《機(jī)械式兩層升降橫移立體車庫設(shè)計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械式兩層升降橫移立體車庫設(shè)計.doc（37頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、摘摘 要要 本篇論文論述了作者在攻讀工學(xué)學(xué)士期間所從事的畢業(yè)設(shè)計停車設(shè)備的設(shè)計過程。 論文首先介紹了此項目的選題，以及確立此項目并進(jìn)行設(shè)計的目的和意義。之后，系 統(tǒng)地介紹了項目的設(shè)計過程。論文以設(shè)計工作的進(jìn)展順序為序，分章、節(jié)逐一論述了 設(shè)計過程和生產(chǎn)制造過程。在設(shè)計過程部分，詳細(xì)論述了設(shè)備總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳動系 統(tǒng)設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計和安全防護(hù)設(shè)計，其中對鋼結(jié)構(gòu)件的受力做了深入的理論分析、 計算和實際檢測。在生產(chǎn)制造過程部分，詳細(xì)論述了設(shè)備關(guān)鍵零部件的工藝研究過程 和試制過程。在試驗檢測過程部分，詳細(xì)論述了鋼結(jié)構(gòu)框架的應(yīng)力測試和設(shè)備安全運(yùn) 行檢測，并提供了詳細(xì)的檢測數(shù)據(jù)報告。論文以專門章節(jié)作為重

2、點，詳細(xì)論述了本研 究項目的技術(shù)創(chuàng)新點， 以及在設(shè)計和工藝方面的獨(dú)創(chuàng)性。全文配以公式、圖表和試驗 數(shù)據(jù)，正確和直觀的闡述了研究項目的全部過程和成果。比較客觀的反映出作者從事 設(shè)計開發(fā)工作的能力和水平。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： 立體停車設(shè)備；結(jié)構(gòu)設(shè)計；傳動系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；PLC 安全性 ABSTRACT The purpose of this paper is to focus on an auto-parking system equipments development and deliverable which I studied during my master course.The anal

3、ysis,study and development are all base upon the project of parking equipment.In this paper, my introduction is divided into four main parts, design procedure；manufacture procedure. In the design procedure section, I described equipments general construction design, drive system design, controlling

4、system design and security protection design, and especially took a deep theoretical analysis, calculation and test on the force on steel structure members. In the manufacture procedure section, I described how equipment key parts craft to be studied and tested. In the experimental procedure section

5、, the test reports are presented detailed for the stress of steel structure members and safety to run. In the end, I provided couple of cases to prove and illustrate how the project study deliverable can successfully be applied.Formulas, illustrations and experimental data of this paper correctly an

6、d directly describe how the project goes and how the deliverable to be produced, and well reflected the authors capability and technical performance 。 KEYWORDS： solid parking equipment；construction design； hydraulics system,control system； PLC securit 目目 錄錄 摘要 ABSTRC 目錄 . 1 緒論 .1 1.1 立體停車設(shè)備概述.1 1.2

7、立體停車設(shè)備國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.1 1.3 項目的來源及主要研究內(nèi)容.3 1.3.1 產(chǎn)品的市場定位.3 1.3.2 產(chǎn)品的型式定位.4 2 立體停車設(shè)備設(shè)計開發(fā)過程.5 2.1 技術(shù)分析比較和方案確定5 2.2 總體設(shè)計5 2.2.1 機(jī)架結(jié)構(gòu)部分.5 2.2.2 載車板部分.6 2.2.2.1 上載車板.6 2.2.2.2 下載車板.7 2.2.3 傳動系統(tǒng)設(shè)計.7 2.2.3.1 升降傳動系統(tǒng)7 2.2.3.2 橫移傳動系統(tǒng)8 2.2.3.3 傳動鋼絲繩系統(tǒng)9 2.2.4 控制系統(tǒng)設(shè)計.9 2.2.5 操作系統(tǒng)10 2.2.6 停電應(yīng)急裝置11 2.3 PLC 控制 11 2.3.1 設(shè)備運(yùn)

8、行工況11 2.3.2 PLC 控制系統(tǒng)的構(gòu)成 .12 2.3.3 程序設(shè)計.14 2.4 安全防護(hù)設(shè)計.16 3 立體停車設(shè)備設(shè)計計算.18 3.1 動力系統(tǒng)計算18 3.1.1橫移載車板動力系統(tǒng)計算.18 3.1.2 升降載車板的動力系統(tǒng)計算19 3.1.3 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算21 3.1.4 機(jī)架立柱穩(wěn)定性計算21 3.1.5 機(jī)架梁強(qiáng)度校核計算24 4 停車設(shè)備制造工藝研究.26 4.1 機(jī)架制造工藝26 4.2 載車板制造工藝26 4.2.1 邊梁的工藝改進(jìn).26 4.2.2 波紋板的試制.27 4.3 樣品主要技術(shù)參數(shù)27 5 結(jié)論與展望.28 5.1 總結(jié)28 5.1.1 設(shè)備運(yùn)行過程

9、的優(yōu)化控制.28 5.1.2 拼裝式載車板.28 5.2 展望29 致 謝.31 參考文獻(xiàn).32 1 緒論緒論 1.1 立體停車設(shè)備概述立體停車設(shè)備概述 使用車輛之外其它帶有動力的搬運(yùn)器，完成車輛停放、存儲工作的整個設(shè)施，稱 為停車庫，而停車庫內(nèi)用于搬運(yùn)、停放汽車的設(shè)備，總稱為停車設(shè)備。以立體化形式 存放車輛的停車設(shè)備則叫做立體停車設(shè)備。它包含了當(dāng)前機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、 磁控技術(shù)領(lǐng)域的成熟先進(jìn)技術(shù)，是一種技術(shù)密集型的機(jī)電一體化設(shè)備。在中華人民共 和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T8713-19985：停車設(shè)備類別、型式與基本參數(shù)要目中，對停 車設(shè)備進(jìn)行了劃分，其類別及代號如下： 升降橫移類，代號為S

10、H，是指通過搬運(yùn)器的垂直升降或水平橫移進(jìn)行移動，實現(xiàn) 車輛存取功能的停車設(shè)備。 垂直循環(huán)類，代號為CX；是指車輛搬運(yùn)器在垂直平面內(nèi)做連續(xù)循環(huán)移動，實現(xiàn)車 輛存取功能的停車設(shè)備。 水平循環(huán)類，代號為SX；是指車輛搬運(yùn)器在水平平面內(nèi)排列成2列或2列以上做連 續(xù)循環(huán)列間轉(zhuǎn)換移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。 多層循環(huán)類，代號為DX；是指車輛搬運(yùn)器在垂直平面內(nèi)排列成2層或2層以上做連 續(xù)移動，兩端有升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行循環(huán)層間轉(zhuǎn)換移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。 平面移動類，代號為PY；是指存車位與搬運(yùn)器分布在同一水平面內(nèi)，通過搬運(yùn)器 在水平面內(nèi)做往復(fù)移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。 巷道堆垛類，代號為X

11、D；是指存車位在巷道一邊或兩邊多層分布，通過搬運(yùn)器在 專用巷道內(nèi)做水平、升降或水平升降復(fù)合運(yùn)行，或與升降搬運(yùn)器結(jié)合，實現(xiàn)車輛存取 功能的停車設(shè)備。 垂直升降類，代號為CS；是指存車位分布在井道周圍，通過升降搬運(yùn)器在專用井 道內(nèi)做升降運(yùn)行，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。 簡易升降類，代號為JS：是指通過單一搬運(yùn)器的升降、俯仰或二三層搬運(yùn)器整體 升降、俯仰，實現(xiàn)車輛二三層存取功能的停車設(shè)備。 汽車升降機(jī)類代號為QS；是指搬運(yùn)器運(yùn)載車輛(或同時運(yùn)載駕駛員)垂直升降運(yùn)行 進(jìn)行多層平層對位，從搬運(yùn)器到存車位需要駕駛員駕車入位，實現(xiàn)車輛存取功能的停 車設(shè)備。 從上面對停車設(shè)備的分類和定義可以看出，與以往的普

