《一种无避让可旋转立体停车库的仿真模型设计》-工学论文，工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

一种无避让可旋转立体停车库的仿真模型设计

范文

曹泰铭周桂宇

摘要：本装置主要对新型无避让可旋转立体停车库的慧鱼模型进行搭建、仿真，采用改进的平行四边形机构实现车位升降，在二层底盘上安装旋转装置，直接旋转车头方向，取车方便。并通过对关键结构进行动力分析得出结论，其设计具有合理性，实际投产后，占地面积小，适应路况多，减少停车时间，降低驾驶者取车难度。

Abstract： This device mainly constructs and simulates the hui fish model of the new rotating three-dimensional parking garage， adopts the improved parallelogram mechanism to realize the parking space lifting， installs the rotating device on the second floor chassis， directly rotates the direction of the locomotive， and takes the car conveniently. Through the dynamic analysis of the key structure， it is concluded that the design is reasonable. After the actual production， it will cover a small area， adapt to more road conditions， reduce the parking time and reduce the difficulty for drivers to get the car.

關键词：旋转立体停车库;慧鱼模型;动力分析

Key words： rotary three-dimensional parking garage;fish model;dynamic analysis

中图分类号：U491.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：1006-4311（2020）17-0137-02

1 ?立体车库的背景

停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通（车辆停放状态）问题，静态交通是相对于动态交通（车辆行驶状态）而存在的一种交通形态，二者相互联系，互相影响。

当前，我国许多大城市如北京、上海、深圳都开始大力发展机械式立体停车产业。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高80%-90%，如果采用地上多层（21层）立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。

目前常见的立体车库有升降横移类机械式，其缺点是每组设备必须留有至少一个空车位，链条牵动运行过程不具有防止倾斜坠落功能;垂直循环类机械式，设备结构复杂，没有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全措施和消防系统，相对比较故障率高;水平循环类机械式，可以省去进出车道，提建于狭长地形的地方，降低拉通风装置的费用，若多层重叠可为大型停车场。但因一般只有一个出入口，所以存取车时间较长。在停车设备的市场份额约占3-5%。

本次设计旨在解决现有停车普遍存在的问题，多数立体停车装置存在取车时车辆相互干扰的问题，本装置采用改进的平形四边形结构，相互取车不影响，并且第二层车具有可旋转功能，能方便进行车头调换，存取车方便快捷。

2 ?总体方案分析

本装置通过电机，齿轮齿条传动，达到将汽车旋转，提升目的，整体设计方案如图1所示。

设计方案里面的旋转底盘采用了齿轮系来解决问题，用于控制速度的变化，将齿轮与旋转盘用一根旋转轴固定，齿轮完全与旋转盘配合。当齿轮旋转时，旋转盘随之也跟着旋转。也同样利用轴分隔开了旋转盘和托盘的距离，为中间发动机以及其他零部件的配合创造了空间，在下托盘上增加电机驱动，电机上同轴固定旋转的齿轮，齿轮的模数等参数相同，在电机同轴上的齿轮采用的是小齿轮，固定于底盘的齿轮采用的是比较大的齿轮，为了保证汽车在地面上的稳定性，本次设计将旋转的时间定为10-20秒，若单纯的电机驱动，速度难以控制且过快，所以采用了小齿轮带动大齿轮的设计，这样有效的减缓了速度，再加上本次设计采用了TX控制器，也能更合理有效的控制电机的转速从而控制本次设计的旋转盘旋转的速度以及时间，并且旋转盘两侧加有两个幅度极低的斜坡，便于汽车的行驶，并且下托盘和旋转盘保持着一定的间隙，但是间隙非常的小，保证空间和成本的节省，旋转盘的设计第一是为了节省时间，第二是为了适应各种地形，特别是单行道路况。

