阅读说明：本技术 一种三层升降纵移停车设备及其工作方法 (Three-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：本发明公开了一种三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,其中一种三层升降纵移停车设备,通过链条与链轮配合进行升降电机提供驱动,经过两个链轮的第一链条和第二链条跟随链轮转动的位移量是一样的,保证了载车板的水平稳定,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、载车板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,同时纵移机构采用链条式进行横移,对制造商来说,投资成本较低,结构简单同时传动平稳,有利于后期的维护。(The invention discloses three-layer lifting longitudinal movement parking equipment and a working method thereof, belonging to the technical field of intelligent parking, wherein the three-layer lifting longitudinal movement parking equipment is driven by a lifting motor through the matching of a chain and a chain wheel, the displacement amounts of a first chain and a second chain which pass through two chain wheels and rotate along with the chain wheels are the same, the horizontal stability of a vehicle carrying plate is ensured, and meanwhile, the lifting transverse movement type three-dimensional parking garage has the advantages of small occupied area, low manufacturing cost, convenience in vehicle storage and taking, convenience in later maintenance and strong adaptability. Simultaneously, the stand column, the cross beam and the vehicle carrying plate are subjected to stress analysis under different working conditions, the maximum stress and the deformation of the equipment structure are accurately known, meanwhile, the strength and the rigidity of the structure meet requirements through scientific calculation, the safety of the equipment is further guaranteed, meanwhile, the longitudinal moving mechanism adopts a chain type to perform transverse moving, the investment cost is low for a manufacturer, the structure is simple, transmission is stable, and later-stage maintenance is facilitated.)

一种三层升降纵移停车设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种三层升降纵移停车设备，具体是一种三层升降纵移停车设备及其工作方法。

背景技术

在国内，机械式停车设备的发展起步虽晚，但随着社会的飞速发展，居民生活质量的提升，我国居民对汽车的需求也在飞速增加，此外我国城区的人口密度大，停车更加困难，这些因素直接促进了机械式停车设备行业在国内的发展

机械化立体停车设备作为我国的一个新兴行业，我国的立体车库生产厂家多以仿制为主，自主开发能力弱且对立体车库的系统理论研究较少，特别是对立体车库的主体框架钢结构精确理论计算和结构优化设计较少。

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或者地下室的使用有一定的局限性。

发明内容

发明目的：一种三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：一种三层升降纵移停车设备，包括主框架，设置在所述主框架上面的用于带动车辆纵移的多个纵移机构；所述纵移机构与车位相对应，以及设置在所述主框架顶部的提升机构

在进一步实施例中，所述主框架，包括至少六根立柱，连接在所述立柱上面的横梁，设置在所述立柱上面的纵梁，呈X型布置设置在所述立柱上面的具有加固承载能力的中拉杆；

提升机构，包括设置在所述立柱上面的升降导轨，连接在所述升降导轨上面的用于承载运送车辆的载车板，设置在所述立柱顶部的升降电机，与所述升降电机连接在一起的卷筒，设置在所述立柱上面的第一链轮和第二链轮，一端绕接在所述卷筒与所述第一链轮上面、并且穿过载车板右端的第一链条，以及一端绕接在所述卷筒与所述第一链轮，第二链轮上面、并且穿过载车板左端的第二链条；

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轨道，设置在所述轨道上面的导正轮，设置在所述横驱动梁上面的电机安装框架，螺接在所述纵移电机安装框架上面的纵移电机，设置在所述纵移电机上面的第三链轮，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，设置在所述横驱动梁上面、位于所述主动滚轮另一端的被动滚轮，两端在所述主动滚轮组件上面的横移框架传动管，以及同时绕接在所述主动滚轮、被动滚轮和齿轮上面的第三链条；

保护装置，包括设置在所述横驱动梁上面的防撞板，倒立固定安装在所述横驱动梁上面的挂钩支架，设置在所述挂钩支架上面的电磁铁挂钩。

在进一步实施例中，所述纵移机构上面还设有电缆安全固定装置，包括与横驱动梁连接在一起的连接柱，螺接在所述连接柱上面的固定支架，一端设置在所述固定支架上面、并且位于所述固定支架右侧的至少四个转轴，转动配合在所述转轴上面的转轮，设置在所述转轴另一端的、并且与所述固定支架连接在一起的轮体夹持件；

所述连接柱设置有螺栓部，包括螺栓头和螺纹部，所述螺栓头与焊接在立柱上面的螺母部适配，所述螺纹部与螺母部之间设有防松件。

在进一步实施例中，所述纵梁刚度计算公式如下；

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。

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；

所述横梁强度σ为:

所述横梁刚度f_p为；

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，所述纵移电机选用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，所述载车板，包括侧梁，以及焊接在所述侧梁上面的波浪板；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，一种三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，然后升降驱动装置带动着载车盘工作，第十四车位和第二十四为空位，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、车位第十三车位于第二十三的载车板向右移动一个车位，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板便可以进行下降运动到下层存放车辆，车辆停至载车板上面，做升降动作回到原车位，待下次存取车辆。

