CN110145143A - 一种安全环保的立体智能车库 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种安全环保的立体智能车库，对车库的框架、结构和技术指标进行了详细具体的研发设计，为智能车库高效、节能、稳定的运行提供可靠的保证，充分考虑电动汽车的停车充电需求，针对性的设计了利用电动汽车闲置停放时间进行充电的装置，创造性的利用车库顶层受光表面建设太阳能发电系统，将电能供给车库的运行和车库充电装置，不仅利用车库停车时间解决了电动汽车的充电问题，同时利用车库顶部空间的太阳能发电装置与外接电源互补，共同为车库的运行和车库充电装置供电。车库运行机制科学合理，车库规模可大可小，运转逻辑清晰高效，存取车效率高，充电费用和停车费用合并计算，停车管理和收费实现自动化和智能化。

Description

一种安全环保的立体智能车库
技术领域
本发明涉及一种立体智能车库，特别涉及一种安全环保的立体智能车库，属于智能车库设备技术领域。
背景技术
随着城市化和工业化的发展，汽车保有量迅速增长，大量的汽车在城市中无处停放，乱停车和停车难问题市交通治理中的大难题，导致许多城市交通拥堵混乱，存在非常严重的安全隐患，车主为了寻找停车位经常浪费大量的时间，是一种非常不好的体验，带来的是一系列的社会问题。停车场地资源的严重匮乏日益严重，在短时期内无法彻底根治的情况之下，公认的一种较好办法是建造立体车库，使用立体空间，减少存车的占地面积，立体车库的出现和应用可以有效解决城市繁华地带的停车难问题。
目前，立体车库有多种类型，但有的车库对现场场地条件要求高；有的车库结构复杂，故障率很高且修复故障困难，一旦车库损坏，将会长时间的停止工作，影响车主对车辆的正常使用；有的车库存取车时间较长，实用性差；有的车库停车数量少，存取效率低，使用成本高；有的车库的结构及控制系统特别复杂，操作极为困难，需要系统的学习后才能使用，故障率高，且维修不方便。
综合来看，现有技术的立体车库主要存在以下几点缺陷：一是车库的框架、结构和技术指标设计不科学不合理，车库的建设成本高，对现场场地条件要求高，车库存取车时间较长，实用性差，车库停车数量少，存取效率低，结构及控制系统特别复杂，操作极为困难，需要系统的学习后才能使用，故障率高，且维修不方便，一旦车库损坏，将会长时间的停止工作，影响车主对车辆的正常使用，容易出现过载问题，甚至倾斜和侧翻，车库的效率低、耗能高、可靠性差、操作复杂；二是没有设置安全保障机构防止载车承重板及停放车辆坠落，无法检测准备停放的车辆是否超过设定重量，载车承重板升降和横移运动是否到位，车辆是否停放在库内指定区域，车库运行的安全性和可靠性差；三是没有考虑电动汽车的停车充电需求，没有设计利用电动汽车在智能车库中的闲置停放时间进行充电的装置，没有利用车库停车时间解决电动汽车的充电问题；四是没有建设新能源充电式车库，没有充分利用车库顶层上部的大量闲置空间，没有解决电动汽车用户面临的停车难和充电难问题，不能实现电动汽车停车和充电双功能；五是车库运行机制落后、运转逻辑低效，车库运转智能程度低，人机交互不友好，车库的操作难学难懂，工作流程不是分步模块化设计，程序调试和检修困难，车库的存取车效率低，停车管理和收费自动化和智能化程度很低，立体车库的实用性很差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供的一种安全环保的立体智能车库，对车库的框架、结构和技术指标进行了详细具体的研发设计，为智能车库高效、节能、稳定的运行提供可靠的保证，减少了车库的建设成本，框架简单灵活，车库后期扩展时在横向和纵向上的车位扩展增加都十分方便。安全保障机构和库内检测装置分别从车库的机械运行、车辆的停放等不同的方面对车库的运行安全进行监测和保护，提升了车库运行的安全性和可靠性。充分考虑电动汽车的停车充电需求，针对性的设计了利用电动汽车在智能车库中的闲置停放时间进行充电的装置。创造性的利用车库顶层受光表面建设太阳能发电系统，将电能供给车库的运行和车库充电装置，实现了一举两得、经济实惠、清洁环保、独具匠心的创新设计，不仅利用车库停车时间解决了电动汽车的充电问题，同时巧妙利用了车库顶部的闲置空间，设计了太阳能发电装置，与外接电源互补，共同为车库的运行和车库充电装置供电。车库运行机制科学合理、软件层次设计明了、程序设计详细实用，功能模块完整清楚、车库运转智能流畅、人机交互友好易学、硬软件设计灵活可变，可移植性强，车库规模可大可小，对建造厂地的适应性较强，运转逻辑清晰高效，车库的存取车效率高，充电费用和停车费用合并计算，停车管理和收费实现自动化和智能化。
为达到以上技术效果，本发明所采用的技术方案如下：
一种安全环保的立体智能车库，其特征在于：包括车库承重框架结构、横向移动机构、升降移动机构、安全保障机构、库内检测装置、车库控制单元、新能源车库充电装置，车库承重框架结构包括外部钢承重结构、内部横纵梁、车位框架梁、载车承重板，横向移动机构包括横移动力电机、横移滑动导轨、横移主动轮、横移从动轮，升降移动机构包括升降动力电机、升降变频机、升降传动装置、钢绳曳引装置，库内检测装置包括车重传感器、行程确认触发器、停放位置确认器，车库控制单元包括车库运行工控机、安全管控装置、可扩展I/O端口、遥控器、触摸显示屏、收费管理工作站，新能源车库充电装置包括太阳能发电装置和电动汽车车库充电装置，太阳能发电装置设置在车库的顶层上端，电动汽车车库充电装置设置在若干个车库停车位上。
一种安全环保的立体智能车库，进一步的，车库承重框架结构采用钢承重结构作为主体框架，包括钢板、槽钢、H型钢，立体智能车库设置为M层N列，共M*(N-1)+1个停车位，智能车库设置M*(N-1)+1块载车承重板，最上层设置N块载车承重板，除最上层外其它各层每层设置N-1块载车承重板，载车承重板采用钢板，载车承重板的上表面设置有波浪形防滑凸起。
一种安全环保的立体智能车库，进一步的，除最上层停车位外的其它车位的载车承重板均设置有横向移动机构，最底层的横向移动机构与中间车库层的横向移动机构不同，最底层横向移动机构的横移动力电机、横移主动轮、横移从动轮均安装在载车承重板上，横移动力电机驱动横移主动轮旋转，横移主动轮带动横移从动轮旋转带动载车承重板左右横移，中间车库层的每个停车位都设置有承重板支撑架，支撑固定载车承重板，中间车库层横向移动机构的横移动力电机、横移主动轮、横移从动轮安装在悬挂载车承重板的承重板支撑架上，横移滑动导轨安装在内部横纵梁的横梁上，横移动力电机驱动横移主动轮旋转，横移主动轮带动横移从动轮旋转，带动承重板支撑架和载车承重板共同左右横向移动，横移动力电机的功率设置为240W。
一种安全环保的立体智能车库，进一步的，升降动力电机的功率设置为3KW，车库控制单元与升降变频机之间通过USS通信协议建立通信，对升降动力电机进行变频调速；
升降变频机改变供电电压频率从而改变升降动力电机的速度实现无级调速，载车承重板开始运行时，升降变频机输出低频电压，升降动力电低速启动，升降变频机不断增加供电电压频率，升降动力电机的转速升高，到达最高转速时升降变频机维持输出恒定频率的电压，升降动力电机恒定转速运行，载车承重板保持设定速度运行，当载车承重板需要减速运行时，升降变频机降低输出电压的频率，升降动力电机转速降低，载车承重板升降速度降低，载车承重板运行至目标位置时，升降动力电机制动器制动，升降动力电机断电，载车承重板准确的停在目标位；
