机械式立体停车场行走机构设计.pdf

系统解决方案自动化应用机械式立体停车场行走机构设计刘志,马雪静2（1.青岛德盛利立体停车设备有限公司，山东青岛2 6 6 40 0;2.青岛茂源停车设备制造有限公司，山东青岛2 6 6 40 0）摘要：随着经济的高速发展，私家车的数量不断增多，但交通及道路的荷载量、面积是固定的，这导致停车的难度与日俱增。为此，需加强对机械立体停车装置的优化配置，以满足停车需求，改善并解决停车难问题。本文设计了机械式立体停车场行走机构，以期提高停车场的停车便捷性、安全性。关键词：汽车，机械式立体停车场，行走机构中图分类号：U491.71Design of Walking Mechanism of Mechanical Stereoscopic Parking Lot(1.Qingdao Deshengli Stereo Parking Equipment Co.,Ltd.,Qingdao,Shandong 266400,China;2.Qingdao Maoyuan Parking Equipment Manufacturing Co.,Ltd.,Qingdao,Shandong 266400,China)Abstract:With the rapid development of the economy,the number of private cars is increasing.However,the carryingcapacity and area of traffic and roads are fixed,which leads to increasing dfficulty in parking.Therefore,it is necessary tostrengthen the optimization and configuration of mechanical three-dimensional parking devices to meet parking demands,improve and solve the problem of parking difficulty.This paper aims to study the design of the walking mechanism ofmechanical three-dimensional parking lot to improve the parking convenience and safety of parking lot.Key words:car,mechanical three-dimensional parking lot,traveling mechanism文献标识码：ALIU Zhil,MA Xuejing?0引言机械式立体停车场在国外已得到全面发展，其研究起步时间也相对较早。我国虽然研究起步晚，但在立体车库的制造及安装方面已逐渐缩小与国外的差距。尤其是在经济技术全面发展的形势下，汽车购买量大幅增加，城市交通更为拥堵,停车难度也逐渐加剧。传统常规性的地面停车场往往需要配置一定宽度的行走通道，不仅占地面积大，停车数量也十分有限，而机械立体停车场可有效节约空间，在充分利用地上空间的基础上，全面提升地面使用率，从根本上节约土地资源及土地建设开发成本。因此，要实现快速、稳定的停车，需优化设计行走机构，以保证停车效率。1新型机械式停车设备的应用价值在汽车数量逐年增加的背景下，停车场的车位数量已无法满足停车需求,为实现在不扩大占地面积的基础上增加停车位，机械式停车设备应运而生。新型机械式停车设备是经过升级改造后的立体机械停车库，通过有效应用上部空间，切实解决停车难题。这种方式不仅具有较高的安作者简介：刘志，男，19 8 8 年生，工程师，从事机械式立体停车设备的研发与机械设计工作。全系数，也能降低对土地资源的占用率，极大地避免了因无空余车位而导致的倒车撞人和碰撞其他车辆。研究工程建设成本可以发现，修建传统平面式停车场的成本明显高于使用新型机械停车设备的成本，且新型停车设备的管理难度小，可有效规避违规、违法停车。新型机械式停车设备在实际应用时能充分满足多个车辆的同时停车需求，改善停车难和无处停车，它不仅会成为当前的发展趋势，也会在将来成为一类必不可少的停车方式!2新型机械式停车场行走机构的优化设计2.1停车设备的升降系统升降系统是立体停车场中较为重要的组成部分，系统的操作相对便捷,升降原理相对简单，一般可在液压及升降臂的作用下，将车辆抬升至预设位置，当车辆停放于原始台后，可直接选择需要使用的车库，由悬臂工作台在垂直平面上升降及平移车辆。相较于以往，新型机械式停车设备的升降系统明显升级，一般以钢架为基础,升降车辆。因此，优化设计升降系统可有效解决立体停车库机械传动装置存在的问题,以下为具体设计内容。(1)升级驱动部分，确保系统能够稳定承载不同质量2023/12A 期1 7自动化应用系统解决方案的汽车，通过增设链传动，提高传动比的固定性，规避立体车库升降环节的打滑 2。