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[摘 要]升降横移式车库作为机械式停车设备的一种形式，因其操作方便、安全可靠、自动化程度、结构简单、造价便宜等特点占有我国车库市场的83%，对现代城市和交通的建设具有重大意义。本文对立体车库的发展现状进行了完整的归纳与总结，简要介绍了升降横移式车库的运行原理，并对升降横移式车库的结构进行了改造设计与分析，该设计成果已在某一立体车库企业中生产，并取得了良好的效果。
[关键词]立体车库 升降横移式车库 结构改造设计 分析
中图分类号：U491.71 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0229-01]
随着经济的不断发展，人民收入水平的不断提高，人们越来越追求高品质的生活质量。中国的私家车保有量呈现出大幅度的上升趋势。但是，我国城市在发展过程中并没有提供充足的车位，在车库的使用和管理方面也存在着效率不高，等诸多问题。因此，城市停车难的问题已经越来越受到大家的关注。从实践和理论的角度出发，中国开发和研究出新一代的智能停车技术已是势在必行。根据我国的国情，智能化立体车库的前景将是无限美好的。
一、立体车库的发展现状
就目前情况来看，按照停车库系统的结构特征来进行分类，中国的停车库系统从总体上来讲可以分立体式和平面式两种。其中立体式车库又分为全自动立体停车库，半自动立体停车库和自行式立体停车库。而全自动立体停车库还可分为特殊造型结构全自动立体停车库，竖向密集型全自动立体停车库以及两层或多层平面式全自动立体停车库。常见的机械式立体停车库有以下几种形式：升降横移式、垂直循环式、多层循环式、水平循环式、平面移动式、巷道堆垛式、垂直升降类和简易升降式8种，其中升降横移类以其结构简单、操作方便、安全可靠、造价低等优点，在国内车库市场占有83%的市场份额。
二、升降横移式立体车库
升降横移式停车库采取的是以横移取存车体或者载车板升降的立体停车设备。由于其设备的灵活性，可以将每个单元设计成为多层、多列，而且造价较低。车位可从几个到上百个。升降横移式停车库的显著特点在于其存取车迅速，等候时间短，配置灵活，节省占地，价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。停车库的因为受到进出车时间和受收链装备的制约，通常采取2-4层的结构布置。这样停车库的规模就取决于停车的数量。车库既可设在地下，亦可设在地上。或者采取地上地下分成占比布置。通过对钢结构框架依据一定规格进行组合单元分割，可以采取分排单独控制，分段集中控制，也可采用横向并列登排列方式。停车库可以因地制宜的进行组合布置，这样可以充分满足个性化需求，丰富车库的类型。为了说明车库的运行原理，现在通过举例的方式来加以详细说明，本文所列举的具体事例是地上2x3升降横移式车库。将载车板安装在每个车位上，通过自动化控制以及机械传动操作来实现载车板的升、降、横移运动，从而达到将放置在载车板上的存取车辆运送到地面层，从而方便车主在地面层存取车辆。这样一来，就可以依靠一定的装置来进行运输或者提升、或横移的方式来将车辆送到指定车位，这种操作方式显得非常简单、灵活。也可以因地制宜地采用模块式，在车库的入口处采用触摸屏显示库内车位的使用情况，使车库能够安全、快捷的存取车辆。
三、车库结构设计
升降横移式立体车库采用地上布置型式和半地下布置型式两种。升降横移动式立体车库车位结构可以分为N*M二维矩阵型式，可以设计为多列、多层。根据全地上布置型式升降横移式立体车库的工作特点，可以推算出它的最大停车容量为P=N*M-（N-1）。公式中：
