阅读说明：本技术 一种七层升降纵移停车设备及其工作方法 (Seven-layer lifting longitudinal movement parking equipment and working method thereof ) 是由 韦海明 倪发 于 2020-04-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种七层升降纵移停车设备及其工作方法,属于智能停车技术领域,其中一种七层升降纵移停车设备,通过底层载车盘进行横移动作,中层载车盘由纵移机构动作,顶层载车板进行升降动作,通过钢丝与卷筒配合进行升降有电机提供驱动个,经过两个滑轮的第一钢丝绳和第二钢丝绳跟随滚筒转动的位移量是一样的,保证了载车盘的水平稳定,同时升降横移式立体停车库拥有占地面积小、制造成本低、存取车辆便捷、后期维护方便、适应程度强诸多优点。同时对立柱、横梁、载车盘在不同的工况下进行受力分析,进一步的对设备结构的最大应力和变形量有准确的了解,同时通过科学计算结构的强度和刚度符合要求,进而保证了设备的安全性。(The invention discloses seven-layer lifting longitudinal movement parking equipment and a working method thereof, belonging to the technical field of intelligent parking, wherein the seven-layer lifting longitudinal movement parking equipment performs transverse movement through a bottom layer vehicle carrying disc, a middle layer vehicle carrying disc is moved by a longitudinal movement mechanism, a top layer vehicle carrying plate performs lifting movement, a motor provides a driving motor for lifting through the cooperation of a steel wire and a winding drum, the displacement amounts of a first steel wire rope and a second steel wire rope which pass through two pulleys and rotate along with a roller are the same, the horizontal stability of the vehicle carrying discs is ensured, and meanwhile, the lifting transverse movement type three-dimensional parking garage has the advantages of small floor area, low manufacturing cost, convenience in vehicle storage and taking, convenience in later maintenance and strong adaptability. Meanwhile, the stress analysis is carried out on the stand column, the cross beam and the vehicle carrying disc under different working conditions, the maximum stress and the deformation of the equipment structure are further accurately known, and meanwhile, the strength and the rigidity of the structure meet the requirements through scientific calculation, so that the safety of the equipment is ensured.)

一种七层升降纵移停车设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种七层升降纵移停车设备，具体是一种七层升降纵移停车设备及其工作方法。

背景技术

现有技术的停车设备，多种多样相对于水平式的循环车库，此类车库是通过载车板在水平方向上的循环运动来存取车辆。其工作原理是通过载车构件在水平方向上做出的往复运动，将相应的载车板水平移动至车口处以便车辆的存取。现有技术的升降停车设备由占地面面积的限制，大都用在商场或者相对空旷的区域，因为此不能适用现在的老旧小区，老旧小区需要规划问题，很多车辆没有停车位，停车困难，而且现有老旧小区的停车设备大都采用横移停车设备，对狭长地段的老旧小区使用情况有一定的局限性，现有技术的停车不适用狭长的老小区。

发明内容

发明目的：一种七层升降纵移停车设备及其工作方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种七层升降纵移停车设备，包括；每层多个纵移机构；

所述纵移机构与停车位相对应，所述纵移机构用于驱动车辆沿其前进方向的垂直面移动

组合框框，包括至少6根立柱，间距相等横向连接在所述立柱上面的具有承载重量作用的至少六个横梁，两端连接在所述横梁上面的具有加固横梁承载能力的中拉杆，两端连接在所述立柱纵向的具有为组合框架起到加固作用的纵梁，设置在所述横梁上面的纵移机构，以及设置在所述纵移机构上面的载车盘；

升降驱动装置，包括设置所述立柱上面的电机固定座，螺接在所述电机固定座上面的电机底板，螺接在所述电机底板上面的驱动电机，与所述驱动电机连接在一起的卷筒，设置在所述立柱上面的第一滑轮和第二滑轮，一端绕接在所述卷筒与所述第一滑轮上面、并且穿过上合板右端的第一钢丝绳，以及一端绕接在所述卷筒与所述第一滑轮，第二滑轮上面、并且穿过上合板左端的第二钢丝绳。