12、通車庫相比，停車設(shè)備可 以在同樣面積的土地上停放更多的車輛，大大的提高了土地面積利用率，同時具有存 車時間短，可使用性強(qiáng)等優(yōu)點，所以是解決城市停車面積不足，停車?yán)щy的有效措施。 1.2 立體停車設(shè)備國內(nèi)外研究現(xiàn)狀立體停車設(shè)備國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國自改革開放以來，房地產(chǎn)業(yè)和汽車工業(yè)兩大支柱產(chǎn)業(yè)得到了高速發(fā)展，尤其隨 著我國城市建設(shè)速度的加快和人名生活水平的提高，轎車進(jìn)入家庭已成為必然趨勢。 據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計，截止到 2005 年底，我國汽車保有量達(dá)到 3421.1615 萬輛，比 2004 年增加 479.4336 萬輛，年增長率 14。其中私人轎車保有量達(dá)到 689 萬輛，比 2004 年增加

13、 146.2441 萬輛，年增長率 21.19。 我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展和汽車銷售的高速增長，必然給城市交通（包括動態(tài)交 通和靜態(tài)交通）帶來巨大的壓力，各地政府雖花大力支持城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，但 始終難以滿足汽車快速增長的需要。最近十幾年來，我國城市機(jī)動車增長速度年平均 在 1015，而城市道路年平均增長速度只有 23。特別是大城市的機(jī)動車擁 有量和交通的增長遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過交通基礎(chǔ)設(shè)施的增長速度。如北京市在 90 年代小汽車年平 均增長速度達(dá)到 30左右，但城市道路年平均增長率只有 1.2，道路面積年增長率 為 3.7。靜態(tài)交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)更落后于動態(tài)交通設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)，全國停車位缺口 平均在 6

14、0以上。因此造成大量車輛停在道路內(nèi)，形成馬路停車場。隨著汽車進(jìn)入家 庭的速度不斷加快，對城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的壓力越來越大。交通擁堵、停車難已成為 國內(nèi)很多城市發(fā)展嚴(yán)重制約因素，因此也引起了各級政府的重視。解決停車難的一個 主要手段就是建設(shè)立體停車庫。 機(jī)械立體停車庫是解決大都市內(nèi)停車難問題的有效方法。土地資源緊張是大都市 的現(xiàn)狀，在亞洲各國大城市表現(xiàn)的尤為突出，所以機(jī)械式立體停車庫在亞洲的應(yīng)用比 較廣泛，目前統(tǒng)計結(jié)果表明，立體停車庫市場大多在亞洲的日本、韓國、中國等地。 亞洲 的停 車設(shè)備技術(shù)起源于日本，日本從20世紀(jì)60年代開始從事機(jī)械停車設(shè)備的開 發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，至今已有四十多年的歷史

15、。目前在日本從事機(jī)械式停車庫及 其設(shè)備開發(fā)、制造的公司約有200多家，其中生產(chǎn)機(jī)械式停車設(shè)備的公司約100多家， 比較大的公司有新明和、石川島播磨、日精、三菱重工等。從90年代起日本每年投入 運(yùn)行的機(jī)械停車泊位都在10萬以上。目前全日本己經(jīng)投入使用的機(jī)械式停車位超過300 萬個，其中以升降橫移式停車設(shè)備為主。對于日本，優(yōu)勢在多層升降橫移類、垂直升 降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡易升降類等產(chǎn)品上。韓國機(jī)械停車設(shè)備技術(shù)是日 本技術(shù)的派生。產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開始起步，80年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過 消化生產(chǎn)和本土化，90年代開始進(jìn)入使用階段。由于這幾個階段得到政府的高度重視， 各種機(jī)械停車

16、設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長速度都在30%左右。目前韓國 停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。 在歐洲，德國和意大利等歐洲國家從事停車設(shè)備開發(fā)和生產(chǎn)也比較早。較好的公 司有：意大利Sotefin, Interpark,德國Palis等。由于歐洲國家土地資源比較富余， 停車問題表現(xiàn)不很突出，停車設(shè)備應(yīng)用量不是很大。多數(shù)為巷道堆垛式產(chǎn)品，多層升 降橫移式產(chǎn)品應(yīng)用也很好。德國和意大利等歐洲國家的優(yōu)勢主要在巷道堆垛類產(chǎn)品上。 我國在20世紀(jì)80年代初開始研制和使用機(jī)械式停車設(shè)備。80年代是起步階段，90 年代以來，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車進(jìn)入家庭后，停車設(shè)備的應(yīng)用 逐步推廣，已經(jīng)形成

17、了新興的停車設(shè)備行業(yè)，步入引進(jìn)、開發(fā)、制造、使用相結(jié)合的 初步發(fā)展階段，現(xiàn)在從事停車設(shè)備制造的企業(yè)數(shù)約有100家，其中主機(jī)生產(chǎn)企業(yè)超過50 家。我國立體停車設(shè)備的產(chǎn)品經(jīng)引進(jìn)技術(shù)和自我研究開發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的 提高，許多設(shè)備采用了當(dāng)前機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計算機(jī)等領(lǐng)域的先進(jìn)技 術(shù)，如采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，使運(yùn)行高速、平穩(wěn)、省電、減少振動和噪聲；控制形 式有按鈕式、IC卡式、觸摸屏式、密碼鑰匙式、遙控式等，有些設(shè)備還采用了總線控 制技術(shù)；傳動裝置采用內(nèi)藏式，以增大停車空間并保護(hù)各傳動元件不受污染和腐蝕， 提高了設(shè)備的耐久性；機(jī)械結(jié)構(gòu)中采用了模塊化設(shè)計，便于組合使用，易于安裝拆卸，

18、縮短施工周期；還采用一些新材料、新工藝，如采用“H”型鋼做鋼梁，組合的鍍鋅板 或一體成型的鍍鋅板做載車板：安全保護(hù)方面采用了聲光引導(dǎo)及定位裝置，自動消防 滅火系統(tǒng)等。目前品種的滿足率已達(dá)90%左右，有的品種填補(bǔ)了國內(nèi)空白，產(chǎn)品國產(chǎn)化 率達(dá)到50%以上。 目前，立體停車設(shè)備的研究工作在國內(nèi)也得到逐步的重視，國內(nèi)許多研究院所和 高等院校都投入技術(shù)力量，對立體停車設(shè)備的各個方面.例如結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)、存 取策略、可靠性分析、以及生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行研究，取得了一系列的成果。與此同 時，國家也進(jìn)一步發(fā)展和完善與停車產(chǎn)業(yè)相關(guān)的法規(guī)和各項標(biāo)準(zhǔn)，先后制訂了多項停 車設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，加強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)、技

19、術(shù)開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作。同時，從中 央到地方，都頒布了一系列的法規(guī)條文，對停車行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃管理。從2004年 起，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局對停車設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行許可證評審工作，規(guī)定在 2005年3月31日前未取得生產(chǎn)許可證的企業(yè)，不得從事停車設(shè)備的生產(chǎn)工作。 我國城市停車行業(yè)從80年代末起，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，現(xiàn)在形成了一定的規(guī)模， 但是還處于初始發(fā)展階段，車庫建設(shè)尚在起步階段，在一些大城市中機(jī)械化車庫仍然 是空白。停車行業(yè)的發(fā)展仍存在著一些問題：第一，停車設(shè)備企業(yè)己經(jīng)形成了一定的 規(guī)模，但是發(fā)展不平衡，骨干的大中型企業(yè)在20家左右，其它的則是中小企業(yè)居多， 技術(shù)力量薄弱，缺乏自主開發(fā)能力，靠

