三层三列升降横移立体车库设计说明书

升降横移式立体车库的设计摘要随着时间的推移现在已经步入了2020年，中国的发展速度目瞪口呆，中国的发展可以说是世界上的一个奇迹，人们的生活质量也上来了，几乎每家都买了汽车，大家都开始在城市里买房子，可是城市的土地资源越来越紧张，它不想农村的土地非常的多。这样导致城市的土地非常的紧张，此时，我想到了可以通过设计立体车库来缓解城市土地的紧张，立体车库的发展其实再很早就出现了，那时的科技水平太落后了，然而现在PLC程序语言系统已经非常的成熟，立体车库发明的种类也非常的多，在我的设计中主要是研究三层三列的升降横移立体车库，我觉得着类车库的优势非常大，极有可能会大量普遍发展起来。接下来就是对控制系统的工作原理，电路系统的设计。关键词 升降横移式立体车库；PLC程序语言系统；AbstractWith the passage of time, China has now entered 2020. Chinas development speed is stunned. Chinas development can be said to be a miracle in the world. Peoples quality of life has also come up. Almost every family has bought a car, and everyone has started to buy houses in the city. However, the land resources in the city are becoming more and more tense. It doesnt want to have a lot of land in the countryside. In this way, the land in the city is very tense. At this time, I thought that the land tension in the city can be alleviated by designing the three-dimensional garage. In fact, the development of the three-dimensional garage appeared very early. At that time, the technology level was too backward. However, now the PLC programming language system has been very mature, and there are many kinds of three-dimensional garage inventions. In my design, the main task is to research In my opinion, the advantages of three-story and three row lift and traverse three-dimensional garage are very large, which is likely to be widely developed. Next is the working principle of the control system, the design of the circuit system.Key Words lift and traverse stereoscopic garage; PLC program language system; 1 引言1.1 选题的来源介绍时间如白驹过隙，世界的发展的速度让人觉得可怕，交通工具的多样性可以满足任何你想去的地方，然而汽车就变成了可以带你去任何地方的工具，随着经济的不断发展汽车的数量已经超出我们的想象，尤其中国这样的人口大国，几乎每一家都有了车，出现了汽车数量与车位数量的一些问题。现在大家常见的停车库就是地下停车库还有露天停车库，这两种停车库占地面积太多了，一辆车就要占据4平方米的面积，更不用说地下停车库了，还有一段长长的陡坡，设有栏杆，停车缴费等众多问题，实在太繁琐了，下面我要设计一种立体车库可以解决不少问题，方便大家的生活。