【正文】 安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）01 緒論 課題的意義 隨著車輛的增加，停車難成了頭等問題，而停車難問題的出現(xiàn)，也給立體機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)帶來了巨大的商機(jī)和廣闊的市場(chǎng)。 立體車庫(kù)高倍率的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，立體停車設(shè)備停車容量大。和同等容量的地下車庫(kù)投資相比，投資少，施工短，耗電省。存取過程可由人工完成，也可以配備計(jì)算機(jī)設(shè)備全自動(dòng)完成，這也給今后的開發(fā)設(shè)計(jì)留有大的空間。許多裝置基本無須專門的操作人員，一個(gè)司機(jī)就可單獨(dú)完成。 停車設(shè)備有效地解決停車難的問題，這個(gè)應(yīng)該是值得肯定的，而對(duì)于立體車庫(kù)今后的發(fā)展來說，它也會(huì)有著更多的優(yōu)勢(shì)，會(huì)逐步代替那些平面自然停車場(chǎng)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展，城市規(guī)劃的完善，立體機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)將成為一個(gè)充滿生機(jī)的朝陽(yáng)行業(yè)，立體機(jī)械停車設(shè)備的技術(shù)也將得到長(zhǎng)足的發(fā)展 國(guó)內(nèi)外有關(guān)課題的研究動(dòng)態(tài)自動(dòng)立體停車裝備系統(tǒng)在世界各地的發(fā)展是極不均衡的，德國(guó)開發(fā)最早，技術(shù)居于領(lǐng)先地位，在二層及多層平面式立體停車庫(kù)系列中，它已發(fā)展了Ｈ型、西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1Ｕ型和Ｖ型。從上世紀(jì)七十年代末期起，車庫(kù)容量年遞增率為 5%7%，已經(jīng)趕上了同期汽車擁有量的年遞增率 4%6%，從技術(shù)特征上看，日本更重視豎式自動(dòng)立體車庫(kù)的發(fā)展，即密集型自動(dòng)立體停車庫(kù)的發(fā)展。進(jìn)入 20 世紀(jì)以來，在國(guó)內(nèi)舉辦了多個(gè)與停車設(shè)備相關(guān)的展覽會(huì)，2022 年十月在上海舉辦的“2022 上海國(guó)際停車設(shè)備和智能系統(tǒng)展覽會(huì)”同樣熱鬧非凡，它吸引了來自德、日、美等世界上知名的停車設(shè)備制造商，全自動(dòng)立體停車設(shè)備的容車能力及其技術(shù)完備，先進(jìn)程度已被世界廣泛承認(rèn)和接受。停車裝置種類繁多，必須通過詳盡的技術(shù)分析及經(jīng)濟(jì)分析才可以有明智的決斷，有效的利用一切有利因素，建造出經(jīng)濟(jì)技術(shù)都合理的停車裝置。它的前景將是無限美好的。去搶占這一新興的市場(chǎng)。我國(guó)機(jī)械式車庫(kù)的早期研究開發(fā)工作是從 80 年代中期開始，90 年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。機(jī)械式立體車庫(kù)是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國(guó)外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國(guó)停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。下面介紹其中幾種類型及其特點(diǎn)。可為地上式或帶地坑式。 ②存取車快捷便利，獨(dú)特跨梁設(shè)計(jì)，車輛出入無障礙。 ④環(huán)保節(jié)能，低噪音。（2）垂直循環(huán)式通過傳動(dòng)機(jī)械，驅(qū)使以垂直方式排列的各置車板作連續(xù)環(huán)形運(yùn)動(dòng)。可為封閉式高塔或敞開式低塔。②可設(shè)置在地面上或半地上半地下，可獨(dú)立或附設(shè)在建筑物內(nèi)，還可多臺(tái)組合。（3）巷道堆垛式采用巷道堆垛機(jī)和搬運(yùn)器，將進(jìn)到搬運(yùn)器上的車輛一起作平面移動(dòng)且垂直升降到停車位旁，再用存取機(jī)構(gòu)將車輛送入停車位。②可設(shè)置于地上或地下，充分利用有效空間。全封閉式管理，安全可靠，保障人、車安全。⑤固定式升降機(jī)＋各層行走臺(tái)車的配置形式，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)人同時(shí)存取車。通過搬運(yùn)機(jī)械將車輛或載有車輛的置車板橫向或縱向地從車輛升降機(jī)搬運(yùn)至停車位。特點(diǎn)：①占地少，容車量大，高層設(shè)計(jì)最高能夠達(dá)到平均一輛車僅占一平方米的空間。③智能化程度高，可預(yù)約存取車及空車位導(dǎo)向。（5）平面移動(dòng)式 在同一層面上，用搬運(yùn)臺(tái)車平面移動(dòng)車輛，或使置車板平面橫移。特點(diǎn)：①每層車臺(tái)和升降機(jī)分別動(dòng)作，提高出入庫(kù)速度，可利用地下空間，停車規(guī)?？蛇_(dá)到數(shù)千臺(tái)。 ③通過計(jì)算機(jī)和觸屏界面進(jìn)行綜合管理，可全面監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況，并且操作簡(jiǎn)單?？蔀榈厣鲜交驇У乜邮健＿m合裝置于工廠、別墅、住宅西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4停車場(chǎng)。③備有專用鎖匙開關(guān)，防止外人開動(dòng)設(shè)備。（7）其他水平循環(huán)類：各置車板以兩列或多列方式水平排列，并循環(huán)移動(dòng)。