升降变频机采用通用型变频器，升降变频机包括整流单元、控制单元、逆变单元，整流单元将外部电网50Hz交流电整流成为直流电，然后经过滤波电路将直流电传送给逆变单元，逆变单元采用IGBT桥式电路，直流电经逆变单元后，逆变为不同频率的交流电，供升降动力电机使用；
升降动力电机速度控制采用闭环控制，采用旋转编码器测量升降动力电机的转速，旋转编码器连接在升降动力电机轴上，实时测得升降动力电机转速，旋转编码器将转速转换为脉冲信号传送给车库控制单元，车库控制单元将升降动力电机的实时转速与预先设定的速度曲线速度进行对比，车库控制单元将信号发送给升降变频机，升降变频机改变频率对升降动力电机速度进行调速实现闭环控制。
一种安全环保的立体智能车库，进一步的，升降移动机构带动载车承重板和停放车辆升降运动选择钢绳曳引，载车承重板的四个角上分别连接有四条钢绳，四条钢绳同轴连接，钢绳轴通过升降传动装置与升降动力电机相连接；
升降移动机构根据载车承重板位置的不同分为两种，第一种是最上层车位载车承重板的升降移动机构，第二种为中间车库层载车承重板的升降移动机构，最上层载车承重板直接悬挂于内部横纵梁的横梁上，不额外安装承重板支撑架，最上层载车承重板的升降动力电机安装在内部横纵梁上，升降动力电机通过牵引钢绳起完成载车承重板的升降运动，中间车库层载车承重板悬挂在承重板支撑架上，中间车库层的升降动力电机和横移动力电机分别安装在承重板支撑架上，承重板支撑架横向移动时，升降动力电机一起移动，升降动力电机通过升降传动装置牵引钢绳，升降动力电机的正转和反转控制载车承重板的升降。
一种安全环保的立体智能车库，进一步的，安全保障机构包括硅钢电磁铁、移动挂钩、固定挂环，移动挂钩与固定挂环匹配，硅钢电磁铁带动移动挂钩移动，固定挂环设置在载车承重板上，当载车承重板运动到指定位置后，硅钢电磁铁通电为移动挂钩提供运动动力，挂钩移动并挂到与载车承重板连接的固定挂环上，安全保障机构设置在最上层和中间车库层载车承重板的上方，硅钢电磁铁与移动挂钩的安装位置对于中间车库层和最上层不同，中间车库层的硅钢电磁铁和移动挂钩安装在每个载车承重板的承重板支撑架上，最上层车库的硅钢电磁铁和移动挂钩安装在内部横纵梁的横梁上。
一种安全环保的立体智能车库，进一步的，车重传感器为设置在每个停车位下方的压力传感器，车重传感器通过导线与车库控制单元相连接，当车辆停放到载车承重板后，车重传感器检测准备停放的车辆是否超过设定重量，如果车辆不超重，则车库控制单元传送允许车辆停放的信号，如果检测车辆超重，车库控制单元传送不允许车辆停放的信号，超重报警器报警；
行程确认触发器分为动触发头和静触发头，通过动触发头移动碰触到静触发头来实现接通或者断开电路，检测载车承重板升降和横移运动是否到位，行程确认触发器通过导线与车库控制单元相连接，静触发头安装在内部横纵梁的横梁上，动触发头安装在载车承重板上，载车承重板上的动触发头碰触到目标车位内部横纵梁的横梁上的静触头为载车承重板升降横移到位，行程确认触发器接通电路，向车库控制单元发送载车承重板到达目标车位的信号；
停放位置确认器为光电触发器，每个停车位上均设置有停放位置确认器，停放位置确认器包括光发生器和光接收器，停放位置确认器安装在载车承重板的前后两侧，当车辆停放位置过于靠前或者靠后时，光接收器接收不到光发生器的光线，车辆停放位置超出边界，停放位置确认器将检测信号传送到车库控制单元，车库控制单元控制边界报警器报警。
一种安全环保的立体智能车库，进一步的，太阳能光伏板设置在车库顶层的上表面，太阳能光伏板采用先串联再并联的连接方式，组成光伏板阵列，DC-DC变换器检测主回路中的直流电压与输出电流，储能电池存储和输出太阳能发电装置的发电电能，BMS电池管理单元检测和控制储能电池的电量，DC/AC变换器为逆变器，双电源自切换开关将负载电路从当前电源自动换接至备用电源，为负荷连续可靠供电，当光照充足发电超过负载时，由太阳能发电装置供电，多余电能储存到储能电池中，当光照不足或阴雨天太阳能发电低于负载时，双电源自切换开关通过电压监测，控制对光伏回路的欠压或失压情况实施电源切换，切换至外界市电供电，同时为储能电池充电。
一种安全环保的立体智能车库，进一步的，充电操作平台包括充电触摸屏、充电微控制器、充电计费器、充电通讯单元，充电操作平台通过导线与车库控制单元，充电触摸屏的显示内容包括充电车位编号、计费标准、充电流程、充电费用、系统工作状态和联网存取车信息，输入输出配电装置包括总输电开关、防雷击器、充电输出保险、输出接线端子，充电配电装置包括漏电保护开关、电能表、接触器，充电控制单元控制电动汽车车库充电装置自动按照流程首先完成恒流限压充电，然后是恒压充电，最后停止充电；
电动汽车车库充电装置采用交流慢充为主，兼顾直流快充的充电方式，交流枪的额定电压为220V±15％，交流枪的额定电流为32A，直流枪的输入电压为380V±15％，直流枪的输出电压为200V至500V，频率为50Hz，绝缘电阻＞10MΩ，稳压精度为±0.5％，稳流精度为±1％，漏电流≤3.5mA。
一种安全环保的立体智能车库，进一步的，安全管控装置包括急停控制器、火警报警器、监控摄像头，急停控制器与车库运行工控机相连接，急停控制器控制车库立即停止运行并保持当前状态停止工作，火警报警器设置在每个停车位的上方，监控摄像头根据需要设置，记录智能车库的运行视频，遥控器对智能车库进行无线简易控制，遥控器通过无线信号与车库运行工控机相连接，触摸显示屏同时作为车库控制单元的输入和输出设备，收费管理工作站包括运维计算机、视频监控器、车牌识别器、自动闸机、电子收款设备、语音播报器、LED显示屏，运维计算机是控制车库运行、记录车辆停车和充电收费、监控车库实时状态的计算机终端，运维计算机与车库运行工控机通信，采用Modbus通信协议，存储车库的各项数据，监控车库的实时状态，计算剩余车位数量。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明提供的一种安全环保的立体智能车库，对智能车库的框架、结构和技术指标进行了详细具体的研发设计。车库承重框架结构上用钢承重结构作为主体框架节约了车库主体的搭建时间，减少了车库的建设成本，框架简单灵活，车库后期扩展时在横向和纵向上的车位扩展增加都十分方便，载车承重板上表面设置波浪形防滑凸起防止车辆滑动，避免在载车承重板上的车辆发生滑动。横向移动机构结构明晰实用，横移动力电机的功率设置准确可靠。升降移动机构上，升降动力电机机械性能和可靠性实用性好，不会出现过载问题，较高的稳定性对于智能车库的安全稳定运行十分重要，升降动力电机速度闭环控制，采用升降变频机实现无级调速，升降速度曲线优化平滑，减小升降动力电机由于大转矩的负载启动造成的过大冲击电流，保护升降动力电机，钢绳皮实耐用，钢绳曳引装置不受环境制约且成本较低，钢绳以相同速度上升和下降，防止倾斜和侧翻。车库的车库承重框架结构、横向移动机构、升降移动机构等重要基础运行构件都进行了创新使用的技术研发，为智能车库高效、节能、稳定的运行提供可靠的保证。