1.2 课题研究的目的及意义尤其是在一些发达的城市例如北京，青岛，天津，等这些一线城市，立体车库的设辆汽车，仅占用立就现的非常有优势了，一个小小的三层三列立体车库可以存取7辆汽车，仅占用12平米的土地，对大城市土地紧张的问题有很大的帮助，以下几点主要就表现为：（1） 城市的地面的空间得到很多的利用。（2）一个城市的环境有很大的完善，车子在立体车库中非常的整齐，美观。（3）建设成本低，有利于节省成本，对于大规模的停车场非常有优势可以节约资金。（4）一些司机倒车入库会发生危险，这样避免了一些不必要的交通事故，安全性有了很大的提高。1.3 立体车库目前的国内外情况1.3.1外国和国内的研究现状我国升降横移立体车库的研究相对于来说是非常缓慢的，其实早在很久之前的时候美国人就发明了立体车库，之后日本人相继也发明了立体车库的设计，但是当时立体车库大部分都需要工人去移动立体车库，智能系统并不完善，操作非常复杂了，所以后来一些国家放弃了研究，中国是发明立体车库比较晚的国家，但是如今的高科技技术已经非常成熟，不在需要用劳动力去挪动车库，今天我要设计的一个立体车库就是去改善当前土地紧张的局面，更加的节约土地资源1.3.2国内研究现状目前中国在立体车库的发明专利方面还是比较少的，国内有好多商业巨头已经开始研究利用立体车库来创造资源，毕竟一些开发商想利用土地去挣钱，立体车库的发展在阶段在中国可以分为三个阶段。立体车库的发展在以前是比较落后的，2000年以后才发展的快了一些。第三阶段以后立体车库才有了很大的进步，截止目前为止，我国立体车库的发展已经非常有进步了，但是相对于外国相比还是有很大的差距，最好的技术也要进一步的加大研究发明设计，对于中国停车设备的发展方面是最大的鼓励，中国在这方面的专利啊还有设计书名啊等不多，需要加大研究。1.4 立体车库的论文框架1.4.1 主要研究的一些问题首先我要明确我要研究的目的是什么？，升降横移式立体车库的发明给我们带来了什么好处。答，立体车库的出现可以帮助我们净化环境，让城市变的更加漂亮，土地资源更加的充分的利用，可以多植树净化空美化城市的绿化，在我的设计里，对立体车库的特点和控制系统有了一些的改进。最后对立体车库的主要部分进行绘制CAD图纸，结合实际的电源系统绘制出控制系统的控制电路图1.4.2 论文整体框架我分为了三个部分去研究车库的设计项目下面我给大家介绍一下：第一环节，首先给大家介绍了一下，立体车库国外与中国的对比，发展阶段和研究的目前状况。第2部分， 对车库工作原理和设计方案进行创新研究发现，我的立体车库的设计与改进。第3部分， 通过对数据的计算分析，来确定立体车库的大致结构图形。2 立体车库的选取与控制系统的研究2.1我国目前阶段的车库种类2.1.1 立体车库的说明设计立体车库的意义就是为了土地资源的最大利用，比普通的地下车库和露天车库优势更加明显，相同的面积可以存取好几倍的车辆数目，然而我们现在大部分用的是机械式的，半机械的需要人工服务，非常的繁琐。2.1.2 立体车库的种类及应用下面我将通过图片的样式来给大家展示一下所拥有的特点。就目前研发成果和市面情况来看，机械式的立体车库有很多种类，常用立体停车库大概可分为很多种，1. 升降横移式立体车库是我最倾向于设计的一种车库，可以说实在目前重多的立体车库中最实用和最有希望成为主流的一种立体车库，下图中是三层三列的升降横移立体车库，载车板的功能，当载车板到达第一层时车主可以将车开到空的载车板完成存取工作非常方便，可以是地下式的也可以是露天式的，中间层和最顶层也非常方便存取。2. 垂直循环的立体车库下图中的垂直循环车库的的原理是通过减速器装置，牵引装置上有链条，可以使整个车库进行周期转动。它通过PLC控制语言程序来实现一键存取模式占地面积很小但是建设的高度非常的高，危险度增加了不少，在一些设计上还是有很大的缺陷，所以现在不是非常的常见。3. 水平循环式这种循环载车板只能左右横向移动，就像轮胎一样做周期转动的运动方式来进行存取汽车，通过启停按钮左右循环式转动，通过图我们可以看到每一层都有空的车位，用来实现车辆的存取，通过按钮选出一个空位来，然后把车存进去。2.2 立体车库的选型大家可能都知道，立体车库的布局种类很广泛，半地下，地下，露天的。许多开发商为了钱去而节约成本，节约土地资源去建设更多房地产，我设计了全地上式的三层三列式结构的立体车库是我自己的全新思路，和改进。2.3 升降横移式立体车库的原理分析2.3.1升降横移立体车库结构由那些组成在设计车库时钢结构的选用、载动汽车板的受力分析、动力系统计算、软件控制系统的变成还有安全防护装置的设计安装，我的设计我使用H型钢了，对钢件进行焊接的，主要钢架结构以此来提高框架的刚度强度.