三層三列升降橫移式立體車庫
目錄摘 要 3Abstract 4第一章 緒論 51.1研究背景與意義 61.1.2實用價值 71.1.3社會效益 81.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 91.2.1國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 91.2.2國內(nèi)及港澳臺地區(qū)的發(fā)展及現(xiàn)狀 101.2.3機械停車設備技術(shù)在我國發(fā)展經(jīng)過了三個階段 111.2.4國內(nèi)停車位需求量預測分析 121.2.5機械式立體停車庫與自行式平面停車場相比的優(yōu)點 12第二章 升降橫移式立體車庫的總體設計 132.1 立體車庫的分類及特點 132.2 升降橫移式立體車庫的工作原理 152.3三層7位立體車庫的總體設計 16 2.4 本章小結(jié)第三章 立體車庫的結(jié)構(gòu)與受力分析 273.1 提升系統(tǒng)的設計3.2 平移系統(tǒng)的設計3.3 載車結(jié)構(gòu)型式的分析3.4 傳動系統(tǒng)的設計3.4.1 輸送鏈的選擇3.4.2 鏈輪部分的計算 3.4.3 電機功率計算及選擇3.4.4 減速機的選擇3.5 吊籃式載車板的設計及受力分析3.5.1 載車平板與骨架的結(jié)構(gòu)設計3.5.2 吊籃式框架的結(jié)構(gòu)設計3.6 車庫固定框架的設計及受力分析3.7 本章小結(jié)第四章控制系統(tǒng)的詳細設計及仿真4.1用MCGS設計監(jiān)控界面4.2PLC編程設計4.2.1I/O分配表4.2.2系統(tǒng)程序的編寫4.2.3傳輸、調(diào)試4.3PLC的硬件連接4.4梯形圖設計4.4.1啟動和存取車4.4.2車位狀態(tài)顯示4.4.3取車程序4.5程序仿真4.6本章小結(jié)第五章 立體車庫的自動化軟件設計 485.1自動收費管理系統(tǒng) 485.2自動存取車系統(tǒng) 485.3遠程診斷系統(tǒng) 495.4自動道閘 495.5監(jiān)控安保系統(tǒng) 49第六章 總結(jié)與展望 50結(jié)束語 51致 謝 52參考文獻 53 摘 要立體車庫是當前社會實現(xiàn)各種車輛停放及科學存放的停車設施。
隨著各大城市汽車銷量的快速增加，停車難問題己經(jīng)成為大中型城市的一個普遍現(xiàn)象機械式立體車庫可充分利用上地資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢，最大限度地停放車輛，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑本文在對國內(nèi)外車庫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇三層三列升降橫移式立體為研究對象，運用力學理論分析了車庫的框架結(jié)構(gòu)強度、橫移傳動系統(tǒng)中軸的強度和升降傳動系統(tǒng)中軸的強度等設計并開發(fā)了基于可編程序控制器(PLC)的升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)，所研制的升降橫移式立體車庫具有穩(wěn)定、可靠、快速、性價比高的特點，并已投入生產(chǎn)，被多個用戶使用，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益關(guān)鍵詞：立體車庫，控制系統(tǒng)，可編程序控制器，鋼結(jié)構(gòu) AbstractStereo garage is a storage facility specially designed for automatic parking and scientific storage of various vehicles. With the increasing number of automobiles in cities, parking problem has become a common phenomenon in large and medium-sized cities. Mechanical three-dimensional garage can make full use of land resources, give full play to the advantages of space, maximize the parking of vehicles, and become an important way to solve urban static traffic problems.Based on the full investigation of the current situation and development trend of garage at home and abroad, this paper chooses three-storey three-row lifting and transverse stereo as the research object, and uses mechanics theory to analyze the frame structure strength of garage, the strength of axle in transverse transmission system and the strength of axle in lifting and transverse transmission system. The control system of lifting and transverse stereo garage based on programmable logic controller (PLC) is designed and developed. The developed lifting and transverse stereo garage has the characteristics of stability, reliability, rapidity and high performance-price ratio. It has been put into production and used by many users, and has achieved good economic and social benefits.Key words: stereo garage, control system, programmable logic controller, steel structure。