2.本发明提供的一种安全环保的立体智能车库，设置安全保障机构防止载车承重板及停放车辆坠落，防止发生安全事故造成人员和财产损失，安全保障机构结构简单明晰、成本较低、安全性能高，保障了车库的运行安全。库内检测装置的车重传感器检测准备停放的车辆是否超过设定重量，行程确认触发器检测载车承重板升降和横移运动是否到位，停放位置确认器检测车辆是否停放在库内指定区域，确保停放在规定、准确、安全的停车边界内。安全保障机构和库内检测装置分别从车库的机械运行、车辆的停放等不同的方面对车库的运行安全进行监测和保护，进一步提升了智能车库运行的安全性和可靠性。
3.本发明提供的一种安全环保的立体智能车库，充分考虑电动汽车的停车充电需求，针对性的设计了利用电动汽车在智能车库中的闲置停放时间进行充电的装置。充分考虑到一方面太阳能是非常理想的可再生能源，具有储量无限、清洁经济、存在普遍等诸多优点，另一方面以新能源电动汽车替代传统燃油汽车是汽车产业未来的发展趋势。而智能车库的占地面积较大，车库的顶层上部有大量可利用的平坦区域非常适合太阳能发电装置的布设，创造性的利用车库顶层受光表面建设太阳能发电系统，将电能供给车库的运行和车库充电装置，实现了一举两得、经济实惠、清洁环保、独具匠心的创新设计，不仅利用车库停车时间解决了电动汽车的充电问题，同时巧妙利用了车库顶部的闲置空间，设计了太阳能发电装置，与外接电源互补，共同为车库的运行和车库充电装置供电。
4.本发明提供的一种安全环保的立体智能车库，依托智能车库停车资源，建设新能源充电式车库，同时很好的解决电动汽车用户面临的停车难和充电难问题。具有很好的社会效益，有效解决了城市密集区土地资源稀缺，无法大量加速建设电动汽车充电站的问题，为城市电动汽车充电提供了可靠高效的解决方案，能有效促进交通能源多元化和交通工具的升级换代，充电电能优先使用车库顶部太阳能发电装置利用太阳能所发的电能，助力低碳绿色出行，实现节能减排。具有很好的经济效益，太阳能发电成本较低，能实现了电动汽车停车和充电双功能，相比于传统充电模式，大大降低了电动汽车的充电成本。
5.本发明提供的一种安全环保的立体智能车库，运行机制科学合理、软件层次设计明了、程序设计详细实用，功能模块完整清楚、运转逻辑清晰高效，车库运转智能流畅，人机交互友好易学，车库的操作便捷，为车库管理人员和车库提供可视化操作，提高车库操作的安全性。工作流程分步模块化设计，能对车库的升降横移各步运行进行分解，便于程序调试和检修。智能车库硬软件设计灵活可变，可移植性强，车库规模可大可小，对建造厂地的适应性较强，逻辑程序设计好，车库的存取车效率高，充电费用和停车费用合并计算，停车管理和收费实现自动化和智能化。
附图说明
图1是本发明提供的一种安全环保的立体智能车库的结构示意图。
图2是本发明提供的单个停车位的结构示意图。
图3是本发明的一种安全环保的立体智能车库的组成结构图。
图4是本发明的新能源车库充电装置的组成结构图。
图5是本发明的立体智能车库的车库运行程序结构示意图。
附图标记说明：1-车库承重框架结构，2-横向移动机构，3-升降移动机构，4-安全保障机构，5-库内检测装置，6-车库控制单元，7-太阳能发电装置，8-电动汽车车库充电装置，11-载车承重板，21-横移滑动导轨，61-车库运行工控机，62-遥控器，63-触摸显示屏，64-收费管理工作站，71-太阳能光伏板，72-DC-DC变换器，73-储能电池，74-DC/AC变换器，75-双电源自切换开关，81-充电操作平台，82-输入输出配电装置，83-充电配电装置，84-交流枪、85-直流枪。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明提供的一种安全环保的立体智能车库的技术方案进行进一步的描述，使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施。
参见图1至图5，一种安全环保的立体智能车库，包括车库承重框架结构1、横向移动机构2、升降移动机构3、安全保障机构4、库内检测装置5、车库控制单元6、新能源车库充电装置。
本发明的立体智能车库设置为M层N列，共有M*(N-1)+1个车位，车库全部设置在地面以上，停车位尺寸为长5.4米至5.7米、宽2.3米至2.6米、高2米至2.2米，停车位最大车辆承重重量2吨至2.2吨。
一、车库承重框架结构
车库承重框架结构1包括外部钢承重结构、内部横纵梁、车位框架梁、载车承重板11，钢承重结构选择需重点考虑车库停车满载时的承重情况，选取合适的钢结构材质，对车库的整体安全性有着重要影响。
车库承重框架结构1采用钢承重结构作为主体框架，以钢板、槽钢、H型钢为主，用钢承重结构作为主体框架节约了车库主体的搭建时间，减少了车库的建设成本，由于钢承重结构框架简单灵活，车库后期扩展时在横向和纵向上的车位扩展增加都十分方便。
立体智能车库设置为M层N列，共M*(N-1)+1个车位库型，智能车库需要M*(N-1)+1块载车承重板11，最上层设置N块载车承重板11，除最上层外其它各层每层设置N-1块载车承重板11。载车承重板11的是车辆停放载体，同时是车位横移和升降的运动载体，由于停放车辆重量大，且载车承重板11为横移和升降运动主体，载车承重板11采用刚性强且质量较轻的钢板，载车承重板11的上表面设置有波浪形防滑凸起，波浪形防滑凸起防止车辆滑动，能将车辆固定在载车承重板11上，避免在载车承重板11上的车辆发生滑动。
二、横向移动机构
横向移动机构2包括横移动力电机、横移滑动导轨21、横移主动轮、横移从动轮。
横向移动机构2将除最上层以外的载车承重板11和载车承重板11上停放的车辆进行左右横向移动。
智能车库最上层车位的载车承重板11不设置横向移动机构2，除最上层外的其它车位的载车承重板11均设置有横向移动机构2。
智能车库的中间车库层为除去车库最顶层和最底层外的其它层，中间车库层的载车承重板11需要升降移动，因此最底层的横向移动机构2与中间车库层的横向移动机构2不同，最底层横向移动机构2的横移动力电机、横移主动轮、横移从动轮均安装在载车承重板11上，横移动力电机驱动横移主动轮旋转，横移主动轮带动横移从动轮旋转带动载车承重板11左右横移；中间车库层的每个停车位都设置有承重板支撑架，支撑固定载车承重板11，中间车库层横向移动机构2的横移动力电机、横移主动轮、横移从动轮安装在悬挂载车承重板11的承重板支撑架上，横移滑动导轨21安装在内部横纵梁的横梁上，横移动力电机驱动横移主动轮旋转，横移主动轮带动横移从动轮旋转，带动承重板支撑架和载车承重板11共同左右横向移动。
1.横移动力电机
横移动力电机将载车承重板11及停放车辆进行同层停车位之间的横向移动，横移动力电机安装在载车承重板11上，载车承重板11每横移一个车位的距离按照2.5米设置，横向移动速度按照v2＝0.18m/s计算，停车位最大车辆承重重量按照2.1吨，载车承重板11的重量按照0.3吨，则载车承重板11和车辆允许最大重量之和m2＝2400kg，g为重力加速度，横移工作时的负载力主要是载车承重板11的导轨和滑轮之间产生的摩擦力，经过实际反复测试，取摩擦系数μ＝0.054。
f2＝m2g×μ＝2.4×104×0.054＝1296(N)
p2＝f2×v2＝1296×0.18＝233.28W