所述纵移机构，包括设置在所述横梁上面的横驱动梁，设置在所述横驱动梁上面的防撞板，倒立螺接在所述横驱动梁上面的挂钩支架，螺接在是挂钩支架上面的电磁铁挂钩，设置在所述横驱动梁上面的电机安装框架，螺接在所述横移电机安装框架上面的横移电机，设置在所述横驱动梁上面的、并且位于所述横驱动梁两侧的两组主动滚轮组件，设置在所述横驱动梁上面、位于所述主动滚轮组件另一端的被动滚轮，两端在所述主动滚轮组件上面的横移框架传动管，以及绕接在所述主动滚轮组件和被动滚轮上面的链条。

在进一步实施例中，所述纵梁刚度计算公式如下；

挠度控制：L/(350-500)

P实际工作载荷；

a为加速度；

b为长度m；

c为长度m；

L为总长度；

E为坑弯刚度；

I为横截面对中性轴的轴惯性距。

在进一步实施例中，所述横梁选用H钢设计，材料选用Q235制作，其选用 H194*150*6*9～H200*160*7.5*10；

所述横梁的强度计算公式如下:

所述横梁的刚度计算如下；

P实际工作载荷；

a为加速度；

b为长度m；

c为长度m；

L为总长度；

E为坑弯刚度；

I为横截面对中性轴的轴惯性距。

在进一步实施例中，所述驱动电机的型号选用LRCK50-22-85。

在进一步实施例中，所述横移电机选用LRCK22-02-51的电机。

在进一步实施例中，所述立柱选用H钢，选用Q235材料的H钢，其选用 HW200～250x200～250x8～15x12～16；

所述立柱的强度计算公式如下；

F为轴向力大小；

A为H型钢横截面面积；

所述立柱的刚度计算公式如下；

P:实际工作载荷

折减系数；

A:压杆断面的毛面积

σ_p：强度计算时材料的许用应力；

柔度

μ：压杆的长度系数

L：压杆的长度

imin:截面的惯性半径。

在进一步实施例中，所述载车盘包括载车框架，焊接在所述载车框架上面的连接槽钢，以及设置在所述载车框架上面的并且位于所述载车框架侧面的侧梁；

所述侧梁由4～10mm厚的板折弯而成，并且所述侧梁焊接有具有增加强度的加强筋板。

在进一步实施例中，所述载车盘的强度计算公式如下；

根据静力平衡，计算支反力；

R_A＝R_B＝(P₁+P₂)/2。

在进一步实施例中，一种七层升降纵移停车设备的工作方法，包括如下步骤：

步骤1、司机将车辆停在载车盘上面，然后启动设备，选择设定的车位，最上层和其余各层都预留一个空位，为运载适停车辆的载车板提供路径就，假设设定车位为三层四例；

步骤2、当车辆停放在载车板的上面时，然后升降驱动装置带动着载车板工作，第十四车位和第二十四车位为空位，需将车辆停入第三十三车位；

步骤3、第三十三车位下部的载车板纵移腾出下行通道；

步骤4、第十三车位于第二十三车位的载车盘向右移动一个车位，各自进入第十四车位与第二十四车位；

步骤5、第三十三车位上的载车盘便可以进行下降运动到下层存放车辆，车辆停至载车盘上面，做升降动作回到原车位，待下次存取车辆。

有益效果：本发明公开了一种七层升降纵移停车设备，通过底层载车盘进行横移动作，中层载车盘由纵移机构动作，顶层载车板进行升降动作，通过钢丝与卷筒配合进行升降有电机提供驱动个，经过两个滑轮的第一钢丝绳和第二钢丝绳跟随滚筒转动的位移量是一样的，保证了载车盘的水平稳定，同时升降横移式立体停车库拥有占地面积小、制造成本低、存取车辆便捷、后期维护方便、适应程度强诸多优点。同时对立柱、横梁、载车盘在不同的工况下进行受力分析，进一步的对设备结构的最大应力和变形量有准确的了解，同时通过科学计算结构的强度和刚度符合要求，进而保证了设备的安全性。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的右视图；