第1章 緒論1.1研究背景與意義從改革開放以來，作為我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)汽車工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，汽車的增多給經(jīng)濟帶來繁榮的同時，也帶來了停車難的問題，數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國城市機動車輛平均增長速度在15%-20%，而同時期城市停車基礎(chǔ)設施的平均增長速度只有2%-3%，特別是大城市的機動車擁有量的增長速度遠遠超過停車基礎(chǔ)設施的增長速度，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計:在上海，每天有40多萬輛汽車停泊在馬路兩邊；而在北京每天又有90萬多輛汽車“無家可歸”另外，在城區(qū)的高級賓館、飯店、人型商場的車輛密集區(qū)，由于受到原有占地面積限制而無法擴大泊車位，停泊困難和交通阻塞已成為一個突出難題立體車庫設備的發(fā)展在國外，比如在日本已有快40年的歷史，無論是在技術(shù)上還是在經(jīng)驗上均已獲得了成功我國在90年代初開始研究開發(fā)立體車庫停車設備，到現(xiàn)在也有20多年的歷程機械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性首先，機械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機械車庫，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。
其次，立體車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準位置，有電子控制的整個設備便不會運轉(zhuǎn)立體停車設備可以用較小的基地面積停放較多數(shù)量的車位，免去了坡道式車庫的坡道設計等空間問題將車庫設計中的建筑空間問題轉(zhuǎn)化為機械方式的研究，采用新技術(shù)、新材料來解決停車的問題;采用計算機控制，庫區(qū)無人進入，可以有效地防止盜竊和損壞，停車靈活，既可以大一積使用，也可以見縫插針設置，還能與地面停車場、地下停車庫和停車樓組合實施的優(yōu)點，己成為解決城市停車難最有效的手段，是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，具有重要的經(jīng)濟效益和社會效益國家把機械式停車庫和立體停車場列入“國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄”，國家海關(guān)總署對機械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項目給予免征進口稅”上述措施為我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機會可以預見立體車庫具有非常廣闊的市場前景1.2機械式立體停車庫的分類與優(yōu)點機械式車庫種類較多，主要有以下形式：升降橫移類、垂直循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類、簡易升降類等下面介紹其中幾種類型及其特點1）升降橫移式停車位為兩層或多層，有若干層的同層置車板可左右橫向移位，通過升降機構(gòu)改變置車板的高度。
可為地上式或帶地坑式特點：①有效利用空間，提高空間利用率達數(shù)倍②存取車快捷便利，獨特跨梁設計，車輛出入無障礙③采用PLC控制，自動化程度高 ④環(huán)保節(jié)能，低噪音 ⑤人機界面好，多種操作方式可選配，操作簡便2）升降橫移式通過傳動機械，驅(qū)使以垂直方式排列的各置車板作連續(xù)環(huán)形運動車輛出入口位于設備最下面的稱為下出入口式，位于中間部分的稱為中出入口式，位于最上面的稱為上出入口式可為封閉式高塔或敞開式低塔特點：①使用PLC自動調(diào)車，一次按鍵即可完成存取車②可設置在地面上或半地上半地下，可獨立或附設在建筑物內(nèi)，還可多臺組合③可省去購置土地的大量費用，有利于合理規(guī)劃和優(yōu)化設計3）巷道堆垛式采用巷道堆垛機和搬運器，將進到搬運器上的車輛一起作平面移動且垂直升降到停車位旁，再用存取機構(gòu)將車輛送入停車位特點：①全封閉管理，安全、防盜、為車輛提供最佳防護②可設置于地上或地下，充分利用有效空間③載車板的升降和行走同時運行，存取車方便快捷全封閉式管理，安全可靠，保障人、車安全④通過升降機、行走臺車及橫移裝置輸送載車板實現(xiàn)存取車操作，整個過程全自動完成⑤固定式升降機＋各層行走臺車的配置形式，可實現(xiàn)多個人同時存取車4）垂直升降（塔庫）式停放車輛的停車位和車輛升降機以立體方式組成的高層停車設備。
通過搬運機械將車輛或載有車輛的置車板橫向或縱向地從車輛升降機搬運至停車位停車位分橫置式、縱置式和圓周式三種特點：①占地少，容車量大，高層設計最高能夠達到平均一輛車僅占一平方米的空間②可同時提供多車位進出口，等待時間短③智能化程度高，可預約存取車及空車位導向④利用車庫外形的空隙空間可以進行綠化，使車庫變成一個立體的綠化體，有利于美化城市和環(huán)境5）平面移動式 在同一層面上，用搬運臺車平面移動車輛，或使置車板平面橫移可為單層平面橫移、單層（多層）平面往返以及門式起重機多層平移特點：①每層車臺和升降機分別動作，提高出入庫速度，可利用地下空間，停車規(guī)?？蛇_到數(shù)千臺②部分區(qū)域發(fā)生故障時，不影響其他區(qū)域的正常運行③通過計算機和觸屏界面進行綜合管理，可全面監(jiān)視設備的運行狀況，并且操作簡單6）簡易升降式停車位為兩層或三層，通過升降機構(gòu)或俯仰機構(gòu)改變置車板的高度或傾斜角度，供車輛出入可為地上式或帶地坑式特點：①構(gòu)造簡單實用，無需特殊地面基礎(chǔ)要求適合裝置于工廠、別墅、住宅停車場②可任意遷移，搬遷安裝容易或根據(jù)地面情況，獨立及多臺設備③備有專用鎖匙開關(guān)，防止外人開動設備④車板防下滑保險裝置7）其他水平循環(huán)類：各置車板以兩列或多列方式水平排列，并循環(huán)移動。
置車板以圓弧運動方式循環(huán)者稱為圓形循環(huán)式；以直線運動方式循環(huán)者稱為箱形循環(huán)式多層循環(huán)式：各置車板以兩層或多層方式排列，在相鄰兩層間的兩端設有車輛升降機，同層置車板可在該層內(nèi)作水平循環(huán)移動置車板在設備兩端以圓弧運動方式升降者稱為圓形循環(huán)式；以垂直運動方式升降者稱為箱形循環(huán)式車輛入庫方式與水平循環(huán)相同通過對各類立體車庫的分析并結(jié)合本次設計的車庫容量，可以得出選用升降橫移式立體車庫為最佳選擇方案1．節(jié)省土地:據(jù)了解，機械式立體停車庫的占地面積約為平面停車場的1/2至1/25，空間利用率比自行式停車庫提高75%以上，有效提高車位利用率2．造價低:機械式立體停車主要向垂直空間發(fā)展，占地面積少機械式停車設備每個泊位投資約2～10萬元，而建筑自行式停車場(庫)每個泊位的造價約為20萬元，所以總體成本低于同等規(guī)模地下停車庫3．安全性能好:機械式立體停車庫是自動停車和取車，杜絕人為因素，采用自動化智能控制，存取車方便快捷，對車輛的防盜性和防護性都很好另外，火災隱患也大為降低4．可以免除采暖通風設施:運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多5．使用方便:按設計要求，一般存取車時間不超過120秒鐘，通常不可能出現(xiàn)存、取車排隊的現(xiàn)象。
