垂直升降式立體車庫模塊化設計研究

摘 要：近年來國內(nèi)城市停車難問題日益顯現(xiàn)，立體車庫作為一種技術手段可以有效解決這一問題，但其建設和運營成本較高不利于大范圍推廣。介紹垂直升降式立體車庫模塊化設計，通過劃分和整合不同功能模塊實現(xiàn)車庫功能多樣化，重點設計了結(jié)構框架模塊、驅(qū)動模塊、安全裝置模塊等，可有效降低車庫建設和運營成本，也有助于該類立體車庫技術大范圍推廣。

關鍵詞：垂直升降式；立體車庫；模塊化

1 引言

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展，民間汽車保有量激增，城市停車難問題日益受到社會的重視，立體車庫作為一種可以有效解決城市停車難問題的技術手段越來越多地出現(xiàn)在城市當中。但由于立體車庫建設和運營成本較高，在一定程度上限制了立體車庫的使用范圍。文章所涉及垂直升降式立體車庫的模塊化設計，目的在于降低立體車庫的建設和運營成本。文章在此提出對垂直升降式立體車庫進行模塊化設計，將原有垂直升降式立體車庫的零部件進行整合和再設計，以載車單元作為垂直升降式車庫的模塊化設計的基本模塊，配合多個不同功能模塊，進一步拓寬立體停車設備的使用范圍。

2 模塊化設計原理

模塊化設計注重于產(chǎn)品的獨立性、互換性、通用性。相比較于升降循環(huán)式、垂直循環(huán)式和塔式等不同類型的立體車庫，垂直升降式車庫存取車動作簡單、結(jié)構設計較為簡潔，如圖1所示是垂直升降式立體車庫載車單元模塊劃分示意圖，而作為基本模塊的垂直升降式載車單元存取動作單一（勻速上升、下降），針對于垂直升降式立體車庫的模塊化設計較為直接的方法是將其劃分為獨立的載車單元模塊，在載車單元模塊中包含結(jié)構框架模塊、驅(qū)動模塊、安全裝置模塊等。該車庫模塊化設計可以根據(jù)實際情況和具體需求，對各功能模塊的使用功能進行進一步細化，以滿足使用要求。

圖1 垂直升降式立體車庫載車單元模塊示意圖

3 各功能模塊的設計

文章對垂直升降式立體車庫進行模塊化設計，首先是將垂直升降式立體車庫模塊化設計為一個載車單元，再對載車單元的結(jié)構框架、驅(qū)動部分、安全裝置等功能模塊分別進行獨立的模塊化設計，并且在設計時結(jié)合實際使用情況對各模塊的使用功能進行進一步劃分。

3.1 結(jié)構框架模塊

結(jié)構框架模塊包含載車板連接模塊和外部結(jié)構框架模塊。載車板連上下連接，連接方式采用以形鎖和為主，緊固連接為輔，需要增加載車板模塊連接層數(shù)時，只需通過緊固螺栓連接即可。

1.縱向加強件 2.橫向加強件 3.角鋼 4.側(cè)承

圖2 載車板設計圖

外部結(jié)構框架主要做用是支承動力驅(qū)動模塊，載車板連接模塊使用鋼絲繩傳動吊裝通過外部結(jié)構框架模塊與動力驅(qū)動模塊相連接，由于載車板連接模塊整備重量較大，需對外部結(jié)構框架進行加固設計，如圖3結(jié)構框架模塊示意圖所示。

3.2 動力驅(qū)動模塊

動力驅(qū)動模塊使用驅(qū)動電機連接變速箱配合鋼絲繩傳動實現(xiàn)載車單元的上下升降動作，可使用普通三相異步電機，也可以使用智能變頻調(diào)速電機。若選用智能變頻調(diào)速電機可省去減速箱，由PLC裝置控制連接至上位機。其原理圖如圖4所示。

動力驅(qū)動模塊通過電機正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)鋼絲繩傳動的上升和下降，動力驅(qū)動模塊配合載車板模塊做勻速升降運動，通過PLC控制技術的使用，實現(xiàn)不同載重情況下電機的調(diào)速。