因此横移动力电机的功率设置应该略大于233.28W，综合考虑，横移动力电机的功率设置为240W。
三、升降移动机构
升降移动机构3包括升降动力电机、升降变频机、升降传动装置、钢绳曳引装置。
1.升降动力电机
升降动力电机为载车承重板11和车辆升降提供动力，功率要求较大、稳定性要求较高，对于智能车库的安全稳定运行十分重要。升降动力电机的负载特性完全覆盖车库升降所需的最大负载，保证升降动力电机的正常运行，不会出现过载问题。在考虑机械性能和可靠性的同时，还应满足实用性和成本低的要求。根据智能车库技术指标，停车位尺寸按照高2米，对升降动力电机的功率进行计算，车库载车承重板11每上升一层需要的时间为16秒，其速度计算公式为：
停车位最大车辆承重重量按照2.1吨，载车承重板11的重量按照0.3吨，则载车承重板11和车辆允许最大重量之和m1＝2400kg，g为重力加速度，由于升降动力电机在启动时载车承重板11的加速度所需要的负载扭矩与在载车承重板11匀速上升时所需要的负载扭矩相差很小，故忽略加速度所需要扭矩增加的情况。
P1＝m1g×v1＝2.4×104×0.125＝3(kw)
因此升降动力电机的功率设置为3KW，车库控制单元6与升降变频机之间通过USS通信协议建立通信，对升降动力电机进行变频调速。
2.升降变频机
升降动力电机的负载转矩较大，运行距离相对较长，需要采用变频控制调速，横移动力电机负载转矩较小且运行距离较短，不采用变频控制调速。升降动力电机采用变频调速实现无级调速，载车承重板11升降速度曲线优化平滑，减小升降动力电机由于大转矩的负载启动造成的过大冲击电流，保护升降动力电机。
升降变频机改变供电电压频率从而改变升降动力电机的速度，实现无级调速。载车承重板11开始运行时，升降变频机输出低频电压，升降动力电低速启动，减少升降动力电启动时过大冲击电流，升降变频机不断增加供电电压频率，升降动力电机的转速升高，到达最高转速时升降变频机维持输出恒定频率的电压，升降动力电机恒定转速运行，载车承重板11保持设定速度运行，当载车承重板11需要减速运行时，升降变频机降低输出电压的频率，升降动力电机转速降低，载车承重板11升降速度降低，载车承重板11运行至目标位置时，升降动力电机制动器制动，升降动力电机断电，载车承重板11准确的停在目标位。
升降变频机采用通用型变频器，具体型号为SIEMENS MM440通用变频器。升降变频机包括三部分，分别为整流单元、控制单元、逆变单元，整流单元将外部电网50Hz交流电整流成为直流电，然后经过滤波电路将直流电传送给逆变单元，逆变单元采用IGBT桥式电路，直流电经逆变单元后，逆变为不同频率的交流电，供升降动力电机使用。
升降动力电机速度控制采用闭环控制。采用旋转编码器测量升降动力电机的转速，旋转编码器连接在升降动力电机轴上，实时测得升降动力电机转速，旋转编码器将转速转换为脉冲信号传送给车库控制单元6，车库控制单元6得到电动机的转速，车库控制单元6将升降动力电机的实时转速与预先设定的速度曲线速度进行对比，车库控制单元6将信号发送给升降变频机，升降变频机改变频率对升降动力电机速度进行调速，实现升降动力电机速度的闭环控制。
3.钢绳曳引装置
钢绳皮实耐用，不受环境制约且成本较低，升降移动机构3带动载车承重板11和停放车辆升降运动选择钢绳曳引，载车承重板11的四个角上分别连接有四条钢绳，四条钢绳同轴连接，钢绳轴通过升降传动装置与升降动力电机相连接，保证四条钢绳以相同速度上升和下降，防止载车承重板11发生倾斜和侧翻。
升降移动机构3根据载车承重板11位置的不同分为两种，第一种是最上层车位载车承重板11的升降移动机构3，第二种为中间车库层载车承重板11的升降移动机构3。由于最上层载车承重板11不需横移操作，最上层载车承重板11直接悬挂于内部横纵梁的横梁上，不额外安装承重板支撑架。最上层载车承重板11的升降动力电机安装在内部横纵梁上，升降动力电机通过牵引钢绳起完成载车承重板11的升降运动；中间车库层载车承重板11既需要进行横向移动又需要纵向升降移动，所以中间车库层载车承重板11悬挂在承重板支撑架上，中间车库层的升降动力电机和横移动力电机分别安装在承重板支撑架上，承重板支撑架横向移动时，升降动力电机一起移动，升降动力电机通过升降传动装置牵引钢绳，升降动力电机的正转和反转控制载车承重板11的升降。
四、安全保障机构
由于载车承重板11及停放车辆较重，且汽车的价格很贵，稍有不慎容易发生安全事故，造成人员和财产损失，因此在智能车库上设置安全保障机构4，安全保障机构4防止载车承重板11及停放车辆坠落。
安全保障机构4包括硅钢电磁铁、移动挂钩、固定挂环，移动挂钩与固定挂环严格匹配以保证不产生晃动和位移，硅钢电磁铁带动移动挂钩移动，固定挂环设置在载车承重板11上，当载车承重板11运动到指定位置后，硅钢电磁铁通电为移动挂钩提供运动动力，挂钩移动并挂到与载车承重板11连接的固定挂环上。安全保障机构4的作用为当载车承重板11移动到目标位置时，增加安全锁定装置，防止升降移动电机制动器和其它装置出现故障造成载车承重板11突然坠落。安全保障机构4设置在最上层和中间车库层。所有的固定挂环都安装在载车承重板11的上方，硅钢电磁铁与移动挂钩的安装位置对于中间车库层和最上层不同，中间车库层的硅钢电磁铁和移动挂钩安装在每个载车承重板11的承重板支撑架上，保证载车承重板11横向移动时始终处于移动挂钩的保护的状态。最上层车库的硅钢电磁铁和移动挂钩安装在内部横纵梁的横梁上，当载车承重板11需要升降移动时，硅钢电磁铁控制移动挂钩和固定挂环脱离，当载车承重板11升降移动到位后，硅钢电磁铁控制移动挂钩套入固定挂环内，安全保障机构4结构简单明晰、成本较低、安全性能高，保障了车库的运行安全。
五、库内检测装置5
库内检测装置5包括车重传感器、行程确认触发器、停放位置确认器。
1.车重传感器
车重传感器为设置在每个停车位下方的压力传感器，车重传感器通过导线与车库控制单元6相连接，当车辆停放到载车承重板11后，车重传感器检测准备停放的车辆是否超过设定重量，如果车辆不超重，则车库控制单元6传送允许车辆停放的信号，如果检测车辆超重，车库控制单元6传送不允许车辆停放的信号，超重报警器报警。
2.行程确认触发器
行程确认触发器分为动触发头和静触发头，通过动触发头移动碰触到静触发头来实现接通或者断开电路。本发明的车库设置行程确认触发器的主要作用是检测载车承重板11升降和横移运动是否到位，行程确认触发器通过导线与车库控制单元6相连接，静触发头安装在内部横纵梁的横梁上，动触发头安装在载车承重板11上，载车承重板11上的动触发头碰触到目标车位内部横纵梁的横梁上的静触头为载车承重板11升降横移到位，行程确认触发器接通电路，向车库控制单元6发送载车承重板11到达目标车位的信号。
3.停放位置确认器
停放位置确认器为光电触发器，智能车库的每个停车位上均设置有停放位置确认器，停放位置确认器包括光发生器和光接收器，停放位置确认器安装在载车承重板11的前后两侧，停放位置确认器检测车辆是否停放在库内指定区域，当车辆停放位置过于靠前或者靠后时，会影响光接收器对光发生器发出光线的接收，光接收器接收不到光发生器的光线时，车辆停放位置超出边界，停放位置确认器将检测信号传送到车库控制单元6，车库控制单元6控制边界报警器报警。停放位置确认器确保停放在规定、准确、安全的停车边界内。
