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摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)快速增長，私家車數(shù)量不斷增多，但目前我國城市老舊小區(qū)的停車場主要以平面為主，車主面臨著嚴(yán)重的“停車難”問題。為此，設(shè)計(jì)了一種小型立體停車裝置。該立體停車裝置安裝在現(xiàn)有停車位上，由支撐框架與升降裝置兩部分組成，相較于市場上現(xiàn)有的立體停車裝置，其具有存取車效率高、占地面積小、安裝方便、空間利用率高等優(yōu)點(diǎn)。安裝該裝置后停車數(shù)量可在原有的停車面積基礎(chǔ)上增加到原來的3倍，極大地方便了人們的日常出行。

關(guān)鍵詞：立體停車裝置；機(jī)械設(shè)計(jì)；支撐框架；升降裝置

0引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，私家車數(shù)量不斷增多，與此同時(shí)，“停車難”問題變得日趨嚴(yán)重[1]。目前，城市老舊小區(qū)的停車場主要以地面單層停車為主，不但占地面積大，且停車數(shù)量少，車位短缺誘發(fā)了不少車主亂停車行為，造成道路擁堵，出入不便。因此，使用立體車庫成為必然的發(fā)展趨勢[2]，對于老舊小區(qū)的停車場不能進(jìn)行大的改建，只能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行完善。本文在現(xiàn)有停車位基礎(chǔ)上將其改造成立體停車裝置，約占用兩個(gè)停車位的面積，共分為3層，每層可停放兩輛汽車。第一層為原有停車位，第二三層設(shè)置在一層正上方，每層垂直高度均為2m。第三層上方安裝有太陽能電池板，為本裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)提供能源。本文主要是對立體車庫的支撐框架和升降裝置進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。

1立體停車裝置的工作原理

立體停車裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，一層地面的中心和四角處各設(shè)有一根豎直承重柱，相鄰兩根豎直支撐柱的2m和4m高度處分別通過水平承重桿連接，即構(gòu)成二層和三層的水平支撐架，每層水平支撐架上裝有兩個(gè)大小不一的圓形軌道，旋轉(zhuǎn)圓盤安裝在這兩個(gè)圓形軌道上，兩個(gè)大小相等的停車板并列放置在旋轉(zhuǎn)圓盤上，并隨旋轉(zhuǎn)圓盤一起旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)圓盤的動力由電動機(jī)提供，通過停車板的整體旋轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)停放在第二層或第三層的兩輛汽車的位置互換，為下一步的存取車輛做好準(zhǔn)備。

2立體停車裝置支撐框架的設(shè)計(jì)

立體停車裝置支撐框架的設(shè)計(jì)主要包括頂部能源系統(tǒng)、停車板、旋轉(zhuǎn)圓盤、水平承重桿、豎直壓桿的設(shè)計(jì)。

2.1頂部太陽能電池板的設(shè)計(jì)

綜合壽命與造價(jià)等方面考慮[3]，本裝置的頂部太陽能采用單晶硅太陽能電池。由于陜西省延安市的緯度為36.60°，所以選擇的傾斜角為30°，電池板實(shí)際安裝效果如圖2所示。

2.2停車板的設(shè)計(jì)

第二、第三層停車板材料均選用厚度為3mm的圓豆形（YD）花紋鋼板與工字鋼焊接組合而成。停車板在上升或下降時(shí)受到傾覆力作用，其應(yīng)有堅(jiān)固的支撐框架來提高鋼板剛度[4]，如圖3所示。2.3旋轉(zhuǎn)圓盤的設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)圓盤安裝在旋轉(zhuǎn)軌道與停車板之間，一個(gè)旋轉(zhuǎn)圓盤上剛好可以并排放置兩個(gè)停車板。其下邊安裝有小圓輪，可以在旋轉(zhuǎn)軌道上跟隨電機(jī)轉(zhuǎn)動，取兩輛車中的其中一輛時(shí)不受另一輛的限制，旋轉(zhuǎn)圓盤設(shè)計(jì)效果如圖5所示。

3存取車升降裝置的設(shè)計(jì)

存取車升降裝置是立體停車裝置的主要組成之一，用于將載有小車的停車板取出或存進(jìn)立體停車裝置中，其主要由叉架、電動推桿、升降套桿、鋼絲、滑輪、電機(jī)等組成，如圖6所示。（1）叉架，材料選取40Cr鋼，截面為矩形。（2）升降套桿，最外層升降桿選取型號為30a型槽鋼，最內(nèi)層升降桿選取型號為250×250型H鋼，內(nèi)外層套桿所留有的縫隙用相同材料的矩形鋼塊進(jìn)行填充，以進(jìn)一步加強(qiáng)升降套桿的安全性。（3）鋼絲繩，選取型號為136×7-WSC1570BSZ（GB8918—2006）的鋼絲繩。（4）電動推桿，查第六版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》可知，圖6中推桿1采用型號為DYTZ-C10000/40，其額定推力為9800N，額定行程為50～2500mm；電動推桿2采用型號為DYTZ-C2500/90，額定推力為24500N，額定行程為50～2000mm[5]。（5）驅(qū)動電機(jī)，根據(jù)立體停車庫需要，本設(shè)計(jì)選用型號為MLHPS585的重載低速大扭矩電機(jī)。升降裝置安裝在第一層停車位的外側(cè)，其為套層結(jié)構(gòu)，最內(nèi)層與中間層通過安裝在升降裝置后側(cè)的電動推桿實(shí)現(xiàn)伸縮，第三層套桿的高度均為3m，當(dāng)取第三層的車輛時(shí)，最內(nèi)層裝置升出高度可達(dá)到5m。升降裝置可沿著第二層水平支承架上的滑軌前后移動，實(shí)現(xiàn)了停車板的水平移動。升降裝置上安裝有4個(gè)限位器，分別安裝在2m、最內(nèi)層升出總高度達(dá)到4m處。本裝置的操作基于PLC實(shí)現(xiàn)自動控制，人只需按下按鈕就可以存取車，充分體現(xiàn)了其高度自動化優(yōu)勢。

4結(jié)語

本設(shè)計(jì)主要有兩方面創(chuàng)新點(diǎn)：（1）占地面積小，容量大。城市空間有限，立體車庫相比地下單層車庫，在占地面積相同的情況下，能充分利用空間，停車量是原來的3倍。（2）存取車效率高。相比市場上目前的立體停車庫，一次只能取一輛車，而本設(shè)計(jì)采用叉架取車，設(shè)有上下兩層，可將第二、第三層車輛同時(shí)取出，節(jié)約時(shí)間，提高取車效率。鑒于未來市場對車庫的需求，將會向兩個(gè)極端發(fā)展：一是價(jià)格的極端，以價(jià)格優(yōu)勢占領(lǐng)市場；另一個(gè)極端是技術(shù)與性能的極端，要求停車設(shè)備操作方便、存取快捷[6]，而本設(shè)計(jì)均可滿足上述需求。雖然本設(shè)計(jì)主要針對老舊小區(qū)，但對新小區(qū)的高層建筑也可大面積推廣使用，存取過程可配備計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)全自動化操作。

作者:張波波 王瑞 趙雄偉 薛文杰 單位:延安大學(xué)化工學(xué)院 延安市石油化工承壓設(shè)備安全工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室