6．高環(huán)保性:機械式立體停車庫內(nèi)的車輛是車主熄火后由機械裝置存入車庫，因此車庫內(nèi)空氣污染較低，還省去了大量的通風設備投資諸多因素表明，我國立體停車產(chǎn)業(yè)與其配套產(chǎn)業(yè)目前正在成為潛力巨大的前途性產(chǎn)業(yè)停車設備制造業(yè)面臨千載難逢的發(fā)展良機，具有高科技、高安全性、高可靠性、高效率的機械式、立體停車庫將具有巨大的發(fā)展前景1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.3.1國外發(fā)展現(xiàn)狀國外發(fā)展立體車庫較早的有日本、韓國、德國等國家，在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國和我國的港、澳、臺地區(qū)的停車設備通過引進，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難的問題，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品在亞洲，應用較普遍的是日本、韓國和我國臺灣省亞洲的機械式停車設備技術(shù)起源于日本，日本從20世紀60年代開始從事機械停車設備的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務，至今已有四十幾年的歷史目前在日本從事機械式停車庫及其設備開發(fā)、制造的公司約有200多家，其中生產(chǎn)機械式停車設備的公司約100多家，比較大的公司有新明和、石川島、日精、三菱重工等從90年代起日本每年投入運行的機械停車泊位都在10萬以上，品種也從單一升降橫移式發(fā)展為多種形式，到今已開發(fā)生產(chǎn)出九大類近百個品種，管理體制、技術(shù)標準等方面日趨完善，目前全日本已經(jīng)投入使用機械式停車位超過300萬個，其中以升降橫移式停車設備為主。
對于日本，優(yōu)勢在多層升降橫移類、垂直升降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡易升降類等產(chǎn)品上韓國機械停車設備技術(shù)是日本技術(shù)的派生產(chǎn)業(yè)從20世紀70年代中期開始起步，80年代開始引進日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90年代開始為供應使用階段，2000年后為發(fā)展階段制造廠約有近百家，已進入我國的有現(xiàn)代集團、LG公司、德山公司、東洋公司、樂天公司等由于這幾個階段得到政府的高度重視，各種機械停車設備得到普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長速度都在30%左右目前韓國停車設備行業(yè)進入穩(wěn)步發(fā)展階段，自動化停車設備隨供應量的擴大技術(shù)也得到迅猛發(fā)展德國等歐洲國家從事停車設備開發(fā)和生產(chǎn)也比較早由于歐洲國家土地資源比較充足，停車問題表現(xiàn)不是很突出，停車設備應用不是很多產(chǎn)品形式多數(shù)為巷道堆垛式，多層升降橫移式產(chǎn)品應用也很好由于歐德國的停車業(yè)很發(fā)達，生產(chǎn)停車設備的廠商約有24家，其中KLAUS和OTTO WOHR兩家公司的產(chǎn)量約占德國總產(chǎn)量的80%德國和意大利等歐洲國家的停車庫優(yōu)勢在巷道堆垛類產(chǎn)品上1.3.2國內(nèi)及港澳臺地區(qū)的發(fā)展及現(xiàn)狀臺灣地區(qū)在20世紀70年代初，公共和民間停車場70%是地上和地下平面停車場早在1981年，日商即在臺興建完成第座垂改循環(huán)式停車塔，落十來來飯店的建筑體之中，1982年生產(chǎn)出第一臺雙層式停車設務隨著汽車的大量進口，使機械停車設備制造業(yè)得到快速發(fā)展，到1996年制造企業(yè)達到600多家，停車設備行業(yè)進入發(fā)展高峰階段。
但從1997年起，臺灣房地產(chǎn)蕭條，股市暴躍，停車設備行業(yè)出現(xiàn)滑坡，經(jīng)過優(yōu)勝劣汰后，行業(yè)進入穩(wěn)步發(fā)展階段1984年，北京有色冶金設計院的工程師們，在設計一個綜合寫字樓項目中，發(fā)現(xiàn)與其配套停車位難以解決，由此開始開發(fā)設計機械式停車設備經(jīng)過幾年的努力，1988年我國第一個采用二層升降橫移式機械停，設備的地下車庫在北京建成兩年后，位于中國石化總公司北京設計院院內(nèi)，第一座豎直循環(huán)式機械車庫建成這兩個機械車庫的建成，揭開了我國機械式停車設備行業(yè)的開篇，為解決城市停車難的問題開了新的途徑我國機械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始，90年代開始引進和生產(chǎn)停車設備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用參照日本等國標準制定的我國行業(yè)標準也于近幾年出臺，目前停車設備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設備，有些停車設備已開始出口機械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機械停車設備，其規(guī)劃建設涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風排水、環(huán)境保護、安全消防、收費管理等各學科領(lǐng)域，就停車設備本身而言，其機械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設備獨有的技術(shù)特征，需要多學科、多專業(yè)的復合型人才積極參與，把國外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國內(nèi)外市場的需求。
