机械式智能立体车库的创新设计

机械式智能立体车库的创新设计

贺天贵

身份证号码：41132319880715XXXX河南南阳473000

摘要：随着城市经济的发展，停车难已经成为一个普遍现象，本文设计了一种缩微版的旋转式智能立体车库，并介绍了其基本结构和工作原理。

关键词：智能立体车库；智能控制模块；步进电机

近年来，随着人们消费能力水平的不断提升，私家车数量逐年增加，如何利用有限的城市空间满足日益增长的停车需求已成为当前亟待解决的城市问题。立体车库的单位面积车容量大、建设成本低，并且有不同规模的工程设计，能够适应不同容量的用户需求。因此深入研究立体车库控制系统，建造安全、可靠、稳定、智能的立体车库对日常生活具有重要意义。智能立体车库一般由机械系统、控制系统、液压辅助系统、电气系统、传感器系统组成，融合了机械、数控、计算机、自动化、传感器、人工智能等技术，是一种智能化、立体化的物流储运系统。自1920年美国建成第一座机械式升降立体车库以来，其相关技术不断向着智能化、网络化的大趋势发展。如何利用计算机、物联网、云计算和嵌入式技术实现自动存取、自主收费、网上预约、远程管理、网络监控、故障诊断与预警，成为当下立体车库研究的主要方向。

1系统组成与工作原理

在旋转智能立体车库中，机械传动系统是实现库位循环旋转的核心，其工作原理是步进电机通过减速机构和联轴器把运动传递到输出轴上，输出轴旋转带动链轮及输送链传动，输送链再带动链上的车位做循环运动，使车位运行或停靠在某一指定位置。系统分为两大部分：传动部分和承载部分。承载部分的部件有：梁柱等框架结构及车位的载车底板。传动部分部件有：电动机、减速器、联轴器、制动器、传动轴、链轮链条、连接齿轮等。

1.1双组链条停车模块

双组链条停车模块，用于循环停车取车。具体包括：（1）框架单元：用于支撑整个结构，保证整个结构的支撑。（2）链条单元：用于悬挂所有的车位，对车位进行运转。（3）车位单元：用于停放车辆。（4）驱动单元：通过步进电机传递动力，用于驱动整个链条单元带动车位进行运转，可实现快速取停车。

1.2智能控制模块

智能控制模块，用于识别车库停放需求信息，并按照需求信息控制车库运转进行停车取车，并能通过控制模块联结互联网对接云平台，进行数据交换，实现智能化。智能控制模块具体包括：（1）车位监测单元：通过光电传感器检测车库各车位的使用状态。（2）信息传输单元：用于联结互联网，实现车位信息数据上传。

1.3主要控制

电路电机选择两相四拍步进电机57BYG250C，驱动器选择HBS57全数字式闭环步进驱动器，采用最新专用电机控制双核DSP芯片和应用矢量型闭环控制算法，从而彻底克服了开环步进电机丢步的问题，同时也能明显提升电机的高速性能、降低电机的发热程度和减小电机的高中低速振动，从而提升机器的加工速度和精度以及降低机器的能耗。此外，在电机连续过载时，驱动器会输出报警信号，具有与交流伺服系统同样的可靠性。PLC选择PLC224型号，该微型旋转车库有六个停车位，PLC实时读取输入口键盘信息，根据键盘输入的库位信息，进行输出操作。停车取车工作原理：（1）接通电源，车库接收到车辆停放信息，自动运转空车位到底部第一层，方便车辆入库；若车库识别到取车信息，读取到取车的车辆信息后，车库会自动将此车辆运转到底部第一层，方便车辆的取出；旋转式立体车库在旋转工作时，采用光电传感器检测每个车位的位置，PLC根据检测结果控制步进电机运行，使某一车位转到指定位置。采用闭环控制，能自动补偿车位旋转时的累计误差，保证车位快速精准定位。（2）停车、取车的操作完成后，整个机构运动状态为静止时，智能控制模块会将车库车辆的停放信息数据上传云平台，实现信息实时传递，其他驾驶人员能通过手机APP及时了解该车库资源的使用情况，是否有空车位等信息；此外为了保证车库的安装方便，采用模块式安装，安装顺序为：先安装一侧立体框架，上传动轴，从动齿轮，链条，下传动轴，链条，再安装另一侧立体框架，太阳能顶棚，动力源，控制箱。

2机械式智能立体车库的创新设计

2.1车道宽度设计

在进行车道宽度设计时，相关设计人员首先应当对我国相关标准规范进行了解掌握，其次，应当对一些规范中的规定数值进行明确，对车道宽度、出入口宽度进行设计时除应满足规范要求的最小数值外，考虑经济性、实用性合理设置宽度避免造成浪费。相关部门也应当在设计人员完成设计方案之后，对设计方案进行审核校验，确保设计方案中的数据具有准确性，促使设计方案更加完善、准确，对土地面积进行合理的利用，尽可能的缓解停车位紧张的问题

2.2机械式智能立体车库的创新设计

创新设计方案应用于现实生活中，主要是解决城市化发展进程中出现的问题，主要侧重于在城市住宅区和商业区等功能区相对人口密集的场所，发挥出密集空间的停车优势以及道路两边停车位的性能。创新设计一方面是功能原理方案设计，根据用户的实际需求首先构建出具体模型，主要包含总共能和功能元，设计出立体车库功能原理方案；另一方面是利用环境保护来限制综合方案设计。对于立体车库的建成环境进行深入分析，立足于立体车库的结构和功能特点，设计出下列方案，有移动式停车层和固定式停车层两种。机械式智能立体车库的创新设计方便了用户，由此可以这样说，此创新设计具有着重要的现实意义。

2.3车库排水设计

相关人员在进行排水系统的设计时，如果采取暗沟排水的方式，首先就应当合理的安排暗沟的位置，尽量将暗沟设置在停车位的尾部，尽可能的减少车辆碾压的次数，提高排水效率，延长盖板的使用年限。当然，设计人员在设计汽车的坡道时也应当设置排水系统，例如：在坡道外端设置一条截水沟，同时要设置一条大约为0.1-0.15米高的高反坡路段，这样能够在最大程度上避免室外的水流渗入到车道内部。采取合适的措施，合理的设置截水沟，从而提高防排水效果。

结束语：

现如今的发展背景下我国越来越多的建筑物开始注重地下车库的设计，这一设计在最大程度上缓解了我国车位紧张的问题，然而在地下车库的实际设计过程中，依然存在着很多问题，这就需要相关人员在设计过程中，对国家的相关规范进行明确清楚的解读，从而制定合理的设计方案，设计人员要对地下车库车道的宽度进行精确设计，同时也要对车辆的出入口数量进行计算并合理的把控，要注重地下车库的细节设计，使用先进的科学技术及管理模式，对地下车库的设计进行及时更新调整，必须贯彻以人为本的理念，以优化空间环境、创造美好的居住条件，提高住户的生活质量为目标，做到其合理性与经济性。

参考文献：

[1]李丽.垂直旋转式立体车库的创新设计[J].山东建筑大学学报,2014.

[2]孟荣光.旋转车篮式自动化立体车库[J].北方工业大学学报,2000.