图3为本发明中升降驱动装置的截面图；

图4为本发明中升降运动原理图；

图5为本发明载车板的受力及其约束简图；

图6为本发明中的弯曲梁的弯距图；

图7为本发明的载车板横截面形状图；

图8为本发明的纵移机构的俯视图；

图9为本发明的纵移机构的右视图；

图10为本发明的实施例示例图1；

图11为本发明的实施例示例图2；

图12本发明的纵移机构的主视图。

附图标记为：组合框架1、立柱101、横梁102、中拉杆103、纵梁104、纵移机构 105、横驱动梁1051、防撞板1052、挂钩支架1053、电磁铁挂钩1054、电机安装框架1055、横移电机1056、主动滚轮1057、被动滚轮1058、横移框架传动管1059、链条1060

载车盘106、载车框架1061、连接槽钢1062、侧梁1063、加强筋板1064、顶层载车板107、升降驱动装置2、电机固定座201、电机底座202、驱动电机203、卷轴204、第一滑轮205、第二滑轮206、第一钢丝绳207、第二钢丝绳208。

具体实施方式

经过申请人的研究分析，现有技术的停车设备，多种多样相对于水平式的循环车库，此类车库是通过载车板在水平方向上的循环运动来存取车辆。其工作原理是通过载车构件在水平方向上做出的往复运动，将相应的载车板水平移动至车口处以便车辆的存取。不需要建造进出的行车通道，对空间的利用率极高，但存放使用车辆的出入通道只有一个，由此会带来存取车辆不便捷，等待时长，能耗高，市场占有率较低。根据这些问题，申请人提出了一种七层升降纵移停车设备，具体方案如下。

如附图所示，一种七层升降纵移停车设备包括组合框架1、立柱101、横梁102、中拉杆103、纵梁104、纵移机构105、横驱动梁1051、防撞板1052、挂钩支架1053、电磁铁挂钩1054、电机安装框架1055、横移电机1056、主动滚轮1057、被动滚轮1058、横移框架传动管1059、链条1060、载车盘106、载车框架1061、连接槽钢1062、侧梁 1063、加强筋板1064、顶层载车板107、升降驱动装置2、电机固定座201、电机底座 202、驱动电机203、卷轴204、第一滑轮205、第二滑轮206、第一钢丝绳207、第二钢丝绳208。

所述组合框架1通过立柱101和横梁102拼接在一起，所述立柱101设备在指定的区域，指定的区域至少竖立安装有6根立柱101，所述横梁102间距相等横向连接在所述立柱101的上面，为了横梁102的稳定性，将所述中拉杆103两端连接在所述横梁102 的上面，一端连接在上横梁102上面另一端连接在下横梁102上面，所述纵梁104两端连接在所述立柱101的上面、并且位于所述组合框架1的纵向位置，所述纵移机构105 设置在所述横梁102的上面，所述载车盘设置在所述纵移机构105的上面，所述顶层载车板107设置在所述立柱101的上面、并且位于所述立柱101的顶端位置，所述组合框架1为钢结构，有前后立柱101、横梁102、纵梁104与载车板组成，为整个设备提供支撑作用，而且所述立柱101材料为H型钢，，所述横梁102选用H钢设计，材料选用 Q235制作，其选用H194*150*6*9～H200*160*7.5*10；并且所述立柱101选用Q235材料的H钢，其选用HW200～250x200～250x8～15x12～16规格的H钢；构件之间采用螺栓连接与焊接在一起，兼备设备所需的刚度与强度，由于停车设备材料的差异，钢材的强度与弹性模量相比于其它的大部分建材都要优秀，如混凝土材料。结构的自重大概只有混凝土构架的50％左右，既有利于产品的装配运输，节省了建筑成本的基础上还减轻了对地基的压力，增加了安全性，在钢结构承受压力超载破坏之前，钢材所具备的优良韧性会产生一定的变形以及时对其维护从而防止事故的发生，同时在施工的过程中，钢结构对比其他传统的建材具备天然的优势，级大的避免了石、灰、砂的使用，制造成本相对比较低，在拆除、移动的同时，大部分的钢材还可以回收，不像传统建筑垃圾，避免了对环境的污染，在理论力学的基础上，立体车库的基本钢结构框架主要是是由立柱101和横梁102组成，横梁102处于水平位置，负责承载设备的主要载荷，立柱101处在竖直位置，起到支撑梁的作用，所受的力直接作用给地面，车辆对设备的施加的压力主要通过钢材的抗弯强度承受的、因为对钢材的结构刚度和强度是本设备的主要因素，