在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標準；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進國外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場競爭無序，個別企業(yè)為搶占市場，采取低價競爭；缺少科研設計單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴重不足；政策不配套，對停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴重滯后等解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術(shù)多方面做出努力政策方面應參照發(fā)達國家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費標準，給予投資和經(jīng)營者相應的優(yōu)惠政策，使其有利可圖市場方面應建立車庫市場運行機制，利用價格杠桿調(diào)高占路停車收費標準，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象鼓勵按市場規(guī)則經(jīng)營車庫，并實施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展圖1-1 在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫1.3.3機械停車設備技術(shù)在我國發(fā)展經(jīng)過了三個階段第一個階段為自主開發(fā)階段，此階段為行業(yè)發(fā)展初期，市場較小，因此種類較少，技術(shù)單一第二階段是技術(shù)引進階段，為了彌補各自的不足，開始尋求合作，利用國外的成熟技術(shù)、國內(nèi)的廉價的生產(chǎn)成本，加入到行業(yè)的競爭中第三階段就是消化與創(chuàng)新階段，從2003年開始，市場競爭加劇，各企業(yè)為加強自身的競爭力，開始在降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品技術(shù)水平方面下功夫，對引進的技術(shù)，進行充分的消化與分析，并根據(jù)國內(nèi)的實際使用情況進行改造與創(chuàng)新，走上自主開發(fā)的道路。
目前，國內(nèi)停車行業(yè)現(xiàn)狀有如下特點:1．品種規(guī)格增多，技術(shù)水平提高2．市場覆蓋率不斷擴大3．用戶服務面擴大4．出口量增加1.2.4國內(nèi)停車位需求量預測分析隨著中國近年來城市經(jīng)濟的繁榮，城市化進程的加快，停車難問題日益凸顯，截止2017年底，我國汽車保有量2.17億輛，而我國停車位的建設進展卻依然緩慢，各地方的停車位發(fā)展速度滯后于汽車發(fā)展速度，停車難己成為大中城市發(fā)展的社會問題，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，目前傳統(tǒng)停車場建設規(guī)模占接近90%的市場份額，新型的機械式停車場的建設雖一片火熱，單整體市場占比僅10%左右，2010年-2017年我國新建立體車庫項目呈逐年上升趨勢，2010年為1147個，2013年上升至1812個，同比增長11.44%，2017年續(xù)升至2459個，同比增長11%，數(shù)量如此眾多的汽車停放，導致停車難問題的出現(xiàn)，可見我們機械停車設備行業(yè)擁有巨大的商機和廣闊的市場第二章 升降橫移式立體車庫的總體設計2.1運行原理升降橫移式立體車庫每個車位都有載車板，車輛就停在載車板上，最下層的載車板只做左右橫移，不能升降，中間層車位可以左右橫移和升降，上層車位只能升降，不能橫移，若中間層車位需要存取車，則需下層車位移出空位，才能降至底層，上層車位需要存取車，則需要中間層車位和下層車位移出空位方能下降至底層，存車時，當載車板到位后，駕駛員將車開上載車板后下車離開，中間層和上層載車板自動升至所在層位，取車時，下層車位直接開出，上層和中間層則是載車板降至底層后，等駕駛員進入車庫開走汽車后，載車板自動回至所在層位。
圖2-1為一個地上7車位的升降橫移式停車設備，其工作原理是：三層三個車位可以升降，二層兩個車位可以升降和平移，一層的兩個車位只能橫向橫移，空車位供三層和二層的車位下降時借用1、2號車位可以直接存放車輛；7號車位需下降后再存放車輛；3號車位則需先將1號和2號載車板右移，再將3號載車板下降；4號車位則需先將2號載車板右移，再將4號存車板下降；5號車位需要先將1、2、3、4號四個載車板右移，再將5號載車板下降；6號車位則需要先將2、4號載車板右移，再將6號載車板降下圖2-1 七車位升降橫移式立體車庫工作原理圖2.2 設計要求升降橫移式立體車庫的設計要求，本文就從機械、電氣、控制、安全等方面做以下說明：（1） 機械結(jié)構(gòu)的設計要求鋼結(jié)構(gòu)本身自重、結(jié)構(gòu)架上各停車位的車輛及固定叉梳重量、提升系統(tǒng)制動所產(chǎn)生的慣性力、驅(qū)動裝置的重力、頂部梁架所受滑輪組和配重的重力、整體結(jié)構(gòu)所受的風力、地震載荷以及由于外界環(huán)境溫度變化而引起的溫度應力等,它們以集中或均布方式作用于立體車庫2） 電氣系統(tǒng)的設計要求1、在升降橫移式立體停車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對象首先是車庫內(nèi)的橫移電機和升降電機，控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時間內(nèi)實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是車庫內(nèi)的各種輔助裝置，這些輔助裝置幫助我們更好的控制立體車庫。
為了保證載車板能橫移到預定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關(guān)為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關(guān)同時在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預警裝置在此圖中只是簡單的畫出了三層七位升降橫移式立體車庫的一些其簡單的功能根據(jù)這些功能我們可以很直觀的觀察出三層七位升降橫移式立體車庫的工作2、電機控制及接線設計：在存取車時車位的升降不能同時進行，車位的升降和橫移也不能同時進行，這兩個動作必須是互鎖的，即當上層車位在升降時，地面層車位不能移動，反之亦然，并且上層車位每次只能有一個車位進行上下升降運動這些在程序中可采用聯(lián)鎖和互鎖的方法來解決3） 控制系統(tǒng)的設計要求1.自動操作:存取車時，按鈕操作，只要按動選車位按鈕，控制系統(tǒng)根據(jù)當前車庫存車狀況，自動選擇調(diào)度方案，以最短的!]間完成車輛的出入庫2.安全互鎖控制:立體車庫不允許因錯誤動作造成車輛損壞，所以必須要有如光電檢測等安全設施，及時檢測車庫狀況，避免事故發(fā)生3.高速、平穩(wěn):為了縮短存取時間，要求傳動裝置以高速度運行，同時，要求傳動裝置具有自動加、減速功能，以保證安全、低噪聲與平穩(wěn)起動和制動4） 安全方面的設計要求1 防干擾和電力超載安全裝置此裝置可防止外界干擾，使得PLC得到止確的信號，而且在電力超載的情況下可以自動斷電。