六、新能源车库充电装置
以新能源电动汽车替代传统燃油汽车是汽车产业未来的发展趋势，智能车库在设计时，充分考虑电动汽车的停车充电需求，针对性的设计了利用电动汽车在智能车库中的闲置停放时间进行充电的装置。
考虑到太阳能是非常理想的可再生能源，具有储量无限、清洁经济、存在普遍等诸多优点。而智能车库的占地面积较大，车库的顶层上部有大量可利用的平坦区域非常适合太阳能发电装置的布设，利用车库顶层受光表面建设太阳能发电系统，将电能供给车库的运行和车库充电装置，是一举两得、经济实惠、清洁环保、独具匠心的创新设计，不仅利用车库停车时间解决了电动汽车的充电问题，同时巧妙利用了车库顶部的闲置空间，设计了太阳能发电装置7，与外接电源互补，共同为车库的运行和车库充电装置供电。
新能源车库充电装置包括太阳能发电装置7和电动汽车车库充电装置8，太阳能发电装置7设置在车库的顶层上端，电动汽车车库充电装置8设置在若干个车库停车位上。
1.太阳能发电装置
太阳能发电装置7包括太阳能光伏板71、DC-DC变换器72、储能电池73、BMS电池管理单元、光伏PWM控制单元、DC/AC变换器74、双电源自切换开关75、配电负载回路。
太阳能光伏板71设置在车库顶层的上表面，是太阳能发电装置7的核心部件，太阳能光伏板71板面吸收太阳光，将太阳能转化为电能。太阳能光伏板71采用先串联再并联的连接方式，组成光伏板阵列。
DC-DC变换器72检测主回路中的直流电压与输出电流。
储能电池73存储和输出太阳能发电装置7的发电电能。
BMS电池管理单元检测和控制储能电池73的电量，BMS电池管理单元通过实时监测储能电池73充放电数据，确定储能电池73的各项参数，各项参数包括温度、电压、电流、SOC，实时监控储能电池73的状态，有效利用储能电池73能量，避免储能电池73过度充放电，达到管理储能电池73并延长储能电池73寿命的目的。
光伏PWM控制单元检测回路中的电流和电压，将直流电压分割为一系列的脉冲，通过改变脉冲占空比获得所需的输出电压，从而获得所需的输出功率，实现对最大功率点的追踪。
DC/AC变换器74为逆变器，DC/AC变换器74将太阳能发电装置7发出的直流电根据需要变换成符合要求的交流电。
双电源自切换开关75将负载电路从当前电源自动换接至备用电源，确保为负荷连续可靠供电。当光照充足发电超过负载时，由太阳能发电装置7供电，多余电能储存到储能电池73中；当光照不足或阴雨天太阳能发电低于负载时，双电源自切换开关75通过电压监测，控制对光伏回路的欠压或失压情况实施电源切换，切换至外界市电供电，同时为储能电池73充电。
2.电动汽车车库充电装置
零污染可反复充电的电动汽车是新能源汽车的发展方向，电动汽车能实现交通工具能源多元化，缓解传统能源的供求矛盾，减少尾气排放改善大气环境。新能源汽车高效使用电能，能大幅提高经济效益。但电动汽车的续航能力有限，需要频繁充电，需要为电动汽车配备足够多的充电桩。依托智能车库停车资源，建设新能源充电式车库，可同时很好的解决电动汽车用户面临的停车难和充电难问题。
电动汽车车库充电装置8设置在车库停车位上，电动汽车车库充电装置8包括充电操作平台81、输入输出配电装置82、充电配电装置83、交流枪84、直流枪85、充电控制单元和安全防护装置。
充电操作平台81包括充电触摸屏、充电微控制器、充电计费器、充电通讯单元，充电操作平台81通过导线与车库控制单元6，充电触摸屏的显示内容包括充电车位编号、计费标准、充电流程、充电费用、系统工作状态和联网存取车信息。
输入输出配电装置82包括总输电开关、防雷击器、充电输出保险、输出接线端子。
充电配电装置83包括漏电保护开关、电能表、接触器。
充电控制单元控制电动汽车车库充电装置8自动按照流程首先完成恒流限压充电，然后是恒压充电，最后停止充电。
电动汽车车库充电装置8采用交流慢充为主，兼顾直流快充的充电方式，交流枪84的额定电压为220V±15％，交流枪84的额定电流为32A，直流枪85的输入电压为380V±15％，直流枪85的输出电压为200V至500V，频率为50Hz，绝缘电阻＞10MΩ，稳压精度为±0.5％，稳流精度为±1％，漏电流≤3.5mA。
电动汽车车库充电装置8的充电操作流程：用户选择有电动汽车车库充电装置8的停车位，并且停车入位后，下车自助连接好充电插座，在充电操作平台81输入车辆信息，根据充电操作平台81的提示选择开始充电并确定充电模式，锁紧充电接口后正式充电，充电结束后，解锁充电接口，充电操作平台81显示充电费用和交易明细并提示断开电缆，用户断开汽车充电接口，充电费用传送到车库控制单元6，并最终和停车费用合并收费。
电动汽车车库充电装置8具有很好的社会效益，有效解决了城市密集区土地资源稀缺，无法大量加速建设电动汽车充电站的问题，为城市电动汽车充电提供了可靠高效的解决方案，能有效促进交通能源多元化和交通工具的升级换代，助力低碳绿色出行，实现节能减排。
电动汽车车库充电装置8具有很好的经济效益，实现了电动汽车停车和充电双功能，相比于传统充电模式，大大降低了电动汽车的充电成本。
七、车库控制单元
车库控制单元6包括车库运行工控机61、安全管控装置、可扩展I/O端口、遥控器62、触摸显示屏63、收费管理工作站64。
车库控制单元6的功能结构分为二块，第一块实现智能车库在正常工作状态时完成存取车的功能，车库控制单元6识别分析存取车指令，检测智能车库当前所处状态，调取和使用对应的控制程序和硬件设备，控制载车承重板11完成升降和横移动作，择优选择最快捷的存取车路径，完成从智能车库中存取车的操作；第二块为手动临时运行状态，手动临时运行状态一般运用在智能车库的调试检修中，手动临时运行状态不自行进入车库智能工作流程，通过车库管理人员分步下达操作运行指令，对车库的升降横移各步运行进行分解，以便于程序调试和检修。
1.车库运行工控机
车库运行工控机61采用SIEMENS S7-200-CPU226，车库运行工控机61的I/O类型和数量，工控机存储器容量，工控机通信接口和功能，工控机的I/O端口兼容和扩展功能完全能够满足本发明设计要求，且性能可靠、成本合理。
2.安全管控装置
安全管控装置包括急停控制器、火警报警器、监控摄像头。
急停控制器直接与车库运行工控机61相连接，车库运行出现紧急情况时，按下急停控制器后，车库立即停止运行，并保持当前状态停止工作。
火警报警器设置在每个停车位的上方，在车库出现火情时及时报警。
监控摄像头根据需要设置，记录智能车库的运行视频，完成车库治安监控。
3.可扩展I/O端口
可扩展I/O端口根据需要的端口数量和类型确定，保证I/O端口数量满足使用需求并有结余，I/O端口扩展方便，类型匹配，输入输出稳定。
4.遥控器
遥控器62对智能车库进行无线简易控制，遥控器62通过无线信号与车库运行工控机61相连接，车库管理人员可以在现场边监控车库的运行边通过遥控器62对车库发出指令，是车库的操作更加便捷，为车库管理人员提供可视化操作，提高车库操作的安全性。
5.触摸显示屏
触摸显示屏63同时作为车库控制单元6的输入输出设备，通过软件编程设计，触摸显示屏63提供友好的操作界面，只需简单的点击操作，就能完成存取车的指令，在确保安全的情况下，可以允许车主自助操作。