作为一个优选方案，所述纵梁104刚度计算公式如下；

P实际工作载荷；

a为加速度；

b为长度m；

c为长度m；

L为总长度；

E为坑弯刚度；

I为横截面对中性轴的轴惯性距。

具体的，挠度控制：L/400＝5.984/400＝0.015

具体的已知条件：Q＝6000N；

a＝1.304m；

b＝3.445m；

c＝1.235m；

L＝5.984m；

E＝1.9x1011N/m²；

I＝1.484x10-5m⁴；

求解：因此纵梁104的刚度符合要求。

作为一个优选方案，如附图4所示，所述纵梁104强度计算HN198x99x4.5x7，材质Q235，计算公式σ＝M/W；

具体的已知条件：FP＝6000N

FQ＝4000N

W＝1.499x10⁵mm³

[σ]＝160MPa

求解：FA＝5645N

FB＝4355N

Mmax＝MP＝5645X1183＝6.7x10⁶N·mm

因此强度符合要求。

作为一个优选方案，所述横梁102强度计算公式；HN298x149x5.5x8，材质Q235；

计算公式σ＝M/W；

具体的横移电机选择，LRCK22-02-51的电机，电机的2.2KW输出扭矩T＝1100N·m升降主动链轮分度圆直径D1＝122.17mm

解出:F_P＝18033N

已知条件：FC＝700N

FD＝700N

W＝2.666x10⁵mm³

[σ]＝160MPa

求解：FA＝4348N

FB＝15085N

Mmax＝MP＝14385X444＝6.4x10⁶N·mm

因此横梁102的强度符合要求。

所述横梁102的刚度计算公式

挠度控制：L/400＝7.5/400＝0.019

已知条件：P＝10000N

a＝b＝c＝2.5m

L＝7.5m

E＝1.9x10¹¹N/m²

I＝5.911x10^-5m⁴

得到；因此横梁102的刚度符合要求。

作为一个优选方案，所述立柱101的强度计算公式如下；

σ＝F/A；

F为轴向力大小；

A为H型钢横截面面积；

具体的F＝15000N；

A＝6.353X103mm²

[σ]＝160MPa

求解：因此强度符合要求；

所述立柱101的刚度计算公式如下；

P:实际工作载荷

折减系数；

A:压杆断面的毛面积

σ_p：强度计算时材料的许用应力；

柔度λ＝μL/i_MIN；

μ：压杆的长度系数

L：压杆的长度

imin:截面的惯性半径；

具体的，查表可知，μ＝2；

imin＝8.62cm；

A＝63.53cm²；

已知条件：L＝9552mm；

P＝15000N；

首先解得查表得到

解出：因此刚度符合要求；

通过上述校核计算可知，整个设备的钢架满足安全、可靠符合要求。

所述电机固定座201设置在立柱101的上面，所述电机底板螺接在所述电机固定座201的上面，所述驱动电机203螺接在所述电机底板的上面，所述卷筒与所述驱动电机 203连接在一起，所述第一滑轮205和第二滑轮206设置在所述立柱101的上面，所述第一钢丝绳207一端绕接在所述卷筒与所述第一滑轮205的上面、并且穿过上合板右端，所述第二钢丝绳208一端绕接在所述卷筒与所述第一滑轮205，第二滑轮206的上面、并且穿过上合板左端，所述纵移机构105只能在底层进行，所述顶层载车板107只能做升降的动作，中间层的载车板可做升降与横移两种动作。