3.3 安全防護模塊

安全防護模塊包含摩擦型制動器、張緊輪、加速度傳感器等設備，將安全裝置作為一個模塊是考慮到該模塊的特殊性，載車單元層數(shù)為3層，僅以停放普通轎車為例，其單車整備重量為2000Kg，總重量達到7000Kg。安全防護模塊需要具備較大的制動力，另外由于載車單元行程高度不超過5m，對該模塊反應速度和制動力都有較高的要求。

設計垂直升降式載車單元安全防護模塊為機電式制動設備，這種系統(tǒng)的主要構成部件為制動杠桿、制動杠桿、支撐件、閘瓦托塊等構成。其外形結(jié)構設計如圖4所示。通過制動杠桿牽制制動瓦塊和制動輪緊緊壓在一起，防止載車單元落在墜落。

1.制動缸 2.制動杠桿 3.支承件 4.閘瓦托

圖5 摩擦型制動器結(jié)構圖

4 結(jié)論

將垂直升降式載車單元劃分為3個模塊，結(jié)構框架模塊中的載車板框架模塊層數(shù)為2-5層，可以滿足不同用戶的使用需求，高度以可以根據(jù)具體需求調(diào)節(jié)。驅(qū)動單元中的提升電機根據(jù)具體提升載車板的層數(shù)靈活選取，功率范圍8-12KW，電機也可使用智能變頻調(diào)速電機。載車單元驅(qū)動模塊調(diào)速范圍實現(xiàn)3檔實時變頻調(diào)速，降低了運營成本。安全裝置模塊的設計尤其特殊性，載車單元自重大、行程小，若出現(xiàn)鋼絲繩斷裂，其摩擦制動力可有效防止載車單元墜落。功能模塊根據(jù)具體使用要求細化設計，使用性能的到了提升，增強了垂直升降式載車單元的使用性。

參考文獻

[1]萬欣，朱敬德.堆跺式立體車庫設計方案優(yōu)化問題[J].設計與計算，2005，25（8）.44.

[2]中國重型機械工業(yè)協(xié)會與停車設備管理委員會.機械式立體停車庫[M].天津：海軍出版社，2001.

[3]朱家誠.升降橫移式立體停車設備的設計[J].機械，2013，11（40）：72-74.

[4]王子熙，李偉華.機械式三層升降橫移式立體車庫的設計[J].機械產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009，22（6）：69-70.

[5]張建鋒，武瑞之.升降橫移式立體停車庫提升安全性研究[J].機械制造，2009，47（535）：29.

作者簡介：楊智文（1987-），男，甘肅省蘭州市人，碩士研究生，專業(yè)車輛工程。endprint

摘 要：近年來國內(nèi)城市停車難問題日益顯現(xiàn)，立體車庫作為一種技術手段可以有效解決這一問題，但其建設和運營成本較高不利于大范圍推廣。介紹垂直升降式立體車庫模塊化設計，通過劃分和整合不同功能模塊實現(xiàn)車庫功能多樣化，重點設計了結(jié)構框架模塊、驅(qū)動模塊、安全裝置模塊等，可有效降低車庫建設和運營成本，也有助于該類立體車庫技術大范圍推廣。

關鍵詞：垂直升降式；立體車庫；模塊化

1 引言

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展，民間汽車保有量激增，城市停車難問題日益受到社會的重視，立體車庫作為一種可以有效解決城市停車難問題的技術手段越來越多地出現(xiàn)在城市當中。但由于立體車庫建設和運營成本較高，在一定程度上限制了立體車庫的使用范圍。文章所涉及垂直升降式立體車庫的模塊化設計，目的在于降低立體車庫的建設和運營成本。文章在此提出對垂直升降式立體車庫進行模塊化設計，將原有垂直升降式立體車庫的零部件進行整合和再設計，以載車單元作為垂直升降式車庫的模塊化設計的基本模塊，配合多個不同功能模塊，進一步拓寬立體停車設備的使用范圍。

