卢祎玮+沈世雄

[摘要]随着社会经济的发展、科技水平的进步，人们生活水平的不断提高，对自由快捷的交通方式有了更多的要求与更高的期望，而汽车作为出行代步的首选正在大量普及。由于我国家用汽车刚性期需求量巨大且人均汽车保有量逐年增加，停车位一位难求的问题出现。而城市中可用土地面积逐渐缩小，可用停车空间的利用率低，使得停车位不足停车难的问题更加凸显。为解决以上问题，并开发已有的停车位上层及其他可用空间，我们的团队提出并基于solidworks软件设计了有广阔市场价值的“3D智能立体全空间停车位方案”。

[关键词]立体全空间停车；3D智能；利用率低；停车难；Solidworks

[DOI]1013939/jcnkizgsc201705176

1现状及趋势分析概述

据中汽协统计，2015年中国汽车销量同比增长47%报2460万辆。2016年1～5月汽车产销分别完成10844万辆和10755万辆，比上年同期分别增长58%和7%（见图1）。随着汽车保有量日益增加，停车位不足的问题越来越凸显。而德国、日本已经开发出一套较为完整的立体停车体系，来解决停车位不足的问题。因此开发出一种适合我国国情的立体车库设计方案，有着极大使用及其他潜在价值。

2机构功能分解

21停车平台部分

停车平台部分（见图2）由轮式千斤顶、轮式步进类千斤顶、上承载平台、下拉升定位平台、平面定位组组成。上承载平台包含齿梳型交换设计用于完成车辆停放。中部的一体化顶升机构，用于完成车辆的顶起。轮式步进类千斤顶，用于完成车辆的入库以及复位回程运动。

22卷扬机举升部分

卷扬机举升部分采用电机驱动，在链传动的带动下卷筒进行转动从而完成平台的上升与下降。卷扬机设计通用性高、结构紧凑、体积小、重量轻、起重大的特点，故可以安全高效地完成所需定位任务。

23停车场停车架

双通道三巷道五平台联合运动停车位如（见图3）。停车场车架可按具体需要将层数增加至十几层，多巷道配合卷扬机举升部分可用于完成多平台同时上下运动，五停车平台联动，可用于车辆的快速出入，大大增加车辆停放存储效率。

3创新理念与原理分析

31创新理念

首先，国内外已有立体停车场主要倾向于单一平台上下来完成车辆的停放，本立体停车场解决方案可实现多平台同时運动，来解决多车辆停放问题。其次，该机器将实现高程度的机电一体化，其中最高优先级停车路径选取算法，为车辆停放效率提供了有效的数学计算保证。类流水线功能布置让三大总成机构各司其职，便于管理及维护。停车场外观总览图见图4。

32传动原理

停车平台举升机构传动，采用螺旋传动。将回转运动变换为直线运动，运动准确性高，且有很大的降速比。差动螺旋可以获得微小的位移。结构简单，制造方便。工作平稳，无噪声，可以传递很大的轴向力。卷扬机采用链传动，承载能力高，适用于多种工作环境，是完成车辆顶升的良好选择。

33运动原理

车辆起吊：三巷道顶部分别有三个卷扬机举升机构，当车主将车辆正确停在载重平台上时，电机启动将停车平台吊起，在预定层数停止与层平台进行锁定完成巷道竖直定位，在同停车平台分离后自动复位。

车辆停放：停车平台在水平电机驱动下移动至选定车位。紧接着轮式千斤顶的启动，将上承载平台顶升，到极限高度后轮式进一步千斤顶启动，将车辆送入车库并进行定位检测。入库定位监测合格后轮式千斤顶卸载，将车辆安全放入停车架，最后复位。从而将车辆安全地放置在停车库车架上。

多平台联动：停车平台有停车、等待、上下行三个状态，其中停车与等待为固定状态，其余平台只可选择停止避让或者通过巷道上下行绕行。当卷扬机拉升机构工作时平台将定义成为等待状态。等巷道为空时方可进一步动作。

参考文献：

[1]郑文纬，吴克坚机械原理[M].北京：高等教育出版社，1997

[2]张荣机械原理[M].武汉：华中科技大学出版社，2015

[3]濮良贵，纪名刚机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006

[4]李文斌，李长河，孙未先进制造技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2014

[5]哈尔滨工业大学理论力学教研室理论力学[M].北京：高等教育出版社，2015

[基金项目]本文系2016年东湖未来之星大学生科研重点项目，项目名称：“红外雷达自动定位的3D智能立体停车场。”

[作者简介]卢祎玮（1996—），男，汉族，湖北十堰人，本科。研究方向：机械设计及机电自动控制一体化；沈世雄（1995—），男，汉族，湖北孝感人，学生，本科。研究方向：机械设计及模拟仿真。