多層循環(huán)式：各置車板以兩層或多層方式排列，在相鄰兩層間的兩端設(shè)有車輛升降機(jī)，同層置車板可在該層內(nèi)作水平循環(huán)移動(dòng)。車輛入庫(kù)方式與水平循環(huán)相同。 升降橫移式立體車庫(kù)的工作原理升降橫移式立體車庫(kù)每個(gè)車位都有載車板，車輛就停在載車板上，最下層的載車板只做左右橫移，不能升降，中間層車位可以左右橫移和升降，上層車位只能升降，不能橫移，若中間層車位需要存取車，則需下層車位移出空位，才能降至底層，上層車位需要存取車，則需要中間層車位和下層車位移出空位方能下降至底層，存車時(shí)，當(dāng)載車板到位后，駕駛員將車開上載車板后下車離開，中間層和上層載車板自動(dòng)升至所在層位，取車時(shí)，下層車位直接開出，上層和中間層則是載車板降至底層后，等駕駛員進(jìn)入車庫(kù)開走汽車后，載車板自動(dòng)回至所在層位。2 號(hào)車位可以直接存放車輛；7 號(hào)車位需下降后再存放車輛；3 號(hào)車位則需先將 1 號(hào)和 2 號(hào)載車板右移，再將3 號(hào)載車板下降；4 號(hào)車位則需先將 2 號(hào)載車板右移，再將 4 號(hào)存車板下降；5號(hào)車位需要先將 4 號(hào)四個(gè)載車板右移，再將 5 號(hào)載車板下降；6 號(hào)車西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5位則需要先將 4 號(hào)載車板右移，再將 6 號(hào)載車板降下。升降橫移式立體車庫(kù)主要由鋼結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、載車板、電氣控制系統(tǒng)、安全裝置五大部分組成。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體。鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果可靠，所以說鋼結(jié)構(gòu)的可靠性高②材料的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6與混凝土等材料相比，雖然鋼材的重力密度大，但它的強(qiáng)度和彈性模量較高，而且強(qiáng)度與重力密度之比也高得多。③材料的塑性和韌性好鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件不會(huì)因超載等而突然斷裂。鋼材的韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu)越。構(gòu)件制造完成后，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝成結(jié)構(gòu)。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。⑤鋼結(jié)構(gòu)密閉性好鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結(jié)構(gòu)、管道等。立體車庫(kù)多在沒有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，所以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)本身的維護(hù)費(fèi)用低。（2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)每塊上載車板都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鏈傳動(dòng)組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需的傳動(dòng)力。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個(gè)距離確定鏈條的長(zhǎng)度，最后根據(jù)傳動(dòng)力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大小。每塊下載車板后部都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，藏于載車板內(nèi)。電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)，長(zhǎng)傳動(dòng)軸上的主動(dòng)鋼輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)行走從而使下載車板作橫向平移運(yùn)動(dòng)。圖 24 平板式載車板及拼合示意圖（4）安全裝置在立體車庫(kù)上層停車位和下層停車位的縱梁處裝有上下行程極限開關(guān)，在中間層和底層車庫(kù)橫梁兩端裝有左右行程極限開關(guān)。行程極限開關(guān)的作用是當(dāng)載車板到達(dá)位置是自動(dòng)停止。 升降橫移式立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)示意本論文具體選用三層七位升降橫移式自動(dòng)化立體車庫(kù)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，其設(shè)備結(jié)構(gòu)示意如圖 26：圖 26 升降橫移式立體車庫(kù)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖（1）立體車庫(kù)模型西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9本立體車庫(kù)的建筑模型為一個(gè)三層七車位立體車庫(kù)，車庫(kù)平面設(shè)計(jì)示意圖如圖 27 所示，車庫(kù)立體模型示意圖如圖 28 所示。