【正文】 事機(jī)械式立體停車庫及其設(shè)備開發(fā)、制造的 共有 200 多家，其中生產(chǎn)機(jī)械式立體停車設(shè)備的約 100 多家，比較大的公司有新明和、日精、三菱重工、大福、日成、東急、內(nèi)外及昭和起重機(jī)等，產(chǎn)品既有出口的，也有進(jìn)口的。韓國機(jī)械式停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。 20 世紀(jì) 70 年代中期為起步階段， 80年代為引進(jìn)階段，90 年代為供應(yīng)使用階段。由于這幾個階段受到了政府的高度重視，各種機(jī)械式停車設(shè)備得到了普遍的開發(fā)和利用，年遞增速度達(dá)到 30%； 2020 年以來為發(fā)展階段，自動化停車設(shè)備 隨供應(yīng)量不斷的擴(kuò)大而迅速發(fā)展。 我國在 20 世紀(jì) 80 年 代初開始研制和使用立體停車設(shè)備。 20 世紀(jì) 90年代以來，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎 車進(jìn)入家庭后，立體車庫設(shè)備 的應(yīng)用逐步推廣，已經(jīng)形成了新興的停車設(shè)備行業(yè)，步入了引進(jìn)、研發(fā)、制造、應(yīng)用相結(jié)合的穩(wěn)步發(fā)展階段。 現(xiàn)在從事停車設(shè)備制造的企業(yè)數(shù)約有 100 家，其中主機(jī)生 產(chǎn)企業(yè)超過 50 家 ， 首批獲得國家頒發(fā)的立體停車設(shè)備制造企業(yè)資質(zhì)的企業(yè)有22 家 。 產(chǎn)品經(jīng)引進(jìn)技術(shù)和自我研制開發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高 ， 許多設(shè)備采用了當(dāng)前機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計算機(jī)等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，控制型式有按鈕式、 IC 卡式、觸摸屏式、密碼鑰匙式、遙控式等，有些設(shè)備還采用了總線控 制技術(shù) 。 目前品種的滿足率己達(dá) 90%左右，有的品種填補(bǔ)了國內(nèi)空白，產(chǎn)品國產(chǎn)化率達(dá)到 50%以上。 到 2020 年底，全國已經(jīng)有 180多個城市采用了機(jī)械立體停車設(shè)備，總泊車位超過 70 萬個。 進(jìn)入 21世紀(jì)后，我國舉辦了多次停車設(shè)備展覽會， 2020 年 9月上海國際智能停車設(shè)備及停車系統(tǒng)展覽會 共有來自德國、荷蘭、美國、英國、日本和中國香港特別行政區(qū)眾多知名企業(yè)參與，盛況空前。 國家計委已明確立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國家重點支持的產(chǎn)業(yè)，1998 年 1 月 1 日起執(zhí)行的《國家計委 6號令》把機(jī)械式停車庫 和立體停車場列入“國家重點鼓 勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目 錄”，國家海關(guān)總署對機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國 內(nèi)投資項目給予免征進(jìn)口稅 ” 。 上述措施為我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供 了良好的條件，也為我國解決城市停車 問 題提供了機(jī)會。 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 立體車庫的主要類型及其特點 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布的《特種設(shè)備目錄》（國質(zhì)檢鍋 [2020]31 號）中，把機(jī)械式停車設(shè)備共分為九大類，代碼 4D104D90，即：升降橫移類 (PSH)、垂直循環(huán)類 (PCX)、多層循環(huán)類 (PDX)、平面移動類 (PPY)、巷道堆垛類 (PXD)、水平循環(huán)類 (PSX)、垂直升降類 (PCS)、簡易升降類 (PJS)、汽車專用升降機(jī)類 (PQS)。