基于太阳能供电的无避让式停车装置的设计

王团　曾育平　胡剑冰　袁斯宾　胡玮

【摘 要】立体停车装置适用于各种常规停车场地的扩容，能有效提高空间利用率、能量利用率。本文设计了一种无避让式立体双层停车装置，能有效解决现在立体停车设备倒车入库、停车、取车时间长和效率低下等问题，且底层车位所停放的车辆不影响上层车位的使用，上层车位的使用无需下层车位所停车辆做出避让。除此之外，该停车装置还增加了太阳能供电机构，太阳能电池板为停车位的顶棚，可随太阳的移动而在一定角度范围内转动，最大效率将太阳能转化为电能储存在蓄电池中，可为停在车位上的电动汽车充电。

【关键词】立体双层停车装置；无避让；移动回转升降式

中图分类号： S969.32 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）26-0001-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.26.001

Design of no avoidance parking device based on solar power supply

WANG Tuan ZENG Yu-ping HU Jian-bin YUAN Shi-bin HU Wei

（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Nanchang Institute of Technology，

Jiangxi Nanchang 330099，China）

【Abstract】The parking device is suitable for the expansion of parking spaces，and can effectively improve the utilization of space and energy.This paper designs a kind of non-avoidance stereoscopic double-deck parking device， which can effectively solve the problems of the existing stereoscopic parking equipment's long time and ineffective parking.The vehicles parked in the bottom parking space do not affect the use of the upper parking space，and the use of the upper parking space does not need avoidance of lower parking vehicle.In addition，the parking device also adds a solar power supply mechanism，solar panels as the roof of the parking space，can rotate in a certain angle range with the movement of the sun，the maximum efficiency of solar energy into electricity stored in the battery，which can be used for charging the parking electric vehicles.

【Key words】Stereo double deck parking device；No avoidance；Mobile rotary lifting

0 引言

随着社会经济与汽车市场的不断发展，停车位缺乏、停车拥挤困难的问题越来越突出[1-3]。因此，发展高效安全、空間利用率高、存取车方便快捷的机械式立体装置将势在必行[4-5]，无避让立体停车装置即属于其中的一种。文中所介绍的无避让式立体双层停车装置主要由六部分组成：移动部分、回转部分、升降部分、构架结构部分、安全防护部分和太阳能供电部分等组成。存车者将预停入上层车位的汽车驶入提前落下的载车板，按存车按钮，汽车随载车板经过举升、回转和平移运动之后实现车辆停放，存车过程即完成，取车过程与存车过程运动相反。

1 无避让立体双层停车装置的工作原理

下面结合图1，对本文设计的新型停车装置进行介绍，无避让立体停车装置，其主要结构包括立于地面停车位空间上的载车板、回转平台、移动机构、升降机构、安全防护机构、电机和太阳能板等组成。载车板位于升降机构的起落架上，在升降机构的底部固定有回转机构，该回转机构由电机驱动可使载车板90°旋转，在载车板的两内侧的两齿轮与齿条刚好啮合，齿轮与电机连接，由此构成移动机构，移动机构能使载车板进出车库。安全防护机构的作用是支撑停车时的载车板，防止其因长时间的车辆停放而变形卡死。当用户停车时，将车辆停到载车板上，在操作面板上选择存车，装置开始运行。首先升降机构将车辆抬升到固定高度，随后回转机构将载车板旋转至地面停车位斜上方，移动机构将载车板送至地面停车位的正上方，至此车辆存放完成。用取车时，在操作面板上选择“取车”按钮，此时装置运动方向的顺序与停车相反。

2 无避让式立体双层停车装置的结构设计

2.1 移动机构

移动机构采用齿轮齿条传动装置实现移动，齿条安装在载车板内侧面，电机安装在载车板下表面，直接与齿轮连接。该装置传动力强，摩擦损失小，传动效率高，具有良好的移动精度，可实现精密的直线驱动，可实现长距离驱动。因此齿轮齿条传动装置适合驱动载车板的平移。

2.2 回转机构

当升降系统把载车板升到与上层车库滑道平齐时，需将载车板逆时针旋转90度。液压回转马达虽然体积小重量轻，但由于成本高，后期维护复杂。涡轮蜗杆齿轮传动传动比精确，运动平稳，能承受较大的载荷和倾覆力矩。所以回转机构选择蜗轮蜗杆传动。回转机构主要由电动机，涡轮蜗杆，支承柱组成。其中回转支承结构下端套有涡轮，同时可以和需要回转的部件固定，回转支承最下端与轴承相接，固定在底座上。回转支承不仅可以承受较大的倾覆力矩，还可以承受较大的轴向力。