具体的，所述第一钢丝绳与第二钢丝绳各两根，共计4根；

根据国标GB 3811—2008，钢丝绳直径计算；

⑴直径的选择

式中：d----钢丝绳最小直径

c----选择系数，

s----钢丝绳最大工作静拉力，N

a、c的选取，当安全系数n＝7，钢丝绳公称抗拉强度＝1850N/mm²

取c＝0.113(GB 3811，P40，表31)

b、单根钢丝绳最大工作静拉力的确定，

s＝Pgφ₁+Pqφ₂＝1250+1.016*6000＝7346N

Pg——自重载荷，5000N，单根承担1250N

Pq——起升载荷，20000N，单根承担6000N(6：4)

φ₁----起升冲击系数，取值范围(0.9≤φ₁≤1.1)，取φ₁＝1

φ₂----起升载荷动载系数，取φ₂＝1.016

(φ₂＝1+0.17v)其中提升速度v＝0.092m/s(5.5m/min)

具体的，选用钢丝绳的直径：Φ10mm；

具体的，选用钢丝绳的型号：10ZBB6*19*W+NF1670S60

具体的，选用钢丝绳的破断拉力：F＝60kN

具体的，选用钢丝绳的实际安全系数：n＝F/S＝58400÷6549.2＝8.16

具体的，钢丝绳滑轮直径根据GB 17907-2010《机械式停车设备通用安全要求》，滑轮的名义直径与钢丝绳直径之比不得小于20，因此本项目的钢丝绳滑轮有效直径为10mm×20＝200mm.故钢丝绳7倍安全系数，绳与滑轮径比满足要求。

所述横驱动梁1051设置在所述横梁102的上面，所述防撞板1052设置在所述横驱动梁1051的上面，所述挂钩支架1053倒立螺接在所述横驱动梁1051的上面，所述电磁铁挂钩1054螺接在所述挂钩支架1053的上面，所述电机安装框架1055设置在所述横驱动梁1051的上面，横移电机1056螺接在所述横移电机1056安装框架1055的上面，所述主动滚轮1057设置在所述横驱动梁1051上面的、并且位于所述横驱动梁1051的两侧，所述被动滚轮1058设置在所述横驱动梁1051上面、位于所述主动滚轮1057的另一端，所述横移框架传动管1059，所述链条绕接在所述主动滚轮1057和被动滚轮1058 的上面，采用钢丝绳形式的升降方式，通过驱动电机203提供驱动，卷轴204随之工作并且拉动第一钢丝绳207和第二钢丝绳208进行运动，带动着载车板的升降，驱动电机 203提供动力，卷轴204在驱动电机203的带动下做正转或者翻转，第一钢丝绳207和第二钢丝绳208的一端通过两个滑轮与载车板连接在一起，另一端绕接卷筒上面，从而使得第一钢丝绳207伸长与缩短，载车板上升与下降，经过两个第二滑轮206的钢丝绳跟卷筒转动的位移量是一样的，保证了载车板的水平平稳，所述纵移机构105主要由横移电机1056、主动滚轮1057、被动滚轮1058和链条组成，在升降驱动装置2将载车板运到相应的停车层之后，通过横移电机1056开始工作后带动着滚轮进行沿着横梁102 的内侧进行运动，从而引得载车板的移动，为了设备的安全性和可靠性，在升降驱动装置2的侧面设置机急停系统，当设备出现特殊情况时，保证设备立即停止运行，为设备里的人和车辆安全着想，同时在载车板的上面设置了位置检测器，当车辆在停放有可能出现偏差，超过载车板的位置，通过位置检测器来检测位置的作用，防止意外的发生。