在中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB/T87131998 機(jī)械式停車設(shè)備類 別、形式、基本參數(shù)要目中，對機(jī)械式停車設(shè)備進(jìn)行了劃分，其類別 定義 如下： 升 降橫移類 ， 是指通過設(shè)備的垂直升降和水平橫移進(jìn)行移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備 ； 垂直循環(huán)類 ， 是指通過搬 運(yùn)器在垂直平面內(nèi)做連續(xù)的循環(huán)移動，來實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備 ； 水平循環(huán)類 ， 是指搬運(yùn)器在水平平面內(nèi)排列成 2列或 2 列以上連續(xù)循環(huán)列 間 轉(zhuǎn)換移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備 ； 多層循環(huán)類 ， 是指車輛搬運(yùn)器在垂直平面內(nèi)排 成 2層或 2 層以上做連續(xù)移 動，兩端有升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行循環(huán)層間轉(zhuǎn)換移動，實現(xiàn)車輛存取的停車設(shè)備 ； 平面移動類 ， 是指存車位與搬運(yùn)器在同一水平面 內(nèi)，通過搬運(yùn)器在水平面內(nèi)做往復(fù)移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備 ； 巷道堆垛類 ， 是指存車位在巷道一邊或兩邊多層布置，通過搬運(yùn)器在巷道 內(nèi)做水平，垂直或水平垂直復(fù)合運(yùn)動，實現(xiàn)車輛的存取功能的停車設(shè)備 ； 垂直升降類 ， 是指停車位分布在井道周圍，通過升降搬運(yùn)器在專用升降通道內(nèi)做升降移動，時間車輛存取功能的停車設(shè)備。簡易升降類 ， 是指通過單一搬運(yùn)器的升降，俯仰或二三 層搬運(yùn)器的整體升降，俯仰，實現(xiàn)車輛 二三層車輛存取功能的停車設(shè)備 ； 汽車升降機(jī)類 ， 是指 搬運(yùn)器運(yùn)載車輛 (或同時運(yùn)載駕駛員 )垂直升降運(yùn)行進(jìn)行多層平層對位，從搬運(yùn)器到存車位需要駕駛員駕車入位，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。 從我國機(jī)械式車庫實際安裝情況看，由于 升降橫移類 PSH類具有類型多、規(guī)?？纱罂尚　龅剡m應(yīng)性強(qiáng)、價格便宜等特點，決定了 PSH類應(yīng)用最為廣泛，數(shù)量占絕大多數(shù)，可以認(rèn)為今后相當(dāng)一段時間內(nèi)仍將是 PSH 的天下。而三類循環(huán)類車庫數(shù)量很少，所占市場份額非常有限， PCX 和 PSX 兩類在 0 07年沒有市場銷售， PDX 只售出 290 個泊位。對于 PJS、 PPY、 PXD、 PCS 這四種類型車庫， PJS屬于結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、價格便宜，使用較多， PPY（對于多層）、 PXD、 PCS上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 都屬于自動化程度較高、全 /半封閉式的大型立體車庫，技術(shù)含量較高，價格也相對較高，多適用于停放車輛多且集中的地區(qū)（如機(jī)場、車站、繁華商業(yè)區(qū)、城市中心區(qū)、公共文體活動場所等），今后，在建設(shè)面向社會大眾的大型公共停車場時，將有可能越來越多地采用這些類型的車庫。 立體停車設(shè)備在國際上發(fā)展迅猛，在國內(nèi)倍受青睞是因為比 自行式 停車庫有著較多的優(yōu)點： 。 立體停車庫停車容量 大 ，單位車輛的 占地面積 小， 可停放 多 種類型 的車輛，特別是轎車。而投資卻比同等容量的地下停車庫少，施工周期 短。 ，可定制 。 立體停車庫 可廣泛 用于商場、賓館、辦公樓前、旅游區(qū) 等各種場所 ， 重要原因在于其機(jī)械式的架構(gòu)， 可 根據(jù)具體情況靈活調(diào)整 ，定制設(shè)計 。 ，安全高效 。 立體車庫具有完整的 傳動系統(tǒng)及 安全系統(tǒng)，如障礙物確認(rèn)裝置、緊急制動裝置、防止突然落下裝置、過載保護(hù)裝置、漏電保護(hù)裝置、車輛超長及超高檢測裝置等等，如果應(yīng)用于公共場合，還可以配有計時裝置，滿足收費(fèi)要求。存取過程可由人工完成，也可 以配備計算機(jī)設(shè)備全自動完成，這也給今后的開發(fā)設(shè)計留有大的空間。許多裝置基本無須專門的操作人員，一個司機(jī)就可單獨完成。 現(xiàn)有立體車庫的不足 雖然立體車庫的概念得到了相當(dāng)廣泛的認(rèn)可，但立體車庫在現(xiàn)實中卻并沒有得到非常廣泛的應(yīng)用，其中必定有一些原因，經(jīng)過調(diào)查分析至少可以得到以下幾個缺點： 取車慢 ， 等待時間長 。 