有益效果：本发明公开了一种三层升降纵移停车设备，通过底层载车盘进行横移动作，中层载车盘由提升机构动作，顶层载车板进行升降动作，通过链条与链轮配合进行升降电机提供驱动，经过两个链轮的第一链条和第二链条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、载车板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，同时纵移机构采用链条式进行横移，对制造商来说，投资成本较低，结构简单同时传动平稳，有利于后期的维护。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明中的右视图

图3为本发明中升降运动原理图；

图4为本发明载车板的受力及其约束简图；

图5为本发明中的弯曲梁的弯距图；

图6为本发明的载车板横截面形状图；

图7本发明的安全固定装置的结构示意图；

图8本发明的安全固定装置的安装示意图；

图9本发明的纵移机构的主视图；

图10发明的图9H处的局部放大图；

图11发明的纵移机构的右视图。

附图标记为：立柱101、横梁102、中拉杆103、纵梁104、提升机构105、升降导轨106、载车板107、升降电机108、卷筒109、第一链轮205、第二链轮206、第一链条207、第二链条208、横驱动梁301、轨道302、导正轮303、电机安装框架304、纵移电机305、第三链轮306、主动滚轮307、被动滚轮308、传动管309、第三链条310、防撞板401、挂钩支架402、电磁铁挂钩403、连接柱1a、固定支架2a、转轴3a、转轮4a、轮体夹持件5a、连接板6a、防松件7a、铰链8a、螺栓头9a、螺纹部10a、波浪板501、侧梁 502、加强筋板503。

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，同时现有技术的自主开发能力弱且对立体车库的系统理论研究较少，特别是对立体车库的主体框架钢结构精确理论计算和结构优化设计较少根据这些问题，申请人提出了一种三层升降纵移停车设备，具体方案如下。

如附图所示，一种三层升降纵移停车设备包括立柱101、横梁102、中拉杆103、纵梁104、提升机构105、升降导轨106、载车板107、升降电机108、卷筒109、第一链轮205、第二链轮206、第一链条207、第二链条208、横驱动梁301、轨道302、导正轮303、电机安装框架304、纵移电机305、第三链轮306、主动滚轮307、被动滚轮308、传动管309、第三链条310、防撞板401、挂钩支架402、电磁铁挂钩403、连接柱1a、固定支架2a、转轴3a、转轮4a、轮体夹持件5a、连接板6a、防松件7a、铰链8a、螺栓头9a、螺纹部10a、波浪板501、侧梁502、加强筋板503。

具体的本设备设置有三层，主要主框架、提升机构与纵移机构组成，主框架预设在指定的位置，通知由前后立柱101、横梁102、纵梁104与裁车板107为整个停车设备提供支撑，并且起到支撑车辆的作用，所述立柱101竖立设置在指定的位置，并且至少有6根立柱101，所述横梁102与立柱101连接在一起，所述纵梁102与所述立柱101 连接在一起，所述中拉杆与所述连接在一起。所述横梁102选用H钢设计，材料选用Q235 制作，其选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，所述纵梁刚度f_q为；

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

进一步实施例中，具体的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f_q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：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；

所述横梁强度σ为:

所述横梁刚度f_p为；

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；

具体的纵移电机305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:FP＝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

具体的，挠度控制：L/400＝7.5/400＝0.019

具体的：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，同时在立柱101 与横梁102在承受压力超载荷破坏之前，选用的钢材具有优良的韧性会产生一定的形变，以及对其维护从而防止事故的发生，并且在主框架的韧性还可以增加对动载荷的变化适应程度，有效的加强了车库在抗风和抗震方面的能力，近一步增加了设备的安全性。

提升机构中的升降导轨设置在立柱的上面，所述载车板连接在所述升降导轨的上面，升降电机108设置在所述立柱101的顶部，所述卷轴109与所述升降电机108连接在一起，所述第一链轮205和第二链轮206设置在所述立柱101的上面，所述第一链条207 一端绕接在所述卷筒与所述第一链轮205的上面、并且穿过载车板107右端，所述第二链条208一端绕接在所述卷筒109与所述第一链轮205，第二链轮206的上面、并且穿过载车板107左端。通过升降电机108提供驱动，卷筒109随之工作并且拉动第一链条 207和第二链条208进行运动，带动着载车板的升降，驱动电机203提供动力，卷筒109 在升降电机108的带动下做正转或者翻转，第一链条207和第二链条208的一端通过两个链轮与载车板连接在一起，另一端绕接卷筒上面，从而使得第一链条207伸长与缩短，载车板上升与下降，经过两个第二链轮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，所述纵移机构主要由升降电机108、主动滚轮307、被动滚轮 308和第三链条310组成，在提升机构将载车板107运到相应的停车层之后，通过纵移电机305开始工作后带动着滚轮进行沿着横梁内侧的轨道302进行运动，从而引得载车板107的移动，在提升机构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107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107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。