20、引進(jìn)國外技術(shù)圖紙。第二，產(chǎn)品的種類增多了， 但是質(zhì)量、可靠性、安全性、耐久性均存在著較大的問題，產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量難 以保證。第三，停車行業(yè)的市場開始發(fā)育，但是競爭太殘酷，目前總體能力過剩，價 格偏低，有的產(chǎn)品已經(jīng)降到行業(yè)平均成本價以下。 停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展?fàn)可娴酵＼嚵⒎?、收費(fèi)政策、城市規(guī)劃、交通管理等諸多方 面。目前我國有關(guān)城市停車的立法雖然已經(jīng)起步，但尚未完善，城市停車規(guī)劃、停車 管理辦法、停車收費(fèi)政策大多數(shù)還處于醞釀之中，因此我國停車業(yè)的發(fā)展還需走一段 艱難的歷程。 1.3 項目的來源及主要研究內(nèi)容項目的來源及主要研究內(nèi)容 基于立體停車設(shè)備廣闊的市場前景，結(jié)合學(xué)校給畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容的

21、要求，決 定設(shè)計簡易兩層的立體停車設(shè)備。 1.3.1 產(chǎn)品的市場定位 隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市的商業(yè)大廈、高級寫字樓、辦公樓和居民小區(qū)如 雨后春筍般拔地而起。各大城市對城市建設(shè)的規(guī)模都提出在這些高樓大廈和住宅小區(qū) 必須提供機(jī)動車停車場（庫）的要求。而由于城市建筑用地的緊張和地價的居高不下， 這些停車庫自然由過去的平面形式轉(zhuǎn)為立體形式和地下形式，以期在現(xiàn)有面積的條件 下擴(kuò)大停放車的數(shù)量。 針對這種情況，我將設(shè)計的立體停車設(shè)備定位在地下停車庫的應(yīng)用上。因為目前建 設(shè)的大型高層建筑都建有一至三層的地下層，并通常用來停放車輛。利用立體停車設(shè) 備來有效地提高車輛存放，是任何大樓物業(yè)主樂于接受。隨著高

22、樓大廈的不斷建設(shè)和 增多，這種需求會不斷增長，提供良好的市場應(yīng)用前景。 1.3.2 產(chǎn)品的型式定位 通常大型高層建筑的地下層的高度在 3.6 米左右，面積和布局因布局建筑本身而 異，大小不同，變化比較復(fù)雜。并且，在立體停車設(shè)備的建設(shè)時，建筑的主體工程已 完工，不允許對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行大的改動和施工。這樣就從不同方面對應(yīng)用的立體停車 設(shè)備形成了一定的限制。例如：層高限制了高層車庫設(shè)備的應(yīng)用；施工限制又排除了 沉降地坑式停車設(shè)備的使用；還有建筑的供電和消防安全方面的要求，又限制了部分 類型停車設(shè)備的應(yīng)用。 根據(jù)實施使用條件和種種應(yīng)用限制，我對目前國內(nèi)外市場的立體停車設(shè)備機(jī)械了 分析比較，確定了我計劃設(shè)

23、計的立體停車設(shè)備的型式，具體定位為：兩層升降橫移式 立體停車設(shè)備。 2 立體停車設(shè)備設(shè)計開發(fā)過程立體停車設(shè)備設(shè)計開發(fā)過程 2.1 技術(shù)分析比較和方案確定技術(shù)分析比較和方案確定 現(xiàn)有的立體停車設(shè)備有簡易升降式和升降橫移式兩種。簡易升降式由于結(jié)構(gòu)簡單， 使用的方便性和運(yùn)行的安全性較差，應(yīng)用的不多。而升降橫移類停車設(shè)備對場地的適 應(yīng)性較強(qiáng)，可根據(jù)不同的地形和空間進(jìn)行任意組合、排列，規(guī)?？纱罂尚?，對土建的 要求比較低，因此，升降橫移類停車設(shè)備應(yīng)用十分普遍。 從分析比較可以看出，不同結(jié)構(gòu)的設(shè)備具有各自的性能特點和適用性。我確定設(shè) 計目標(biāo)需要盡量吸收他們的長處，從提高設(shè)備使用性能，滿足應(yīng)用要求出發(fā)，并綜合

24、 考慮設(shè)備制造難度和制造成本。 最終確定的開發(fā)方案是： -研究開發(fā)兩層升降橫移式立體停車設(shè)備； -采用電機(jī)驅(qū)動方式； -采用型鋼結(jié)構(gòu)框架和拼裝式載車板； -采用手動、光機(jī)電和 PLC 組合控制。 2.2 總體設(shè)計總體設(shè)計 立體停車設(shè)備共有上、下兩層；水平橫向可以分為 29 跨，每跨是一個車位寬， 這樣可以變型為多種庫型；每個車位均有載車板，下層車位水平橫移運(yùn)動，可以自由 存取車輛。上層車位做垂直升降運(yùn)動，結(jié)合下層車位的平移運(yùn)動，形成上層車位的下 降空位，實現(xiàn)上層車輛的存取動作。車庫車位的升降運(yùn)動和橫移運(yùn)動都是由電機(jī)驅(qū)動。 各部分運(yùn)動的控制是通過 PLC 實現(xiàn)。 所有停車單元的控制系統(tǒng)都通過現(xiàn)場

25、總線連接到總監(jiān)控制室。在總監(jiān)控制室，通 過計算機(jī)屏幕可以監(jiān)控所有設(shè)備的運(yùn)行情況，并進(jìn)行管理。 設(shè)備總體劃分成六大部分： a）機(jī)架結(jié)構(gòu)部分； b) 載車板部分； c) 傳動系統(tǒng)； d) 控制系統(tǒng)； e) 安全防護(hù)系統(tǒng)。 2.2.1 機(jī)架結(jié)構(gòu)部分機(jī)架結(jié)構(gòu)部分 設(shè)備的機(jī)架由鋼結(jié)構(gòu)組成，是上、下載車板的支撐和導(dǎo)向。我設(shè)計的機(jī)架采用 H 型 鋼焊接成部件，用高強(qiáng)度螺栓連接構(gòu)成一個牢固的框架。其外觀簡潔，剛度好，強(qiáng)度 高，抗風(fēng)、穩(wěn)固、可靠，完全滿足承載要求。 考慮到使設(shè)備適應(yīng)不同場地條件，進(jìn)行任意的多種組合應(yīng)用，所以機(jī)架結(jié)構(gòu)部分采 用模塊設(shè)計，結(jié)構(gòu)部件具有良好的通用性和互換型。 主體結(jié)構(gòu)的前框架采用大跨距

26、的跨梁式設(shè)計，給車輛出、入留出最大空間。主體結(jié) 構(gòu)后部，每個車位寬度上均設(shè)立柱。H 型鋼的翼板作為上載車板的運(yùn)動導(dǎo)向，在水平面 的 X，Y 方向上限制載車板的擺動。 由于機(jī)架各部件的焊接結(jié)構(gòu)的制造精度和裝配精度均要求較高，并要求互換性好， 為此，制造中必須采用一定的工藝手段來保證。構(gòu)成機(jī)架的焊接件在焊接前需要進(jìn)行 較直。焊接時采用專用焊接夾具，以防止和減小焊接變形，提高工件的尺寸精度，并 使其具有互換性。 機(jī)架是放置在自然環(huán)境中使用，因此其表面涂層十分重要，應(yīng)具有防銹、防腐能力， 并且要求色彩明亮，易識別。為此，焊后的鋼結(jié)構(gòu)機(jī)架，表面需要進(jìn)行噴丸處理，消 除焊接應(yīng)力，清除焊接應(yīng)力，清除焊劑焊渣

27、，達(dá)到噴漆前的要求。所有結(jié)構(gòu)件外表面 噴涂四層專用防銹氧樹脂漆。第一層采用富鋅底漆，具有良好的防銹防蝕功能；第二 層采用云鐵中間漆，以增強(qiáng)漆膜間的附著力和漆膜彈性；最后兩層為環(huán)氧樹脂面漆， 具有抗氧化、不褪色，漆膜厚，附著力強(qiáng)，耐沖擊的優(yōu)良性能。 2.2.2 載車板部分載車板部分 載車板分為上載車板和下載車板兩種，工作時分別做不同的運(yùn)動。上載車板工作時 做垂直升降運(yùn)動；下載車板工作時做水平橫向運(yùn)動。上、下載車板的主體結(jié)構(gòu)相似， 都是采用螺栓將左右兩條縱向邊梁以及前后兩條橫梁連接成矩形框架，上面鋪設(shè)由相 互咬合的波紋板構(gòu)成的面板。載車板組裝前，需要對其組件進(jìn)行不同的表面處理，使 載車板經(jīng)久耐用。