目前 有的機(jī)械 式 車庫，汽車只能由機(jī)械設(shè)備一輛一輛地從車庫里取出來，大約 2 分鐘出一輛，車主只能在外面等候，如果是下班100 個人要取車，最后一個人要等 200 分鐘。 浪費(fèi)能量，效率 不高 。 例如 如今占 市 場份額 70%的升降橫移式 立體車庫 ，若想 取出 停在上層的車 ，必須移動其他車，做無用功 。 機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜，常需要定制，成本高，改造擴(kuò)建困難。 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 易出故障，系統(tǒng) 易癱瘓 。 由于車庫整體全為機(jī)械式構(gòu)造，若某一部分出現(xiàn)故障 易導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。動作 頻繁， 易出 故障， 且 需要 生產(chǎn)廠家來維修，常常出現(xiàn)等配件、拖時間的現(xiàn)象 ， 維修 成本高 。 噪音大，易擾民 。 由于傳送機(jī)構(gòu)運(yùn)行時會產(chǎn)生 強(qiáng)烈 的噪聲， 這種 低頻噪音，穿透力極強(qiáng)，對人體有害 。 方案 的主要創(chuàng)新之處 綜合現(xiàn)有立體車庫的優(yōu) 缺點，本論文 提出一種新型立體車庫的方案設(shè)計，該方案的 創(chuàng)新之處主要有： 比現(xiàn)有 立體 車庫系統(tǒng) 更 快的 存 /取車 原理 。 采用獨立可自主運(yùn)行的載車平臺作為運(yùn)動單元，可以 在 一條行車通道上實現(xiàn)多輛車同時進(jìn)行存車或者取車或者同時（ 錯位 ） 存 、取 。 比現(xiàn)有立體車 庫系統(tǒng)更節(jié)能環(huán)保的系統(tǒng)架構(gòu) 。 采用獨立可自主運(yùn)行的載車平臺作為運(yùn)動單元，使得在存取一輛車的時候不需要移動其他無關(guān)車輛， 而且移動一輛車 所需 的運(yùn)動部件減少。與現(xiàn)有的多數(shù)類型車庫在存取一輛車的時候經(jīng)常要移動其他無關(guān)車輛相比，本方案更節(jié)能，與其復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)相比，本方案噪聲會更小。 比現(xiàn)有 立體 車庫更簡單、更易維護(hù)及改造的車 庫結(jié)構(gòu) 。 由于 本方 案采用可自主循跡的載車臺的 設(shè)計，使得采用該技術(shù)的車庫機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，不會由于某一處車位的故障 導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰。若需增加車庫容量，除了可以增加 樓層以外 還 可以增加每一層的車位數(shù)，而在每一層增加車位只需 在 相應(yīng)的空間增加 載車臺 ，然后在 調(diào)度中心 做出 相應(yīng)的改動即可，非常方便。 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 2 立體車庫的方案設(shè)計 總體方案 在本方案中設(shè)計了一個 具 有 雙 層停車臺 、 每 層有 3個車位 、 單出入口結(jié)構(gòu) 的立體車庫 。其單層 平面 結(jié)構(gòu)如圖 21所示。 圖 21 單層停車臺 平面 圖 本立體車庫將采用 機(jī)械連接上 各自獨立的可自行循 跡移動的 載車臺 ，拖動停放在其上的車輛往返移動完成存取車的操作。載車平臺示意圖如圖 22所示。 引入 該載車平臺是本論文創(chuàng)新點的重要組成部分。 載車平臺的運(yùn)動采用循跡智能車控制技術(shù) 。 圖 22 載車平臺示意圖 系統(tǒng)的 控制結(jié)構(gòu)可以采用兩種方案。 方案一 是以一塊 PLC為控制中心，通過導(dǎo)線的方式 與各 載車臺 進(jìn)行通信，達(dá)到控制的目的； 方案二 是以 PC上的監(jiān)控平臺兼做調(diào)度中心，通過無線的方式與各 載車臺 進(jìn)行 通信，達(dá)到調(diào)度的目的。 由于 本系統(tǒng)中 載車臺 獨立運(yùn)行的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計，當(dāng)車庫容量較大時，使得整個系統(tǒng)使用一塊 PLC來控制， 用導(dǎo)線將載車臺與 PLC建立聯(lián)系從而接受控制 的方式不容易實現(xiàn) 。因此，本系 統(tǒng)采用 方案二 ， 即每部載車臺具 有獨立的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以自主 循 跡、定位 以及通過無線方式實現(xiàn) 接收調(diào)度中心的命令 等功能。 