因此,在新型机械式停车设备升降繁系统的设计中，需加强对电机、减速器、链条及链轮等部件的优化设计及利用。设计驱动时，应在其双侧配备有输出轴的电动机，使输出轴能够将动力传输到减速器上，再由减速器处理动力并传输于链轮，通过动力驱动链条顺畅的上下升降。对于停车设备，为保证动力传动的可靠性，一般会配备4组相同链条，以提高车辆入库的准确性及稳定性,规避侧翻，并且这类机械式停车设备的液压部分工作噪音小、车辆存取速度更快、后续维护成本低。(2)合理设计承重部件，使链轮能够顺利通过承重链条及平台，均匀分散车辆重力，减轻车辆自重对升降系统的重力影响。基于承重部件还可将力均匀的分散到传动轴及链条上，转变为动力，加快车辆上下升降的速度。(3)载车箱体采取固定方式，承载车辆质量，使车辆能够被系统送至车库。因此，在新型机械式停车设备升降系统的设计中，必须设置驱动部分、承重部分及车箱体，由驱动部分发挥核心作用，基于动力驱动器充分保证链条及链轮运行的稳定性，以使车辆能够平稳地行走并被送至车库中。2.2 进给系统设计设计新型机械式停车设备的进给系统时，需以传统停车场系统为基础进行升级改造，以提高系统的合理性及先进性,从根本上缩短车辆等取、等停时间以及存取车的时间周期，提升系统中停车取车的管理效率。传统机械式停车设备进给系统的驱动电机安装于载车板上，在链传动的作用下，动力能够直接传递到载车板，提高电动机功率。但其属于固定结构，当立体车库涉及装卸时，操作难度较大，操作不当还会损坏立体车库系统。而升级新型机械式停车设备的进给系统，其动力可供给滚珠丝杠，实现动力传输，驱动电机也可直接安装于车库的钢架结构上。同时，新型机械式停车设备的进给系统设计简单，装卸及拆除均十分便捷及高效,基本不会损坏系统。在设计进给系统时，需配备驱动电机、联轴器、制动器、滚珠丝杠等，由承重件承载车辆质量，分散车辆自重对进给系统形成的压力，并借助输出轴将动力输送给联轴器，提高联轴器与输出轴的对接效率，促使动力能够正常传输给滚珠丝杠，由其将动力带动到载车板框架上，提高此部分力的利用率，实现整个系统的高效运行。同时，新型机械式停车设备的智能化程度高，一旦系统出现故障或问题,能够在第一时间报警。因此,新型机械式停车设备的升降系统与进给系统是相辅相成的结构体系，需通过两者之间的协调配合，存取车辆。立体车库系统运行中，车辆定位是指将车辆到达相应库位后，由悬臂在垂直平面上进行平移或下降操作，在明确车辆所处位置后,通过悬臂提升工作台,驱动电机平移,将车辆停至库中,取车时的流程则与之相反 3。在新型机械式8|自动化应用停车设备设计中是由液压驱动升降杆，链轮驱动平移，以完成操作。2.3横移系统的优化设计优化设计新型机械式停车设备的升降系统及进给系统能够简化车辆存取过程，提高整个环节的安全性。在车辆存取阶段，横移系统也发挥着重要作用，虽然横移系统与进给系统均可以执行一系列的动作，但横移系统运行时，动力输出方式却与之不同，它主要是基于转子双轴输出动力，以确保车辆进行横移操作时能够始终保持匀速，提高整体稳定性，保证车辆进库及出库的安全性。在系统实际使用阶段，可定期拆卸及保养横移的转子双轴，科学延长横移构件的可使用寿命，促使横移系统与进给系统、升降系统相互配合，提高车辆存取效率及稳定性。3平面移动类机械式智能立体停车库行走机构设计3.1平面移动式立体通车库的机械组成平面移动式智能立体停车库由主体钢架、载车板、智能升降机、横移台车及汽车搬运器等组成。通常情况下，因停车库运行原理及运动状态不同，其机械组成也有所差异。在优化设计及建设阶段，需严格控制主体钢架的质量，以确保其性能、安全性及质量都均满足系统要求（一般应优选更为牢固的金属材料，采用钢架焊接技术，同时加强对主体钢架生产的重复测试及检查,以确保主体钢架强度及刚度与标准高度相符）。在立体停车场中,升降机是重要组成部分，用于提升或降落车辆；横移台车则用于横向移动汽车；汽车搬运器则负责调换汽车及车位的位置，以便汽车在升降机或不同停车位之间随意转换。平面移动式立体停车库运行时，还需科学配置电气系统，组合电机、变频器、刷卡器及诱导显示屏等，由电机为整个系统的运行持续提供电能，以充分满足立体停车库的用电需求。停车人员可直接通过显示屏的停车库操作界面进行相关操作，并利用感应开关判断车辆的入库情况，以提高车辆的安全系数。通过配置绝对值旋转编码器，可准确定位车辆停放位置，为驾驶员提供停车、取车方面的便捷服务 4。3.2控制系统设计平面移动式立体停车库控制系统的优化设计，可通过应用智能化技术，提高停车服务水平，促使系统运行更为智能化、自动化。但要平稳、准确地将车辆入库，离不开控制系统的配合及操作。在实际停车阶段需基于智能化,控制车辆行走，实现停车入库；在实际控制中需明确掌握序号及成型等关键信息，确保搜集的信息与用户信息高度相符。平面移动式立体通车库运行时，操作控制系统发挥着关键作用。相关人员需按规定操作控制系统，提高停车的安全系数，确保整个停车环节都更趋于稳定。