28、載車板是停車設(shè)備通用的組合構(gòu)件，因此要求通用性、互換性好， 并且結(jié)構(gòu)工藝應(yīng)滿足批量生產(chǎn)和便于裝配的需要。 載車板實際使用中要承受運(yùn)動、載荷和撞擊，因此在其設(shè)計上采用了彈性體設(shè)計原 理和預(yù)應(yīng)力設(shè)計方法，保證其結(jié)構(gòu)具有承載力大，泊車穩(wěn)定，無加載噪聲的特點。 載車板的面板是由冷軋鍍鋅波紋鋼板拼裝而成，其表面平整無縫隙， 防銹防蝕不 漏水，外形美觀。面板在載車板上安裝后，其橫截面呈微拱形， 雨水或車輛漏油可沿 拱形表面流入載車板邊梁的水槽中，不會污染下層停放的車輛。面板組件上裝有消除 加載噪聲的裝置，車輛進(jìn)入時，車輛的撞擊和碾壓不會發(fā)出金屬摩擦的刺耳噪聲。面 板上設(shè)置了可調(diào)節(jié)的汽車定位機(jī)構(gòu)，能使汽車在

29、載車板上保持正確的停車位置，不會 因外界環(huán)境影響，發(fā)生位移。 2.2.2.1 上載車板上載車板 上載車板是設(shè)備中的重要部件，關(guān)系到設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。從設(shè)備運(yùn)行安 全角度考慮，我們在上載車板設(shè)置了雙重掛鉤裝置：在其前部設(shè)置了掛鉤保護(hù)裝置， 當(dāng)提升鋼絲繩條意外斷開時起安全保護(hù)作用：在其后部設(shè)置了自鎖型的防墜落掛鉤裝 置，用于防止上層車輛長期存放時出現(xiàn)緩慢下落現(xiàn)象，起到安全保障作用。 自鎖型的防墜落掛鉤裝置的設(shè)計采用了機(jī)電結(jié)合連鎖控制的方式。當(dāng)上載車板上升 到位時， 由機(jī)械結(jié)構(gòu)自動鎖住，限制上載車板的下降動作。當(dāng)上載車板需要下降時， 通過控制電磁鐵打開機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)，使上載車板順利下行。鎖緊機(jī)

30、構(gòu)是對稱分布在上 載車板的后部，兩套機(jī)構(gòu)必須同時動作。如果這一動作失誤，上載車板不能順利下降 而產(chǎn)生傾斜，將造成摔車事故。所以防墜落裝置的設(shè)計制造是關(guān)鍵性技術(shù)。另外，采 用了雙電磁鐵控制，提供了操作的可靠性。根據(jù)使用要求，與電磁鐵廠家合作設(shè)計制 造了專用牽引電磁鐵，其推桿可以自動復(fù)位，并具有大推力、大行程的特點。該電磁 鐵還具有自整流功能，通過整流將輸入的220V交流電源轉(zhuǎn)換為直流200V， 降低了元件 工作時的噪聲。 我們在設(shè)計時將上載車板的前起吊點后置了1-1.s米，上載車板前吊點采用后置式 設(shè)計，擴(kuò)大了車位進(jìn)、出口的寬度和轉(zhuǎn)彎范圍，最大限度地減少了泊車障礙，方便車 輛進(jìn)出，并且有效降低了

31、對車庫行車通道寬度的要求，提高了設(shè)備的適應(yīng)性。上載車 板安裝后整體后傾0.3，使板面不會存留雨水，適于露天使用。 2.2.2.2 下載車板下載車板 下載車板做水平移動，給上載車板的下降讓出空位。下載車板的水平移動是由電 機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)和一根長傳動軸驅(qū)動載車板下面的兩個驅(qū)動輪來實現(xiàn)的。長傳動軸的軸 線要與電機(jī)的輸入軸保持一定的同軸度，否則會降低電機(jī)的有效功率，出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不靈 活甚至卡死現(xiàn)象。所以在設(shè)計時應(yīng)對與安裝傳動件相關(guān)的基準(zhǔn)面給出精度要求。 為了簡化加工，提高安裝精度，同時采用了4個聯(lián)軸節(jié)。安裝時通過調(diào)整聯(lián)軸節(jié)來 消除加工和連接產(chǎn)生的誤差，這樣即可以滿足運(yùn)動要求，又可以降低加工精度。 2.2.3

32、 傳動系統(tǒng)設(shè)計傳動系統(tǒng)設(shè)計 傳動系統(tǒng)分為升降傳動機(jī)構(gòu)、橫移傳動機(jī)構(gòu)。 2.2.3.1 升降傳動系統(tǒng)升降傳動系統(tǒng) 每塊上載車板都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鋼絲繩傳動組合的傳動系統(tǒng)。電機(jī) 順時針旋轉(zhuǎn)時,載車板上升,電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)時,載車板下降。根據(jù)載車板及車重確定鋼 絲繩條所需的傳動力。根據(jù)傳動力及載車板的移動速度確定電機(jī)功率。根據(jù)車身高度 確定上下載車板間的距離,根據(jù)這個距離確定鋼絲繩條的長度,最后根據(jù)傳動力確定鏈 輪大小,鏈節(jié)形狀及大小。 大多數(shù)停車設(shè)備車板的升降牽引基本采用三種模式之一：鋼絲繩十滑輪式；套筒 滾子鏈(片式關(guān)節(jié)鏈)+鏈輪式；起重專用環(huán)形鏈條+鏈輪式.經(jīng)過分析比較。選中鋼絲繩 十

33、滑輪式模式。 優(yōu)點： 采用鋼絲繩+滑輪式作為停車板的提升形式的優(yōu)點是安裝比較方便，不需要考慮鏈 式安裝過程中的鏈扭轉(zhuǎn)或鏈纏繞。 鋼絲繩 + 滑輪式對于滑輪出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象的適應(yīng)性強(qiáng)。 從成本上考慮，鋼絲繩+滑輪式成本最低。 缺點： 鋼絲繩靠本身的表面細(xì)繩紋路和滑輪的間摩擦來確保車板提升和降落時的不打滑。 但隨著時間推移，紋路的磨損和導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動的不靈活將使滑動摩擦現(xiàn)象發(fā)生。 鋼絲繩的承載能力是比較差的。隨著時間的推移，鋼絲繩本身會發(fā)生拉長的現(xiàn)象， 這樣會導(dǎo)致車板的傾斜而產(chǎn)生一系列的安全問題。 鋼絲繩的使用壽命也是其缺陷之一，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ITS)規(guī)定車庫類提升鋼 絲繩每5年應(yīng)更換一次，這也給車庫使

34、用和維護(hù)帶來了額外的負(fù)擔(dān)。 滑輪采用YHH滑輪，YHH滑輪屬優(yōu)質(zhì)鋼板成形的滑輪系列，是鑄鐵、煉鋼等滑輪之 更新?lián)Q代產(chǎn)品。具有外觀美、重量輕、剛度強(qiáng)、耐磨損等優(yōu)點，能根據(jù)不同工況條件， 確?；喌某休d能力及使用壽命?；喿畲蟪休d80t，最長壽命10年，允許斜5，是 船運(yùn)、水利、建筑、起重等行業(yè)的理想配套產(chǎn)品。 圖 2-1 上載車板升降原理圖 2.2.3.2 橫移傳動系統(tǒng)橫移傳動系統(tǒng) 每塊下載車板后部都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)傳動系統(tǒng),藏于載車板內(nèi)。在下載 車板底部裝有四只鋼輪,可以在導(dǎo)軌上行走,其中兩只為主動輪,裝于長傳動軸兩端,另 兩只為獨(dú)立安裝的從動輪。電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動長傳動軸運(yùn)轉(zhuǎn),長傳動軸上