2 模塊化設計原理

模塊化設計注重于產(chǎn)品的獨立性、互換性、通用性。相比較于升降循環(huán)式、垂直循環(huán)式和塔式等不同類型的立體車庫，垂直升降式車庫存取車動作簡單、結(jié)構設計較為簡潔，如圖1所示是垂直升降式立體車庫載車單元模塊劃分示意圖，而作為基本模塊的垂直升降式載車單元存取動作單一（勻速上升、下降），針對于垂直升降式立體車庫的模塊化設計較為直接的方法是將其劃分為獨立的載車單元模塊，在載車單元模塊中包含結(jié)構框架模塊、驅(qū)動模塊、安全裝置模塊等。該車庫模塊化設計可以根據(jù)實際情況和具體需求，對各功能模塊的使用功能進行進一步細化，以滿足使用要求。

圖1 垂直升降式立體車庫載車單元模塊示意圖

3 各功能模塊的設計

文章對垂直升降式立體車庫進行模塊化設計，首先是將垂直升降式立體車庫模塊化設計為一個載車單元，再對載車單元的結(jié)構框架、驅(qū)動部分、安全裝置等功能模塊分別進行獨立的模塊化設計，并且在設計時結(jié)合實際使用情況對各模塊的使用功能進行進一步劃分。

3.1 結(jié)構框架模塊

結(jié)構框架模塊包含載車板連接模塊和外部結(jié)構框架模塊。載車板連上下連接，連接方式采用以形鎖和為主，緊固連接為輔，需要增加載車板模塊連接層數(shù)時，只需通過緊固螺栓連接即可。

1.縱向加強件 2.橫向加強件 3.角鋼 4.側(cè)承

圖2 載車板設計圖

外部結(jié)構框架主要做用是支承動力驅(qū)動模塊，載車板連接模塊使用鋼絲繩傳動吊裝通過外部結(jié)構框架模塊與動力驅(qū)動模塊相連接，由于載車板連接模塊整備重量較大，需對外部結(jié)構框架進行加固設計，如圖3結(jié)構框架模塊示意圖所示。

3.2 動力驅(qū)動模塊

動力驅(qū)動模塊使用驅(qū)動電機連接變速箱配合鋼絲繩傳動實現(xiàn)載車單元的上下升降動作，可使用普通三相異步電機，也可以使用智能變頻調(diào)速電機。若選用智能變頻調(diào)速電機可省去減速箱，由PLC裝置控制連接至上位機。其原理圖如圖4所示。

動力驅(qū)動模塊通過電機正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)鋼絲繩傳動的上升和下降，動力驅(qū)動模塊配合載車板模塊做勻速升降運動，通過PLC控制技術的使用，實現(xiàn)不同載重情況下電機的調(diào)速。

3.3 安全防護模塊

安全防護模塊包含摩擦型制動器、張緊輪、加速度傳感器等設備，將安全裝置作為一個模塊是考慮到該模塊的特殊性，載車單元層數(shù)為3層，僅以停放普通轎車為例，其單車整備重量為2000Kg，總重量達到7000Kg。安全防護模塊需要具備較大的制動力，另外由于載車單元行程高度不超過5m，對該模塊反應速度和制動力都有較高的要求。

設計垂直升降式載車單元安全防護模塊為機電式制動設備，這種系統(tǒng)的主要構成部件為制動杠桿、制動杠桿、支撐件、閘瓦托塊等構成。其外形結(jié)構設計如圖4所示。通過制動杠桿牽制制動瓦塊和制動輪緊緊壓在一起，防止載車單元落在墜落。

