汤万鹏，张晓光，于德民，王金刚，李 进，王新鑫

（辽宁工业大学机械工程与自动化学院，辽宁 锦州121001）

现今社会家庭私有车辆数量巨大，而停车场数量却远远不足，停车难，现有的停车场存在以下缺陷：露天停车场无法保证车辆的安全情况以及车内财物的安全；单位地表面积停靠车辆数少，对空间的利用性较低；现有的辅助性停车系统易造成车辆磨损，升降平稳性差，在特殊情况（如地震等自然灾害）下无法保证车辆安全[1-3]。

随着中国经济的快速发展，人民的物质生活越来越丰富，预计在未来5年之内，中国人均汽车拥有量将从目前的千人70辆，达到全球平均水平（即每65人拥有11辆车）。一些沿海城市停车位不足的现象越来越普遍，特别是学校周边和医院附近停车更加成为了一个难题。不仅增加了交通管理的难度，还危及到了行人的安全和便利。国家发改委数据显示，目前中国停车缺口达到近亿个。现阶段多数为地下停车场和一般停车位，即使这样也满足不了市民停车的需求。

因此通过对以往停车结构改进和创新设计了一款新型的地下立体式自动泊车结构装置。此设计，使用时方便快捷，停车不需要寻找车位，自动泊车，结构强度好，可以作为商场、居民楼等建筑物的地基，也可替代传统地表停车场，以达到节约空间的目的。

1 方案设计分析

本设计所要解决的技术问题是提供一种立体式辅助人工停车装置以及技术创新，采取如下技术方案：地下立体式停车装置包括主体，传送带结构、旋转平台结构、限位杆、变频电机、丝杠、红外线对准仪；主体为连接各个部件以成为完整装置的主要部件[4]。

变频电机用于升降平台用于提供动力使平台升降，旋转平台底端用于带动平台旋转到指定角度，每车位用于传送带用于车辆传送；所述旋转平台包括传送装置，旋转装置以及红外线对准仪组成。传送装置由基本传送带构成达到汽车传送的目的，旋转平台通过传送装置以及红外线对准仪协同作用将汽车送达指定车位。红外线对准仪随旋转平台旋转过程中与对应车位上的红外对准仪配对成功，旋转平台结束旋转过程，整体外形如图1所示，内部设计如图2所示。

图1 外形设计方案图

图2 内部设计方案

具体的工作原理如下：运作时，汽车驶入泊车平台，由电机提供动力，系统开始运转，升降平台向预定泊车层移动，到达指定位置，旋转装置开始运行。旋转平台由支撑架和旋转装置以及红外线感性装置组成，转动过程中，当红外信号匹配时，旋转平台停止转动，此时汽车与停车位在同平面正对。电力传送装置由传送带使汽车向预定停车位平移，以达到自动泊车的效果。自动泊车结束后，平台由电机带动上升到系统入口处等待下一次自动泊车。

2 结构设计

地下立体式自动泊车系统，包括地表建筑和地下建筑，地表建筑即在地表水平面上搭建地表建筑顶部和外表建筑承重墙；地下建筑是由整体结构外轮廓和底部平台座搭建组成，升降平台由丝杆通过丝杆支撑座固定升降平台底座，升降平台底座上的传送平台主体底部通过转向杆连接转动平台变频电机，传送平台主体顶部设有传送平台变频电机，其通过直线轴承将动力传送至传送齿轮，带动传送平台座两侧由滚筒和同步传送带组成的传送装置[5]。整体结构示意图如图3所示。

图3 整体结构示意图

地下建筑是由整体结构外轮廓和底部平台座焊接连接；升降平台：由丝杆和丝杆支撑座通过螺纹连接，升降平台底座上的传送平台主体底部和转向杆一端焊接连接，转向杆另一端通过销连接至转动平台变频电机，传送平台主体顶部设有传送平台变频电机，其与直线轴承通过可拆卸连接，将动力传送至传送轮，传送齿轮与传送带通过齿轮配合的方式带动传送带运动，滚筒和传送平台底座两侧由可拆卸连接。拖车平台设计图如图4所示。