N------二维矩阵的行，就是车库的层数；
M------二维矩阵的列，即车库的列数。
升降横移式立体停车库主要组成为由框架结构、载车板部分、横移和升降传动部分、控制系统和防护系统五部分组成。升降横移式立体停车库的传动部分由提升传动部分和横移传动部分组成，控制单元部分主要在车库旁边的控制室。以某升降横移式立体车库为例，一共分为两层五个车位，地面上的两条轨是用来给两个汽车载板左右移动的，而控制系统通过链条提升与下降上面的三个汽车托盘，从而实现存取任何一个载车板上的汽车。
为了实现停放车辆的目的，要求载车板的结构既能具备足够强度来支撑汽车的重量，又能使自身的重量减轻，这就需要从结构上，材料上进行合理的设计来减少电机的负载。一般情况下，载车板的宽度根据小汽车的宽度要取1.9m。通常情况下，绝大部分的小汽车宽度都在1.9m以下，它们的横向轮距通常也都在1.6m以下。而载车板的长度设计为4.1m，因为小汽车的长度一般小于5m，轴距小于3m。因为钢架减重且强度高，故采用钢架结构在装配制造载车板。电机作为车库的动力核心，其提供了上托盘升降运动的所有动力。而因为停车库的性质，在升降的过程中要有一定的平稳性，并且在上托盘升降的过程中振动不能太大，以满足准确定位的要求，而不仅仅是提供足够的动力。从机械角度出发，我们采用双排链传动作为主电机与主轴的传动方式。根据功率和扭矩，选择功率为3KW的减速电机作为主电机，以同时满足传动和平稳的要求。
通过安装在侧边的小导轮来实现下托盘的转动水平横移，每四个小导轮安装在一个托盘上，导轮的结构设计采用轮轴的方式，能依托轴承座安装在下托盘的侧边上。位于托盘尾部的小减速电机运用链传动来安装一边的导轮，导轮的运动时由电机驱动，并能在水平方向上横移托盘。在托盘升降的同时，我们不仅要保证托盘前后的同步上升与下降，同时还要保持一样的垂直高度与速度。为了使托盘一直保持水平，闭式链条传递和与保持同步速率，我们采用了闭式链与开式链相混合的方式；开式链的作用主要在于传递拉力的同时提升托盘，并且使托盘有下降和上升的动力。为了在空中提升上托盘的同时保持其位置的固定，不使其前后或者左右晃动，实现汽车的安全停放。我们将采用采用定位针与定位孔的形式作为上托盘的空中定位的方式。安装竖直的定位针在测梁上，并通过凸耳与定位针在上托盘侧边配置，这样就可保证托盘在空中不会晃动。
四、立体车库辅助部分
立车车库还有监控管理系统，监控管理系统主要在于视频监控，运动监测，车辆辨别，报警灯功能，完全实现智能远程看守。
另外，为了尽可能地实现和确保立体车库能够进行安全运作，在设计的过程中，还可以根据需要综合运用各种安全装置。这些安全装置主要包括以下几种：保险装置、即时缓冲装置、防坠落装置、限位装置以及必要的消防和排水装置，另外防盗装置对于保护车主的生命财产也是很有必要的。
五、结论
升降横移式立体停车库作为未来停车设备的主流形式，因为机械式停车设备的一种形式，以其独有的特点而被广泛的接受。本文初步设计了针对我国住宅小区国情的立体车库的主要结构，下一步研究开放中，将继续深入研究和完善整个设计及控制系统。而该设计成果已经在某一立体车库企业中获得了生产，通过实践得到了检验，效果比以往产品有了一定提高。
参考文献
[1] 程怀舟，巫世晶，陈东.多层升降横移式立体车库控制系统的设计[J].起重运输机械，2004（07）
[2] 王新生，张华强.基于PLC的立体车库控制系统设计[J].工业控制计算机，2005（03）
[3] 戴士杰，李斌，师占群，岳宏.基于PLC控制的液压立体车库的设计[J].机床与液压，2006（01）
[4] 居荣，鞠勇.基于PLC的通用多层升降横移式立体车库控制系统的设计[J].电气自动化，2007（02）
