张磊宁方楷杨凯中车山东机车车辆有限公司济南

摘要：针对目前私家车占有量增加、城市停车难问题日益突出的问题，研究并设计了一种板式全自动塔库系统。该机械式立体车库由机械部分和电气控制部分组成，机械部分包括出入口平台、升降动力系统、轿厢搬运系统、载车板等；电气控制部分包括PLC控制系统、进出车识别系统以及安全检测开关等。实践证明，该机械立体车库系统安全可靠，可有效利用现有空间，用户存取车快捷方便，可广泛应用于城市各场所，解决了车库周围停车难的问题。

关键词：板式塔库；全自动立体车库；研究

中图分类号：TH.3文献标识码：B文章编号：-（）09--04

0引言据国家发改委数据显示，目前我国停车位缺口超过万个，我国大城市小汽车与停车位的平均比例约为1:0.8，中小城市约为1:0.5，远低于发达国家的1:1.3。如北京截止至年底，全市城镇地区居住停车缺口达万个；山东省汽车保有量全国第一，济南市机动车保有量达万辆，从年至年，济南市机动车平均增长率为9.65%，停车位缺口近万个。汽车保有量的持续增大与巨大的车位需求存在着巨大的差距。近年来塔库、平面移动类等仓储式智能车库的采购需求一直在攀升，主要因为该类型车库更能融合城市环境，更能方便停车者进出，空间利用率更高，具有较好的市场前景。

繁华商业中心区的地价已寸土寸金，塔库类立体停车库可最大限度节约土地和利用空间资源，是解决城市用地紧张、缓解停车难的有效手段。未来几年，全自动机械式立体停车库将是立体停车设备行业发展的重要方向。一个便利的大型立体停车场（库）不仅能为商家带来财富，还能带动停车场周边商圈的繁荣。全自动立体停车场（库）的车位增长，如塔库类立体停车库的建立，不仅提高了存取车的速度，且能有效降低驾驶人员的停车难度，也将有限减少尾气排放，降低大气污染，改善大中城市环境质量。

本文所述板式全自动塔库类立体车库在单位面积内存取车数量和效率方面有很大的优势。自动化程度高，检测手段多，防护设施全，可有效避免车辆磕碰和刮擦事故发生，降低车主的停车难度，有效提高车主的停车体验，适用于繁华街区和车位紧张的地区。

1系统组成及原理1.1系统组成本项目所设计产品为全自动机械式立体停车库，项目主体采用钢结构，设备主要系统包括出入口平台、升降动力系统、轿厢搬运系统、载车板、电控系统以及安全防护系统等，如图1所示。

图1立体车库工作原理图

1.2工作原理存车流程：当车辆行至车库门口时，地感线圈感应到车辆，库门自动开门→车主依据停车平台引导系统，将车辆停放至停车平台，系统通过进出口的检测装置检测车辆的规格是否符合存车要求，停车到位后司机离库，在刷卡机上刷卡确认→车库自动关门→升降机构将轿厢提升至系统指定存车层→轿厢旋转存载车台板→轿厢取空载车板→轿厢下降到出入车层→完成存车动作。取车流程：司机刷卡→升降机构将轿厢提升至系统指定存车层→轿厢旋转存空载车板→轿厢旋转取所取车辆所在载车台板→轿厢下降到出入车层→车辆旋转调头→开门→车辆驶入出入口→完成取车动作。该系统特点在于可实现正向开入、正向开出停车库的存取车过程，存取车难度低，效率高，设备安全可靠。

2机械结构设计2.1出入口平台出入口平台配有车辆长、宽、高和质量检测装置和功能，拒绝不符合条件的车辆入库，当遇到超出适停车辆规格时，发出报警信号。

出入口设置了自动门，该自动门与车库运行互锁，当设备运行时，自动门处于关闭状态；自动门开启时，设备无法运行，以保证人车安全。在进出口室内还设置了车辆出入引导镜、出入指示牌及声光报警装置，起引导作用。出入口平台如图2所示。

图2出入口平台效果图

2.2升降动力系统升降动力系统将汽车及轿厢运送到存车位所在层。采用三合一减速电机+曳引轮钢丝绳驱动，并通过配重，可有效降低电机规格及能耗；采用八吊点平衡提升方式，辅以变频调速，运行安全平稳，具有安全防坠保护，最大限度地提高安全性。升降机配有旋转编码器，可实现升降精确定位，在底层及顶层位置分别设计有强制减速开关、越程开关、机械极限及相应的缓冲装置，防止冲顶，最大限度保证提升机构的安全性，如图3所示。

图3升降动力系统图

2.3轿厢搬运系统轿厢为搬运载车板上升至所停车层的设备，采用回转抽拉台板的方式完成台板的存取；完成出入口车辆旋转掉头，实现车辆前进入库、前进出库。轿厢上电机为三合一减速电机，配合变频控制，保证轿厢机构旋转动作平稳可靠。轿厢钢结构具有足够的强度和刚性，升降动作通过滚珠丝杠实现，回转由标准的回转轴承实现，工作平稳可靠。轿厢上采用槽形开关确保旋转位置正确，装有用于检测车门开关的光电开关，自动检测车门是否打开，同时设有防止车板重叠的检测光电开关等保护装置。见图4。

图4轿厢搬运系统

2.4载车板如图5所示，载车板为停放车辆的结构，采用一次折弯成型，具有焊接少、强度高的特点，可提高设备安全性。

2.5关键钢结构框架分析钢筋框架作为该停车系统的外部支撑结构，在系统中起到承载所有荷载的作用。钢结构的安全性对系统安全起到重要作用。钢结构基于midasgen进行有限元分析计算，如图6~图8所示。

从计算结果可以看出，该系统钢结构的最大应力值为MPa，最大变形6mm，满足钢结构安全设计要求。

图5载车板

图6钢结构midasgen建模

图7钢结构变形结果

图8钢结构应力结果

3结束语文章简单介绍了板式塔库停车系统的结构组成，其自动化程度高，防护设施全，可有效解决繁华街区和车位紧张地区的停车难问题。

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