由于硬件條件限制，本論文在 仿真 設(shè)計 時 無線部分 采用 有線 來替代。 車庫結(jié)構(gòu) 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 立體車庫主體結(jié)構(gòu)可以由目前立體車庫行業(yè)常用的 金屬 材料搭建 ，也可鋼筋水泥混合結(jié)構(gòu)建造，甚至可以在合適的建筑物的基礎(chǔ)上進(jìn)行改建。 其 主要 配置措施 包括車位的劃分與編號 ，便于控制臺管理車輛的存取； 升降機(jī) 的選擇，用以保證 承擔(dān)自身的重量和存入車輛的重量 ；電氣部件（以 接近開關(guān)、限位開關(guān)、光電開關(guān)為主的傳感器件 ）的選擇與安裝， 用于對 控制臺 執(zhí)行指令情況的信號反饋以及車輛存取時各參數(shù)的檢測。 存取車方案 存車時， 車主將車輛停放在車庫入口處的載車臺上，獲取停車位的編號 后，點擊控制臺存車按鈕，調(diào)度中心在判斷出該車前方無車或前一輛車移動出一段足以保證不相撞的距離后即向該載車臺發(fā)出前進(jìn)命令，載車臺 循跡 前進(jìn)至升降機(jī)上檢測到到位信號后 ，升降機(jī)上升到目的車位所在的樓層，載車臺移出升降機(jī)，循跡前進(jìn)至目的車位的入口，檢測到入口標(biāo)識后轉(zhuǎn)向并繼續(xù)循跡前進(jìn)，至目的車位后存車過程結(jié)束 。取車 過程是存車過程的逆過程 。 存取車機(jī)構(gòu)設(shè)計 一、 載車臺 的循跡方案設(shè)計 車庫的存取車操作 主要由載車臺和升降機(jī)在控制中心的控制下作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)來完成。 載車臺的重要特征是可獨立自主的循跡運(yùn)動，并可以檢測到車位 編號等信息，而且可將當(dāng)前的工作狀態(tài)通過某種方式告知控制中心的功能。 基于這種功能要求可以有多種實現(xiàn)方案。 針對可以自主循跡的要求，至少可以采用兩種方案。 方案一：在載車平臺上安裝循跡傳感器，在行車道上設(shè)置可被探測到的標(biāo)志信息作為引導(dǎo)信號，利用舵機(jī)來控制轉(zhuǎn)向，電機(jī)來提供前進(jìn)動力。 如傳感器可采用紅外傳感器、激光傳感器、攝像頭傳感器等 光學(xué)敏感器件，引導(dǎo)信號可采用白底黑線或黑底白線等視覺信號 ， 白 底 黑 線 引導(dǎo)線如圖 23所示。也可采用無線電信號來引導(dǎo)，相應(yīng)的需要設(shè)計合適的無線信號檢測器來循跡。這 些 方案目前在機(jī)器人領(lǐng)域都是 非常常用的 ，自動化程度很高，成本低廉，性能穩(wěn)定。 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖 23 視覺信號循跡方案引導(dǎo)線設(shè)計 （白底黑線） 方案二：可采用導(dǎo)軌的形式，類似于火車、采礦車 的 路軌。需要相應(yīng)的在 載車臺 上安裝合適的輪子 。該方案結(jié)構(gòu)簡單，在工業(yè)上使用也較多，技術(shù)成熟。但使用金屬材料較多，容易增加系統(tǒng)重量， 安裝維護(hù)都有所不便，不夠靈活， 最重要的是在實現(xiàn) 90176。轉(zhuǎn)向的能力上有所欠缺，為了給轉(zhuǎn)向提供足夠空間，直接導(dǎo)致占地面積增大，削弱了立體車庫的優(yōu)勢。 綜上所述，本論文采用方案一。 二 、 限位 開關(guān)的設(shè)定 為了使 載車臺 能夠安全、準(zhǔn)確的停 放到所需的位置，確保車輛的安全，所以在每個車位上都設(shè)定了限位傳感器 。 限位傳感器的實現(xiàn)方式有多種，根據(jù)不同的經(jīng)濟(jì)條件、應(yīng)用環(huán)境做出選擇。 限位開關(guān) 是用以限定機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動極限位置的電氣開關(guān)。這種開關(guān)有接觸式的和非接觸式的。接觸式的比較直觀，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動部件上，安裝上行程開關(guān)，與其相對運(yùn)動的固定點上安裝極限位置的擋塊，或者是相反安裝位置。當(dāng)行程開關(guān)的機(jī)械觸頭碰上擋塊時，切斷了（或改變了）控制電路，機(jī)械就停止運(yùn)行或改變運(yùn)行。由于機(jī)械的慣性運(yùn)動，這種行程開關(guān)有一定的 “超行 程 ”以保護(hù)開關(guān)不受損 壞。非接觸式的形式很多，常見的有干簧管、光電式、感應(yīng)式等，這幾種形式在電梯中都能夠見到。 本設(shè)計中 可 采用 E3FDS30C4 漫反射型 光電式限位開關(guān) ，安裝在 每個車位上、車位入口處及升降機(jī)上 。傳感器 分布示意圖見圖 24。 上海第二工業(yè)