控制系统是立体停车库高质量行运行的核心要素，系统功能配置及运参考文献系统解决方案自动化应用行能效决定着立体停车库的安全性，在实际设计环节，需小齿轮的名义转矩，然后通过对相应系数取值，计算出小综合分析行走要求、稳定性等因素，以提高系统的运行能齿轮分度圆直径，再结合齿根弯曲强度设定齿轮模数，最力。终运用公式确定行星齿轮的传动比。设计机械式立体停车3.3排队系统设计库的行走机构时，需先查询大量汽车的参数数据，再通过停车过于随意或不规范停车不仅会增加他人停车的分析这些数据，明确行走机构的轴距mm）、最小转弯半径难度及复杂性,更会导致整体秩序混乱。因此，为保证车辆(mm）、质心距前轴距离(m）、质心高(m)等结构参数。能在平面移动式立体停车场正常行走，全面解决停车排队4.4仿真模拟问题，需优化设计排队系统，以确保车辆进人排队系统后，验证行走机构运行参数的可行性时，可使用现代先进严格执行排队规则，并通过系统中的窗口，为客户提供便捷的软件对其中的模块进行仿真模拟。技术人员可使用查询式服务。设计系统的排队模型时，需先结合排队系统的流功能，搜索系统中自带的汽车模型，并仿照模型建立行走程，制定对应的模型并进行分析,再结合实际需求及停车情机构的仿真结构，确保模型中涵盖电子系统、轮边电机、行况，综合考虑排队模型的实用性，以提高排队系统的运行效星齿轮减速器及信号输出等常用模型。同时，可输人计算率 51。同时，还需记录和统计用户的体验结果，计算车库的好的关于行走机构的数据，运行仿真模型，获得对应的仿整体服务时间，构建更为完善的排队系统。设计系统时，还真结果。而后由行走机构进行匀加速运动，并上升到最高需分析排队时间，以尽可能地缩短用户排队时间，提高排队速度。若仿真结果与理想状态基本一致,则代表行走机构的公平性，为车辆存取及行走打造安全有序的环境的运行参数相对合理。然而，行走机构的加速性可能不够理想,虽然能够达到最大速度，整个过程却会消耗较长时4机械式立体停车场行走机构设计要点间。但即使出现这种情况，设计完毕的行走机构仍能达到4.1主体结构设计要求 6 机械式立体停车场最为显著的优势在于节约空间，它5结语可提升地面使用率至9 0%左右，在节省土地资源的同时，合理降低土地建设开发成本。为提高车库行走机构的运行效率，可采取轮边电机驱动的传动方式，在充分了解市场上常规车辆及特殊车辆信息的同时，增设行走机构的相应功能；还可将可充电电池组作为电能供应主体，为电机控制器及前驱电机供电，由主控控制单元控制行走机构的电机；同时，应在行走机构前侧的双轮胎上配置电机，驱动减速箱运行。4.2行走机构驱动参数选择在不同的机械式立体停车场中，因运行流程、原理及需求不同,设定的行走机构驱动参数也有所差异。因此，需要结合具体情况进行分析及计算，设定更便于稳定运行的驱动参数。若选择的是永磁无刷直流电动机，则需要估算电机峰值转矩。汽车爬坡度是指汽车可爬上的最大坡度，当汽车牵引力超出上坡阻力及滚动阻力之和时，汽车能顺利爬坡。假设车辆以对应的速度爬坡，可通过将实际数值带入到对应的公式中，明确地面滚动阻力、坡度阻力和总阻力，获得电动机的峰值转矩，由此得出克服阻力所需要的功率值。由于行走机构在实际运行阶段的工况相对复杂，可适当放大估算的总阻力，明确电动机的额定功率。4.3行走机构减速器的参数选择通常情况下，高速内转子型轮毂电机需要结合系统要求选择具体型号的装置。目前，高减速比的行星齿轮减速装置应用广泛，这是因为此类装置的传动比高、体积不大、自重轻、运行效率相对较高。选择好减速器类型后，可计算综上所述，随着汽车保有量的逐渐上涨，停车需求与日俱增，为提高停车秩序，以免随意停车引起交通堵塞，需加强对空间的科学应用，创新停车库、停车场的形式，提高停车场空间的利用率。新型机械立体停车场是经过优化及改进后的停车设备，要保证车辆存取的安全性及稳定性，需设计其行走机构，以使车辆准确入库。虽然机械式立体停车场能够切实解决停车难题，提高土地资源利用率及停车效率，但要全面提升各类停车库、停车设备的运行能力，未来还需结合实际情况进行优化升级或改善，以确保停车场充分满足停车需求。1张月芹，陈富林，陆炜，等.升降横移式自动化立体停车系统设计 J.高技术通讯,2 0 17,2 7(8)：7 6 3-7 6 8.2张瑶.机械式挖掘机履带行走机构典型故障分析及设计 J.湖北农机化,2 0 18,(12)：19-19.3韩校粉,孙立明，李志尊.连杆机构在足式机器人行走机构设计中的应用探讨 J.机械设计,2 0 2 0,3 7(S1):15-18.4陶禹涵,刘瑞，张欢，等.复合式行走机构的设计 J.山东工业技术,2 0 19(18):45-45.5付玲.机械式立体停车库的特点及应用实例分析 J.中国新技术新产品,2 0 16(6):9 4-9 5.6李宇峰,王庆虎.浅谈机械式立体停车库的发展前景及推广应用 J.现代制造技术与装备，2 0 19(8)：10 5-10 6.（责任编辑：周贵兰）2023|12A期|9