传动机构在立体车库中起到了很多的作用，传动系统的部分非常重要，传动系统给车库提供源源不断的动力输入，控制系统才能发挥作用，主控系统分为两大类，一类是主回路，令一回路是控制回路，每一种车库的情况都有所差异，所以要为每一种车库去设计一种控制系统，控制电机是有载车板上的主回路来控制的，用来保护安全的设备。装置中都要配备安全设备了，通常包括下列几种装置：1. 紧急停止装置 如果出现危险情况，在系统运行时，需要对系统进行紧急停止，我设计的车库会肯定会有紧急停止的装置。2. 光电感应 都会有是光电检测开关了啊，一般车子太长啦会出去微信有警报。3. 报警设备， 开车当停车设备运行时了，报警灯会闪烁了，提醒路过的行人安全。2.3.2 升降横移式立体车库的工作原理有三层三列式的结构的车库，就是我要研究的啊，升降横移式运动的全自动化的车库啊，首先2个停车车位地面层与中间层了，最右边设计一个空位来，最高层则为3个空位，车库共7个空位工作原理大致可以这样理解，车主就可以把自己的爱车存入车库和取出去了。1. 车库第一层的工作示意图2. 车主将车辆驾驶到相应的一些车位里，一层车辆存取工作只需系统智能去判定就好了。 中间层存取车的时候可能会有一些复杂，不过不要紧，我会慢慢的区设计，首先程序会判断一下是否有没有车子啊，如果发现有，如果有就把楼下的车子进行移动，如没车，程序会把载车板降到楼下车主就可以存车啦。3. 最高层取车的步骤首先还是存取车位时要对载车板程序进行判断，这时也要对中间层是不是有车子进行判断。然后程序大脑开始去移动载车板来，调车位的顺序，一步一步的把最高层的载车板降下来，把第二层的载车板空出来降到第一层，第一层空的载车板就可以放车了，然后慢慢的移动上去，根据软件的编程后面我会讲到。2.4 升降横移立体车库的控制系统原理分析2.4.1 控制系统的解析图控制系统其实就是对立体车库的动力系统的完成，用鼠标键盘控制屏幕，PC机输入信号，LED屏显示信号给下位的PC机然后去控制立体车库动力系统的移动和输出上位的PC机进行LED屏幕的信号输出，让大家看清指令去做，下位PC机进行一些变频器数出的处理，指示灯的亮起啊，还有一些安全装置的控制等，将主PC机接来的信号进行反馈在大屏幕上。我们就可以移动车辆啦。2.4.2 控制系统的设计方案通过调试程序验证程序是否符合，下面就是对C语言的编写程序来让立体车库去移动的语言，我要去编码，编图的一系列的操作去验证这些操作是不是准确，是不是听话，不能出去失误，因为这是非常危险的，一定要认真的去实验去检验。硬件部分：下面我对I、O端输入与输出去设计，大家都学过PLC所需要的选型，控制系统I/O端口地址解析分配的工作，所以我要设计出输入与输出的图，然后接下来就是设计电路模块的地方啦，电路是最复杂的；软件部分：接下来就是软件的部分了，根据程序的设计开始，然后熟悉控制对象再到控制的要求分析，到PLC的选型和一些硬件设备的，再打绘制流程，设计流程，最后是否控制系统到结束。 3 升降横移式立体车库结构的设计3.1 钢结构的选用大学生活中我们都知道立体车库的设计，钢结构在连接形式方面是比较简单的，我熟悉的立体车库主要分为两部分把，主体的框架和载车板了其他的没有别的了吧。下面是我的立体车库钢结构的规格。 我的车库钢结构初选规格选型钢规格截面面积/cm3重量/kg.m-11直立柱HN300300864.3350.22主横梁HN200112836.3428.63副纵梁HN119995.426.5520.2我的立体车库中的跨梁形式、后悬臂形式和单立柱形式非常特殊下面是我的图纸。 我的车库通常用于双层升降的立体车库建设了，非常大的跨度给运送的钢的焊接带来很多不便，后悬臂需要的力矩非常的所以要靠后支柱的设计，力矩承受能力大，所以立柱一定要结实要用上好的钢材，这样的话成本可能回所提高，但是在质量方面不能马虎综上所述，我的立体车库的设计对于力的要求非常高，安全性能非常的可靠，选用的单立柱结构形式作为立体车库的结构框的脚架让他更加的稳定一些。脚架的立柱靠单向的力矩来承受一定的载荷，如果刚度不够可能会受到弯矩的改变，这时我想到了用人字行的结构来固定这样就非常的结实啦。3.1.1 正立柱的受力分析本次设计中我选立柱为标准的H型钢，立柱HN3003007所受的力主要是作用于支架表面的压力和弯矩。如图所示柱梁的受力分析时，D点的弯矩是,B点弯矩为，立柱宽a=100mm，立柱的长度=AD=5799mm，将柱分为三段，并取=BC=2499mm，=CD=2600mm，=4800，g=9.6N/kg，弹性模量195215GPa。