6.收费管理工作站
收费管理工作站64包括运维计算机、视频监控器、车牌识别器、自动闸机、电子收款设备、语音播报器、LED显示屏，
运维计算机是控制车库运行、记录车辆停车和充电收费、监控车库实时状态的计算机终端，运维计算机与车库运行工控机61通信，采用Modbus通信协议，存储车库的各项数据，监控车库的实时状态，计算剩余车位数量。
运维计算机通过导线与视频监控器、车牌识别器、自动闸机、电子收款设备、语音播报器相连接，车辆出入计费无需人员操作。车辆进入智能车库时，视频监控器记录进入时间和视频，车牌识别器识别记录进入车库的车牌，运维计算机记录数据并确认有空车位后，控制自动闸机打开；车辆离开智能车库时，视频监控器记录车辆离开时间和视频，车牌识别器识别记录离开车库的车牌，运维计算机对比计算记录数据，根据预选设定的方法计算停车费用，将停车时间和费用通过语音播报器和LED显示屏告知停车车主，车主通过电子收款设备交费后，自动闸机确认并打开，车辆驶离智能车库，实现了停车管理和收费的自动化和智能化。
八、车库运行程序
车库运行程序包括主运行程序、车辆存放子程序、车辆取走子程序、收费管理子程序、太阳能发电子程序、电动汽车车库充电子程序。
本发明提供的车库运行程序按照程序模块化调用，车库控制单元6调用执行程序模块，在接收到指令时调用对应程序模块。
本发明提供的一种安全环保的立体智能车库，采用以载车承重板11为停车载体，以横移运动和升降运动存取车辆，横移和升降车库具有可以根据用户需求进行横向和纵向扩展建设的优点。横移升降智能车库运行遵循升降要复位，横移不复位的原则，具体运行原理为：载车承重板11作为代为存取车辆的车辆停放载体，通过载车承重板11进行升降和横移运动将停放车辆送到目标停车位，立体智能车库除最上层外，其它各层都留出一个没有载车承重板11的空车位，各层留出的通道作为供载车承重板11升降的通道，同时也作为各层载车承重板11横移的交换空车位。最底层的载车承重板11只进行横移运动，不进行升降运动。最上层的载车承重板11只进行升降运动，不进行横移运动。中间各层的载车承重板11同时进行升降运动和横移运动。待停车辆进行车库存车操作时，首先在车库中选取目标停车位，车库的目标停车位层和目标停车位下层载车承重板11首先通过横移运动，为目标停车位载车承重板11让出升降通道，目标停车位的载车承重板11下降到达最底层，将车停放到载车承重板11上，待存放车辆安全停放后，载车承重板11上升到目标车库层。
1.主运行程序
主运行程序包括智能车库运行之前的各项检测，以及各子程序的调用。
接收到存取车操作时，车库控制单元6首先调用主程序，判断智能车库是否满足存取车的条件，检查智能车库是否存在故障，检查进出库检测装置和安全管控装置是否正常工作。所有条件均满足时，判断车主操作是存车还是取车，如果是存车，判断智能车库是否有空停车位，如果有空停车位，调用车辆存放子程序进入存车环节。如果是取车，调用车辆取走子程序进入取车环节。主运行程序初始化是对车库控制单元6的复位，在车库控制单元6重新上电后，车库控制单元6对车库全部信息未知，进行车库控制单元6的复位，配合各硬件判断智能车库中已经存车的车位数、空停车位数，在车库控制单元6重新上电后，先读取智能车库状态信息，智能车库状态正常再调用下一步子程序。
2.车辆存放子程序
接到存车指令时，首先调用主运行程序，确定智能车库运行良好无故障以及读取车位信息完成后，调用车辆存放子程序。车辆存放子程序选取最优目标车位和存车路径，选取的目标车位的载车承重板11按照最优路径下降至最底层，车主将车辆停放至载车承重板11上，此时首先判断车辆是否满足停放要求，符合要求后判断车辆是否停放到位。如果车辆超重不满足停放要求，则超重报警器报警，提示车辆退出，载车承重板11复位。如果满足停放要求，判断车辆是否停放标准，若停放不标准，提示重新停车。车辆停放到位后确认停车，载车承重板11复位，存车完成。
3.车辆取走子程序
接到取车指令时，首先调用主运行程序，确定智能车库运行良好无故障以及读取车位信息完成后，调用车辆取走子程序。目标车位的载车承重板11按照最优路径下降，当目标车位载车承重板11下降到最底层后，车主取车，车库控制单元6通过检测硬件检测车辆是否完全取出，如果车没有完全取出，经过预设时间后，检测硬件再次检测车是否完全取出，当检测到车完全取出后，载车承重板11复位，取车完成。
4.收费管理子程序
车辆进入收费管理工作站时，调用收费管理子程序记录进入时间和视频，识别记录进入车库的车牌，运维计算机记录数据并确认有空车位后，控制自动闸机打开；车辆离开收费管理工作站时，调用收费管理子程序记录车辆离开时间和视频，识别记录离开车库的车牌，运维计算机对比计算记录数据，根据预选设定的方法计算停车费用，将停车时间和费用通过语音播报器和LED显示屏告知停车车主，车主通过电子收款设备交费后，自动闸机确认并打开，车辆驶离智能车库，收费管理子程序实现收费的自动化和智能化。
5.太阳能发电子程序
太阳能发电子程序采用并网与离网混合发电模式，当太阳光照充足时，太阳能发电装置7设置为离网状态，太阳能转化为电能，如需要交流电则经过DC/AC变换器74变换为交流负载供电，多余电能则储存至储能电池73。当太阳光照不足，且储能电池73的电量低于设定值时，接入外部市电，离网状态切换为并网状态，由外部市电直接为负载供电，同时为储能电池73充电。
6.电动汽车车库充电子程序
电动汽车车库充电子程序设置在充电操作平台81输入车辆信息，根据充电操作平台81的提示选择开始充电并确定充电模式，锁紧充电接口后正式充电，充电结束后，充电操作平台81计算显示充电费用和交易明细的程序，电动汽车车库充电子程序将充电费用传送到车库控制单元6，最终由主运行程序将充电费用和停车费用合并计算。

Claims (10)

1.一种安全环保的立体智能车库，其特征在于：包括车库承重框架结构(1)、横向移动机构(2)、升降移动机构(3)、安全保障机构(4)、库内检测装置(5)、车库控制单元(6)、新能源车库充电装置，车库承重框架结构(1)包括外部钢承重结构、内部横纵梁、车位框架梁、载车承重板(11)，横向移动机构(2)包括横移动力电机、横移滑动导轨(21)、横移主动轮、横移从动轮，升降移动机构(3)包括升降动力电机、升降变频机、升降传动装置、钢绳曳引装置，库内检测装置(5)包括车重传感器、行程确认触发器、停放位置确认器，车库控制单元(6)包括车库运行工控机(61)、安全管控装置、可扩展I/O端口、遥控器(62)、触摸显示屏(63)、收费管理工作站(64)，新能源车库充电装置包括太阳能发电装置(7)和电动汽车车库充电装置(8)，太阳能发电装置(7)设置在车库的顶层上端，电动汽车车库充电装置(8)设置在若干个车库停车位上。
2.根据权利要求1所述的一种安全环保的立体智能车库，其特征在于：车库承重框架结构(1)采用钢承重结构作为主体框架，包括钢板、槽钢、H型钢，立体智能车库设置为M层N列，共M*(N-1)+1个停车位，智能车库设置M*(N-1)+1块载车承重板(11)，最上层设置N块载车承重板(11)，除最上层外其它各层每层设置N-1块载车承重板(11)，载车承重板(11)采用钢板，载车承重板(11)的上表面设置有波浪形防滑凸起。