1.制動缸 2.制動杠桿 3.支承件 4.閘瓦托

圖5 摩擦型制動器結(jié)構圖

4 結(jié)論

將垂直升降式載車單元劃分為3個模塊，結(jié)構框架模塊中的載車板框架模塊層數(shù)為2-5層，可以滿足不同用戶的使用需求，高度以可以根據(jù)具體需求調(diào)節(jié)。驅(qū)動單元中的提升電機根據(jù)具體提升載車板的層數(shù)靈活選取，功率范圍8-12KW，電機也可使用智能變頻調(diào)速電機。載車單元驅(qū)動模塊調(diào)速范圍實現(xiàn)3檔實時變頻調(diào)速，降低了運營成本。安全裝置模塊的設計尤其特殊性，載車單元自重大、行程小，若出現(xiàn)鋼絲繩斷裂，其摩擦制動力可有效防止載車單元墜落。功能模塊根據(jù)具體使用要求細化設計，使用性能的到了提升，增強了垂直升降式載車單元的使用性。

參考文獻

[1]萬欣，朱敬德.堆跺式立體車庫設計方案優(yōu)化問題[J].設計與計算，2005，25（8）.44.

[2]中國重型機械工業(yè)協(xié)會與停車設備管理委員會.機械式立體停車庫[M].天津：海軍出版社，2001.

[3]朱家誠.升降橫移式立體停車設備的設計[J].機械，2013，11（40）：72-74.

[4]王子熙，李偉華.機械式三層升降橫移式立體車庫的設計[J].機械產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009，22（6）：69-70.

[5]張建鋒，武瑞之.升降橫移式立體停車庫提升安全性研究[J].機械制造，2009，47（535）：29.

作者簡介：楊智文（1987-），男，甘肅省蘭州市人，碩士研究生，專業(yè)車輛工程。endprint

摘 要：近年來國內(nèi)城市停車難問題日益顯現(xiàn)，立體車庫作為一種技術手段可以有效解決這一問題，但其建設和運營成本較高不利于大范圍推廣。介紹垂直升降式立體車庫模塊化設計，通過劃分和整合不同功能模塊實現(xiàn)車庫功能多樣化，重點設計了結(jié)構框架模塊、驅(qū)動模塊、安全裝置模塊等，可有效降低車庫建設和運營成本，也有助于該類立體車庫技術大范圍推廣。

關鍵詞：垂直升降式；立體車庫；模塊化

1 引言

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展，民間汽車保有量激增，城市停車難問題日益受到社會的重視，立體車庫作為一種可以有效解決城市停車難問題的技術手段越來越多地出現(xiàn)在城市當中。但由于立體車庫建設和運營成本較高，在一定程度上限制了立體車庫的使用范圍。文章所涉及垂直升降式立體車庫的模塊化設計，目的在于降低立體車庫的建設和運營成本。文章在此提出對垂直升降式立體車庫進行模塊化設計，將原有垂直升降式立體車庫的零部件進行整合和再設計，以載車單元作為垂直升降式車庫的模塊化設計的基本模塊，配合多個不同功能模塊，進一步拓寬立體停車設備的使用范圍。

2 模塊化設計原理

模塊化設計注重于產(chǎn)品的獨立性、互換性、通用性。相比較于升降循環(huán)式、垂直循環(huán)式和塔式等不同類型的立體車庫，垂直升降式車庫存取車動作簡單、結(jié)構設計較為簡潔，如圖1所示是垂直升降式立體車庫載車單元模塊劃分示意圖，而作為基本模塊的垂直升降式載車單元存取動作單一（勻速上升、下降），針對于垂直升降式立體車庫的模塊化設計較為直接的方法是將其劃分為獨立的載車單元模塊，在載車單元模塊中包含結(jié)構框架模塊、驅(qū)動模塊、安全裝置模塊等。該車庫模塊化設計可以根據(jù)實際情況和具體需求，對各功能模塊的使用功能進行進一步細化，以滿足使用要求。

圖1 垂直升降式立體車庫載車單元模塊示意圖

3 各功能模塊的設計

文章對垂直升降式立體車庫進行模塊化設計，首先是將垂直升降式立體車庫模塊化設計為一個載車單元，再對載車單元的結(jié)構框架、驅(qū)動部分、安全裝置等功能模塊分別進行獨立的模塊化設計，并且在設計時結(jié)合實際使用情況對各模塊的使用功能進行進一步劃分。