2 光電檢測(1)存車時，檢測搬運器上車輛停放是否到位，采用光電開關(guān)在底層進行掃描，光電開關(guān)的接收器與發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊，對搬運器前后位置進行檢測當車輛停放不到位時，車輛就將光電開關(guān)光源擋住，此時系統(tǒng)就會警告;只有當車輛停放到位后，系統(tǒng)才正常工作2)調(diào)動搬運器時，要檢測搬運器停放是否到位3)檢測搬運器上有無車輛，可在每個搬運器的一條對角線上安裝一套光電開關(guān)，用于檢測其上有無車輛4)光電開關(guān)安裝于立體停車庫的車輛進出口、車庫內(nèi)部兩側(cè)，立體停車庫車輛進出口的光電開關(guān)防止在車庫運動過程中有人進入而發(fā)生意外，車庫內(nèi)部兩側(cè)的光電開關(guān)是檢測車輛是否超高，搬運器上的光電開關(guān)是檢測車輛是否超長假如車輛超高或超長，則相應的報警燈閃或蜂鳴發(fā)出報警音，在車庫運動過程中有人進入，則車庫停止運行，兩側(cè)的報警燈閃，直致排除事故才可重新運行5)檢測搬運器升降是否到位，在升降機垂直運動的各層軌道上裝上垠位開關(guān)，用于檢測其上升及下降是否到位6)檢測搬運器平移升降運動是否到位，搬運器的運動為橫移和升降兩種方式，搬運器左右橫移到預定位置，左右行程開關(guān)動作，使搬運器停止，以確保車輛的安全；上下行程開關(guān)亦是保證搬運器上下升降到預定位置，準確?？?。
3 車輛防滑、定位裝置在搬運器上采用波紋板，防止車輛打滑，側(cè)擋板防止車輛側(cè)滑，前擋板使車輛停放在安全范圍內(nèi)，安全槽引一導司機停車，這樣一來即可避免事故的發(fā)生而且使車輛停放更加方便4可靠性設計可靠性是一切控制系統(tǒng)或裝置的關(guān)鍵，本車庫的可靠性設計包含以下方面:（1）.多重聯(lián)鎖保護關(guān)鍵的動作采取軟件和硬件雙重聯(lián)鎖保護，軟件多重保護，硬件強制聯(lián)鎖2）冗余措施對車庫影響較大的:F:.要部件采取冗余措施，如供電電源和PLC的輸入電源均可采用雙路供電重要信號的檢測采用雙傳感器等3）隔離技術(shù)為了增加整個系統(tǒng)的可靠性，應對PLC、變頻器等采取嚴格的隔離措施，主要包括防電源側(cè)和現(xiàn)場側(cè)來的干擾對交流電源采用對稱濾波技術(shù)，對現(xiàn)場來的干擾用光電隔離2.3三層7位立體車庫的總體設計在進行升降橫移式立體車庫設計之前需要綜合考量車庫車位數(shù)量、外形尺寸以及停取時間等因素，除此之外還要對車庫在不同場合的適用性以及安裝難度和成本進行分析根據(jù)需求來完成車庫結(jié)構(gòu)設計，首先完成車庫外形尺寸和構(gòu)型設計：不同類型車輛的尺寸不同，因此應基于此來完成車庫車位外形和尺寸設計，以車輛輪廓為基礎(chǔ)確定車庫尺寸時應當留有一定的余量，保證車主可以順利實現(xiàn)停、取車，不同類型汽車的輪廓尺寸見下表所示：表 2-1 普通汽車的輪廓尺寸及重量在進行立體車庫設計時不僅需要考慮車庫結(jié)構(gòu)尺寸對車庫功能的影響，除此之外還要考慮立體車庫的運行效率。
基于此可根據(jù)車庫的服務對象以及用途來設計車輛停取的合適時間車輛停放時間指的是待停車輛開始進庫到車輛經(jīng)過運動后停放在指定位置所需要的時間，車輛從存放開始當入庫結(jié)束為一個存車周期通過前期調(diào)研，對不同類型的車輛存取時間進行統(tǒng)計，并總結(jié)了車庫存取的時間表如下，以車輛存取時間表為基礎(chǔ)可為立體車庫的設計奠定基礎(chǔ)表 2-2 不同類型車庫存取時間表根據(jù)不同類型車輛在車庫中的停取時間完成立體車庫車輛外形的設定，初步設定該立體車庫一層中停放的車輛尺寸大小為：L（長）；W（寬）；H（高）；G（重量）；在本車庫中二層所停放的車輛尺寸要小于一層，初步設定二層車庫所停放的車輛尺寸大小為： L（長）；W（寬）；H（高）；G（重量）按照設定的車輛尺寸可知升降橫移式立體車庫的設計需要滿足下述幾個方面的要求：（1）該立體車庫可實現(xiàn)當前市場中常見類型車輛的存取，根據(jù)應用場合確定車庫為側(cè)方位提升方式；（2）車庫不同車位之間為相互獨立的關(guān)系，在車輛存取的過程中不同車位之間不會發(fā)生相互干涉；（3）本文所設計的立體車庫主要安裝于人員和車輛密度較大的地區(qū)，如小區(qū)周邊、路邊車位以及其他不適宜安裝其他車庫的場合；（4）立體車庫的車位結(jié)構(gòu)和外形尺寸要求為總高度，總寬，根據(jù)車輛停放需求，一層車位可停放所有類型車輛，二層車位可停放小型車輛，一層和二層車位的凈高度分別為；（5）二層車位載車板的提升高度應大于一層車位的凈高度，要求車位在升降時行程時間為二十秒，速度0.11m/s；（6）一層車位載車板平移距離為2200mm，載車板的升降行程為十五秒，即速度0.147m/s；（7）本文所設計的立體車庫載車板和車輛的總負重要；（8）為了保證該設備可穩(wěn)定長期運行，要求載車板和其他部件受力合理，結(jié)構(gòu)安全可靠。
本文所設計的立體車庫應當符合現(xiàn)行國家標準以及停車設備的安全要求標準，滿足結(jié)構(gòu)可靠、運行穩(wěn)定等需求，同時可滿足不同場合的車輛存取要求本文在進行研究設計時主要基于立體車庫的功能原理和實現(xiàn)方式進行車庫結(jié)構(gòu)分析，并確定了升降橫移式立體車庫的設計方案首先對車庫在不同場合的機械系統(tǒng)所需實現(xiàn)的基本功能進行分析，進而以此為基礎(chǔ)確定了車庫的功能目標在機械系統(tǒng)設計中采用了黑箱設計方法，即已知輸入和輸出來完成機械系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設計，采用黑箱法在設計時依照設計任務的需求和約束條件來確定機械系統(tǒng)的主要功能，并摒棄系統(tǒng)的非必要功能[9]下圖為采用黑箱法設計升降橫移式立體車庫示意圖，在未知機械系統(tǒng)的情況下根據(jù)能量流、信息流以及車輛駛?cè)敕绞降容斎胍约皞?cè)方位存取方式輸出來確定立體車庫的機械系統(tǒng)通過分析可知本文所設計的立體車庫的總體功能是實現(xiàn)車輛的側(cè)方位存取，且在車輛存取過程之中上下兩層之間的運動不會發(fā)生干涉現(xiàn)象圖 2-1 黑箱法設計立體車庫示意圖本文所設計的升降橫移式立體車庫的主要功能是通過側(cè)方位形式實現(xiàn)車輛上下層位置的轉(zhuǎn)換，上下層車輛在停放和存取過程中不會發(fā)生相互干涉現(xiàn)象，除此之外立體車庫上下兩層在車輛存取順序上沒有明確限制。