3.根据权利要求1所述的一种安全环保的立体智能车库，其特征在于：除最上层停车位外的其它车位的载车承重板(11)均设置有横向移动机构(2)，最底层的横向移动机构(2)与中间车库层的横向移动机构(2)不同，最底层横向移动机构(2)的横移动力电机、横移主动轮、横移从动轮均安装在载车承重板(11)上，横移动力电机驱动横移主动轮旋转，横移主动轮带动横移从动轮旋转带动载车承重板(11)左右横移，中间车库层的每个停车位都设置有承重板支撑架，支撑固定载车承重板(11)，中间车库层横向移动机构(2)的横移动力电机、横移主动轮、横移从动轮安装在悬挂载车承重板(11)的承重板支撑架上，横移滑动导轨(21)安装在内部横纵梁的横梁上，横移动力电机驱动横移主动轮旋转，横移主动轮带动横移从动轮旋转，带动承重板支撑架和载车承重板(11)共同左右横向移动，横移动力电机的功率设置为240W。
4.根据权利要求1所述的一种安全环保的立体智能车库，其特征在于：升降动力电机的功率设置为3KW，车库控制单元(6)与升降变频机之间通过USS通信协议建立通信，对升降动力电机进行变频调速；
升降变频机改变供电电压频率从而改变升降动力电机的速度实现无级调速，载车承重板(11)开始运行时，升降变频机输出低频电压，升降动力电低速启动，升降变频机不断增加供电电压频率，升降动力电机的转速升高，到达最高转速时升降变频机维持输出恒定频率的电压，升降动力电机恒定转速运行，载车承重板(11)保持设定速度运行，当载车承重板(11)需要减速运行时，升降变频机降低输出电压的频率，升降动力电机转速降低，载车承重板(11)升降速度降低，载车承重板(11)运行至目标位置时，升降动力电机制动器制动，升降动力电机断电，载车承重板(11)准确的停在目标位；
升降变频机采用通用型变频器，升降变频机包括整流单元、控制单元、逆变单元，整流单元将外部电网50Hz交流电整流成为直流电，然后经过滤波电路将直流电传送给逆变单元，逆变单元采用IGBT桥式电路，直流电经逆变单元后，逆变为不同频率的交流电，供升降动力电机使用；
升降动力电机速度控制采用闭环控制，采用旋转编码器测量升降动力电机的转速，旋转编码器连接在升降动力电机轴上，实时测得升降动力电机转速，旋转编码器将转速转换为脉冲信号传送给车库控制单元(6)，车库控制单元(6)将升降动力电机的实时转速与预先设定的速度曲线速度进行对比，车库控制单元(6)将信号发送给升降变频机，升降变频机改变频率对升降动力电机速度进行调速实现闭环控制。
5.根据权利要求1所述的一种安全环保的立体智能车库，其特征在于：升降移动机构(3)带动载车承重板(11)和停放车辆升降运动选择钢绳曳引，载车承重板(11)的四个角上分别连接有四条钢绳，四条钢绳同轴连接，钢绳轴通过升降传动装置与升降动力电机相连接；
升降移动机构(3)根据载车承重板(11)位置的不同分为两种，第一种是最上层车位载车承重板(11)的升降移动机构(3)，第二种为中间车库层载车承重板(11)的升降移动机构(3)，最上层载车承重板(11)直接悬挂于内部横纵梁的横梁上，不额外安装承重板支撑架，最上层载车承重板(11)的升降动力电机安装在内部横纵梁上，升降动力电机通过牵引钢绳起完成载车承重板(11)的升降运动，中间车库层载车承重板(11)悬挂在承重板支撑架上，中间车库层的升降动力电机和横移动力电机分别安装在承重板支撑架上，承重板支撑架横向移动时，升降动力电机一起移动，升降动力电机通过升降传动装置牵引钢绳，升降动力电机的正转和反转控制载车承重板(11)的升降。
6.根据权利要求1所述的一种安全环保的立体智能车库，其特征在于：安全保障机构(4)包括硅钢电磁铁、移动挂钩、固定挂环，移动挂钩与固定挂环匹配，硅钢电磁铁带动移动挂钩移动，固定挂环设置在载车承重板(11)上，载车承重板(11)运动到指定位置后，硅钢电磁铁通电为移动挂钩提供运动动力，挂钩移动并挂到与载车承重板(11)连接的固定挂环上，安全保障机构(4)设置在最上层和中间车库层载车承重板(11)的上方，硅钢电磁铁与移动挂钩的安装位置对于中间车库层和最上层不同，中间车库层的硅钢电磁铁和移动挂钩安装在每个载车承重板(11)的承重板支撑架上，最上层车库的硅钢电磁铁和移动挂钩安装在内部横纵梁的横梁上。
7.根据权利要求1所述的一种安全环保的立体智能车库，其特征在于：车重传感器为设置在每个停车位下方的压力传感器，车重传感器通过导线与车库控制单元(6)相连接，当车辆停放到载车承重板(11)后，车重传感器检测准备停放的车辆是否超过设定重量，如果车辆不超重，则车库控制单元(6)传送允许车辆停放的信号，如果检测车辆超重，车库控制单元(6)传送不允许车辆停放的信号，超重报警器报警；
行程确认触发器分为动触发头和静触发头，通过动触发头移动碰触到静触发头来实现接通或者断开电路，检测载车承重板(11)升降和横移运动是否到位，行程确认触发器通过导线与车库控制单元(6)相连接，静触发头安装在内部横纵梁的横梁上，动触发头安装在载车承重板(11)上，载车承重板(11)上的动触发头碰触到目标车位内部横纵梁的横梁上的静触头为载车承重板(11)升降横移到位，行程确认触发器接通电路，向车库控制单元(6)发送载车承重板(11)到达目标车位的信号；
停放位置确认器为光电触发器，每个停车位上均设置有停放位置确认器，停放位置确认器包括光发生器和光接收器，停放位置确认器安装在载车承重板(11)的前后两侧，当车辆停放位置过于靠前或者靠后时，光接收器接收不到光发生器的光线，车辆停放位置超出边界，停放位置确认器将检测信号传送到车库控制单元(6)，车库控制单元(6)控制边界报警器报警。
8.根据权利要求1所述的一种安全环保的立体智能车库，其特征在于：太阳能光伏板(71)设置在车库顶层的上表面，太阳能光伏板(71)采用先串联再并联的连接方式，组成光伏板阵列，DC-DC变换器(72)检测主回路中的直流电压与输出电流，储能电池(73)存储和输出太阳能发电装置(7)的发电电能，BMS电池管理单元检测和控制储能电池(73)的电量，DC/AC变换器(74)为逆变器，双电源自切换开关(75)将负载电路从当前电源自动换接至备用电源，为负荷连续可靠供电，当光照充足发电超过负载时，由太阳能发电装置(7)供电，多余电能储存到储能电池(73)中，当光照不足或阴雨天太阳能发电低于负载时，双电源自切换开关(75)通过电压监测，控制对光伏回路的欠压或失压情况实施电源切换，切换至外界市电供电，同时为储能电池(73)充电。
9.根据权利要求1所述的一种安全环保的立体智能车库，其特征在于：充电操作平台(81)包括充电触摸屏、充电微控制器、充电计费器、充电通讯单元，充电操作平台(81)通过导线与车库控制单元(6)，充电触摸屏的显示内容包括充电车位编号、计费标准、充电流程、充电费用、系统工作状态和联网存取车信息，输入输出配电装置(82)包括总输电开关、防雷击器、充电输出保险、输出接线端子，充电配电装置(83)包括漏电保护开关、电能表、接触器，充电控制单元控制电动汽车车库充电装置(8)自动按照流程首先完成恒流限压充电，然后是恒压充电，最后停止充电；
