龍門式立體車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

謝宜寧

（延邊大學(xué)，吉林 延吉 133002）

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的增長、城市規(guī)范化建設(shè)的加速，在私家車為城市居民帶來便利的同時(shí)，城市用地也日愈緊張，小區(qū)居民停車難的問題日趨嚴(yán)肅。現(xiàn)今，我國在汽車停車方面仍依據(jù)《根據(jù)城市交通管理辦法》規(guī)定采用傳統(tǒng)劃線停車方法，這浪費(fèi)了大量的人力、物力[1]。目前立體車庫的發(fā)展已成為城市建設(shè)所必要考慮的停車解決方案，發(fā)展前景很廣闊，現(xiàn)有的立體車庫在結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的方面還不完善。立體車庫大致可分為循環(huán)方式、升降或橫移方式、巷道堆垛方式以及旋轉(zhuǎn)方式，現(xiàn)有的立體車庫存在著存取速度過慢、機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜能耗高、噪音和震動(dòng)大、停車規(guī)模有限等問題[2]。本次研究基于升降橫移式立體車庫的基礎(chǔ)對送車機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)構(gòu)為龍門式機(jī)構(gòu)。

1 設(shè)計(jì)方法簡介

現(xiàn)階段升降橫移式立體車庫提升裝置可分為鋼絲繩提升型式、鏈條提升型式、液壓缸提升型式、螺桿提升型式、組合提升型式五類，送車機(jī)構(gòu)按設(shè)備結(jié)構(gòu)分四柱結(jié)構(gòu)型式和二柱結(jié)構(gòu)型式（亦叫后懸臂型式）。本次設(shè)計(jì)考慮到整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和提升裝置的高效安全性，將送車機(jī)構(gòu)改進(jìn)為龍門式立體機(jī)構(gòu)，提升裝置為綜合提升型，將龍門式送車機(jī)構(gòu)三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)分別進(jìn)行分析，提高整個(gè)裝置的綜合性能[3]。

2 工作原理

2.1 送車機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)

結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，汽車質(zhì)量大部分為2～3 t左右，運(yùn)車平臺(tái)在收到力的作用下會(huì)很容易變形失效，影響送車平臺(tái)的精度，甚至造成嚴(yán)重事故。龍門式機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單，承受力量較大，模仿龍門式起重機(jī)、龍門式舉升機(jī)、龍門式三軸機(jī)械手等裝置，將送車機(jī)構(gòu)改進(jìn)為龍門式結(jié)構(gòu)，如圖1所示，兩根X方向同步帶滑臺(tái)與滑塊共同構(gòu)成底座，Y方向滾珠絲杠為衡量，Z方向?yàn)橐札X輪齒條機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。

圖1 龍門式送車機(jī)構(gòu)

2.2 送車機(jī)構(gòu)X軸設(shè)計(jì)（見圖2）

圖2 X軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)

如圖2所示，X方向?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)帶動(dòng)同步帶實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的移動(dòng)。滑臺(tái)與導(dǎo)軌之間通過滾輪連接，傳動(dòng)平穩(wěn)，摩擦力小。前后滾輪支撐整個(gè)裝置，分擔(dān)載荷使傳動(dòng)更加平穩(wěn)。傳輸用同步帶傳動(dòng)具有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，無滑差，可獲得恒定的速比，傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸振，噪音小，傳動(dòng)比范圍大，一般可達(dá)1∶10。傳動(dòng)效率高，可達(dá)0.98，節(jié)能效果明顯。

2.3 送車機(jī)構(gòu)Y軸設(shè)計(jì)（見圖3）

圖3 Y軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)

如上頁圖3，Y方向?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的移動(dòng)；由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。由于滾珠絲杠副是利用滾珠運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)力矩極小，不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象，能保證實(shí)現(xiàn)Y向精確的微進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

2.3 送車機(jī)構(gòu)Z軸設(shè)計(jì)（見圖4）

圖4 Z軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)

如圖4，Z方向?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滑臺(tái)的豎直方向運(yùn)動(dòng)；齒輪齒條機(jī)構(gòu)的承載力大，傳動(dòng)精度較高，可達(dá)0.1 mm，可無限長度對接延續(xù)，傳動(dòng)速度可以很高，＞2 m/s，與導(dǎo)軌之間通過滾輪連接，傳動(dòng)平穩(wěn)，摩擦力小。

3 結(jié)語

本次針對升降橫移式立體車庫的送車機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)改進(jìn)，利用同步帶滑臺(tái)，滾珠絲杠與齒輪齒條機(jī)構(gòu)相結(jié)合構(gòu)成龍門式送車機(jī)構(gòu)，此次改進(jìn)機(jī)構(gòu)總體穩(wěn)定性大大提高，在對托車板進(jìn)行運(yùn)送的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)、穩(wěn)定進(jìn)庫。

[1]劉麗娜.淺談立體車庫的特點(diǎn)及其應(yīng)用[J].智能建筑與城市信息，2007（12）：96-98.

[2]徐寧.智能立體車庫的應(yīng)用與研究[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009（1）：60-62.

[3]張?jiān)粕?升降平移式立體車庫傳動(dòng)控制[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（16）：77-79.