35、的主動鋼輪在導(dǎo) 軌上滾動行走從而使下載車板作橫向平移運(yùn)動。 圖2-2 下載車板橫移原理圖 2.2.3.3 傳動鋼絲繩系統(tǒng)傳動鋼絲繩系統(tǒng) 傳動鋼絲繩系統(tǒng)包括：用于提升上載車板的兩條提升繩。電機(jī)的運(yùn)動輸出通過提升 鋼絲繩傳遞到上載車板，實現(xiàn)上載車板的升降。 在平衡繩的設(shè)計上， 日本的同類產(chǎn)品采用特制的鋼絲繩。根據(jù)我國的繩條市場供 應(yīng)情況，我們在充分考慮保證使用安全性的前提下，采用了標(biāo)準(zhǔn)板鏈。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)板鏈 的形狀設(shè)計了防斷鏈裝置的壓輪的形狀，選擇尼龍作為壓輪材料，使防斷鏈裝置在板 鏈上不產(chǎn)生振動，因而上載車板的運(yùn)動變得平穩(wěn)、無噪聲。采用標(biāo)準(zhǔn)板繩的另一優(yōu)點 是降低了制造成本且易于訂購。 在提升鋼絲繩的

36、連接上，通過對設(shè)備實際工況的分析，采取了結(jié)構(gòu)受力的優(yōu)化設(shè) 計。當(dāng)設(shè)備在短時間內(nèi)(1-5小時)工作時，上載車板的載荷由提升鏈承受，此狀態(tài)下存 取車輛動作平穩(wěn)、無沖擊；當(dāng)設(shè)備停放較長時間(超過5小時)不工作時，上載車板的載 荷轉(zhuǎn)為由機(jī)架承受，減少了提升鏈的受力疲勞，使設(shè)備更加安全可靠。 為降低鋼絲繩與卷筒或滑輪間的摩擦磨損，應(yīng)定期涂抹潤滑劑保護(hù)。 2.2.4 控制系統(tǒng)設(shè)計控制系統(tǒng)設(shè)計 兩層升降橫移式停車設(shè)備存取車輛的過程是自動進(jìn)行的。取車時，只要按動控制盤 上與存放自己車輛的載車板號碼相同的按鈕，載車板就會自動運(yùn)行并停止在出車位上。 在設(shè)備入口處安裝有一對光電開關(guān)，機(jī)架上裝有警示燈和蜂鳴器。當(dāng)車輛

37、入庫時，警 示燈發(fā)出閃光， 同時蜂鳴器發(fā)出蜂鳴信號提醒過往行人及車輛注意安全。汽車入庫時， 如果車輛沒有停到位或車身超長，警示燈和蜂鳴器會同時示警，提醒司機(jī)注意。 在機(jī)架的兩側(cè)各裝有一個紅色急停開關(guān)。設(shè)備運(yùn)行中，如果出現(xiàn)不安全因素，只要 按下任意一側(cè)的紅色急停開關(guān)，整個設(shè)備就會立即停止運(yùn)動。當(dāng)故障排除后，釋放急 停開關(guān)，設(shè)備即可恢復(fù)正常運(yùn)行。在電氣控制方面，對電機(jī)設(shè)置了過載保護(hù)功能。當(dāng) 電機(jī)發(fā)生過載或過熱時，安全保護(hù)開關(guān)自動跳起，避免電機(jī)長時間處在過載或過熱狀 態(tài)，從而保護(hù)了電機(jī)。 車庫的運(yùn)行是采用先進(jìn)的PLC控制，利用預(yù)先編好的程序，可以實現(xiàn)自動運(yùn)行。并 可以根據(jù)使用要求，方便地調(diào)整運(yùn)行參數(shù)

38、。 1.中央控制單元：電控系統(tǒng)的中央控制器采用了法國施耐德公司生產(chǎn)的TSX-37系列 PLC(可編程控制器)。此類PLC大量用于建筑機(jī)械、起重機(jī)械設(shè)備中，有著十分可靠的 工作特性。同時這種PLC體積非常精小、運(yùn)算速度極快、功能極易擴(kuò)展，方便現(xiàn)場安裝 和設(shè)備的功能擴(kuò)展，因此十分適合在立體車庫中作為中央控制單元使用。 2.檢測單元：為了使立體車庫在使用中更加安全、便捷，以及提供設(shè)備良好的可維 護(hù)性，我選用了施耐德公司生產(chǎn)的光電開關(guān)、接近開關(guān)、限位開關(guān)等器件。當(dāng)有車輛 進(jìn)入車庫時，整個系統(tǒng)會通過安裝在車庫不同部位的檢測裝置對車輛的入庫狀態(tài)進(jìn)行 監(jiān)控，并為駕駛員提供明確的提示，以保證車輛和人員的絕對安

39、全。如果車輛進(jìn)入不 到位或不準(zhǔn)確，系統(tǒng)會及時提示駕駛員并幫助駕駛員將車輛調(diào)整到理想的位置上。遇 到車輛超長的情況，系統(tǒng)會不斷發(fā)出警告。當(dāng)用戶取車離庫時，系統(tǒng)的檢測裝置會時 刻監(jiān)控用戶的位置。當(dāng)系統(tǒng)檢測到用戶處在可能會發(fā)生危險的位置時，會立即停止動 作并提示用戶到安全位置進(jìn)行下一步的操作。 3.現(xiàn)場操作單元：在每組車庫的一側(cè)立柱上都設(shè)有用于操作車庫的人機(jī)界面一控制 盤。通過在控盤中選取對應(yīng)車位，用戶就可以方便快捷地將自己的車輛取走。 4. 機(jī)電保護(hù)單元：由于立體停車設(shè)備采用雙層結(jié)構(gòu)，為保護(hù)上、下層車輛的安全， 專門設(shè)計了機(jī)械自鎖和電動解鎖的保護(hù)裝置，從而確保了車輛和人員的絕對安全。系 統(tǒng)的動力電

40、部分，依據(jù)電源功率等級采用了法國施耐德公司生產(chǎn)的漏電斷路保護(hù)器， 從而有效地進(jìn)行過載、漏電、短路保護(hù)，保證電氣電路的安全運(yùn)行。通過使用施耐德 電機(jī)保護(hù)器，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，使庫中的車輛在移動時萬無一失，也可大大提高車 庫的使用壽命，降低維護(hù)成本。 5.通訊單元：當(dāng)停車場根據(jù)實際平面布局需要，形成多組車庫設(shè)備單元并聯(lián)時，為 了實現(xiàn)統(tǒng)一、智能化控制，必須建立高效可靠的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。對這類系統(tǒng)，我們采 用了時下最為可靠和高效的現(xiàn)場總線形式，構(gòu)成通訊網(wǎng)絡(luò)。采用施耐德MODBUS現(xiàn)場總 線技術(shù)作為通訊協(xié)議。這種現(xiàn)場總線安全、高速，它被廣泛的應(yīng)用于各類工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn) 場。 6.在線監(jiān)控單元：有了MODBUS現(xiàn)

41、場總線作為橋梁，我們可以在監(jiān)控室里通過電腦對 車庫的工作情況進(jìn)行在線監(jiān)控。車輛的入庫出庫、報警信息、車庫設(shè)備故障信息等， 都可以從計算機(jī)屏幕上清楚地看到。通過監(jiān)控室的計算機(jī)，可以對每日車庫的工作狀 態(tài)進(jìn)行歷史紀(jì)錄，進(jìn)行科學(xué)的管理。 2.2.5 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)有兩種設(shè)置方式口一種是按鈕方式。采用按鈕操作，經(jīng)久耐用，適用于公 共車位的使用：另一種為磁卡方式。一車一卡，適用于密碼控制的專用車位使用和樓 宇管理。使用磁卡存取車輛，能夠使操作設(shè)備的過程變得簡單。存取車時，只需將磁 卡插入讀卡機(jī)中，用戶的專用車位就會自動停在可以出入車輛的位置。磁卡可以具有 多種功能，除了存儲車位密碼外，還可以