所述载车盘包括载车框架1061，焊接在所述载车框架1061上面的连接槽钢1062，以及设置在所述载车框架1061上面的并且位于所述载车框架1061侧面的侧梁1063；所述侧梁1063由4～10mm厚的板折弯而成，并且所述侧梁1063焊接有具有增加强度的加强筋板1064。

具体的，如图4所述，停车设备的载车盘由载车盘框架和铺于框架上的车板构成。载车盘框架由侧梁1063和连接槽钢1062组成。侧梁1063由4mm钢板弯折而成，并焊有多处加强筋板1064，具有很好的强度和刚度，在实际应用中，多块车板拼装成一体，具有良好的稳定性，且车轮单作用于一块载车板的概率也不是很大，但我们仍然把单块车板独立出来加以最大理论载荷进行强度校核。在实际应用中，车板是两端固定中间相连，但在计算中将其简化为一个一端固定一端可动铰支座的纯弯曲梁，与实际情况相比，相对保守。

具体的车板受力及约束简图如图5所示，如设车重2000kg，车宽方向轮1600mm，前轮承受全车重的60％，则可算出：

所述载车盘的强度计算公式如下；

P1＝P2＝(车重*0.6)/(2*9.8(N))；

P1＝P2＝2000x0.6/2x9.8(N)＝5880N

根据静力平衡，计算支反力；

RA＝RB＝(P1+P2)/2。

P1＝P2＝2000x0.6/2x9.8(N)＝5880N

作出梁的弯距图如图6所示；

Mmax＝MC＝MD＝263.1kN·m

据图可确定，梁的危险截面在D点和C点截面。

车板横截面形状如图6所示，据此截面形状，通过有关专业软件的辅助，可计算出截面的有关几何特性如下：

Iz＝2.43x10-6m⁴

y1＝33.8x10^-3m

根据截面弯距数值和边缘点距中性轴的距离，可判定C截面下边缘为应力最大点。

C截面：

δt＝Mmaxy1/Iz＝263.1x103x33.8x10^-3/(2.43x10^-6)

＝36.6MPa

设计安全系数取i＝3查表，得出Q235钢材的许用拉应力为：

[δ]＝δs/i＝235MPa/3＝78.3MPa

经比较：δt＜[δ]

因此，载车板强度符合设计要求。

作为一个优选方案，一种七层升降纵移停车设备的工作方法，包括如下步骤：

步骤1、司机将车辆停在载车盘上面，然后启动设备，选择设定的车位，最上层和其余各层都预留一个空位，为运载适停车辆的载车盘提供路径就，假设设定车位为三层四例；

步骤2、当车辆停放在载车盘的上面时，然后升降驱动装置2带动着载车盘工作，车位14和24为空位，需将车辆停入33车位；

步骤3、33车位下部的载车板横移腾出下行通道；

步骤4、车位13于23的载车盘向右移动一个车位，各自进入14与24车位；

步骤5、车位33上的载车盘便可以进行下降运动到下层存放车辆，车辆停至载车盘上面，做升降动作回到原车位，待下次存取车辆。

进一步；以取16#车位为例，13、10、7、4、1车位利用横移框的横移传动系统将车位转移至右侧空余车位处；16#车位通过升降系统将载车板降至地面，车子直接从载车板上开出。

进一步；以取12#车位为例，9、6、3车位利用横移框的横移传动系统将车位转移至左侧空余车位处；12#车位通过升降系统将载车板降至地面，车子直接从载车板上开出

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。