德州学院汽车工程学院 刘保亮 于士军

垂直升降式立体停车库设计

德州学院汽车工程学院 刘保亮 于士军

改革开放以来，工业快速发展，汽车产业也得到了长足发展，但是随之带来的停车难、停车贵的问题日益突出。立体循环停车库采用托盘进行悬托、牵引链条进行循环的方式，实现了较灵活的停取车需要，相较于传统停车库可以节省大量土地占用面积，发展前景广阔。垂直立体式停车库由钢架结构、机械系统、电器及自动控制系统、安全报警系统等构成，通过单片机实现智能控制停车库的顺逆时针的不同旋转方式达到汽车的停取需要。

垂直立体循环停车库；单片机；停车托盘

1 引言

随着汽车行业的快速发展，汽车正逐渐走进千家万户。根据最新的数据报告显示，2016年6月，我国汽车保有量突破1.84亿辆，汽车保有量绝对体量为全球第二。但随之而来的停车问题也日趋严峻，根据人民网2015年的报告显示，我国大城市中小汽车与停车位的平均比例约为1比0.8，中小城市比约为1比0.5，目前我国的停车位缺口超过5000万个。设计打造一种方便高效的停车库已成为一种迫切的需要。本文介绍了一种采用垂直立体循环停车库的原理与特点。

2 立体循环停车库的基本结构和工作原理

立体循环停车库是由机械系统、循环控制系统两大系统构成。外形类似于摩天轮，通过垂直方向进行停取车达到节省空间面积的需要。机械系统由旋转机构和停车托盘等部件构成，为实现停车托盘始终保持水平状态，循环链条和停车托架实现同步逆向旋转。停车库控制系统采用单片机计算机对停车库进行智能控制。其整体结构图如图1所示。

图1 整体结构图

立体循环停车库的工作原理为整体停车库采用单片机进行控制，当单片机发出指令时，电机通过减速箱带动循环链条旋转。停车位即是悬挂于两侧循环链条之间的停车托盘，相邻一定距离安装一个停车托盘，并由循环链条带动所有停车托盘做垂直循环，在单片机的控制下实现顺逆时针的旋转达到停放汽车的需要。

3 停车托盘设计

参考现今较流行车款对单个停车托盘长宽高进行设计。单个停车托盘盘底的长宽分别设置为：5000（mm）、2000（mm），高度为：1850（mm）。汽车停放在空中，当发生停取车动作时，整体的停车系统由静止转向旋转状态，此时，处于悬挂状态的停车托架必然会因受到惯性作用而产生摇摆，为防止汽车产生滑移，可采取如下措施：在停车托盘制造过程中,对其表面进行滚压花纹处理，增大其表面摩擦力；停车托盘设计有一定的弧度使其中间高、两侧稍低，以便于雨水等液体的顺利排出；在停车托盘斜对角处设置固定车轮车带，其基本结构包括织带、卷收器、带扣、长度调整机构、预紧器和锁止装置，作用原理类似于汽车中的安全带，当汽车停放在停车托架中后，司机手动将汽车两对角处车轮用固定车带进行锁止固定。其停车托盘如图2所示:

图2 停车托盘

4 控制系统设计

4.1 控制流程及原理

停车时，通过按钮启动单片机控制系统和报警系统，判断停车环境的安全性打开停车通道，司机固定好汽车后离开停车库，所停汽车旋转至空中，并使停车系统左右两侧停车数量之差满足不大于1辆车的要求，即|R左-R右|≤1，根据程序循环移位次数判定电机运转方向和循环车位数。若循环移位次数R1大于6，则反转，循环车位数为12-R1；若R 1小于或等于6，则正转，循环车位数即为R1。空载停车托盘旋转至停车处等待下一次停车过程。

取车时，按下相应停车托盘序号，由单片机编译程序计算出取车时的最短循环路径,采用顺（逆）时针进行旋转，将对应汽车旋转至循环停车库最低点即取车时的位置，解开汽车的锁止装置，在汽车停放时对应的前进方向将汽车开出停车库，实现汽车的取车过程，其控制过程如图4所示。