒，现有技术的垂直循环升降式立体机械停车场的运行速度很低，16米高处的载车，循环运行至地面的时间是180秒，这个速度足以让人烦躁不安。为了解决这个问题，本发明的多排横向停放垂直循环立体机械停车场，其水平框架轨道的长度为N-2个链节长度；N为相邻载车之间的链节数量，支撑链轮齿数为8齿；在载车轴循环移动至上部左侧支撑链轮9点钟位置时，相邻载车轴正好位于上部右侧支撑链轮的12点钟位置；载车轴循环移动至上部左侧支撑链轮12点钟位置时，相邻载车轴正好位于上部右侧支撑链轮的3点钟位置；此时，如果载车右行，左侧载车轴运行线速度的水平分量从零开始增大，右侧载车轴运行线速度的水平分量从开始减小到零；其加速度一个为正，一个为负；所以其惯性力相互抵消；避免了在极高的高度上惯性力造成的倾转力矩将塔架倾倒的事故发生，可以有效提高载车循环运行速度，降低存取车时间，提高存取车效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种纵向停放垂直循环立体机械停车场，包括：前框架轨道，后框架轨道、驱动链轮、支撑链轮、链条、载车板；其特征在于：停车场为多层结构，载车纵向停放；占用空间：横向宽度为2个停车位宽度，纵向宽度略大于一个车长，高度随层数变化，每层高度1.76米；其适合广场，场院等高度不受限制的场合安装；所述框架轨道，分为水平轨道和垂直轨道，水平轨道和垂直轨道在相交处断开，断开点位于支撑链轮垂直中心线和水平中心线处，断开后的水平和垂直轨道通过连板连接，连板上安装支撑链轮；轨道截面为槽型，槽型的内部宽度，水平轨道的全部和垂直轨道的上下两端部分较窄，垂直轨道中间部分较宽；封闭的前后矩形框架轨道的槽型内部空间内各自嵌有一根封闭的链条，链条由节距相同的多个链节连接而成，在链条的链节上，间隔相同数量的链节安装一个载车板的载车轴，载车轴的两端分别插入前后框架轨道内对应的链节轴孔中，代替链节转轴；链条带动载车板在框架轨道内循环左右移动时，由于轨道的宽度不同，链条在较宽的轨道内移动时，链节折起，在宽度较窄的轨道内移动时，链节伸直；通过链节的折起和伸直，来改变链条的长度，从而改变相邻载车轴之间的距离；载车由水平移动转垂直移动或者由垂直移动转水平移动时，相邻载车轴之间间距加大，转向完成后间距变小；载车轴之间间距的加大，使得载车转向时相互不发生妨碍，转向完成后间距变小以节省空间；链条由驱动链轮驱动，驱动链轮有2个，由一根驱动轴相连，安装于前后框架轨道的水平轨道中心位置的地面下，在水平框架轨道的下面与链条啮合，由电动机带动减速机驱动；支撑链轮共有8个，分别安装于前后框架轨道的8个角上；每个支撑链轮上均安装有一个旋转同步齿轮和一个固定同步齿轮，固定同步齿轮与支撑链轮同轴，旋转同步齿轮绕固定同步齿轮旋转；载车轴上也安装有一个载车轴同步齿轮；固定同步齿轮与载车轴同步齿轮模数和齿数相同，但是固定同步齿轮只有略小于1/4的圆周上有轮齿，其与框架轨道固定安装，不旋转；在载车轴上的载车轴同步齿轮经过支撑链轮时，支撑链轮上的旋转同步齿轮同时与固定同步齿轮和载车轴同步齿轮啮合，通过齿轮的配合，实现支撑链轮旋转90度，载车轴同步齿轮反向旋转90度，从而保证了载车转向过程中载车板始终保持水平状态；载车板在非转向时，其水平状态的保证是由载车轴上的角度锁止块与框架轨道的配合来实现的，载车轴在转向时，其同步齿轮与支撑链轮上的旋转同步齿轮啮合，保证载车板保持水平，载车轴同步齿轮脱离旋转同步齿轮之前，其轴上固定安装的正方形角度锁止块的一个平面，已经与框架轨道的支撑平面接触，并沿框架轨道支撑平面直线移动，移动时载车轴保持水平状态无法旋转。

2.根据权利要求1所述的纵向停放垂直循环立体机械停车场，其特征在于：所述载车板40，由载车轴和载车杆组成；载车轴为圆形钢管，钢管两端内孔中插有两根圆柱轴，圆柱轴上装有同步齿轮，轴端插入链节轴孔内；其管壁上钻有2个圆孔和1个长孔，孔内插装有载车杆，载车杆用于载车；载车杆也为圆形钢管， 4个载车杆分为2组，每组两个载车杆的间距正好卡住汽车轮胎，每组两根载车杆中，位于轮胎后部的载车杆端部装有一个圆锥滑轮，该圆锥滑轮起到导向和限制载车不偏离载车杆中心的作用，两根载车杆端部以连板封闭；为了适应不同轴距的车辆，后面一组插入圆孔内的载车杆与载车轴固定，前面一组插入长孔内的载车杆可在一定范围内沿载车轴前后移动；载车杆在插入载车轴的圆孔两端，各自开有一个圆孔，圆孔内插有钢销，以防止载车杆串动。

3.根据权利要求1所述的角度锁止块，其特征在于：角度锁止块为中心有圆孔的正方形块状，圆孔固定套装在载车轴的端部；正方形的4条边，设有半圆形凹坑，凹坑内嵌有滚珠，滚珠由压板固定，压板上开有圆孔，滚珠透过圆孔与框架轨道滚动接触。

4.根据权利要求1所述的多排横向停车垂直循环立体机械停车场，其特征在于：其水平框架轨道的长度为N-2个链节长度；N为相邻载车之间的链节数量，支撑链轮齿数为8齿；在载车轴循环移动至上部左侧支撑链轮9点钟位置时，相邻载车轴正好位于上部右侧支撑链轮的12点钟位置；此时，如果载车右行，左侧载车轴运行线速度的水平分量从零开始增大，右侧载车轴运行线速度的水平分量减小至零；其加速度一个为正，一个为负；所以其惯性力相互抵消；避免了在极高的高度上惯性力造成的旋转力矩将塔架倾倒的事故发生，可以有效提高载车循环运行速度，降低存取车时间，提高存取车效率。