图4 拖车平台结构示意图

2.1 升降平台设计

升降平台是由可旋转平台、电力驱动装置、安全重力检测装置、红外线感应装置以及传送台主体等组成。升降平台的工作原理主要是当车辆停入到升降平台，安全重力检测装置自动检测平台是否可承重车辆的重力，当满足平台所能承受的重力时，驾驶人即可拉好手刹，关闭车门，将车停放在平台的传送平台主体，这时传送平台上的拦车装置通过气压杆提供动力弹出，保护车辆在运送中保持稳定，升降平台由电机带动丝杆提供动力，平台开始完成升降工作，当平台到达预定停车楼层位置时，升降平台上的旋转平台与红外线感应装置将共同作用，旋转平台在电机的带动下，每次转动设定好的角度，当红外线感应装置与停车平台的红外线信号相吻合时旋转平台停止转动，这时传送平台的拦车装置回到初始状态，传送装置将车辆送到预定停车位置。当取出车辆时，升降平台重复上述工作原理，升降平台如图5所示。

图5 升降平台三维图

停车时，使用者从进车门将汽车驶入地面停车位置，关好车门，拉好手刹，退出停车系统。此时升降平台由变频电机提供动力带动旋转平台向预定车位的楼层移动，当旋转平台到达预定楼层，开始旋转，在此过程中红外线对准仪扫描对准找到预订车位，停止旋转。传送装置由变频电机提供动力，带动汽车进入停车平台。汽车通过传送装置到达平台后，电机停止提供动力。汽车停稳后，限位杆升起，移动到汽车前后车轮处。此时旋转平台通过电机带动回到最初位置。取车时，使用者在取车口门前等待，平台重复上述过程，找到停车位置，限位杆下降移动到车停位置下端，传送装置带动汽车到达旋转平台，然后升降平台向上运动到达最初位置，旋转平台通过红外线装置将车面向取车口，使用者将车驶出。

2.2 限位杆设计

限位杆实际是旋转平台中的拖车平台以及停车位上的拦护装置，在旋转平台上升下降的过程中，由于运动的原因，车辆会发生移动，而限位杆有效的限制车的位置防止发生移动，防止车辆在运动中刮碰和掉落；停车位上的限位杆主要作用是当车辆到达停车位时，限位杆自动升起，控制车辆移动，让车辆在停车位上保持稳定的状态，对于地震等天然灾害也会降低对车辆的损坏。如图6所示。

图6 限位杆结构示意图

2.3 旋转平台变频电机、丝杠设计

本设计中的变频电机和丝杠是一个配合使用的结合体，在设计中，旋转平台需要上升下降，为了保持稳定性能的良好，设计中选择了使用变频电机为丝杠提供动力带动平台的升降，这样既能让平台能按照要求随意停靠在每层停车位，又能提供良好的稳定安全性能，提高本设计的实用性。如图7所示。

图7 变频电机、丝杠结构示意图

3 车辆与装置位置关系设计

工作时，车辆到达旋转平台，为了保障车辆在旋转平台的运送中保持平稳，装置17通过电机提供动力，弹起装置16，同时装置16与装置18升起，固定车辆平稳上升下降。如图8（a）所示。

当车辆到达停车位置时，停车平台上的装置16与装置17连接旋转平台与停车平台，此时装置15由电机提供动力带动传送带将车辆运送到指定位置，然后装置16由装置18通过气压提供动力升起，防止车辆继续向前滑动。如图8（b）所示。

车辆停稳后，旋转平台回到最初位置，停车平台收起装置16与装置18，并通过转向杆将装置16收缩到车辆的后轮，保证车辆在停车平台的稳定性。如图 8（c）所示。

图8 车辆与装置位置示意图

4 结束语

本文设计了一种地下立体式停车装置。本设计在地面以下建造，节省了大量的空间和占地面积，大大的增加了土地使用效率；采取地下立体式停车装置的结构设计可实现快捷安全的停车目的，大大节省使用者寻找车位的时间，避免了因停车而导致拥堵的问题；停车区域采取封闭式管理，只有维修人员才能进入，有效地防止了发生车辆损坏和被盗的情况。

参考文献：

[1]胡贵龙.智能停车系统用户体验设计研究[D].北京：北京服装学院，2017.

[2]赵永超.机械式立体停车库设计研究[D].邯郸：河北工程大学，2015.

[3]贺 松，陶 杰.多层停车楼在城市住区中的应用探索——以广州市为例[J].城市规划，2015，39（04）：82-89，97.

[4]李扬威，焦朋朋，杜 林.城市智能停车管理系统研究[J].交通信息与安全，2014，32（04）：160-164.

[5]晏 勇.黄石市老城区停车系统改善策略[J].城市交通，2014，12（01）：28-33.