在通過黑箱法明確立體車庫的總功能之后需要將系統(tǒng)功能進行分解，分為若干子功能，對車庫子部分功能原理和運行方案來完成升降橫移式立體車庫的總體方案設計本文所設計的立體車庫子功能包含車庫下層載車板平移功能以及上層載車板的側(cè)方運動功能，除此之外還要保障載車板具有良好的承載功能，車庫上下兩層在運行時具有一定的運行可靠性和安全性功能等根據(jù)了立體車庫不同子功能來對車庫的總體設計方案進行詳細設計，通過模塊化的方法完善總體設計方案，為了更為細致的表述不同模塊的功能原理，采用如下圖所示的功能原理樹狀圖來對立體車庫不同子功能進行描述：圖 2-2 功能原理樹狀圖根據(jù)上圖所示的立體車庫功能原理樹狀圖可總結(jié)本文所設計的升降橫移式立體車庫應當具備的四大功能，分別為：平移功能、側(cè)方位提升功能、支撐功能以及安全保障功能首先平移功能指的是下層車輛在存取時載車板在電機帶動下通過沿著既定的導軌完成平移運動，繼而將實現(xiàn)車輛的入庫和出庫[4]側(cè)方位提升功能指的是車輛停取完畢時通過電機驅(qū)動上層載車板完成側(cè)方位升降，完成上層車輛的出庫支撐承載功能指的是立體車庫上下兩層所存放的車輛質(zhì)量以及尺寸大小有所差異，因此需要根據(jù)車輛不同的車載情況來進行合理的支撐設計，保證結(jié)構(gòu)具有良好的運行穩(wěn)定性和可靠性。
立體車庫的安全保障共鞥指的是當上層機構(gòu)運行到特定位置時需要通過緊固部件來對載車板進行固定，從而防止出現(xiàn)意外情況，除此之外還要防止車輛墜落，以期保證車輛和車庫周邊人員的安全2.4 本章小結(jié)第三章 3層7位立體車庫的結(jié)構(gòu)設計和受力分析3.1 提升系統(tǒng)的設計在確定升降橫移式立體車庫設計總體方案之前需要完成提升系統(tǒng)的設計，提升系統(tǒng)是車庫設計中最重要的運動模塊，當前國內(nèi)外研究者鮮有對側(cè)方位提升系統(tǒng)進行研究，因此相應的研究成果也較少，因此在確定車庫提升系統(tǒng)時需要根據(jù)其功能原理和運動特性進行分析，將機構(gòu)的總功能拆分為若干子功能模塊，分析可知，本文所設計的升降橫移式立體車庫的提升系統(tǒng)由兩大部分構(gòu)成，其一為動力裝置，其二為側(cè)方位升降裝置側(cè)方位提升系統(tǒng)的運動原理可概括為：在動力裝置的作用下將動力傳輸至升降裝置，與升降裝置固連的下層車位載車板將以側(cè)方位的形式運動至路面，路面上的車輛行駛到載車板后升降裝置將下層車輛搬運至上層，完成入庫，相反，通過動力裝置和升降裝置的配合也可實現(xiàn)上層車位中車輛的出庫當前常見動力裝置包含兩類，分別為液壓動力裝置和電力動力裝置升降裝置有三大類，分別為鋼絲繩式、鏈條式以及液壓式提升裝置。
可根據(jù)實際的應用場合來完成動力裝置和升降裝置的選型本文所設計的立體車庫通過設計不同的機械傳動系統(tǒng)來完成車庫側(cè)方位提升方案的制定，在確定方案之后將通過三維軟件進行模擬仿真并對提升機構(gòu)的性能和工作特性進行分析各側(cè)方位提升系統(tǒng)的設計分析如下：（1）異面四桿側(cè)方位提升機構(gòu)該機構(gòu)屬于雙搖桿機構(gòu)，將該機構(gòu)應用于升降橫移式立體車庫中的示意圖如下所示，固定底桿為與載車板相互平行的桿，兩長桿為搖桿，通過復變擺動特性來完成車輛的側(cè)方位提升，兩搖桿的極限位置角約為 90°，具體結(jié)構(gòu)如下所示圖3-1 異面四桿側(cè)方位提升機構(gòu)示意圖根據(jù)上圖所示的提升機構(gòu)示意圖可知，載車板隨兩搖桿在極限位置完成復變擺動，進而實現(xiàn)車輛存取該側(cè)方位提升機構(gòu)的傳動方式為在電機的帶動下鋼絲繩完成載車板的牽引四桿機構(gòu)的牽引回轉(zhuǎn)運動從而實現(xiàn)側(cè)方位提升2）L型側(cè)方位提升機構(gòu)L型側(cè)方位提升系統(tǒng)的傳動原理是通過橫向和縱向的直線運動相合成來完成傳動，該提升機構(gòu)通過電機帶動鏈條將載車板固定在L型托架上，車輛停入L型載車板后通過鏈條的傳動將車輛移至下層車庫，隨后通過鏈條帶動下層車位實現(xiàn)平移運動，將載車板平移至車庫上層，完成側(cè)方提升的目的，取車運動原理與之相反。
L型側(cè)方位提升機構(gòu)通過升降和平移動作來完成提升，其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：圖3-2 L 型側(cè)方位提升機構(gòu)示意圖L型側(cè)方位提升機構(gòu)由兩個部分的運動組成，分別為載車板的平移和提升運動，這種機構(gòu)形式通過對動作的分解來完成所需實現(xiàn)的側(cè)方位功能3）搖臂擺桿側(cè)方位提升機構(gòu)搖臂擺桿側(cè)方位提升機構(gòu)示意圖如下所示，下層車位由固定框架所構(gòu)成，上層框架為搖臂擺桿所連接的吊籃式載車板，提升擺臂一端固定于支撐框架上，另一端同上層載車裝置相連接，由液壓裝置來驅(qū)動提升擺臂進而實現(xiàn)上層載車裝置的提升和下降，上層載車裝置在提升擺臂的帶動下呈扇形運動，兩端點位于搖臂的極限位置，通過載車裝置在極限位置的復變擺動來完成側(cè)方位功能，進而實現(xiàn)上層車位的存取圖3-3 搖臂擺桿側(cè)方位提升機構(gòu)示意圖上述側(cè)方位提升機構(gòu)設計方案是基于設備所需實現(xiàn)的功能予以確定的，傳動路線用來表達各部件的運動方式及其空間布局對上述三種側(cè)方位提升方案的優(yōu)缺點以及設計要點進行綜合比較結(jié)果如下表所示，在后續(xù)章節(jié)中將重點討論不同設計機構(gòu)的零部件設計以及動力裝置的選擇，可依照最終選擇的設計方案可最初 擬定的結(jié)構(gòu)尺寸來對設計機構(gòu)進行詳細計算，最終基于此來確定零件型號及動力裝置。