汽车的重量一般是在1.3吨左右。算好已知条件，用下列公式求得D点和A点的弯矩和：根据已知方程可知 可以求得： 可以求出截面转角： 3.1.2 主横梁纵梁受力分析示意图 在我了解的知识里纵梁的受力也非常的重要，每个地方的受力大小和问题都需要计算，其受力情况也不一样，因此、力的大小也就不同。1. 中间的梁在工作的情况时，E=216GPa，g取10N/kg，分析固定梁的挠度方程来计算力：第一段： 第二段：求得：， （b）进行挠度计算，其中a=AC=1149mm，b=CB=4649mm，可得计算得出当x在x=3555mm=3.622m处时，最大挠度；C时的挠度MAX；。2. 此时中间纵梁所受力的大小为，带入数据求得：。得：最大挠度为2.132mm，所以计算出B和C柱 的最大挠度方程为3.2 载车板选用与设计经过我这么的年的研究和学习我发现载车板的设计也非常的重要。我觉得载车板移一定要实用一些，用什么钢材和承受多大的力有一定的要求，此时我有一个大胆的想法就是在立体车前，放一个载车板可以旋转的，这样有的司机就可以不用在为倒车入库而感到烦脑了如图。3.3 横移结构设计的分析与介绍在我的立体车库的设计中主要又以下这些部分组成一是减速机、行走轮子、从动轮和轨道组成。我的立体车库中每一层都要有减速电动机小轮子和轨道，这样非常的方快捷，减速电机在轨道上带动主动轮去转然后从动轮转动，就是这样一个简单的过程我的横移运动就产生了。3.4 升降结构设计的原理在当今这个年代升降结构的设计主要有这几种：钢丝绳的传动机构、混动链条的传动设计、再有就是涡轮液压传动。采用涡轮增压的液压传动可以实现CVT那样的无极变速感觉，非常的流畅不会像双离合那样的顿挫感，起步响应的速度非常的迅速，但是因为与涡轮增压装置的原因价格是非常的昂贵，密封性的要求也很高的，要用到大量油液。如图3.5 安全防护机构装置的安装在生活中安全性是最重要的，然而我的设计也是非常的注重安全问题，如果自己设计的东西安全不可靠谁敢去用啊。所以车库的安全防护计构一定要做到位，在市面上安全防护系统的东西有很多种，例如汽车的安全气囊防抱死装置都是安全装置，当然要想把安全气囊放在立体车库上不太可能，因为气囊是个不便宜的东西，车库的结实问题和防坠落问题就变的非常重要。在车主停车的时候，车子往上移动时不能让他坠落，预防坠落装置。3.6 车库整体设计思路与分析下面我来介绍一下车库的整体结构的设计最下面的是一号车和2号车；这时候程序系统就要判断2层是不是有空的车位，程序智能系统自行去判断，此时发现2层有空的车位，将空的车位挪到一层没有车的地方，然后落下来，车主此时就可以把自己的爱车开进车位里了，电动机传动系统输出扭矩把汽车提到2层，防坠落的装置此时在智能系统的指令下打开，安全永远是第一位的。4 升降横移式立体车库软件部分的设计 4.1 控制系统编程语言的选取在大学中我学习了两种智能语言，一是C语言他是计算机的语言，二是PLC他是一种智能控系统的语言。PLC语言是能难的一种程序语言，但是它非常的好用智能化非常的不出，梯形图的表述可以说是非常的简单明确了，让人一目了然的感觉，明白他是怎么开始的是怎么结束的，其他的语言都比较的复杂，让人不是非常的好移动。我的设计主要是基于简单的开关去设计他，有上下左右键来控制载车板的移动方向，非常的简单。4.2 控制系统的控制分析下面我来分析一下控制系统的控制流程，车主进入立体车库存取车辆时一定要注意周围的安全情况，不要离车库太近，让专业的操纵人员去存取车辆，确认系统不存在安全隐患后才能进行操作，此时安全系统报警，说明周围可能会存在安全的问题，一定要多加注意周围的情况，或者立即停止存取车辆，等待报警结束后，发现没有问题再进行操作。4.2.立体车库的流程存取接下来给大家介绍一下车库的取车流程及注意的事项，同样要在没有安全危险的情况下进入立体车库周围，车主进入取车环节，最主要还是对自己爱车的车位的位置以及车位号的判断。第一层的车，则不需要去判断车位号，车主上到载车板就可以进入驾驶室把自己的爱车开出车库；如果车主的爱车在第二层的话，此时需要人工判断自己爱车下面是不是与空位的载车板，如没有的话，可以直接按上下左右的触屏按钮把自己的车调下来，有车的话就要进行就要把下面的载车板移开，然后将对应的车位空出来，中间的载车板用控制器就可以把它放下来，车主就可以把车子开走了，最后，如果车主的爱车在最上面则需要智能系统判断第一层是不是有车，第二层是不是有空车位，如果最上面的车对应的下面都没有车位，就可以把载车板进行下降，最高层的载车板进行下降了，车主就可以直接取车了，车主的爱车不管在什么位置都需要，都需要进行载车板的平移和移动，然后智能控制系统就会把原来的车位进行复原，变为原来的样子。 