回转机构传动采用蜗轮蜗杆传动，电动机带动蜗杆与蜗轮啮合，蜗杆带动回转支承转动从而对立柱进行转动。采用蜗轮蜗杆传动是因为电动机转速过高，要求减速比很大。电动机通过该方式传动能很好地实现减速，使回转过程更加平稳。

2.3 升降机构

停车库的升降装置是停车库进行存车取车作业的直接工作机构。升降机构是保证停车库能够完成存取任务的最重要组成部分之一。升降工作装置主要由起落架、丝杆、载车板组成。丝杆驱动起落架升降以满足工作需要，起落架是直接承载汽车和载车板重量的支撑构架，其中一端安装于丝杆上，载车板可随丝杆上下滑行，另一端衔接载车板，这样就可以实现停车库的升降功能。

2.4 安全防护机构及承重构架机构

安全防护机构及承重构架机构统称为保险机构，保险机构分为滑行保险与承重保险两部分，滑行保险用于防止载车板在旋转时车辆发生滑动，承重保险可以对已停放车辆的载车板进行稳固，防止其变型及车辆的意外跌落。

滑行保险位于载车板上，采用凹槽形的载车板，也可以增大摩擦，还有轮胎限位槽，当车辆开到限位槽后，可防止汽车前后滑动。在载车板靠近边缘位置装有红外线感应器，当车辆停放太靠近载车板边缘时会发出警报，让驾驶员重新停放，能有效防止车辆从载车板的侧边滑落。

承重保险由两个立柱和一根横轴梁构成，立柱上嵌有轴承，横轴穿过轴承，刚好位于载车板下方，不仅有利于载车板平移时的滑动，还可以防止载车板在长期存车状态下变形卡死。

3 太阳能供电机构

以目前的汽车发展趋势来看，新能源电动汽车必定是未来汽车的主流，因此，该停车装置增加了太阳能供电机构，太阳能电池板为停车位的顶棚，且太阳能电池板可随太阳的移动而在一定角度范围内转动，最大效率将太阳能转化为电能储存在蓄电池中，之后可通过汽车充电桩为电动汽车充电。

4 无避让立体双层停车装置与其他类型立体停车库的比较

无避让式立体双层停车装置相对于其他同类产品的优势如下：

（1）停车无须避让，存取车更快捷

上层载车板外移转动90度后载车板降至地面，存取的车辆可直接驶入（出），无须倒车，地面停车位与日常停车相同，没有传统立体停车装置中起吊钢绳或链条造成的人为“窄门”，为新手顺利停车提供便利。

（2）可靠的安全性能

升降装置采用丝杆机构，确保上层载车板在任何时候不会因为快坠而发生伤人毁车的事故，在设备运行过程中，即使升降机构中有一部件失效也能将载车板锁住，以确保人员和车辆的安全。

载车板巧妙设计，载车板上表面设有前后两个轮胎限位凹槽。汽车的车轮卡在轮胎限位凹槽中，防止用户在停车后忘记手动驻车而在升降旋转载车板过程中将车辆甩落，同时载车板表面还具有防滑设计，加大了汽车与支承板之间的静摩擦力，进一步防止汽车滑落，大大提高其使用的安全性。载车板靠近边缘位置上装有红外线感应装置，当车辆停放位置太靠近载车板边缘时，该装置可以给出提示，提高安全性。

5 总结

本文针对小区停车难问题，设计了基于太阳能供电的无避让停车装置，并将该装置与传统立体停车装置进行了比较，比较结果表明本文设计的装置在存取车的便捷性，安全性能和节约能源方面具有明显优势。因此该装置对解决城市小区中家庭用车停车难问题有重要的现实意义。

【参考文献】

[1]樂崇年.汽车自动力立体停车装置[J].设备管理与维修， 2017（9）：138-139.

[2]李泽琳，肖昊菁.基于蓝牙控制的两位四车无避让式立体停车装置[J].南方农机，2018（7）：33-35.

[3]杨奕，万春梅.基于STM32的立体停车库实验装置设计[J].当代教育实践与教学研究，2017（2）：83-84.

[4]石万里，姜国平.基于GSM网络的城区路侧立体智能停车装置[J].科技创新导报，2016，13（16）：82-84.

[5]龚海峰，宋世远，彭烨，等.一种新型机械式防坠装置在立体停车库中的应用[J].机械研究与应用，2005，18（6）：111-112.