表3-1 提升機構(gòu)優(yōu)劣分析表根據(jù)設計目的可知本文所設計的升降橫移式立體車庫主要用于在路邊車位、小區(qū)空地等場合，要求車庫在升降過程中機械傳動穩(wěn)定可靠且具有一定的安全性，分析可知本課題的主要任務是通過立體車庫的應用達到節(jié)省空間，提升停車效率通過對上述傳動機構(gòu)進行分析可知液壓系統(tǒng)具有良好的功率特性，除此之外重量比較高，因此可實現(xiàn)空間的節(jié)省，同時液壓系統(tǒng)具有良好的工作可靠性和穩(wěn)定性，除此之外，當出現(xiàn)過載等情況時液壓系統(tǒng)中的安全閥可保證車輛在存取過程中的安全性根據(jù)本課題側(cè)方提升機構(gòu)的技術(shù)要求即功能需求，同時綜合考慮提升機構(gòu)設計方案在不同場合的適用性，最終選用第三種搖臂擺桿側(cè)方位提升機構(gòu)3.2 平移系統(tǒng)的設計在完成提升系統(tǒng)設計需要進行立體車庫平移系統(tǒng)的設計平移系統(tǒng)是運動系統(tǒng)中的重要模塊，由導向機構(gòu)、行走機構(gòu)以及動力機構(gòu)等部分組成平移系統(tǒng)的主要工作原理為：通過電機來動傳動系統(tǒng)，進而實現(xiàn)載車板和車輛按照預期的軌跡進行運動，實現(xiàn)車輛的存取在上文中我們以及對不同的傳動方案進行了全面比較，通過比較結(jié)果可知兩種驅(qū)動方案使用場合和性能均具有一定特點鏈條式平移傳動可與動力裝置相結(jié)合實現(xiàn)車庫平移傳動，繼而實現(xiàn)車輛的存放功能，該傳統(tǒng)方式具有性價比高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢。
鏈條式平移傳動的基本原理為：通過獨立的減速電機帶動裝有四個滾動輪的載車板運動，其中了兩個滾動輪為主動輪，主動輪和載車板之間通過傳動軸相連，傳動系統(tǒng)由電機帶動主動輪作為輸出，載車板和電機則構(gòu)成平移輸出系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示減速電機輸出系統(tǒng)中主動輪通過與導軌之間的相互配合來對載車板自由度進行限制，進而主動輪在導軌上僅作橫向平移運動，通過載車板的復變平移完成車輛的存取功能圖3-4 減速電機輸出系統(tǒng)示意圖根據(jù)減速電機輸出系統(tǒng)示意圖以及設備的供暖需求來完成系統(tǒng)傳動方案的設計，按照系統(tǒng)傳動方案設計傳動結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：圖3-5 傳動結(jié)構(gòu)示意圖傳動路線用來表達傳動系統(tǒng)零件的運動方式可空間布局，在后續(xù)章節(jié)中 將對零部件及動力裝置的選型進行介紹，并根據(jù)已定的結(jié)構(gòu)遲迅進行計算，最終確定零件型號3.3載車結(jié)構(gòu)型式的分析在升降橫移式立體車庫中載車板結(jié)構(gòu)作為車輛的支撐裝置在整個系統(tǒng)中的作用十分重要，除此之外載車板也可用作提升機構(gòu)，根據(jù)立體車庫的總體設計方案可將載車板按結(jié)構(gòu)形式的差異分為兩種，其一為框架式，其二為拼版式兩種拼板式載車板指的是通過螺栓將波浪板按照載車板設計尺寸大小拼接成一個整體波浪板適合于大批量生產(chǎn)，波浪板的拼接圖如下所示：圖3-6 波浪板連接圖整體式載車板指的是在完成鋼板和型鋼的選型之后通過焊接的方式使兩者連接成一個整體，隨后將載車板通過焊接的方式固連在框架上，通常采用兩塊折彎板對接的方式來完成載車板的拼接。
整體式載車板結(jié)構(gòu)較為簡單，且工作可靠性高，使用壽命較長，適合小批量生產(chǎn)通過對整體式在車本和拼裝式載車板進行分析，將兩者之間進行比較，差異特征如下表所示根據(jù)下表可知拼裝式載車板較重，因此在載車板底部不適宜安裝其他裝置，與本課題所設計的升降橫移式立體車庫的設計要求不符，因此載車板結(jié)構(gòu)形式選用框架式表 3-2 兩種載車板差異特點3.4傳動系統(tǒng)的設計根據(jù)總體設計方案傳動系統(tǒng)包含如下幾個部分，分別為：輸送鏈、輸送鏈鏈輪、傳動軸、電機、支撐輪[10]3.4.1 輸送鏈的選擇在選擇輸送鏈時根據(jù)設計方案可知其上部的圓弧約是半徑90cm的圓弧，在直線部分大約是125cm由此可以計算得出應選用M630輸送鏈，節(jié)距選擇25cm的標準鏈條[10]本設計中的鏈條是標準件，在滿足相互不影響的情況下，選擇滿足設計尺寸需求的傳動鏈圖 3-7 滾子鏈參數(shù)圖滾子鏈的具體參數(shù)如下表所示：表 3-3 M630輸送鏈尺寸當車位滿載后立體車庫的總重量應當小于36噸，用等效法進行計算可知滾子鏈所受的靜載荷大小為352.8KN慣性離心力為： （3-1）根據(jù)計算結(jié)果選用滾子鏈型號為M630可滿足需求。
輸送鏈總長在3000cm在選擇好滾子鏈類型后需要對鏈輪進行設計：3.4.2 鏈輪部分的計算鏈輪齒數(shù)分度圓直徑：d= （3-2）齒頂圓直徑：（3-3）)齒根圓直徑： （3-4）內(nèi)節(jié)寬齒側(cè)圓弧半徑：（3-5）滾子定位圓弧半徑： （3-6）滾子定位角：- （3-7）- （3-8）齒寬bf1： （3-9）倒角寬ba: (3-10)倒角直徑： (3-11)倒角深： (3-12)鏈總長根據(jù)現(xiàn)行國際標準，車庫最大取車時間為，因此立體車庫運轉(zhuǎn)一周所需時間要小于[10]，則：線速度：即鏈輪轉(zhuǎn)速：d= (3-13)在本文所設計的升降橫移式立體車庫中鏈輪尺寸較大，該部件也是立體車庫中重要結(jié)構(gòu)件之一，由此就會在系統(tǒng)運行過程中對鏈輪的齒部和中心軸部產(chǎn)生不同程度的機械磨損，因此采取鏈輪的兩部分是不同材料制成再組合的方法來解決。
鏈輪齒形部分采用45#鋼調(diào)質(zhì)處理，鏈輪內(nèi)側(cè)材料為鑄鋼，其強度和尺寸均可滿足設計需求[10]圖 3-8 鏈輪3.4.3 電機功率計算及選擇當設備處于半空載狀態(tài)時車庫兩邊的負載差距加大，因此若想穩(wěn)定云狀其功率也最大，計算可知：6×2=12（t）,12噸約為[7] N== (3-14)考慮安全系數(shù)，電機啟動的最大功率可依照下式進行計算：32.671.3=差表可知選用的電機型號為該電機參數(shù)為：額定功率，同步轉(zhuǎn)速，滿載轉(zhuǎn)速[10]3.4.4 減速機的選擇減速機的總傳動比為i總==271，基于此選用減速電機型號為二級行星減速機[10]減速機和鏈輪之間的傳動比為;i==4.3，因此選擇齒輪的傳動比為1:4.3，并用齒輪來連接鏈輪和傳動軸由于空間限制，要通過錐齒輪來實現(xiàn)傳動3.5 吊籃式載車板的設計及受力分析3.5.1 載車平板與骨架的結(jié)構(gòu)設計通過上文分析可知載車板由幾塊普通鋼板通過焊接構(gòu)成，載車板的厚度同其剛度呈正相關(guān)關(guān)系但隨載車板厚度的增加底板的重量和鋼材的用量會增加，因而需要根據(jù)實際受載情況下載車板的受力來對載車板進行設計為方便停車，在載車板合適的位置需要設計相應的車輪定位擋板。