圖 27 立體車庫(kù)平面示意圖西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10圖 28 立體車庫(kù)立體模型示意圖 升降橫移式立體車庫(kù)中的安全防護(hù)裝置車庫(kù)是用來存放汽車的，汽車的價(jià)格是很昂貴的，所以車庫(kù)一旦發(fā)生事故，所造成的損失會(huì)很大，為此，我們要將事故防范于未然。（1）急停措施：在控制盒上安裝紅色的緊急停止開關(guān)，當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)，按下急停開關(guān)能使立體車庫(kù)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）限位保護(hù)：立體車庫(kù)的載車板在升降和橫移過程中是靠定位開關(guān)來定位的，為了防止定位開關(guān)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致事故，所以在上升定位上方，下降定位下方，左移定位左邊，右移定位右邊分別裝有限位開關(guān)。（4）門前光電檢測(cè)裝置：在車庫(kù)運(yùn)行過程中，不能有人或物進(jìn)入車庫(kù)的工作區(qū)，所以要在車庫(kù)入口處安裝一個(gè)紅外裝置，一旦在車庫(kù)工作時(shí)有人或物進(jìn)入車庫(kù)，系統(tǒng)將立即停止工作。當(dāng)載車板?？康轿粫r(shí)，電磁鐵由通電狀態(tài)轉(zhuǎn)為失電狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)掛鉤勾住鐵環(huán)。電磁鐵由失電狀態(tài)轉(zhuǎn)為通電狀態(tài)，報(bào)警燈閃爍，按下急停按鈕使車庫(kù)立即停止。（1）繼電器控制系統(tǒng)控制功能是用硬件繼電器實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過程中，如果某個(gè)繼電器損壞，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價(jià)格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個(gè)控制柜價(jià)格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。由于繼電器的觸點(diǎn)有限，其靈活性和擴(kuò)展性也受到制約。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)的控制功能，成為功控領(lǐng)西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計(jì)算機(jī)之一。但是，單片機(jī)是一片集成電路，不能直接將它與外部 I/O 信號(hào)相連。 （3）可編程序控制器控制可編程序控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇，用戶不用自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器的硬繭配制和設(shè)計(jì)外部接線圖，同時(shí)采用梯形圖語言編程，用軟件取代繼電器電器系統(tǒng)中的觸點(diǎn)和接線，通過修改程序適應(yīng)工藝條件的變化。PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。此外，PLC 帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業(yè)控制中。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。（4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。整個(gè)車庫(kù)由一臺(tái) PLC 對(duì)其進(jìn)行管理和監(jiān)控，由 PLC 來控制載車板升降橫移傳動(dòng)裝置，完成車輛的存取操作，各車位車輛的存取由 PLC 根據(jù)當(dāng)前各車位的停放情況，按照相應(yīng)的策略來調(diào)動(dòng)載車板，以存取車輛。強(qiáng)電系統(tǒng)主要包括載車板電機(jī)控制線路，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器等?？刂葡到y(tǒng)在面板上設(shè)有急停按鈕，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，按下急停按 鈕將使車庫(kù)立即停止運(yùn)行。升降橫移式立體車庫(kù)是一種比較典型的跨學(xué)科機(jī)電一體化產(chǎn)品，集機(jī)械、西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14電子、信息技術(shù)于一體。升降橫移式立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)是整個(gè)車庫(kù)系統(tǒng)的重要組成部分，也是車庫(kù)系統(tǒng)的核心。它指揮著車庫(kù)的每個(gè)運(yùn)作過程，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)過程進(jìn)行監(jiān)控。立體車庫(kù)系統(tǒng)控制原理框圖如圖 31 所示。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關(guān)。同時(shí)在車庫(kù)中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置。根據(jù)這些功能我們可以很直觀的觀察出三層七位升降橫移式立體車庫(kù)的工作。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15圖 32 簡(jiǎn)化 PLC 接線圖電機(jī)控制及接線設(shè)計(jì)：在存取車時(shí)車位