新型空中車庫的研究與設(shè)計

朱成喜 韓曉新

（江蘇理工學(xué)院電氣信息工程學(xué)院，江蘇 常州213001）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市人口日益增多，城市汽車的保有量也大幅增加。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國城市機(jī)動車輛平均增長速度在15%～20%，而同期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長速度只有2%～3%，特別是在大城市，機(jī)動車擁有量的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長速度，因此我們必須重視城市停車難的問題［1］，并積極探求解決的措施。很多市民晚上直接把車停在路邊上，這樣看似解決了停車難的問題，但卻又造成了馬路堵塞，同時又違反了相關(guān)的法律法規(guī)，實(shí)為治標(biāo)不治本?，F(xiàn)在很多居民區(qū)都有停車場，但是在寸土寸金的大中城市，每個停車位都占用了一定的實(shí)實(shí)在在的土地面積，所以停車位價格高昂。

基于此，我們設(shè)計了一種高容量的空中車庫，它采用垂直存放技術(shù)，充分地利用地上資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢，最大限度地停放車輛，可使地面的利用率提高80%～90%，同時還具有價格低廉、存取方便、綠色環(huán)保、節(jié)約資源等優(yōu)點(diǎn)，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。

1 系統(tǒng)的整體設(shè)計

裝置的整體設(shè)計方案如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體設(shè)計圖

本次設(shè)計的立體車庫主要由車庫、主軸、運(yùn)送軸、車輛墊板、方向調(diào)整裝置等組成。車庫采用環(huán)形立體設(shè)計，360°環(huán)形空間，大大節(jié)約了地上成本，每個車位上都標(biāo)有數(shù)字編號，以區(qū)別于其他車位。主軸可以360°旋轉(zhuǎn)，以便于把運(yùn)送軸旋轉(zhuǎn)到對應(yīng)于每個車庫的合適的角度。運(yùn)送軸可以在主軸的支撐下進(jìn)行上下移動，當(dāng)運(yùn)送軸把車輛運(yùn)送到合適的車庫前（或者取車時）時可以前后移動，進(jìn)行裝車或取車。車輛墊板放置于車輛下方，以便于移動車輛。運(yùn)送板的作用是在主軸和運(yùn)送軸的作用下整體移動車輛墊板和車輛，初始狀態(tài)下，運(yùn)送板置于車庫出入口，以便于隨時存車。運(yùn)送車輛的出入口處設(shè)有方向調(diào)整裝置，對取出的車輛進(jìn)行方向調(diào)整，以便拿車人不用掉頭即可迅速駛出車庫。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

空中車庫主要由PLC電路、各種傳感器、按鈕、各種執(zhí)行電機(jī)等部分組成。其硬件框圖如圖2所示。

圖2 空中車庫的硬件框圖

輸入設(shè)備主要包括各種傳感器和按鈕。按鈕的作用是輸入存取車號碼進(jìn)行存車或者取車。傳感器主要包括各種限位傳感器和壓力傳感器等，用以及時把運(yùn)送板上是否有車以及運(yùn)送軸是否把車運(yùn)送到位等信息反饋到PLC中，PLC會根據(jù)傳感器的反饋信息在一定的控制策略下對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出動作指令。輸出信號包括各種控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（各種電機(jī)）的信號，用以控制主軸、運(yùn)送軸的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)入相應(yīng)的存車位進(jìn)行存取車的功能。

3 系統(tǒng)存取車界面設(shè)計

車庫的存取車界面設(shè)計如圖3所示。

圖3 存取車界面設(shè)計

立體車庫的存取車界面主要由數(shù)字鍵和存、取車鍵組成，按數(shù)字鍵后把車存入相應(yīng)的車位或把相應(yīng)車位內(nèi)的車取出。

4 系統(tǒng)存取車過程

有人需要存車時，按下數(shù)字鍵和存車鍵進(jìn)行存車。此時系統(tǒng)會在方向調(diào)整裝置上放置一車輛墊板，存車人把車開進(jìn)車輛墊板上，方向調(diào)整裝置開始工作，把車輛的車頭方向調(diào)轉(zhuǎn)到出口方向，以便取車時車輛直接開出車庫。在初始狀態(tài)下，運(yùn)送板直接把車輛墊板連同車輛一起托起，系統(tǒng)通過調(diào)整運(yùn)送軸的前進(jìn)和上下方向以及主軸的旋轉(zhuǎn)角度，把運(yùn)送板抬高到所需存車的車位前，運(yùn)送軸進(jìn)行上下移動把車輛墊板及車輛運(yùn)送到指定的車位。

此時，若沒有取車鍵被按下，則運(yùn)送板回到初始位置；若有取車鍵被按下，則運(yùn)送板直接在主軸和運(yùn)送軸的帶動下，進(jìn)入相應(yīng)取車車位進(jìn)行取車操作。

取車過程跟存車過程正好相反，當(dāng)有人需要取車時，輸入車位號、按下取車按鍵后，運(yùn)送板在主軸和運(yùn)送軸的帶動下進(jìn)入相應(yīng)的車位，把車取出后回到車庫運(yùn)送出入口前，放下車輛待取車人開走。

5 結(jié)語

本文主要研究設(shè)計了一種新型的空中車庫，它實(shí)現(xiàn)了智能停車、自動停車，省去了一般停車場的繁瑣手續(xù)，提高了停車場的容量，占地面積小，高層設(shè)計節(jié)約了土地資源，智能化程度高，可預(yù)約存取車及進(jìn)行空車位導(dǎo)向，是未來停車場的發(fā)展方向。

［1］王輝，曹麻茹．機(jī)械式立體車庫在長沙的應(yīng)用探討［J］．中外建筑，2008（3）：108～109