托架式立體車庫的結構設計與實現

李茂　熊映　楊文堤

摘? 要：針對國內家用車輛數量急劇增加、停車位緊缺的停車難問題，采用齒輪傳動、鏈傳動等機構設計了一種托架式立體車庫。并通過車庫實物模型的制作和實踐，結果表明：本車庫自動化運行穩定、定位準確，具有廣泛的應用前景。

關鍵詞：托架式;立體車庫;自動化

中圖分類號：TH122? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）08-0089-03

Abstract： In view of the problem that the number of domestic vehicles is increasing rapidly and the parking space is in short supply， a bracket type three-dimensional garage is designed with gear drive， chain drive and other mechanisms. And through the production and practice of the garage physical model， the results show that the garage automation is stable， accurate positioning， and has a wide range of application prospects.

Keywords： bracket type; stereo garage; automation

隨著社會經濟的發展，中國城市化進程不斷加快，城市人口不斷增加，家用車輛數量急劇增加。據有關數據統計，全國機動車保有量以每年10%-15%的速度增長，城市私人小汽車每年的增長速度更是高達20%-30%，全國停車位缺口平均在60%以上[1]。特別是城鎮中心、老舊小區、醫院等人口密度大的區域，這帶來了極大的停車難問題[2-5]。而國外發展迅速的立體車庫給中國的停車問題帶來了一線生機[6-7]。近年來，立體車庫在中國逐漸興起，但發展時間短、成本高，主要依賴于進口。因此，中國立體車庫的研究有待進一步提高。

本項目提出了一種托架式立體車庫設計，通過傳感器和PLC控制系統精確收集并處理車庫車位信息，采用齒輪傳動、鏈傳動等機構完成車輛的垂直升降、平衡存儲，提高空間利用率和存儲可靠性。

1 總體方案設計

托架式立體車庫以型材焊接為其停車架，由升降裝置、平移裝置、托架轉向裝置構成，如圖1所示。工作時，托架旋轉裝置沉入車庫底部，待車輛停入該裝置指定位置，通過升降裝置的上升和平移裝置的平移，車輛及托架旋轉裝置被移送至右方停車位。此時托架旋轉裝置下沉停放車輛，向后退出并再次沉入車庫底部。當需要停放至左方車位時，托架翻轉180°即可。

1.1 升降裝置

車庫升降裝置如圖2所示，由電機1將動力傳遞給齒輪2齒條3機構，實現升降架垂直面內的升降運動;同時由齒輪傳動5將動力傳遞給鏈傳動4，實現對側升降架垂直面內的同步運動。通過外部框架裝置中安置的限位開關控制其上升停滯時的位置;當升降裝置下降時，在限位開關的作用下，電機在初始位置停止工作。

1.2 平移裝置

車庫平移裝置的作用是車輛及托架旋轉裝置被升降至合適位置時，通過該裝置的左右平移運動，被推送至相應停車位進行車輛存取。其結構如圖3所示，由電機1和齒輪傳動2將動力傳遞給齒輪齒條3機構，從而帶動托架實現車輛的水平移動;并通過鏈傳動5，使同側上下兩齒輪保持同步運動。

1.3 托架轉向裝置

車庫托架轉向裝置如圖4所示，由電機1、齒輪機構2、三組托架（結構3、4、5）和軸支柱6組成。其中托架3、4、5和軸支柱6通過螺栓連接固定于相應的軸上。電機1的運動和動力通過齒輪傳動2傳遞給固定托架和軸支柱的軸，實現托架的旋轉運動;通過限位開關的設計，托架可旋轉180°，實現車架兩側位置車輛的存取。

為了提高車庫對不同車軸距車輛的適用性，采取了三組托架的設計。其中第一組托架3架住車輛的前輪，第二組托架4和第三組托架5用于托住車輛的后輪。這種間距性的設計不僅適用了不同車軸距的車輛提取要求，同時增加了車輛車輪與托架間的摩擦力，提高了車輛存取的可靠性。

1.4 主框架

車庫主框架裝置如圖5所示，寬度不等、間距不等的六塊板1、2通過螺紋支柱3支撐固定于停車平臺4，用于存放車輛。其中板1與其他板之間的間距較大，且設計成弧形，用于存放車輛前輪;其他板用于放置車輛后輪。并根據板的承載情況，設置不同的板寬，滿足其強度要求的同時降低車庫成本;這種多軸距的板組設計與托架組的設計相配合，且采用螺紋支柱支撐給托架組足夠的工作活動空間，提高了車庫適用性的同時提升了車輛停放的可靠性。

2 實際應用效果與評價

為檢測車庫的實用性，采用45鋼嚴格按照1：6的比例，設計和制作了雙層車庫實物模型，如圖6所示。通過選取不同型號的車輛模型，對車庫不同車位進行車輛存取試驗。其結果表明：該車庫裝置能安全可靠地實現多種型號車輛不同車庫位置的存取。

3 結束語

托架式立體車庫采取相配合的托架組和停車板組結構設計，節省材料降低車庫成本的同時，保證車輛存取運動過程的安全可靠;通過多個齒輪傳動、鏈傳動的組合結構設計，實現車輛的升降、橫移、出入庫，無需任何導軌布置，結構簡單緊湊，車輛存取運動平穩安全;通過多軸距托架與停車板的設計，既節省了材料，又降低了制造成本;且可通過型材連接適當累加車庫層數，可極大地提高城市停車設施的空間利用率，有效改善城市的交通秩序和環境質量，具有廣泛的應用前景。

參考文獻：

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