3 ?创新点分析

本次设计设计的无避让转向停车装置运行过程中最大的两个特点就是无避让和可旋转以及其的一些内部构造。

第一点无避让，无避让及时在尽可能节省时间的情况下，不挪动另一辆车的情况下，实现本次设计汽车进出和挪动。

第二点可旋转功能。无避让转向停车装置底盘与齿轮固定在一起，当发动机启动带动齿轮系，带动齿轮系转动，底盘随之旋转，本次设计利用小齿轮与大齿轮的啮合，实现底盘旋转的速度控制，并且增加控制器，可以根据实际的停车情况进行顺时针转动或者逆时针转动。

假设本次设计停车位旁边的路是单行道单行道一般宽度为3.5米左右，车长一般为5米左右，若车停在车库中，车长远大于单行道的宽度，司机至少需要三次的倒车转向等各种操作来将车开出车库，并且经常会发生不必要擦挂。旋转功能达到帮车主节省停车的时间，减少一些不必要损失的发生，以及减少司机停车取车难度的目的。

第三点平行四边形结构，平行四边形对边长度相等，具有较强的稳定性，底盘固定的情况下平行四邊形两边同时运动，到达上平面平整且稳定的目的，平行四边形结构稳定性确保了机构能承载较大的力，保证了机构的稳定性与安全性。

4 ?立体车库运动分析及动力分析

4.1 运动分析

正运动学和逆运动学共同组成了运动学研究中的正反两个方面，联系紧密、相辅相成。只有同时具备了这两个方面的运动学方程表达式，才能完整的反映出来该装置的运动情况。正运动学就是在知道了各杆件运动状态的前提下，通过数学模型推算出来该装置的运动姿态。反之，逆运动就是在知道了该装置姿态的前提下，通过数学模型推算出来各杆件的运动状态。

下方平台的停车位可以供车辆自由停取存放，是一个独立的空间。旋转盘与托盘固定在在一起，支撑杆上固定齿条，太阳能微型马达驱动减速箱，减速箱与齿条啮合，控制电机往下运动，旋转盘在支撑杆的带动下缓慢往下降落，当下降到最底端时，触碰式按钮触发，装置自动停止运行，汽车可以正常驶入旋转盘上停放，并占据下方平台外的另一个车位。当处于狭小地形时，处于底端旋转盘可以根据当时的路况选择竖直或者横向变换旋转盘的方向，当汽车停车就绪后，旋转盘复位，启动开关，托盘承载着汽车缓慢上升，当达到限定高度时，触发开关，装置自动停止，完成停车任务。

4.2 动力学分析

动力学的分析不论是对该装置的仿真研究，还是实时控制都是具有重要作用的。它反映出了此装置的运动和力学特性之间存在的规律，对装置的传动方案具有重要的指导意义。动力学的研究中涉及多种物理量，用到的理论方法也更加深入，因此比运动学分析更加复杂。对停车装置局部零件用PROE受力分析，包括支撑杆受力分析图如图2a）所示、齿根受力分析图如图2b）所示，齿顶受力分析图如图2c）所示。

5 ?总结

通过对双层立体车库进行模型搭建，控制器控制实现双侧无避让可旋转立体车库，并对支撑杆、齿顶、齿根进行动力学分析，能达到城市用立体车库的标准，实现停车空间的纵向合理分布，提高单位土地面积的“车容率”。一个平面车位平均占地面积为27.5平方米至35平方米，而立体车位只需0.9平方米到7.5平方米，优势明显。

参考文献：

[1]彭婷，袁艳平，袁中原，曹晓玲.圆筒形地下立体停车库通风排烟形式的数值模拟研究[J].制冷与空调（四川），2020，34（01）：111-121.

[2]李旭红，潘欣宇，张泉东，王佳佳.基于环井式智能立体停车库的车位资源分配技术研究[J].价值工程，2019，38（19）：273-277.

[3]刘婷，郭可佳，刘阳.谈机械式立体停车库在P+R停车场建设中的运用——以北京通州北苑P+R立体停车库设计为例[J].价值工程，2017，36（22）：101-102.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。