【正文】 反射鏡安裝在升降臺(tái)表面，考慮到實(shí)際的若干種動(dòng)作可能，為了實(shí)現(xiàn)左右兩側(cè)載車板的存取，需要設(shè)計(jì) 4 個(gè)定位點(diǎn)，如圖 2. 4 中所示，從左至右依次編號(hào)為 0, 1, 2, 3，分別代表: 為取左側(cè)的載車板所要運(yùn)動(dòng)到的點(diǎn)，取出右側(cè)的載車板后所運(yùn)動(dòng)到的點(diǎn)，取出左側(cè)的載車板后所運(yùn)動(dòng)到的點(diǎn)，取右側(cè)的載車板所要運(yùn)動(dòng)到的點(diǎn)。反光板反射式光電開關(guān)是將發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，并在其前方安裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用；正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光投射到反光板上，接著被反光板反射回來后被收光器接收；一旦發(fā)光器的光未投射在反光板上，光電開關(guān)就會(huì)動(dòng)作，輸出的開關(guān)信號(hào)發(fā)生變化。光電傳感器可分為槽形光電開關(guān)、對射式光電開關(guān)、反光板反射式光電開關(guān)、擴(kuò)散反射式光電開關(guān)、光纖式光電開關(guān)等。光電傳感器是一種將光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的變化的測量裝置，它首先將被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，再借助光電元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，結(jié)構(gòu)上主要由發(fā)送器、接收器和檢測電路這三部分組成。橫移裝置安裝于升降臺(tái)上，橫移電機(jī)選用感應(yīng)直線電動(dòng)機(jī)，并且采用短初級長次級的結(jié)構(gòu)；升降臺(tái)表面鍍銅，形成橫移電機(jī)的次級，而橫移電機(jī)的初級與表面之間存在氣隙，當(dāng)電機(jī)通電后，初級便能夠?qū)崿F(xiàn)在升降臺(tái)表面的橫移動(dòng)作，再輔以電磁鐵和光電傳感器，就可以實(shí)現(xiàn)橫移電機(jī)復(fù)位、存取載車板等功能。直線電機(jī)工作原理與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相似，以直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為例:初級繞組在通入三相交流電流后，便在氣隙中形成行波磁場，次級在行波磁場作用下，將感應(yīng)電動(dòng)勢并產(chǎn)生電流，次級電流的磁場與初級電流的行波磁場相互作用產(chǎn)生電磁推力若次級固定，則初級將在推力作用下做直線運(yùn)動(dòng)，反之，則次級做直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將初級和次級制造成不同的長度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級與次級之間保持禍合， 。直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。 橫移裝置與滑叉、鏈輪、履帶等需要中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的存取方式不同，本車庫的橫移第 2 章 立體車庫的總體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理11裝置采用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，由于去除了中間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，橫移電機(jī)將直接作用于載車板，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，節(jié)省時(shí)間和能耗，從而有效提高車庫的運(yùn)行效率。對重由對重架、對重塊、導(dǎo)軌、緩沖器碰塊、壓塊以及鋼絲繩組成。曳引機(jī)通過鋼絲繩驅(qū)動(dòng)載車臺(tái)升降，同時(shí)對重也相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。我們選用高效節(jié)能的異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，控制方式采用變頻變壓調(diào)速技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)良好的調(diào)速性能和運(yùn)行平穩(wěn)性，還可滿足停車庫對平層精度的要求。 升降裝置為了提高運(yùn)行效率，垂直升降式立體車庫要求升降系統(tǒng)具有較高的提升速度和良好的可靠性。