[5] 钟晓强.多层升降横移式立体车库控制系统的研究与设计[J].自动化应用，2011（01）
[6] 宋胜涛，高燕，李瑞琴.基于公理设计的立体车库传动系统设计[J].四川兵工学报，2011（07）
[关键词]立体车库 升降横移式车库 结构改造设计 分析
中图分类号：U491.71 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0229-01]
随着经济的不断发展，人民收入水平的不断提高，人们越来越追求高品质的生活质量。中国的私家车保有量呈现出大幅度的上升趋势。但是，我国城市在发展过程中并没有提供充足的车位，在车库的使用和管理方面也存在着效率不高，等诸多问题。因此，城市停车难的问题已经越来越受到大家的关注。从实践和理论的角度出发，中国开发和研究出新一代的智能停车技术已是势在必行。根据我国的国情，智能化立体车库的前景将是无限美好的。
一、立体车库的发展现状
就目前情况来看，按照停车库系统的结构特征来进行分类，中国的停车库系统从总体上来讲可以分立体式和平面式两种。其中立体式车库又分为全自动立体停车库，半自动立体停车库和自行式立体停车库。而全自动立体停车库还可分为特殊造型结构全自动立体停车库，竖向密集型全自动立体停车库以及两层或多层平面式全自动立体停车库。常见的机械式立体停车库有以下几种形式：升降横移式、垂直循环式、多层循环式、水平循环式、平面移动式、巷道堆垛式、垂直升降类和简易升降式8种，其中升降横移类以其结构简单、操作方便、安全可靠、造价低等优点，在国内车库市场占有83%的市场份额。
二、升降横移式立体车库
升降横移式停车库采取的是以横移取存车体或者载车板升降的立体停车设备。由于其设备的灵活性，可以将每个单元设计成为多层、多列，而且造价较低。车位可从几个到上百个。升降横移式停车库的显著特点在于其存取车迅速，等候时间短，配置灵活，节省占地，价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。停车库的因为受到进出车时间和受收链装备的制约，通常采取2-4层的结构布置。这样停车库的规模就取决于停车的数量。车库既可设在地下，亦可设在地上。或者采取地上地下分成占比布置。通过对钢结构框架依据一定规格进行组合单元分割，可以采取分排单独控制，分段集中控制，也可采用横向并列登排列方式。停车库可以因地制宜的进行组合布置，这样可以充分满足个性化需求，丰富车库的类型。为了说明车库的运行原理，现在通过举例的方式来加以详细说明，本文所列举的具体事例是地上2x3升降横移式车库。将载车板安装在每个车位上，通过自动化控制以及机械传动操作来实现载车板的升、降、横移运动，从而达到将放置在载车板上的存取车辆运送到地面层，从而方便车主在地面层存取车辆。这样一来，就可以依靠一定的装置来进行运输或者提升、或横移的方式来将车辆送到指定车位，这种操作方式显得非常简单、灵活。也可以因地制宜地采用模块式，在车库的入口处采用触摸屏显示库内车位的使用情况，使车库能够安全、快捷的存取车辆。
三、车库结构设计
升降横移式立体车库采用地上布置型式和半地下布置型式两种。升降横移动式立体车库车位结构可以分为N*M二维矩阵型式，可以设计为多列、多层。根据全地上布置型式升降横移式立体车库的工作特点，可以推算出它的最大停车容量为P=N*M-（N-1）。公式中：
N------二维矩阵的行，就是车库的层数；
M------二维矩阵的列，即车库的列数。