載車板的尺寸應當依照車輛尺寸和總體設計方案予以確定初步選定載車底板厚度為3mm，其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示圖3-9 載車底板結(jié)構(gòu)圖 3-10 底板的受力分析von Mises 應力 最小為587100 N/m^2 最大為1.23545e+009 N/m^2合位移 最小為0.0293294 mm 最大為245.342 mm對等應變 最小為2.75808e-006 最大為0.00308242由于底板厚度變化時，載車底板的重量和剛度也會改變，不能通過載車板厚度的增加來改變其剛度，為了滿足強度和重量需求，在載車板設計時通常使用骨架支撐的方式來進行設計在本文所設計的垂直循環(huán)式立體車庫中可使用槽鋼作為載車板骨架，按照現(xiàn)行國家標準和實際設計經(jīng)驗，初步確定載車板的骨架機構(gòu)如下圖所示：圖3-11 載車板骨架結(jié)構(gòu)3.5.2 吊籃式框架的結(jié)構(gòu)設計吊籃式載車板的主要功能是完成中小型車輛的存放，即車輛的尺寸代銷滿足：L（長）；W（寬）；H（高）；；G（重量）即根據(jù)車輛尺寸大小設計的載車板尺寸為：，吊籃式載車板地層托盤長度，為減少整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量要保證具有一定的安全余量可通過錯開升降方向和載車板所受重力方向來改變受力，保證載車板工作可靠性。
吊籃式結(jié)構(gòu)如下圖所示圖3-12 吊籃式結(jié)構(gòu)及參數(shù)圖 圖 3-13 心軸圖心軸受向下壓力，根據(jù)已有數(shù)據(jù)可知車輛和載車板的總重量在3噸以下，按3噸進行計算，則心軸強度可按照如下公式進行校核：心軸受力：危險截面積為0.0044m2P==材料強度符合要求鏈上鏈接件是載車車籠與傳動系統(tǒng)相連接的部分，在垂直循環(huán)式車庫的車籠升降的過程中起到了至關(guān)重要的作用，此件的鏈接的設備部分是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，無論是從車庫控制系統(tǒng)的流暢運作，還是車輛停放到車籠后的系統(tǒng)的存放、取出都起到至關(guān)重要的作用 圖 3-14 鏈上鏈接件圖圖 3-15 鏈連接受力圖1圖 3-16 鏈連接受力圖2圖 3-17 鏈連接受力圖3采用螺栓螺母的連接方式銷鏈相連接，根據(jù)上述尺寸參數(shù)以及設計需求和實際設計經(jīng)驗將不同子部分相連接，進而形成完整的上層吊籃式載車板結(jié)構(gòu)，吊籃式載車板結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖3-18 吊籃式載車板結(jié)構(gòu)示意圖對設計完成的吊籃式載車板結(jié)構(gòu)進行分析可知，該結(jié)構(gòu)較為簡單，且具有良好的運行穩(wěn)定性，主要構(gòu)件包含載車托盤兩側(cè)邊梁，邊梁材料為為冷彎卷邊Z型鋼，尺寸代銷為180×70×3，底板骨架材料為槽鋼；上層吊籃框架由兩部分構(gòu)成，分別為鋼管、方管中間軸，其材料均為45號無縫鋼管，吊籃式載車板結(jié)構(gòu)自重約為610kg。
3.6 車庫固定框架的設計及受力分析垂直循環(huán)式 立體車庫骨架為鋼架構(gòu)，本設計材料主要為熱扎槽鋼結(jié)構(gòu)，牌號為[11]立柱的設計和校核查資料可知立柱型號為[10]，該車庫需要由與地面基樁相互固定的立柱來實現(xiàn)承載，在強度滿足的前提下，為減少材料的使用成本，將立柱設計為空心正方形立柱，截面形狀如下圖所示：圖 3-19 立柱底板截面圖外形尺寸：矩形邊長為30cm,厚度為5cm，高度為1624cm,底部上焊有一塊邊長為40cm，厚度為3cm的矩形鐵板，為了保證立柱具有足夠的強度，設計在立柱的四面焊接加上有助板的結(jié)構(gòu)立柱截面形狀如圖4-1所示圖 3-20 主框架及頂部導軌圖頂部導軌是為了對輸送鏈的運動起到固定支撐的的作用，因此將結(jié)構(gòu)的上部設計成與鏈輪的分度圓半徑相同的圓弧，同時保證滾子能在導軌的軌道槽中平順滾動，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)控制鏈條的固定軌跡運動了為了防止鏈條出現(xiàn)輕微松弛的情況，可在導軌與框架螺栓連接部位增加墊片，由此來提升導軌的高度，這樣就可以對輸送鏈實現(xiàn)張緊的效果了強度計算為：p=(4-1)半載受力受力最大，(4-2)此時受力P== (4-3)滿載時：車的總重： 立體停車庫的總重：60t即為強度為：p==每根柱受載：立柱截面積：則受壓力為：p=風載荷計算： Wk=βμμ (4-4)因結(jié)構(gòu)高度米，總寬5.2米，高寬比==3.31.βz=1+計算確定，寬高比3.34，取μs=1.3,增大系數(shù)ξ=1.24，影響系數(shù)v=0.47，基本風壓w0=0.35kN/m2,負載寬度為6米。
計算得:μμ(4-5)側(cè)面總截面積大約為： (4-6) P=== (4-7)作用在框架上的力的和為： ，故材料選擇合理3.7車庫整體的結(jié)構(gòu)設計與建模根據(jù)上文對立體車庫不同模塊結(jié)構(gòu)的受力分析進行建模，以整體尺寸為約束條件對吊籃式載車板、平移載車板以及擺臂和固定框架等多個組件進行校核計算，利用三維仿真軟件 SolidWorks 對各子模塊進行尺寸約束，得到側(cè)方位無避讓垂直循環(huán)式立體車庫的三維結(jié)構(gòu)如下圖所示圖3-21 整體結(jié)構(gòu)圖圖3-22 底版圖圖3-23 主框架圖圖3-24 牽引鏈裝配圖3.7 本章小結(jié)本章對立體車庫進行分析，并基于其發(fā)展現(xiàn)狀和功能需求提出了一種新型設計方案，同時對設計內(nèi)容進行了探討，對傳動系統(tǒng)的電機選用、鏈傳動的設計與校核進行了計算與分析，并且對于車庫關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)進行具體的分析，分別對于吊籃式載車板、車庫固定框架、平移機構(gòu)進行具體的的設計，最后對于車庫的結(jié)構(gòu)進行建模分析第四章控制系統(tǒng)的詳細設計4.1用MCGS設計監(jiān)控界面多媒體仿真要涉及很多技術(shù)，包括音頻技術(shù)，視頻圖像技術(shù)，通信技術(shù)，計算機技術(shù)等多個方面。
利用MCGS可視化仿真技術(shù)，可以實現(xiàn)滿足要求的仿真界面，能夠提供一個多角度，多層次的觀察仿真過程在計算機上實現(xiàn)工程的仿真與模擬測試，可以使用戶方便的進行各種仿真參數(shù)的設置，從而很大程度上降低了開發(fā)費用和難度系統(tǒng)人員可以集中更多的精力在最優(yōu)化方案的選擇和設計，而不是把大量精力放在語言編程上可以在較短的開發(fā)周期，實現(xiàn)較好開發(fā)效果，并且開發(fā)成本也低很多4.2PLC編程設計4.2.1I/O分配表參考車庫位置圖，編寫表4-1輸入分配表與表4-2輸出分配表表4-1中，。
