紅外雷達(dá)自動(dòng)定位的3D智能立體停車場

盧祎瑋+沈世雄

[摘要]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技水平的進(jìn)步，人們生活水平的不斷提高，對(duì)自由快捷的交通方式有了更多的要求與更高的期望，而汽車作為出行代步的首選正在大量普及。由于我國家用汽車剛性期需求量巨大且人均汽車保有量逐年增加，停車位一位難求的問題出現(xiàn)。而城市中可用土地面積逐漸縮小，可用停車空間的利用率低，使得停車位不足停車難的問題更加凸顯。為解決以上問題，并開發(fā)已有的停車位上層及其他可用空間，我們的團(tuán)隊(duì)提出并基于solidworks軟件設(shè)計(jì)了有廣闊市場價(jià)值的“3D智能立體全空間停車位方案”。

[關(guān)鍵詞]立體全空間停車；3D智能；利用率低；停車難；Solidworks

[DOI]1013939/jcnkizgsc201705176

1現(xiàn)狀及趨勢分析概述

據(jù)中汽協(xié)統(tǒng)計(jì)，2015年中國汽車銷量同比增長47%報(bào)2460萬輛。2016年1～5月汽車產(chǎn)銷分別完成10844萬輛和10755萬輛，比上年同期分別增長58%和7%（見圖1）。隨著汽車保有量日益增加，停車位不足的問題越來越凸顯。而德國、日本已經(jīng)開發(fā)出一套較為完整的立體停車體系，來解決停車位不足的問題。因此開發(fā)出一種適合我國國情的立體車庫設(shè)計(jì)方案，有著極大使用及其他潛在價(jià)值。

2機(jī)構(gòu)功能分解

21停車平臺(tái)部分

停車平臺(tái)部分（見圖2）由輪式千斤頂、輪式步進(jìn)類千斤頂、上承載平臺(tái)、下拉升定位平臺(tái)、平面定位組組成。上承載平臺(tái)包含齒梳型交換設(shè)計(jì)用于完成車輛停放。中部的一體化頂升機(jī)構(gòu)，用于完成車輛的頂起。輪式步進(jìn)類千斤頂，用于完成車輛的入庫以及復(fù)位回程運(yùn)動(dòng)。

22卷揚(yáng)機(jī)舉升部分

卷揚(yáng)機(jī)舉升部分采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在鏈傳動(dòng)的帶動(dòng)下卷筒進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)從而完成平臺(tái)的上升與下降。卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)通用性高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、起重大的特點(diǎn)，故可以安全高效地完成所需定位任務(wù)。

23停車場停車架

雙通道三巷道五平臺(tái)聯(lián)合運(yùn)動(dòng)停車位如（見圖3）。停車場車架可按具體需要將層數(shù)增加至十幾層，多巷道配合卷揚(yáng)機(jī)舉升部分可用于完成多平臺(tái)同時(shí)上下運(yùn)動(dòng)，五停車平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，可用于車輛的快速出入，大大增加車輛停放存儲(chǔ)效率。

3創(chuàng)新理念與原理分析

31創(chuàng)新理念

首先，國內(nèi)外已有立體停車場主要傾向于單一平臺(tái)上下來完成車輛的停放，本立體停車場解決方案可實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，來解決多車輛停放問題。其次，該機(jī)器將實(shí)現(xiàn)高程度的機(jī)電一體化，其中最高優(yōu)先級(jí)停車路徑選取算法，為車輛停放效率提供了有效的數(shù)學(xué)計(jì)算保證。類流水線功能布置讓三大總成機(jī)構(gòu)各司其職，便于管理及維護(hù)。停車場外觀總覽圖見圖4。

32傳動(dòng)原理

停車平臺(tái)舉升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，采用螺旋傳動(dòng)。將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性高，且有很大的降速比。差動(dòng)螺旋可以獲得微小的位移。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。工作平穩(wěn)，無噪聲，可以傳遞很大的軸向力。卷揚(yáng)機(jī)采用鏈傳動(dòng)，承載能力高，適用于多種工作環(huán)境，是完成車輛頂升的良好選擇。

33運(yùn)動(dòng)原理

車輛起吊：三巷道頂部分別有三個(gè)卷揚(yáng)機(jī)舉升機(jī)構(gòu)，當(dāng)車主將車輛正確停在載重平臺(tái)上時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)將停車平臺(tái)吊起，在預(yù)定層數(shù)停止與層平臺(tái)進(jìn)行鎖定完成巷道豎直定位，在同停車平臺(tái)分離后自動(dòng)復(fù)位。

車輛停放：停車平臺(tái)在水平電機(jī)驅(qū)動(dòng)下移動(dòng)至選定車位。緊接著輪式千斤頂?shù)膯?dòng)，將上承載平臺(tái)頂升，到極限高度后輪式進(jìn)一步千斤頂啟動(dòng)，將車輛送入車庫并進(jìn)行定位檢測。入庫定位監(jiān)測合格后輪式千斤頂卸載，將車輛安全放入停車架，最后復(fù)位。從而將車輛安全地放置在停車庫車架上。

多平臺(tái)聯(lián)動(dòng)：停車平臺(tái)有停車、等待、上下行三個(gè)狀態(tài)，其中停車與等待為固定狀態(tài)，其余平臺(tái)只可選擇停止避讓或者通過巷道上下行繞行。當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)拉升機(jī)構(gòu)工作時(shí)平臺(tái)將定義成為等待狀態(tài)。等巷道為空時(shí)方可進(jìn)一步動(dòng)作。

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[基金項(xiàng)目]本文系2016年東湖未來之星大學(xué)生科研重點(diǎn)項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱：“紅外雷達(dá)自動(dòng)定位的3D智能立體停車場?！?/p>

[作者簡介]盧祎瑋（1996—），男，漢族，湖北十堰人，本科。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)電自動(dòng)控制一體化；沈世雄（1995—），男，漢族，湖北孝感人，學(xué)生，本科。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及模擬仿真。