3.1 結(jié)構框架模塊

結(jié)構框架模塊包含載車板連接模塊和外部結(jié)構框架模塊。載車板連上下連接，連接方式采用以形鎖和為主，緊固連接為輔，需要增加載車板模塊連接層數(shù)時，只需通過緊固螺栓連接即可。

1.縱向加強件 2.橫向加強件 3.角鋼 4.側(cè)承

圖2 載車板設計圖

外部結(jié)構框架主要做用是支承動力驅(qū)動模塊，載車板連接模塊使用鋼絲繩傳動吊裝通過外部結(jié)構框架模塊與動力驅(qū)動模塊相連接，由于載車板連接模塊整備重量較大，需對外部結(jié)構框架進行加固設計，如圖3結(jié)構框架模塊示意圖所示。

3.2 動力驅(qū)動模塊

動力驅(qū)動模塊使用驅(qū)動電機連接變速箱配合鋼絲繩傳動實現(xiàn)載車單元的上下升降動作，可使用普通三相異步電機，也可以使用智能變頻調(diào)速電機。若選用智能變頻調(diào)速電機可省去減速箱，由PLC裝置控制連接至上位機。其原理圖如圖4所示。

動力驅(qū)動模塊通過電機正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)鋼絲繩傳動的上升和下降，動力驅(qū)動模塊配合載車板模塊做勻速升降運動，通過PLC控制技術的使用，實現(xiàn)不同載重情況下電機的調(diào)速。

3.3 安全防護模塊

安全防護模塊包含摩擦型制動器、張緊輪、加速度傳感器等設備，將安全裝置作為一個模塊是考慮到該模塊的特殊性，載車單元層數(shù)為3層，僅以停放普通轎車為例，其單車整備重量為2000Kg，總重量達到7000Kg。安全防護模塊需要具備較大的制動力，另外由于載車單元行程高度不超過5m，對該模塊反應速度和制動力都有較高的要求。

設計垂直升降式載車單元安全防護模塊為機電式制動設備，這種系統(tǒng)的主要構成部件為制動杠桿、制動杠桿、支撐件、閘瓦托塊等構成。其外形結(jié)構設計如圖4所示。通過制動杠桿牽制制動瓦塊和制動輪緊緊壓在一起，防止載車單元落在墜落。

1.制動缸 2.制動杠桿 3.支承件 4.閘瓦托

圖5 摩擦型制動器結(jié)構圖

4 結(jié)論

將垂直升降式載車單元劃分為3個模塊，結(jié)構框架模塊中的載車板框架模塊層數(shù)為2-5層，可以滿足不同用戶的使用需求，高度以可以根據(jù)具體需求調(diào)節(jié)。驅(qū)動單元中的提升電機根據(jù)具體提升載車板的層數(shù)靈活選取，功率范圍8-12KW，電機也可使用智能變頻調(diào)速電機。載車單元驅(qū)動模塊調(diào)速范圍實現(xiàn)3檔實時變頻調(diào)速，降低了運營成本。安全裝置模塊的設計尤其特殊性，載車單元自重大、行程小，若出現(xiàn)鋼絲繩斷裂，其摩擦制動力可有效防止載車單元墜落。功能模塊根據(jù)具體使用要求細化設計，使用性能的到了提升，增強了垂直升降式載車單元的使用性。

參考文獻

[1]萬欣，朱敬德.堆跺式立體車庫設計方案優(yōu)化問題[J].設計與計算，2005，25（8）.44.

[2]中國重型機械工業(yè)協(xié)會與停車設備管理委員會.機械式立體停車庫[M].天津：海軍出版社，2001.

[3]朱家誠.升降橫移式立體停車設備的設計[J].機械，2013，11（40）：72-74.

[4]王子熙，李偉華.機械式三層升降橫移式立體車庫的設計[J].機械產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009，22（6）：69-70.

[5]張建鋒，武瑞之.升降橫移式立體停車庫提升安全性研究[J].機械制造，2009，47（535）：29.

作者簡介：楊智文（1987-），男，甘肅省蘭州市人，碩士研究生，專業(yè)車輛工程。endprint