基于太陽能供電的無避讓式停車裝置的設(shè)計(jì)

王團(tuán)　曾育平　胡劍冰　袁斯賓　胡瑋

【摘 要】立體停車裝置適用于各種常規(guī)停車場(chǎng)地的擴(kuò)容，能有效提高空間利用率、能量利用率。本文設(shè)計(jì)了一種無避讓式立體雙層停車裝置，能有效解決現(xiàn)在立體停車設(shè)備倒車入庫、停車、取車時(shí)間長和效率低下等問題，且底層車位所停放的車輛不影響上層車位的使用，上層車位的使用無需下層車位所停車輛做出避讓。除此之外，該停車裝置還增加了太陽能供電機(jī)構(gòu)，太陽能電池板為停車位的頂棚，可隨太陽的移動(dòng)而在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，最大效率將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中，可為停在車位上的電動(dòng)汽車充電。

【關(guān)鍵詞】立體雙層停車裝置；無避讓；移動(dòng)回轉(zhuǎn)升降式

中圖分類號(hào)： S969.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）26-0001-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.26.001

Design of no avoidance parking device based on solar power supply

WANG Tuan ZENG Yu-ping HU Jian-bin YUAN Shi-bin HU Wei

（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Nanchang Institute of Technology，

Jiangxi Nanchang 330099，China）

【Abstract】The parking device is suitable for the expansion of parking spaces，and can effectively improve the utilization of space and energy.This paper designs a kind of non-avoidance stereoscopic double-deck parking device， which can effectively solve the problems of the existing stereoscopic parking equipment's long time and ineffective parking.The vehicles parked in the bottom parking space do not affect the use of the upper parking space，and the use of the upper parking space does not need avoidance of lower parking vehicle.In addition，the parking device also adds a solar power supply mechanism，solar panels as the roof of the parking space，can rotate in a certain angle range with the movement of the sun，the maximum efficiency of solar energy into electricity stored in the battery，which can be used for charging the parking electric vehicles.

【Key words】Stereo double deck parking device；No avoidance；Mobile rotary lifting

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與汽車市場(chǎng)的不斷發(fā)展，停車位缺乏、停車擁擠困難的問題越來越突出[1-3]。因此，發(fā)展高效安全、空間利用率高、存取車方便快捷的機(jī)械式立體裝置將勢(shì)在必行[4-5]，無避讓立體停車裝置即屬于其中的一種。文中所介紹的無避讓式立體雙層停車裝置主要由六部分組成：移動(dòng)部分、回轉(zhuǎn)部分、升降部分、構(gòu)架結(jié)構(gòu)部分、安全防護(hù)部分和太陽能供電部分等組成。存車者將預(yù)停入上層車位的汽車駛?cè)胩崆奥湎碌妮d車板，按存車按鈕，汽車隨載車板經(jīng)過舉升、回轉(zhuǎn)和平移運(yùn)動(dòng)之后實(shí)現(xiàn)車輛停放，存車過程即完成，取車過程與存車過程運(yùn)動(dòng)相反。

1 無避讓立體雙層停車裝置的工作原理

下面結(jié)合圖1，對(duì)本文設(shè)計(jì)的新型停車裝置進(jìn)行介紹，無避讓立體停車裝置，其主要結(jié)構(gòu)包括立于地面停車位空間上的載車板、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、移動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、安全防護(hù)機(jī)構(gòu)、電機(jī)和太陽能板等組成。載車板位于升降機(jī)構(gòu)的起落架上，在升降機(jī)構(gòu)的底部固定有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)可使載車板90°旋轉(zhuǎn)，在載車板的兩內(nèi)側(cè)的兩齒輪與齒條剛好嚙合，齒輪與電機(jī)連接，由此構(gòu)成移動(dòng)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)機(jī)構(gòu)能使載車板進(jìn)出車庫。安全防護(hù)機(jī)構(gòu)的作用是支撐停車時(shí)的載車板，防止其因長時(shí)間的車輛停放而變形卡死。當(dāng)用戶停車時(shí)，將車輛停到載車板上，在操作面板上選擇存車，裝置開始運(yùn)行。首先升降機(jī)構(gòu)將車輛抬升到固定高度，隨后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將載車板旋轉(zhuǎn)至地面停車位斜上方，移動(dòng)機(jī)構(gòu)將載車板送至地面停車位的正上方，至此車輛存放完成。用取車時(shí)，在操作面板上選擇“取車”按鈕，此時(shí)裝置運(yùn)動(dòng)方向的順序與停車相反。

2 無避讓式立體雙層停車裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 移動(dòng)機(jī)構(gòu)

移動(dòng)機(jī)構(gòu)采用齒輪齒條傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，齒條安裝在載車板內(nèi)側(cè)面，電機(jī)安裝在載車板下表面，直接與齒輪連接。該裝置傳動(dòng)力強(qiáng)，摩擦損失小，傳動(dòng)效率高，具有良好的移動(dòng)精度，可實(shí)現(xiàn)精密的直線驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)長距離驅(qū)動(dòng)。因此齒輪齒條傳動(dòng)裝置適合驅(qū)動(dòng)載車板的平移。

