升降橫移式立體車(chē)庫(kù)機(jī)械與自動(dòng)控制系統(tǒng)架構(gòu)探究

李斌 周麗強(qiáng)

摘 要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)保有量急速上升，停車(chē)?yán)щy成為擺在汽車(chē)用戶(hù)面前的首要問(wèn)題。升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的出現(xiàn)緩解了這方面的壓力，對(duì)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)機(jī)械系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究成為社會(huì)上普遍的需求。這些研究的發(fā)展不但可以緩解社會(huì)停車(chē)壓力，同時(shí)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)以及電子產(chǎn)業(yè)也有一定的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：立體車(chē)庫(kù) 機(jī)械系統(tǒng) 控制系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP271 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）02（c）-00-01

1 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)簡(jiǎn)介

升降橫移式立體車(chē)庫(kù)有機(jī)械系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，機(jī)械系統(tǒng)主要是汽車(chē)的停放以及提供相關(guān)動(dòng)力的的系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)是為了更好的保證方便車(chē)輛停放過(guò)程中的相關(guān)服務(wù)，以及保證車(chē)輛停放過(guò)程中的安全警報(bào)等功能。兩個(gè)系統(tǒng)相互依存，相互協(xié)調(diào)完成了自動(dòng)停車(chē)任務(wù)，升降橫移式立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 機(jī)械系統(tǒng)探究

升降橫移式立體車(chē)庫(kù)機(jī)械系統(tǒng)是由四個(gè)部分組成，鋼架結(jié)構(gòu)骨架，傳動(dòng)裝置，載車(chē)板裝置和安全防護(hù)。對(duì)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)起到支撐作用的是鋼結(jié)構(gòu)，承載機(jī)動(dòng)車(chē)輛的是載車(chē)板，傳動(dòng)裝置是在車(chē)輛存取過(guò)程中的動(dòng)力源，當(dāng)然負(fù)責(zé)安全防護(hù)，保證車(chē)庫(kù)正常使用的就是安全防護(hù)裝置。下面對(duì)上述四部分做一個(gè)闡述和探究。

2.1 鋼架結(jié)構(gòu)骨架探究

立柱、縱梁以及橫梁是構(gòu)成鋼結(jié)構(gòu)骨架的主要部分。現(xiàn)在立體車(chē)庫(kù)一般是利用鋼結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但是在升降橫移式立體車(chē)庫(kù)中一般會(huì)選用鋼結(jié)構(gòu)，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)有其自身的眾多優(yōu)勢(shì)。（1）材料輕，強(qiáng)度好。相比混凝土以及其他材料，鋼材的強(qiáng)度較高，而且在相同條件下鋼材的自重也會(huì)很小。這一大優(yōu)勢(shì)對(duì)于材料的運(yùn)輸以及鋼材設(shè)備的安裝都非常有益，還可以降低地基的負(fù)荷，從而降低地基的造價(jià)。（2）材料的塑性，韌性好。鋼材良好的塑性使得鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)備很少出現(xiàn)超載導(dǎo)致的斷裂事故，在其被破壞前會(huì)有明顯的預(yù)警（大變形），從而有效的避免事故的發(fā)生。同時(shí)鋼材的韌性相對(duì)比較好，能夠?qū)?dòng)力的載荷有較好的接受性，其抗震等能力有很大的優(yōu)勢(shì)。（3）制造簡(jiǎn)單方便。鋼材有自身的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家，很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和產(chǎn)品的精度要求，獲得的質(zhì)量性能也比較穩(wěn)定。而且生產(chǎn)制造完成后運(yùn)輸組裝方便快捷，從而降低生產(chǎn)周期，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)于結(jié)構(gòu)的升級(jí)加固，拆遷等都有很好的優(yōu)勢(shì)。（4）后期維護(hù)費(fèi)用低。由于升降橫移式立體車(chē)庫(kù)所處的環(huán)境并非是腐蝕環(huán)境，所以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備只要涂上合適的防銹材料以后就可以有效避免腐蝕。所以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備的后期維護(hù)并沒(méi)有必要特殊維護(hù)，降低了后期維護(hù)成本。

2.2 載車(chē)板裝置探究

載車(chē)板的功能是承載停車(chē)入庫(kù)的車(chē)輛，所以對(duì)該裝置有很高的強(qiáng)度和剛度上的要求，保證整個(gè)停車(chē)過(guò)程的正常動(dòng)作。載車(chē)板在動(dòng)作過(guò)程中有兩種運(yùn)動(dòng)方式：升降和橫移，靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)。載車(chē)板有拼裝式和框架式兩種結(jié)構(gòu)，拼裝式載車(chē)板的加工工藝是鋼板滾壓或者是沖壓，再咬合拼裝以及螺栓緊固。為了其輕巧好看，對(duì)其進(jìn)行表面處理。這種載車(chē)板通用性好，運(yùn)輸方便。框架式載車(chē)板用鋼板折彎，型鋼焊接而成，中間凸起，兩邊凹下去可以方便車(chē)輛入庫(kù)。該載車(chē)板導(dǎo)入能力好，剛性以及使用壽命都有很大的優(yōu)勢(shì)。