42、用于存車收費(fèi)、大樓管理的其它項目收費(fèi)等。 在控制程序中，我們設(shè)計了自動和手動兩套操作方式，自動方式用于正常運(yùn)行， 手動方式用于調(diào)試檢修和應(yīng)急處理。 2.2.6 停電應(yīng)急裝置停電應(yīng)急裝置 車庫設(shè)置了停電應(yīng)急裝置。平時將該裝置接在總監(jiān)控室的電路上，停電時將其切換 到需要做緊急處理的電控柜相應(yīng)接口上，車庫的控制系統(tǒng)即可正常工作。配合機(jī)動型 電機(jī)和手動開啟電機(jī)抱閘裝置，有兩名工作人員即可很快解決停電時的取車問題。 2.3 PLC 控制控制 2.3.1 設(shè)備運(yùn)行工況設(shè)備運(yùn)行工況 我們研制開發(fā)的二層升降平移式立體停車設(shè)備，其基本型為上下兩層共5車位。在 實際應(yīng)用時，可根據(jù)場地大小將一套設(shè)備配置成比較經(jīng)濟(jì)的

43、9至17車位?；拘偷纳蠈?有3個可升降的載車板，下層有2個可橫向移動的載車板，其工作流程如圖2-4所示。 圖2-3 工作流程圖 圖2- 5所示為基本型5車位車庫的某一工作狀態(tài)，當(dāng)用戶選中1號上載車板存車時， 1號上載車板應(yīng)從二層下降到一層處于待車狀態(tài)。在1號上載車板下降前，3號上升到二 層，之后一層的4, 5號載車板會根據(jù)控制系統(tǒng)的指令由橫移電機(jī)驅(qū)動自動右移，將1號 上載車板下部的位置空出。一層的4, 5號載車板右移到位后，行程開關(guān)發(fā)出到位信號， PLC控制系統(tǒng)給升降電機(jī)傳動系統(tǒng)發(fā)出指令，升降電機(jī)傳動傳動系統(tǒng)運(yùn)行，使1號載車 板下降著陸。當(dāng)1號載車板著陸到位后，下限行程開關(guān)發(fā)出到位信號，PL

44、C控制系統(tǒng)指 令升降電機(jī)傳動系統(tǒng)停止運(yùn)行。至此車位自動調(diào)配過程結(jié)束，此時用戶可將車輛存入 車庫內(nèi)。 圖2-4 工作狀態(tài)圖 2.3.2 PLC 控制系統(tǒng)的構(gòu)成控制系統(tǒng)的構(gòu)成 設(shè)備使用時涉及到人身和車輛的安全，而且使用的環(huán)境可能是室外露天，所以對設(shè) 備的安全性和可靠性要求很高。為此，我們對將采用的控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析對 比?？删幊炭刂破?PLC)是由工業(yè)微型計算機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、保護(hù)及抗干擾隔離電 路等構(gòu)成的微機(jī)控制裝置，具有順序、周期性工作的特征，從應(yīng)用角度看可編程控制 器具有如下特點： 1)可靠性高：由于可編程控制器的輸入/輸出端口均采用繼電器或光電偶合器件， 采取了隔離和抗干擾措施，使

45、其具有很高的抗干擾能力，因而能在惡劣環(huán)境下可靠工 作； 2)體積?。河捎谠谥圃鞎r采用了大規(guī)模集成電路和微處理器，用軟件編程代替了 硬連線，便于安裝，實現(xiàn)了小型化； 3)通用性好：由于可編程控制器采用模塊化結(jié)構(gòu)，一般有CPU模塊、電源模塊、 PID模塊、模擬輸入和輸出模塊等，可以用這些模塊靈活的組成各種不同的控制系統(tǒng)， 對不同的控制系統(tǒng)，只需選取不同的模塊即可，因而具有很好的適用性； 4)使用方便：對于不同的控制系統(tǒng)，當(dāng)硬件結(jié)構(gòu)選定后，如果輸入/輸出作很小的 變動時，只需修改相應(yīng)程序即可，無需對系統(tǒng)連線做較大的修改，減少了現(xiàn)場調(diào)試的 工作量，使用起來靈活方便。基 于 可 編程控制器的上述優(yōu)點能夠

46、適應(yīng)和滿足立體車 庫高性能的使用要求，所以我們確定該車庫控制系統(tǒng)采用PLC.車庫控制系統(tǒng)是由操作 單元、控制單元、工作狀態(tài)顯示系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。系統(tǒng)硬件構(gòu)成 如圖2-6所示。 圖2-5 系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖 該設(shè)備的操作控制系統(tǒng)分為手動操作運(yùn)行系統(tǒng)和自動操作運(yùn)行系統(tǒng)。手動操作運(yùn) 行系統(tǒng)是專用于車庫設(shè)備的安裝調(diào)試和使用中的故障處理；自動操作運(yùn)行系統(tǒng)是設(shè)備 正常工作時使用的，這兩套系統(tǒng)能夠互鎖。在使用時，用戶只需在操作面板上選擇與 載車板編號相同的按鈕按下，該載車板便會自動運(yùn)行并達(dá)到出入車的位置。 控制單元是該系統(tǒng)的核心，控制系統(tǒng)由操作面板、PLC主機(jī)、現(xiàn)場傳感器及執(zhí)行機(jī) 構(gòu)組成，實現(xiàn)了

47、PLC與現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。本設(shè)備的PLC主機(jī)采用TSX-3710，可以控 制64個開關(guān)量工/0點，提供14K的用戶邏輯存儲區(qū)，其掃描速度為3ms/Kb，很好地滿足 了使用要求。PLC用內(nèi)部的半導(dǎo)體元件取代大量的有接點電器，僅需修改控制程序，就 可方便的改變系統(tǒng)的控制方式。PLC讀取輸入模塊采集的現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)信息，經(jīng)CPU進(jìn) 行數(shù)據(jù)處理，所得出的運(yùn)算結(jié)果通過輸出模塊去控制現(xiàn)場相應(yīng)的設(shè)備，從而實現(xiàn)車庫 的自動控制。這樣一來有效地降低了設(shè)備故障率，簡化了控制系統(tǒng)，因而提高了設(shè)備 使用的安全性和可靠性。 數(shù)字量T/O模塊用于接受現(xiàn)場開關(guān)量信號，將其反饋至PLC；亦執(zhí)行PLC的輸出指令， 直接驅(qū)動接觸

48、器線圈或聲光設(shè)備。 所采用的PL7M工CRO離線/在線支持軟件具有很強(qiáng)的計算及智能化功能，有助于設(shè) 計人員開發(fā)出高性能的控制系統(tǒng)，它具有繼電器控制功能、四則運(yùn)算功能和數(shù)據(jù)傳輸 等功能。 2.3.3 程序設(shè)計程序設(shè)計 根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行控制要求，用戶應(yīng)用程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，由手動模塊、主控模塊、 優(yōu)化判斷模塊、邏輯輸入輸出模塊、故障處理模塊等組成。在PL7M工CRO編程軟件的支 持下，以梯形圖邏輯語言編寫。為提高系統(tǒng)操作可靠性，避免誤操作或人為造成的執(zhí) 行機(jī)構(gòu)故障，該系統(tǒng)增加了視頻監(jiān)視系統(tǒng)。在監(jiān)控室可以觀察到所有設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況， 及時發(fā)現(xiàn)并處理緊急事故。系統(tǒng)應(yīng)用的程序框圖如圖2-7所示。程序設(shè)計方案如