升降横移式立体停车库主要组成为由框架结构、载车板部分、横移和升降传动部分、控制系统和防护系统五部分组成。升降横移式立体停车库的传动部分由提升传动部分和横移传动部分组成，控制单元部分主要在车库旁边的控制室。以某升降横移式立体车库为例，一共分为两层五个车位，地面上的两条轨是用来给两个汽车载板左右移动的，而控制系统通过链条提升与下降上面的三个汽车托盘，从而实现存取任何一个载车板上的汽车。
为了实现停放车辆的目的，要求载车板的结构既能具备足够强度来支撑汽车的重量，又能使自身的重量减轻，这就需要从结构上，材料上进行合理的设计来减少电机的负载。一般情况下，载车板的宽度根据小汽车的宽度要取1.9m。通常情况下，绝大部分的小汽车宽度都在1.9m以下，它们的横向轮距通常也都在1.6m以下。而载车板的长度设计为4.1m，因为小汽车的长度一般小于5m，轴距小于3m。因为钢架减重且强度高，故采用钢架结构在装配制造载车板。电机作为车库的动力核心，其提供了上托盘升降运动的所有动力。而因为停车库的性质，在升降的过程中要有一定的平稳性，并且在上托盘升降的过程中振动不能太大，以满足准确定位的要求，而不仅仅是提供足够的动力。从机械角度出发，我们采用双排链传动作为主电机与主轴的传动方式。根据功率和扭矩，选择功率为3KW的减速电机作为主电机，以同时满足传动和平稳的要求。
通过安装在侧边的小导轮来实现下托盘的转动水平横移，每四个小导轮安装在一个托盘上，导轮的结构设计采用轮轴的方式，能依托轴承座安装在下托盘的侧边上。位于托盘尾部的小减速电机运用链传动来安装一边的导轮，导轮的运动时由电机驱动，并能在水平方向上横移托盘。在托盘升降的同时，我们不仅要保证托盘前后的同步上升与下降，同时还要保持一样的垂直高度与速度。为了使托盘一直保持水平，闭式链条传递和与保持同步速率，我们采用了闭式链与开式链相混合的方式；开式链的作用主要在于传递拉力的同时提升托盘，并且使托盘有下降和上升的动力。为了在空中提升上托盘的同时保持其位置的固定，不使其前后或者左右晃动，实现汽车的安全停放。我们将采用采用定位针与定位孔的形式作为上托盘的空中定位的方式。安装竖直的定位针在测梁上，并通过凸耳与定位针在上托盘侧边配置，这样就可保证托盘在空中不会晃动。
四、立体车库辅助部分
立车车库还有监控管理系统，监控管理系统主要在于视频监控，运动监测，车辆辨别，报警灯功能，完全实现智能远程看守。
另外，为了尽可能地实现和确保立体车库能够进行安全运作，在设计的过程中，还可以根据需要综合运用各种安全装置。这些安全装置主要包括以下几种：保险装置、即时缓冲装置、防坠落装置、限位装置以及必要的消防和排水装置，另外防盗装置对于保护车主的生命财产也是很有必要的。
五、结论
升降横移式立体停车库作为未来停车设备的主流形式，因为机械式停车设备的一种形式，以其独有的特点而被广泛的接受。本文初步设计了针对我国住宅小区国情的立体车库的主要结构，下一步研究开放中，将继续深入研究和完善整个设计及控制系统。而该设计成果已经在某一立体车库企业中获得了生产，通过实践得到了检验，效果比以往产品有了一定提高。
参考文献
[1] 程怀舟，巫世晶，陈东.多层升降横移式立体车库控制系统的设计[J].起重运输机械，2004（07）
[2] 王新生，张华强.基于PLC的立体车库控制系统设计[J].工业控制计算机，2005（03）
[3] 戴士杰，李斌，师占群，岳宏.基于PLC控制的液压立体车库的设计[J].机床与液压，2006（01）
[4] 居荣，鞠勇.基于PLC的通用多层升降横移式立体车库控制系统的设计[J].电气自动化，2007（02）
[5] 钟晓强.多层升降横移式立体车库控制系统的研究与设计[J].自动化应用，2011（01）
[6] 宋胜涛，高燕，李瑞琴.基于公理设计的立体车库传动系统设计[J].四川兵工学报，2011（07）