2.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

當(dāng)升降系統(tǒng)把載車板升到與上層車庫滑道平齊時(shí)，需將載車板逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度。液壓回轉(zhuǎn)馬達(dá)雖然體積小重量輕，但由于成本高，后期維護(hù)復(fù)雜。渦輪蝸桿齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比精確，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能承受較大的載荷和傾覆力矩。所以回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)選擇蝸輪蝸桿傳動(dòng)。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由電動(dòng)機(jī)，渦輪蝸桿，支承柱組成。其中回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)下端套有渦輪，同時(shí)可以和需要回轉(zhuǎn)的部件固定，回轉(zhuǎn)支承最下端與軸承相接，固定在底座上?；剞D(zhuǎn)支承不僅可以承受較大的傾覆力矩，還可以承受較大的軸向力。

回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)蝸桿與蝸輪嚙合，蝸桿帶動(dòng)回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)動(dòng)從而對(duì)立柱進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高，要求減速比很大。電動(dòng)機(jī)通過該方式傳動(dòng)能很好地實(shí)現(xiàn)減速，使回轉(zhuǎn)過程更加平穩(wěn)。

2.3 升降機(jī)構(gòu)

停車庫的升降裝置是停車庫進(jìn)行存車取車作業(yè)的直接工作機(jī)構(gòu)。升降機(jī)構(gòu)是保證停車庫能夠完成存取任務(wù)的最重要組成部分之一。升降工作裝置主要由起落架、絲桿、載車板組成。絲桿驅(qū)動(dòng)起落架升降以滿足工作需要，起落架是直接承載汽車和載車板重量的支撐構(gòu)架，其中一端安裝于絲桿上，載車板可隨絲桿上下滑行，另一端銜接載車板，這樣就可以實(shí)現(xiàn)停車庫的升降功能。

2.4 安全防護(hù)機(jī)構(gòu)及承重構(gòu)架機(jī)構(gòu)

安全防護(hù)機(jī)構(gòu)及承重構(gòu)架機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)分為滑行保險(xiǎn)與承重保險(xiǎn)兩部分，滑行保險(xiǎn)用于防止載車板在旋轉(zhuǎn)時(shí)車輛發(fā)生滑動(dòng)，承重保險(xiǎn)可以對(duì)已停放車輛的載車板進(jìn)行穩(wěn)固，防止其變型及車輛的意外跌落。

滑行保險(xiǎn)位于載車板上，采用凹槽形的載車板，也可以增大摩擦，還有輪胎限位槽，當(dāng)車輛開到限位槽后，可防止汽車前后滑動(dòng)。在載車板靠近邊緣位置裝有紅外線感應(yīng)器，當(dāng)車輛停放太靠近載車板邊緣時(shí)會(huì)發(fā)出警報(bào)，讓駕駛員重新停放，能有效防止車輛從載車板的側(cè)邊滑落。

承重保險(xiǎn)由兩個(gè)立柱和一根橫軸梁構(gòu)成，立柱上嵌有軸承，橫軸穿過軸承，剛好位于載車板下方，不僅有利于載車板平移時(shí)的滑動(dòng)，還可以防止載車板在長期存車狀態(tài)下變形卡死。

3 太陽能供電機(jī)構(gòu)

以目前的汽車發(fā)展趨勢(shì)來看，新能源電動(dòng)汽車必定是未來汽車的主流，因此，該停車裝置增加了太陽能供電機(jī)構(gòu)，太陽能電池板為停車位的頂棚，且太陽能電池板可隨太陽的移動(dòng)而在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，最大效率將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中，之后可通過汽車充電樁為電動(dòng)汽車充電。

4 無避讓立體雙層停車裝置與其他類型立體停車庫的比較

無避讓式立體雙層停車裝置相對(duì)于其他同類產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)如下：

（1）停車無須避讓，存取車更快捷

上層載車板外移轉(zhuǎn)動(dòng)90度后載車板降至地面，存取的車輛可直接駛?cè)耄ǔ觯?，無須倒車，地面停車位與日常停車相同，沒有傳統(tǒng)立體停車裝置中起吊鋼繩或鏈條造成的人為“窄門”，為新手順利停車提供便利。

（2）可靠的安全性能

升降裝置采用絲桿機(jī)構(gòu)，確保上層載車板在任何時(shí)候不會(huì)因?yàn)榭靿嫸l(fā)生傷人毀車的事故，在設(shè)備運(yùn)行過程中，即使升降機(jī)構(gòu)中有一部件失效也能將載車板鎖住，以確保人員和車輛的安全。

載車板巧妙設(shè)計(jì)，載車板上表面設(shè)有前后兩個(gè)輪胎限位凹槽。汽車的車輪卡在輪胎限位凹槽中，防止用戶在停車后忘記手動(dòng)駐車而在升降旋轉(zhuǎn)載車板過程中將車輛甩落，同時(shí)載車板表面還具有防滑設(shè)計(jì)，加大了汽車與支承板之間的靜摩擦力，進(jìn)一步防止汽車滑落，大大提高其使用的安全性。載車板靠近邊緣位置上裝有紅外線感應(yīng)裝置，當(dāng)車輛停放位置太靠近載車板邊緣時(shí)，該裝置可以給出提示，提高安全性。

5 總結(jié)

本文針對(duì)小區(qū)停車難問題，設(shè)計(jì)了基于太陽能供電的無避讓停車裝置，并將該裝置與傳統(tǒng)立體停車裝置進(jìn)行了比較，比較結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的裝置在存取車的便捷性，安全性能和節(jié)約能源方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。因此該裝置對(duì)解決城市小區(qū)中家庭用車停車難問題有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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