49、下： 1)初始化程序系統(tǒng)上電，然后對系統(tǒng)所有的電氣設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行自檢，使之各 個控制點和設(shè)備返回到系統(tǒng)的初始位置。 2)主控制程序在系統(tǒng)初始化完成后，系統(tǒng)進(jìn)入主控模塊。按照進(jìn)車優(yōu)先的原則，將 最多的車位保持在進(jìn)車位置。每個載車板運(yùn)動之前，需要先判斷目的地是否有空位， 有空位才可以動作，前后動作互鎖。判斷是否有空位是根據(jù)橫移電機(jī)所對應(yīng)的到位行 程開關(guān)動作信息來確定的。液壓升降系統(tǒng)啟、停動作也是根據(jù)相應(yīng)的到位行程開關(guān)來 確定。當(dāng)多輛車同時存取時，要由優(yōu)化控制模塊進(jìn)行判斷，以完成動作最近的優(yōu)先。 3)故障報警程序故障報警程序能夠?qū)崟r地采集設(shè)備異常信息，及時發(fā)出聲光報警信 號，提醒司機(jī)和管理人員講

50、行處理。若在程序執(zhí)行過程中，有人、物侵入車庫空間或 車輛超長，系統(tǒng)進(jìn)入故障處理程序。PLC將按照閉鎖關(guān)系停止設(shè)備運(yùn)行，并切入手動處 理程序，要求人工干預(yù)。該 程序 完整而高效的完成了二層升降平移式設(shè)備全部動作， 具有安全可靠性。完全達(dá)到了作為民用機(jī)電一體化設(shè)備所應(yīng)具備的條件，充分發(fā)揮了 它的作用。 采用PLC組成的立體車庫控制系統(tǒng)具有較高的自動化程度，尤其是當(dāng)串聯(lián)車位較多 時，可實現(xiàn)車位的自動調(diào)配，滿足了車庫設(shè)備的控制功能與使用性能的要求。 圖2-6 應(yīng)用程序框圖 我們對設(shè)備的調(diào)試運(yùn)行結(jié)果表明：該控制系統(tǒng)實現(xiàn)了設(shè)計目標(biāo)，功能完善，運(yùn)行穩(wěn) 定可靠，性能價格比較好，非常適合于在多層多車位類型的車庫

51、設(shè)備中使用。 2.4 車庫車庫的設(shè)計條件的設(shè)計條件 2.4.1 對土建要求對土建要求 1） 升降橫移停車庫要求地平粉光誤差 5mm。 2） 對樓板要求為活動載荷 8kpa 左右。 3） 停車樓板面應(yīng)采用強(qiáng)度大、易清潔的不燃材料并具有耐磨、耐水、耐油和防護(hù) 的功能。 2.4.2 對電氣要求對電氣要求 1） 采用雙路供電； 2） 停車庫設(shè)置事故照明和疏散指示標(biāo)志。 2.4.3 對消防要求對消防要求 1） 升降橫移類停車庫應(yīng)設(shè)置防火墻或防火隔墻進(jìn)行分離； 2） 設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)火。 2.4.4 對排水要求對排水要求 為保證停車庫內(nèi)部及下部不積水，配置完善有效的排水設(shè)施。并設(shè)集水坑、地漏 或其他方

52、式，以保證底坑干燥。 2.5 安全防護(hù)設(shè)計安全防護(hù)設(shè)計 車庫設(shè)備承載的是價值昂貴的汽車，為此設(shè)計時充分考慮了設(shè)備各種運(yùn)行狀態(tài)下的 安全保障措施。 1.停車位置保護(hù)：在機(jī)架的前立柱的適當(dāng)位置上設(shè)置一對光電開關(guān)，實現(xiàn)泊車位置 前端越界檢測。在每個載車板上設(shè)置可調(diào)整的機(jī)械阻車裝置，實現(xiàn)泊車位置后端越界 檢測。將光電開關(guān)的信號與聲光電報警裝置相連，當(dāng)泊車時發(fā)生位置前端越界時，設(shè) 備上的報警指示燈閃爍，蜂鳴器鳴叫，提示司機(jī)修正位置。 2.車輛出入庫保護(hù)：車輛出入車庫設(shè)備時，需要發(fā)出警示，使其鄰近的人員和行駛 車輛避讓，并且車輛出入車庫時，設(shè)備不能運(yùn)行。采用光電檢測、聲光報警裝置，實 現(xiàn)車輛出入庫全程警示

53、，同時鎖住操作鍵盤，避免其他人員操作使用。 3.車輛超長保護(hù)：泊車時，若誤將超大型車輛停入設(shè)備中，會造成車輛和設(shè)備的損 壞事故，所以設(shè)備必須能夠識別誤停的超大型車輛。采用光電檢測、聲光報警裝置， 實現(xiàn)車輛超長識別，并提示司機(jī)和車庫管理人員使超長車輛離開，當(dāng)超長車輛離開后， 聲光報警裝置停止工作。 4.車輛超重保護(hù)：車庫設(shè)備應(yīng)對超出額定載荷的車輛進(jìn)行識別。產(chǎn)生超重車輛的原 因一般有兩個：大型車超重，適停車輛超重。通常來說，超重很難直觀確定，管理者 也不能檢查客戶汽車，采用電機(jī)系統(tǒng)做上載車板的提升驅(qū)動，可以利用電機(jī)過載自動 卸荷功能，實現(xiàn)車輛超重時對車和設(shè)備的保護(hù)。 5.防墜落裝置：在上載車板上設(shè)

54、置自鎖型的防墜落掛鉤裝置，用于防止上載車板的 墜落。選用上海麥迅科技有限公司FBZ-5 立體車庫防墜落保護(hù)裝置。其工作原理為： 保護(hù)裝置是由電磁鐵、吊勾、支架、開關(guān)等另件組成。電磁鐵自身帶有整流裝置及復(fù) 位機(jī)構(gòu)，當(dāng)接通電源時電磁鐵產(chǎn)生磁力，使銜鐵吸合同時將吊勾推出保護(hù)區(qū)域微動開 關(guān)接通發(fā)出信號，車板方能上下移動。當(dāng)電磁鐵斷電銜鐵自動復(fù)位，吊勾靠自身重量 回到起始位置的同時微動開關(guān)斷開，從而車板起到防墜落保護(hù)作用。 6.運(yùn)行安全保護(hù)：設(shè)備運(yùn)行過程中，給每一個動作都設(shè)置相應(yīng)的運(yùn)動時間，當(dāng)設(shè)備 運(yùn)行受阻或發(fā)生故障時，就不能在規(guī)定的時間內(nèi)完成動作，在可編程控制器的程序里 設(shè)置超時自動停機(jī)功能，并通過操

55、作屏提示管理者處理故障。電機(jī)過載自動保護(hù)功能， 也是設(shè)備運(yùn)行的一種安全保護(hù)。 7.電路安全保護(hù)：設(shè)置電機(jī)缺相、錯項、過載保護(hù)，線路漏電、短路、欠壓、過壓 保護(hù)，防觸電接地保護(hù)。 8.意外安全保護(hù)：設(shè)置緊急報警停機(jī)開關(guān)，用于設(shè)備運(yùn)行過程中發(fā)生意外情況時， 按下緊急停止按鈕，使設(shè)備斷電，原位停止，待車庫管理員處理故障，清除故障后， 由車庫管理員用手動操作程序?qū)⒃O(shè)備復(fù)至零位，再轉(zhuǎn)換成自動程序繼續(xù)運(yùn)行。 3 立體停車設(shè)備設(shè)計計算立體停車設(shè)備設(shè)計計算 3.1 動力系統(tǒng)計算動力系統(tǒng)計算 動力系統(tǒng)分為兩部分：載車板橫移運(yùn)動的動力系統(tǒng)和載車板升降運(yùn)動的動力系統(tǒng)。 兩個系統(tǒng)分別采用電機(jī)和液壓系統(tǒng)作為動力源。 3