2.3 傳動(dòng)裝置探究

傳動(dòng)裝置是實(shí)現(xiàn)載車(chē)板升降以及橫移動(dòng)作的設(shè)備，立體車(chē)庫(kù)傳動(dòng)系統(tǒng)有以下四種形式。（1）鏈輪鏈條傳動(dòng)：傳動(dòng)距離精準(zhǔn)，安裝調(diào)試容易，但是同樣存在潤(rùn)滑差，易損耗，后期安全系數(shù)較低等缺點(diǎn)。（2）滑輪鋼絲傳動(dòng)：高強(qiáng)度而且磨損少，安全系數(shù)較高。但是車(chē)庫(kù)成本增加，并且安裝調(diào)試成本也會(huì)較高。（3）液壓油缸傳動(dòng)：結(jié)構(gòu)小，反應(yīng)快，停車(chē)動(dòng)作精度高，能夠很好的抗干擾并且容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。但是其成本高，元件和技術(shù)要求較高，液壓油容易被污染和揮發(fā)。結(jié)合立體車(chē)庫(kù)實(shí)際需要，以及優(yōu)缺點(diǎn)的考慮，該文使用第一種方式。

2.4 安全防護(hù)裝置探究

對(duì)于車(chē)庫(kù)來(lái)說(shuō)，安全是很重要的一部分，客戶(hù)選擇停車(chē)方式考慮的處理方便以外，安全也是非常重視的一個(gè)問(wèn)題。所以升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的安全防護(hù)裝置也非常重要，對(duì)于升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的安全防護(hù)需要有以下保證。（1）消防保證：升降橫移式立體車(chē)庫(kù)應(yīng)有消防系統(tǒng)，設(shè)置自動(dòng)報(bào)警，自動(dòng)滅火以及排煙等裝置。（2）故障急停保證：車(chē)庫(kù)在運(yùn)行過(guò)程中，一旦有異常情況，可以通過(guò)急停裝置避免事故危害。（3）防止超限保證：設(shè)備在升降橫移動(dòng)作過(guò)程中，要求避免過(guò)分上升沖頂和超出運(yùn)行范圍時(shí)，應(yīng)有限位裝置開(kāi)關(guān)，超限時(shí)自動(dòng)停止。（4）人車(chē)誤入檢測(cè)發(fā)現(xiàn)保證：為確保設(shè)備運(yùn)行安全，采用光電傳感器防止人車(chē)誤入。一旦有運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)入車(chē)庫(kù)，應(yīng)該自動(dòng)停止避免事故發(fā)生。（5）載車(chē)板防止墜落保證：當(dāng)載車(chē)板到達(dá)預(yù)定位置以后，要有防止墜落裝置，避免事故發(fā)生。該裝置一般采用掛鉤形式，采用電磁鐵驅(qū)動(dòng)形式。（6）斷電保護(hù)保證：在斷電事故的情況下，應(yīng)有自鎖功能，使得設(shè)備停止。（7）緩沖保證：為了減少載車(chē)板下降對(duì)平臺(tái)沖擊，應(yīng)有緩沖塊防止車(chē)輛損壞。（8）運(yùn)行警告保證：設(shè)備工作過(guò)程中，應(yīng)有相關(guān)的警示裝置，提醒人們注意。

3 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)探究

為了有序的規(guī)劃和管理車(chē)庫(kù)，保證客戶(hù)車(chē)輛的停放便捷安全，升降橫移式立體車(chē)庫(kù)得有自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括自動(dòng)道閘，自動(dòng)存取，監(jiān)控安全保護(hù)等四大系統(tǒng)構(gòu)成。

3.1 自動(dòng)道閘系統(tǒng)

該系統(tǒng)有非接觸讀卡器，感應(yīng)線圈和道閘組成，用于完成車(chē)庫(kù)入庫(kù)前刷卡的有效性識(shí)別。刷卡有效，道閘會(huì)開(kāi)啟，并且等車(chē)輛通過(guò)后自動(dòng)關(guān)閉，刷卡無(wú)效，道閘不會(huì)開(kāi)啟，同時(shí)相應(yīng)的告警。

3.2 自動(dòng)存取系統(tǒng)

該系統(tǒng)由可編程的PLC完成對(duì)入庫(kù)車(chē)輛的卡號(hào)識(shí)別以及車(chē)輛的存取這些動(dòng)作。在車(chē)輛入庫(kù)刷卡成功后，數(shù)據(jù)通過(guò)PLC控制，引導(dǎo)車(chē)輛駛?cè)胼d車(chē)板，系統(tǒng)完成停車(chē)入庫(kù)任務(wù)。取車(chē)過(guò)程和該過(guò)程類(lèi)似，所有過(guò)程都由PLC控制自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

3.3 監(jiān)控安全保障系統(tǒng)

監(jiān)控安全保障系統(tǒng)是要求控制安全室對(duì)車(chē)庫(kù)的現(xiàn)場(chǎng)所有情況進(jìn)行監(jiān)控識(shí)別，有三個(gè)部分組成：監(jiān)控，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)以及報(bào)警。實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)庫(kù)的全方位監(jiān)控，并數(shù)字錄像，同時(shí)對(duì)車(chē)庫(kù)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)區(qū)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警設(shè)置，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域有異常情況時(shí)及時(shí)提醒工作人員，該系統(tǒng)也完成對(duì)車(chē)庫(kù)不明目標(biāo)以及火災(zāi)等特殊情況的自動(dòng)報(bào)警功能。

4 結(jié)語(yǔ)

升降橫移式立體車(chē)庫(kù)由于選用優(yōu)勢(shì)明顯的鋼結(jié)構(gòu)作為機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)材料，其安裝和運(yùn)行維護(hù)上有很大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)通過(guò)PLC控制有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，有著巨大的市場(chǎng)潛力。升降橫移式車(chē)庫(kù)隨著經(jīng)濟(jì)科學(xué)的發(fā)展，將朝著更快捷，更方便以及無(wú)人自動(dòng)停車(chē)庫(kù)方向發(fā)展，對(duì)于緩解停車(chē)壓力意義深遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 成懷周，陳棟.立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（7）：22-25.

[2] 查蔓莉，林明星.立體停車(chē)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2006（6）：140-141.