車庫正常運(yùn)行時(shí)，存在某個(gè)停車位的載車板在升降臺(tái)上的情況，如果此時(shí)用戶需要存車，系統(tǒng)默認(rèn)將車輛存入這塊載車板所在的停車位，如果用戶需要取車，則將載車板存入其所在的停車位后再取車。河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院10 載車板每個(gè)停車位都有一塊對應(yīng)的載車板，用于搬運(yùn)和支托車輛，實(shí)質(zhì)就是通過對載車板的存取實(shí)現(xiàn)車輛的存取。此車庫系統(tǒng)主要包括鋼結(jié)構(gòu)框架、載車板、升降裝置、橫移裝置、安全保護(hù)裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)。本論文的研究以 2 層 4 庫位為例，車庫結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示，供試驗(yàn)用，實(shí)際產(chǎn)品化時(shí)可根據(jù)用戶的需求進(jìn)行橫向或縱向擴(kuò)展。 立體車庫的總體結(jié)構(gòu) 在綜合考慮技術(shù)難度、占地面積、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性以及用戶需求等各種因素之后，決定選取每層兩個(gè)庫位的布局作為本課題的垂直升降式立體停車庫的整體第 2 章 立體車庫的總體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理9結(jié)構(gòu)。到 60 年代后期，許多發(fā)達(dá)國家的大都市都出現(xiàn)了停車難問題，使得立體車庫開始發(fā)展普及，此時(shí)已現(xiàn)機(jī)械存取機(jī)構(gòu)，無需駕駛員跟車。此類車庫的停車位分布在井道周圍，每層可設(shè) 2 個(gè)或多個(gè)泊位，一般在 10 層以上，可停放幾十輛車，而占地面積不到 50m2,所以具有很高的平面和空間利用率，很適合建在城市中心或者住宅小區(qū)內(nèi)。此外，課題的研究目的是實(shí)現(xiàn)直線電機(jī)直驅(qū)技術(shù)在機(jī)械式立體停車庫中的應(yīng)用，若采用升降橫移式，需要配備多套升降和橫移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而垂直升降式的立體車庫僅需兩套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)就能夠?qū)崿F(xiàn)車庫的正常運(yùn)作，更適用于直線電機(jī)直驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用。河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院8第 2 章立體車庫的總體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理 車庫選型通過分析比較各種類型的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合技術(shù)可行性和投資經(jīng)濟(jì)性，本課題的立體車庫類型設(shè)計(jì)為垂直升降式，這是因?yàn)樵趲追N應(yīng)用較多的類型中，垂直升降式是綜合性能十分優(yōu)良的一類，具有空間利用率高、技術(shù)性能好、能耗低、噪聲小、速度快、操作簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。本論文在查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，以新型智能立體停車庫的控制系統(tǒng)為研究對象，著重于控制系統(tǒng)軟件方案的制定和具體實(shí)現(xiàn)，主要內(nèi)容包括: 1)立體車庫的總體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理分析；2)立體車庫控制系統(tǒng)的硬件方案；第 1 章 緒論7 本章小結(jié)本章介紹了機(jī)械式立體停車庫的概念用途，立體車庫的優(yōu)缺點(diǎn)和主要類型、發(fā)展歷程以及過內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及目前國內(nèi)行業(yè)發(fā)展中存在的一些問題。 研究思路和主要研究工作(1)查閱文獻(xiàn)資料，了解機(jī)械式立體停車庫的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、各類機(jī)械立體停車設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)；比較幾種主流形式在空間利用率、造價(jià)、存取時(shí)間、技術(shù)性能、能耗等方面的特點(diǎn)；注意文獻(xiàn)中有關(guān)控制系統(tǒng)研究的部分。巷道堆垛類立體停車設(shè)備是利用巷道堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)作為搬運(yùn)裝置，進(jìn)入到搬運(yùn)裝置中的車輛可同時(shí)進(jìn)行兩維的運(yùn)動(dòng)，快速到達(dá)指定車位，再用存取機(jī)構(gòu)將車存入泊位。