56、.1.1 橫移載車板動力系統(tǒng)計算橫移載車板動力系統(tǒng)計算 運(yùn)動原理如圖3-1機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖所示，電機(jī)減速機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動載車板行走 輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)載車板橫移運(yùn)動。 1軸承 2行走論 3-聯(lián)軸器 4-傳動軸 5-電機(jī) 圖3-1 下載車板機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 1)主要參數(shù)的確定 橫移運(yùn)動行程s=2400mm 橫移運(yùn)動時間t= 20s 橫移速度V，主要由設(shè)備運(yùn)行周期，周圍環(huán)境的安全性，載車運(yùn)行時的平穩(wěn)性等因 素確定。 2400 20 120 S T V （3.1） 行走輪直徑：由結(jié)構(gòu)尺寸及輪壓等因素決定，行走輪直徑確定為120mm. 橫移載車板自重=550kgf=5500NW下 載車板額定載荷=1800kgf

57、=18000NW車 2) 功率計算 電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速n計算：. 120 2280 0.4728.7min V RD r nr s （3.2） 其中：橫移速度V = 120 mm/s 行走輪直徑D=80mm 驅(qū)動力矩M計算： 由機(jī)械手冊1冊表1-1-7. 1-1-9. 1-1-10 9 行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的靜摩擦系數(shù)： 0.15u 靜 行走輪與鋼導(dǎo)數(shù)的滾動摩擦系數(shù)： 1 0.05u 滾動軸承的摩擦系數(shù)： 2 0.0015u 正壓力： 23000PWWN 下車 則 ： 起動驅(qū)動力矩： (3.3)23000 0.04 0.15138MPRUNM 起 行走驅(qū)動力矩： (3.4) 12 ()23000 0.0

58、4 (0.050.0015)47.38MPR uuNM 138 2.91 47.38 M M 起 電機(jī)功率計算： 9549 N M n 47.38 28.7 0.139 95499549 n M NKW 138 28.7 0.41 95499549 M n N 起 起 倍 0.41 2.88 0.142 N N 起 由于結(jié)構(gòu)緊湊，容納電機(jī)的空間狹小，選擇日本住友的電機(jī)減速機(jī)，其參數(shù)如下： 輸出扭矩： 2 50.7TNM 輸出轉(zhuǎn)速： 2 34.9minnr 功率 ： N =0 .4 kW 載車板的額定載荷是承載的最高上限，實際使用概率很小，通?？梢圆窜嚨能囕v的 重量都在1000kgf- 1600

59、kgf之間，這是由車型所決定的，所以功率不需留余量，選擇 0.2k W的電機(jī)比較經(jīng)濟(jì)。電機(jī)允許短時超載，靜摩擦引起的大起動阻力矩不會造成電 機(jī)損壞。 修正載車板的運(yùn)動參數(shù)： 載車板實際運(yùn)行速度： (3.5)80 34.98767146VDnmm s 實踏 載車板實際橫移時間： (3.6) 2400 16.5 146 s ts v 3.1.2 升降載車板的動力系統(tǒng)計算升降載車板的動力系統(tǒng)計算 工作原理如圖3-2所示，載車板兩側(cè)用平衡鋼絲繩繃緊并形成導(dǎo)向軌道，后端采用 兩條提升繩通過一個定滑輪轉(zhuǎn)向，由軸推動一個卷筒實現(xiàn)載車板的升降運(yùn)動，提升繩 采用鋼絲繩。 圖3-2 升降原理圖 1) 主要參數(shù)確定

60、 載車板升降速度： 上升時間 ：20ts 上 下降時間 ： 2530ts 下 行程 ：1900Smm 92.5 s Vmm s t 上 上 1850 20 1850 7461 2530 s Vmm s t 下 下 鋼絲繩受力分析：平衡繩承重約為提升載荷的1/4，上升時提升繩承載是提升載荷 的1/2。 升降載車板自重=7000NW上 升降載車板額定載荷=18000NW車 ：.平衡繩拉力： 1 (7000 18000)6250 4 P 平上車 1 （WW）= 4 提升繩拉力： 1 (7000 18000)12500 2 P 平上車 1 （WW）= 2 油缸推力 ： P=25000N 2) 繩長及其

61、強(qiáng)度計算 根據(jù)繩的拉力選擇繩條是提升系統(tǒng)中最重要的部分，對車庫設(shè)備的安全起著絕對 重要的作用。選用江蘇省泰州市正申工索具有限公司產(chǎn)品。其有足夠的裕量。 繩強(qiáng)度計算： 提升繩運(yùn)動速度0.6m/s，屬于低速繩傳動。由于載荷較大，靜強(qiáng)度占主要地V上 位，按靜強(qiáng)度計算比用疲勞強(qiáng)度計算要經(jīng)濟(jì)。 繩靜強(qiáng)度 (3.7) Q nn F 式中：繩極限拉伸載荷Q=86700N 有效圓周力 (3.8) 1000 t pd F V 設(shè)計功率： (3.9) A PdK P 機(jī)械手冊2,5 13-84頁表13-2-3查得，=1.2 A K 繩傳遞功率 (3.10) 333 1025000 92.5 10102.31(.)

62、PVKW N M S 繩升上 P (3.11) 3 10001000 2.772 0.03 92.5 10 t pd FN V 因而繩靜強(qiáng)度非常安全 (3.12) 6 86700 2.89 108 0.03 Q nn F 提升電機(jī)選用樂清市弘基電機(jī)，其參數(shù)如下： 功率 ： N =2 .2 kW 提升減速機(jī)選用廣州祺強(qiáng)CD-B型減速機(jī)。 3.1.3 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算 升降橫移式停車設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)部分主要由兩根前立柱、四根后立柱、兩個橫梁、 四條縱梁用螺栓連接構(gòu)成。機(jī)架結(jié)構(gòu)尺寸及型鋼尺寸，按功能要求及結(jié)構(gòu)要求已選定， 下面對主要部件進(jìn)行校核計算。 3.1.4 機(jī)架立柱穩(wěn)定性計算機(jī)架立柱穩(wěn)定性

63、計算 立柱是設(shè)備重量的重要承受件，為此進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 立柱亦屬等截面立柱，受壓靜力，立柱受力狀態(tài)簡化如圖3-3所示。為中心壓桿， 其穩(wěn)定條件為： (= 3) (3.14) c W P nn P w n 圖3-3 后立柱受力簡圖 圖3-4 后立柱Y-Y截面 1)立柱的截面特性 立柱截面尺寸如圖3-4 面積A=BH+bh =1.8x12.5+10.7x0.65=29.455 2 cm 其中：B=1.8cm,H=12.5cm,b=10.7cm,h=0.65cm； 慣性矩 (3.15) 3333 4 ()( )1.8 12.510.7 0.65 293 1212 y B Hb h Icm 其中：B=

64、1.8cm,H=12.5cm,b=10.7cm,h=0.65cm； 慣性半徑 (3.16) 293 3.15 29.455 y y I icm A 2)計算壓桿柔度 壓桿柔度 (3.17) max 2 200 127 3.15 ul i 其中： 壓桿全長1=200cm； 由機(jī)械手冊1,91-154頁表1-1-104查得：u=2,=2.467； 慣性半徑=3.15 min i y i 求壓桿柔度范圍值： 1 (3.18) 5 1 2 206 10 96 220 10 p E 其中： 彈性模量E=206； 2 10N cm 比例極限=220； p 22 10 N cm 求壓桿柔度范圍值 2 2 61.6 s a b 其中： 屈服極限=235x ； s 22 10 N cm 常數(shù)查機(jī)械手冊1,9 1-156頁表1-1-107, a=30400 N/cm2； b=112 N/cm2； 比較127,立柱屬于大柔度壓桿，按歐拉公式計算臨界載荷。 1 3)計算臨界載荷 臨界載荷（） (3.19) 5 min 22 206 10293 2.467372257 200 c EI p l N 其中 ： 立柱的工作載荷=37000N；p前 壓桿全長1=200cm； 慣性矩I= 293； min I 4 cm 彈性模量E=206； 52 10 N cm 由機(jī)械手冊1,91-15