4.3 控制系统程序的编写4.3.1 程序编写的基本要求在我的设计里，三层三列的立体车库有九个车位但是不能全部都存上车，智能有七个车位可以存，第一层可以存满，第二层和第三层不可以存满，必须留出一个空位来方便车辆的存取操作，下面还有一些要求需要注意1.智能控制系统要有复位和及时停止的按钮，就像电梯一样万一出现事故可以一键停止，安全第一。2.智能控制系统需要根据车主在控制按钮上按上自己爱车存取的车位，这样系统就会自己根据PLC的智能系统进行操作，把车主的车调出来3.安装雷达系统检测设备，当雷达发出警报的时候，则系统不会运行，这是一种保护装置。5.除了智能操作外，也需要收到操作的按钮，以防万一智能程序卡了，或者是死机等情况，车主可以通过手动控制来操作。4.3.2目标车位为地面层车位时程序车主把爱车停在第一层的时候，需要拉紧手刹，一定要注意安全问题，安全问题是第一的，如果没有拉紧手刹，车子很与可能从载车板上溜出来，出现一定的交通事故和碰撞。车子在车位上发生移动时，雷达警报系统会发生响声，此时寄存器的一个装置就会启动，在汽车轮胎下面有一个挡板会出来，挡住汽车接下来要确保车位不会发生移动，4.3.3安全保护部分程序安全是重中之重，安全无小事，在设计每一个零件的时候都要考虑他带来的后果。首先，一定要设计火车安全挂钩的装置，防止车辆在中间层和最高层是溜车。下面介绍一下后车挂钩系统，如五号车的后车挂钩到位后，继电器就会得点闭合，在五号车位的挂钩移动到位后，会使五号车的挂钩触发得点闭合，有可能会发生一系列的问题，要找专业的来检查程序是否出现故障。此时触发设定的寄存器的停止装置，只要停止按钮一经启动，不管是升降中的还是横移中的车辆都会停下来。这是一种对立体车库的保护行为，一经出现短路或者起火等危险的事情发生，停止运行装置就会立即启动，完美的保护立体车库的主要部件。4.3.4 手动控制模块程序如果出现一些紧急情况例如突然没有电了怎么办？下面给大家介绍一下我的新发明，手动控制系统，也是通过有发动机带动的，但是此时的发动机是有电的，之前存储的电量可以维持一天的发电机供电系统。下面我来讲一个例子用5号车来说吧如果你按下了手动控制装置的向下按钮，5号车位就只能做升降的运动，此时警报就会语音的声音，非常智能会发向下移动，向上移动的口号。按下那个按钮就会向哪移动，不会说按下向上的变成向下移动的情况不存的，主程序和子程序是经过严格的语言设计，PLC的控制系统是非常强大的，以上是我的立体车库的完整设计。结论我的这次课程设计对三层三列升降横移式立体车库进行了很大的改进，首先，我在立体车库的前方载车板的下面安装了可以360度旋转的托盘装置，可以方便的旋转车头，当车主不管是从左边进入还是右边进入，都可调整到自己想要的方向掉头，对于一些不会侧方位停车的司机来说，是一件非常完美的事情，还有就是车库载车板尾部的雷达警报装置，虽然现在好多汽车上都有倒车雷达系统，但是我觉得还不够完美，万一倒车雷达有失灵的时候，我们车库的改进设计就有了很大的帮助，再次就是立体车库的控制系统的方面，对于立体车库的功能其实主要就是来让车主去存取自己的爱车，不断的进行试验测试试验，最终取得了成功。使得每一辆车在安全精准的指令下升降横移。本次的课程设计我觉得非常成功，因为达到了我改进的目的，而且非常的使用，相信在不久的将来会的得到推广的，然而我的设计虽然设计出来了，但是目前中国的情况还没有得到很大的实用性推广，在一些设计的细节上我没有做的很好，毕竟电方面我学的不是非常的精通，PLC确实是一门非常深的学文，在接下来的学习中我也要好好学习去改进，在这一领域中更进一步的探索，为国家和社会做出贡献。1参考文献1郭秀成城市停车场规划与设计M.中国铁道出版社，2008，(10)：56952付丽华，宋华立体车库一城市静态交通发展之必然J交通科技与经济，2002，(3)：43453张启君立体车库的主要型式及技术特点J机电产品开发与创新，1999，(5)：794中国产业信息网2017年中国汽车行业概况行业市场格局及未来发展前景分析OL5颜黄苹，胡国清立体停车库发展综述N重庆工业高等专科学校学报，2000，(1)：15166Irina Duvanova，Tatiana Bubnova，Marina 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