垂直升降式立體車庫的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)更為復(fù)雜，對地基、消防、運(yùn)行可靠性和安全性的要求也更高，因此造價(jià)較高。垂直升降類立體停車設(shè)備利用升降機(jī)構(gòu)將車輛提升到目標(biāo)層，再啟動(dòng)橫移機(jī)構(gòu)把車存入泊位中，工作方式類似于電梯。垂直循環(huán)式立體停車庫是循環(huán)式中最有代表性的，主體是垂直回轉(zhuǎn)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，車輛停放在呈圓形或長圓形配置的數(shù)個(gè)托盤上，由鏈條帶動(dòng)做垂直循環(huán)運(yùn)動(dòng)，在平動(dòng)機(jī)構(gòu)控制下保持車位水平。這種類型的立體車庫造價(jià)不高，車位的布置緊湊，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在樓宇地下室或住宅小區(qū)的空地上布置較為方便，特別適用于平面自走式停車庫的改造工程。根據(jù)我國發(fā)布的JBT 87131998《機(jī)械式停車設(shè)備類別、型式與墓本參數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械式停車設(shè)備的類別名稱及代號(hào)現(xiàn)介紹幾種具有一定代表性的類型: 升降橫移式停車設(shè)備利用載車板的升降或橫移來實(shí)現(xiàn)車輛的存取，此類停車庫將載運(yùn)和存放汽車的載車板與升降裝置組合在一起使用，構(gòu)成立體化存車的形式，多為中、小型車庫，泊位數(shù)目從幾輛至幾十輛不等，一般設(shè)計(jì)為 2 或3 層，極少超過 5 層。機(jī)械式立體停車庫在具有上述優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也存在一些缺點(diǎn)，并且在一定程度上制約了其推廣和應(yīng)用：首先，造價(jià)偏高，除了建筑和設(shè)備的投資費(fèi)用，還需要維護(hù)的投入，以保障設(shè)備的安全、持久地運(yùn)行；第二，進(jìn)出車時(shí)間長，雖然各種類別的機(jī)械停車設(shè)備對單車最大進(jìn)( 出) 時(shí)間一般控制在 2 分鐘以內(nèi)，但由于單套設(shè)備往往只有一套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不允許多輛車同時(shí)出入庫，如果面臨高峰期，勢必會(huì)出現(xiàn)等候現(xiàn)象。(4)配置靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。(3)自動(dòng)化操控，使用方便。(2)建設(shè)成本低。 機(jī)械式立體停車庫的特點(diǎn) 以立體化形式存放車輛的機(jī)械式停車庫叫做機(jī)械式立體停車庫，是一種技術(shù)密集型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，發(fā)展?jié)摿艽?，具有很多?yōu)點(diǎn):(1)節(jié)省占地面積。（3）提高機(jī)械停車設(shè)備的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，是解決問題的根本措施。政府應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家的相關(guān)政策法規(guī)，完善機(jī)械式停車設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，規(guī)劃專用和公共停車位數(shù)量，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定合理的停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資者和經(jīng)營者優(yōu)惠政策等。其次，機(jī)械式立體車庫是對安全性能要求很高的機(jī)電一體化設(shè)備，但是有些自主研發(fā)的產(chǎn)品缺乏深入的研究，產(chǎn)品的可靠性、安全性、耐久性還不能完全保障；第三，市場競爭無序，目前總體生產(chǎn)能力過剩，價(jià)格偏低；政府在對立體停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策方面嚴(yán)重滯后；此外，平面停車場收費(fèi)低廉以及人們在意識(shí)上尚未完全轉(zhuǎn)變，也是立體停車難以普及的重要原因。近年來，立體停車設(shè)備的自主研發(fā)工作也越來越被重視，國內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)都投入技術(shù)力量，對機(jī)械立體停車設(shè)備的各個(gè)方面，例如結(jié)構(gòu)優(yōu)化、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、存取策略優(yōu)化、可靠性分析、生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行研究，取得了很多的成果。