纵移机构，横驱动梁301设置在横梁的上面，所述轨道302设置在所述横驱动梁301的上面，所述导正轮303设置在所述轨道302的上面，所述电机安装框架304设置在所述横驱动梁301的上面，所述纵移电机305螺接在所述电机安装框架304的上面，所述链轮306设置在所述纵移电机305的上面，所述主动滚轮307设置在所述横驱动梁301 的上面、并且位于所述横驱动梁301的两侧，所述被动滚轮308设置在所述横驱动梁301 的上面、位于所述主动滚轮307另一端，所述传动管309的两端与所述主动滚轮307连接在一起，所述链条310同时绕接在所述主动滚轮307、被动滚轮308和链轮306的上面，通过纵移电机305的驱动，带动着链轮306转动进而带动着链条310转动，进而驱动着载车板107沿着轨道横向运动，进而带动着车辆运动到指定的位置。

保护装置中的防撞板设置在横驱动梁301的上面，所述挂钩支架402设置在所述横驱动梁301的上面，所述电磁铁挂钩403设置在所述挂钩支架402的上面，通过电磁铁挂钩403的磁性有无通电、断电控制纵移机构至指定的位置，为了防止设备上面的电缆摆动，防止横移车板的尾线会出现电缆被平衡链条绞烂、刮断的现象，而且长度下垂较大的时候会遮挡光电，严重威胁着设备的安全运行，设置了电缆安全固定装置。

所述连接柱1a螺接在横梁的上面，所述固定支架2a螺接在所述连接柱1a的上面，为了方便拆卸所述连接柱1a设计有螺栓部，其中所述螺栓头9a与焊接在立柱上面的螺母部适配在一起，并且在所述螺纹部10a与螺母部之间设置了防松件7a，所述转轴3a 设置在所述固定支架2a的上面，所述转轮4a转动配合设置在转轴3a的上面，所述转轴3a的一端与固定支架2a连接在一起，另一端与轮体夹持件5a连接在一起，所述轮体夹持件5a与所述固定支架2a连接在一起，所述连接板6a固定安装在所述固定支架 2a的上面，所述铰链8a设置在固定支架2a的端部；通过将采用尾线固定方式，在后立柱增加个固定支架2a，支架连接采用的是40*4的角铁，一端固定在后立柱上，另一端固定一个铰链8a，电缆通过这个固定支架2a再穿至尾线管处。角铁的加长第一是加长了电缆和链条的安全距离，第二是避免了下垂的电缆挡住光电。而设备正常左右横移时，固定支架2a顶端的铰链8a可以随着设备的左右移动而摆动，电缆的灵活移动，保证了电缆的安全。

具体的，所述转轮4a选用两端大中间小的陶瓷轮。

现有技术的横移车板在升降过程中，出现了钩挂线缆的情况。辅助线与主电缆线在顶升及使用过程中出现缠绕在一起的现象，辅助线因为较细且轻，受风吹摆动幅度较大，与立柱等碰撞摩擦，导致出现外皮破损的现象，该装置新型结构简单实用，不仅保证了电缆线运行的平稳性，而且为安全升降提供了可靠的保障。

载车板是停车车库中关键的设备，用来承载车辆，为了保持载车板的结构稳定性，和提高使用寿命，所述载车板包括侧梁，，焊接在所述侧上面的波浪板，所述加强筋板焊接在所述侧梁的上面，所述侧梁1063由4～10mm厚的板折弯而成。

具体的，如图4所述，停车设备的载车板由侧梁由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。电缆安全固定装置内的两端通过转轴3a可转动的固定至少四个转轮4a，电缆线与辅助线从转轮4a之间形成导向槽中分别通过，从而起到对电缆和辅助线的保护和导向作用。姐姐了在升降过程随层电缆在提升过程中出现的缆线摆动、钩挂、磨损现象。该装置虽小，但实用性强，安装简便，不仅降低了对电缆磨耗，而且还提高了工效。同时，该装置还可多次重复周转应用，降低了工程成本，符合低碳、环保绿色施工的要求。

具体的载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：

所述载车板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：

Iz2.43x10^-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：

δ_t＝M_maxy₁/I_z＝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]＝δ_s/i＝235MP_a/3＝78.3MP_a

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，一种三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板107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107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107的上面时，然后提升机构带动着载车板107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107横移腾出下行通道；

步骤4、车位13于23的载车板107向右移动一个车位，各自进入14与24车位；

步骤5、车位33上的载车板107便可以进行下降运动到下层存放车辆，车辆停至载车板107上面，做升降动作回到原车位，待下次存取车辆。

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。