电动汽车车库充电装置(8)采用交流慢充为主，兼顾直流快充的充电方式，交流枪(84)的额定电压为220V±15％，交流枪(84)的额定电流为32A，直流枪(85)的输入电压为380V±15％，直流枪(85)的输出电压为200V至500V，频率为50Hz，绝缘电阻＞10MΩ，稳压精度为±0.5％，稳流精度为±1％，漏电流≤3.5mA。
10.根据权利要求1所述的一种安全环保的立体智能车库，其特征在于：安全管控装置包括急停控制器、火警报警器、监控摄像头，急停控制器与车库运行工控机(61)相连接，急停控制器控制车库立即停止运行并保持当前状态停止工作，火警报警器设置在每个停车位的上方，监控摄像头根据需要设置，记录智能车库的运行视频，遥控器(62)对智能车库进行无线简易控制，遥控器(62)通过无线信号与车库运行工控机(61)相连接，触摸显示屏(63)同时作为车库控制单元(6)的输入和输出设备，收费管理工作站(64)包括运维计算机、视频监控器、车牌识别器、自动闸机、电子收款设备、语音播报器、LED显示屏，运维计算机是控制车库运行、记录车辆停车和充电收费、监控车库实时状态的计算机终端，运维计算机与车库运行工控机(61)通信，采用Modbus通信协议，存储车库的各项数据，监控车库的实时状态，计算剩余车位数量。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110424795A (zh) * 2019-08-28 2019-11-08 吉林大学 一种外挂式新型智能和节能的高效立体停车场
CN111409493A (zh) * 2020-03-26 2020-07-14 西安蓝豆新能源科技有限公司 一种无载车板充电系统及充电方法
CN112019133A (zh) * 2020-08-26 2020-12-01 上海交通大学 露天停车场智能太阳能充电桩系统
CN112124117A (zh) * 2020-09-25 2020-12-25 陕西天天出行科技有限公司 电动自行车的充电存取方法及智能车库的控制器
CN113374318A (zh) * 2021-06-29 2021-09-10 浚县石上堂科学技术有限公司 一种公用电动车应用管理系统
US20210357821A1 (en) * 2020-05-18 2021-11-18 Hansel Graef Parking Reservation System

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04238971A (ja) * 1990-12-28 1992-08-26 Kataoka Mach Co Ltd 立体式格納装置
CN201325768Y (zh) * 2008-09-28 2009-10-14 江苏天奇物流系统工程股份有限公司 一种叉式升降机的精确定位装置
CN201937313U (zh) * 2011-03-09 2011-08-17 苏州市职业大学 太阳能供电的风机过滤器单元系统
CN204112813U (zh) * 2014-09-29 2015-01-21 北京鑫华源机械制造有限责任公司 立体停车设备
CN105421855A (zh) * 2015-12-28 2016-03-23 郑州思辩科技有限公司 一种立体车库车位动态分配计算及专用智能起重系统
CN105952203A (zh) * 2016-06-24 2016-09-21 深圳市惠车智能科技有限公司 一种光储一体化新能源立体车库
CN106504353A (zh) * 2015-09-07 2017-03-15 腾讯科技（深圳）有限公司 车辆收费方法和装置
CN106801529A (zh) * 2017-01-19 2017-06-06 无锡许继富通达车库装备有限公司 一种电磁式自动入库车库
CN107605220A (zh) * 2017-09-08 2018-01-19 陕西科技大学 一种汽车车库防坠挂钩
CN107662509A (zh) * 2016-07-28 2018-02-06 青岛华烁高科新能源技术有限公司 一种立式交流充电桩及方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04238971A (ja) * 1990-12-28 1992-08-26 Kataoka Mach Co Ltd 立体式格納装置
CN201325768Y (zh) * 2008-09-28 2009-10-14 江苏天奇物流系统工程股份有限公司 一种叉式升降机的精确定位装置
CN201937313U (zh) * 2011-03-09 2011-08-17 苏州市职业大学 太阳能供电的风机过滤器单元系统
CN204112813U (zh) * 2014-09-29 2015-01-21 北京鑫华源机械制造有限责任公司 立体停车设备
CN106504353A (zh) * 2015-09-07 2017-03-15 腾讯科技（深圳）有限公司 车辆收费方法和装置
CN105421855A (zh) * 2015-12-28 2016-03-23 郑州思辩科技有限公司 一种立体车库车位动态分配计算及专用智能起重系统
CN105952203A (zh) * 2016-06-24 2016-09-21 深圳市惠车智能科技有限公司 一种光储一体化新能源立体车库
CN107662509A (zh) * 2016-07-28 2018-02-06 青岛华烁高科新能源技术有限公司 一种立式交流充电桩及方法
CN106801529A (zh) * 2017-01-19 2017-06-06 无锡许继富通达车库装备有限公司 一种电磁式自动入库车库
CN107605220A (zh) * 2017-09-08 2018-01-19 陕西科技大学 一种汽车车库防坠挂钩

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110424795A (zh) * 2019-08-28 2019-11-08 吉林大学 一种外挂式新型智能和节能的高效立体停车场
CN110424795B (zh) * 2019-08-28 2024-03-26 吉林大学 一种外挂式立体停车场
CN111409493A (zh) * 2020-03-26 2020-07-14 西安蓝豆新能源科技有限公司 一种无载车板充电系统及充电方法
US20210357821A1 (en) * 2020-05-18 2021-11-18 Hansel Graef Parking Reservation System
CN112019133A (zh) * 2020-08-26 2020-12-01 上海交通大学 露天停车场智能太阳能充电桩系统
CN112124117A (zh) * 2020-09-25 2020-12-25 陕西天天出行科技有限公司 电动自行车的充电存取方法及智能车库的控制器
CN113374318A (zh) * 2021-06-29 2021-09-10 浚县石上堂科学技术有限公司 一种公用电动车应用管理系统

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