目前，我國的機(jī)械停車設(shè)備在生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量方面，已接近國外先進(jìn)水平。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997 年全國只有 9 個(gè)機(jī)械式停車設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，只有 11 個(gè)省、市、自治區(qū)的 13 個(gè)城市擁有機(jī)械式停車設(shè)備。從采用機(jī)械式停車設(shè)備的類型看，應(yīng)用較多的仍然是升降橫移類、簡易升降類、倉儲(chǔ)類( 包括巷道堆垛類和多層平面移動(dòng)類)和垂直升降類，尤其是升目前我國立河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院4體停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展我國是從 20 世紀(jì) 80 年代初開始研制和使用機(jī)械停車設(shè)備的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國安裝投運(yùn)的停車位己從 1989 年的 68 個(gè)增加到2022 年的 24507 個(gè)，尤其是 2022 年安裝投入運(yùn)行的泊位數(shù)超過了過去歷年安裝投運(yùn)的總和，但只占到總需求量的 2%左右。北京市 2022 年新建立體車庫 67 個(gè)，泊位 14906 個(gè)，占全國泊位總數(shù)的 61%，比 2022 年增長 %；上海市新建立體車庫 41 個(gè)，泊位3380 個(gè)，占全國總泊位數(shù)的 14%，比 2022 年增長 47%。在北京、上海、廣州、深圳等地己經(jīng)建立起一些立體停車庫，產(chǎn)品主要從韓國、日本、德國等進(jìn)口，國產(chǎn)比例約為 30%近幾年來，由于汽車工業(yè)和汽車需求市場的快速發(fā)展，國內(nèi)自動(dòng)化立體停車庫市場正以直線上升的態(tài)勢在飛速發(fā)展。其中發(fā)明專利 85 項(xiàng)，實(shí)用新型專利 251 項(xiàng)，外觀設(shè)計(jì)專利 14 項(xiàng)，分別占 %，%和 4%(發(fā)明專利還較少，即原創(chuàng)性的成果少，停車設(shè)備領(lǐng)域研究的深度和水平有待提高)。我國立體停車設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)大多技術(shù)力量薄弱，自主開發(fā)能力差，多靠引進(jìn)國外技術(shù)圖紙或與外國的企業(yè)合作，制造水平基本上是跟蹤國外先進(jìn)技術(shù)。 國內(nèi)機(jī)械式立體車庫的發(fā)展 我國立體停車設(shè)備早期開發(fā)工作是從 20 世紀(jì) 80 年代末開始的，1989 年推出了第一合雙層式停車設(shè)備。韓國的機(jī)械停車設(shè)備技術(shù)是日本技術(shù)的派生，產(chǎn)業(yè)從 20 世紀(jì) 70 年代中期開始起步，80 年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90 年代開始進(jìn)入供應(yīng)使用階段。德國和意大利等歐洲國家從事停車設(shè)備開發(fā)和生產(chǎn)也較早，較好的公司有:意大利，德國的 Pall 等。目前在日木從事機(jī)械式停車庫及其設(shè)備開發(fā)、制造的公司約有200 多家，其中生產(chǎn)機(jī)械式停車裝置的公司約有 130 多家，比較大的公司有三菱重工業(yè)、石川島播磨重工業(yè)、日精、新明和工業(yè)、昭和起重機(jī)制作所等株式會(huì)社?，F(xiàn)在日本在停車場(庫)的技術(shù)研究與開發(fā)、制造、管理等方面的水平都處于領(lǐng)先地位，所建成的立體停車場的數(shù)量和其容車量也居于世界前列。到了 1983 年，全日本共建成機(jī)械式車庫 25437 座，共 萬個(gè)停車位，到 1991 年底，日本建造的機(jī)械式停車裝置有 12 萬多臺(tái)，可容車 72 萬輛，建造的裝配自行式立體停車場近 900座，可容車 20 萬輛。1962 年日本研制出第一臺(tái)自動(dòng)化立體停車設(shè)備( 包括機(jī)械式停車設(shè)備、停車管理收費(fèi)系統(tǒng)、停車導(dǎo)航系統(tǒng)、出入口控制設(shè)備、讀卡機(jī)及停車管理工具等)，與此同時(shí)，日本還開發(fā)了大量的二層、三層及多層多列式機(jī)械式立體車庫。日本從 50 年代中期開始從事機(jī)械停車設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，至今己有四十多年的歷史。產(chǎn)品形式多數(shù)為巷道堆垛式，多層升降橫移式產(chǎn)品應(yīng)用也很好。德國和意大利等歐洲國家從事停車設(shè)備的開發(fā)和生產(chǎn)也比較早，較好的公司有:意大利, Inter park、德國 Pall:等，優(yōu)勢主要