新型联排式垂直升降类机械停车设备设计研究

新型联排式垂直升降类机械停车设备设计研究

孟文生 ,李虎 ,夏天 ,王保华 ,李欢欢 ,邓立强 ,柳汇源 ,龙彦如

河南卫华机械工程研究院股份有限公司  河南省  郑州市  450016

摘要：随着人们物质生活水平的不断提升，机动车的拥有量也呈现逐年增加的趋势，对停车场的需求也在增加，停车难的问题也显现出来。因此，为了解决停车难的问题，多种立体式的停车设备被广泛应用。如今，市面上多采用三联排的车库组合，但这种组合车库的土地利用率及空间利用率均不高，同时其车辆进出口的局限性也使得这种车库组合实用性不高。基于此，本公司开发了一种五联排梳齿式垂直升降类机械停车库，以应对停车需求的不断增长。

关键词：五联排式；垂直升降类设备；停车设备

引言：随着城市不断发展，道路交通资源越发紧张，尤其是静态交通的供需矛盾体现得尤为明显。相关数据显示，目前我国城市停车位的比例严重偏低，比如中小型城市的机动车与停车位比例大约为1：0.5，而大城市的比例约为1：0.8，与发达国家1：1.3的比例相差甚远。现有的传统的停车场并不能满足机动车的停车需求，甚至出现了在道路上停车的现象。这对于本就紧张的动态交通来说，更容易出现严重的道路拥挤问题。新型联排式垂直升降类机械设备不仅有着结构简单的优势，同时提供了更多的停车位，缓解停车难的问题。

1.新型联排式垂直升降类机械停车设备的特点及优点

1.1新型联排式垂直升降类机械停车设备的特点

新型五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备在设计及运行过程中有较多的特点。首先，土地及空间利用率高。与如图1所示的单组垂直升降类机械式停车设备相比，新型五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备中除包含必备的停车空间及升降设备占用空间外，并未占用过多的空间，也不存在闲置未被利用的土地或空间，这就使得本停车设备与其他平面停车场或三联排式停车库等具有更大的空间利用率[1]。其次，适应性强。新型联排式垂直升降类机械停车设备不但正面存取车，也可适应适合狭长空间的，实现侧面进出车，从而达到对场地的综合运用。
再次，设备可靠性高、建设成本低。在本停车设备中安装了全方位的安全防护装置，比如自动安全门的设置，有效减少了安全事故的发生。由于空间的综合运用和提升提升系统的共用，有效的降低了项目建设成本。

图 1 两种单组垂直升降类机械式停车设备

1.2新型联排式垂直升降类机械停车设备的优点

新型五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备在运行过程中有着一定的应用优势。第一，快捷的停车与取车方式。垂直升降式的运行过程当中可以选择不同的升降速度，一般为1～2m/s，与传统的平面停车场相比，取车速度更快。第二，良好的体验感。在操作屏上实现取车倒计时功能，实现查看取车剩余时间，缓解用户等待的焦急心态。第三，控制方式多样化。采用环网控制工业以太网，所有站点采用profinet以太网环网控制，在触摸屏上实时显示各个站点的状态，方便客户及维护人员现场或远程查看设备状态，保障电气系统网络稳定。

2.新型联排式垂直升降类机械停车设备设计分析

2.1机械结构设计分析

新型联排式垂直升降类机械停车设备的结构设计往往由钢结构架构成大结构，回转盘、回转机构、升降梳齿架、提升机构、横移机构、停车位等构成基本结构。

第一，五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备包括多个停车位，且本公司所研发的五联排梳齿式停车设备共有十层钢结构架。其中第一层为车辆进入层，第一层往上即为停车位，即停车布局层。同时在钢结构架的侧方入口处也设置了安全门，并在地面安装了自动感应线圈，实现安全门开启智能化。

第二，五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备中设有多个升降梳齿架，按照作用与位置可以分为第一升降梳齿架和第二升降梳齿架。第一升降梳齿架一般位于钢结构架的第二列下部，并沿钢结构件上下滑动，与梳齿回转盘进行配合运行。第二升降梳齿架则在钢结构架第四列上下滑动，并与位于第二、三、四列的横移梳齿架配合运行。其中横移梳齿架只存在于第二层以上，并在每层都配备了四个横移梳齿架[2]。第一升降梳齿架与第二升降梳齿架最高可滑动至顶部横移梳齿架上方。而这两种升降梳齿架所能达到的最低位置却不同，第一升降梳齿架最低可至梳齿回转盘下部，而第二升降梳齿架只能到达第一层横移梳齿架下方。在设备的第二列与第四列分别有提升巷道，运用升降梳齿架的滑动。

同时为了达到适应狭长空间，可以实现侧面进出车，在第一层增加横移机构，实现自动穿越后排升降巷道。首层横移系统原理展示如图2所示，首层横移系统运行效果展示如图3所示。

图 2 横移系统原理展示

图 3 横移系统运行效果展示

第三，横移机构包括电机、主动与从动链轮、链条、滚轮以及横移梁。滚轮一般与横移从动链轮共同作用，横移从动链轮一般置于横移梁外侧，横移主动链轮与横移电机相连接，横移电机则被固定于横移梁上，而横移梁位于钢结构架上。

2.2提升结构设计分析

新型五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备中发挥重要作用的机构即为提升机构，用于将进入停车设备的汽车提升至二层以上。在五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备当中，设置了两套提升机构，并将其放置在了第二列顶部与第四列顶部。

其中提升机构中包括控制器与传动机构，传动机构也被称为提升传动机构，提升结构的应用展示如图4所示。传动机构一般包括链轮、链条、电机、卷筒等。其中链轮包括提升从动链轮与提升主动链轮，并利用链条进行连接，其中提升主动链轮与提升电机的输出轴同轴连接。卷筒被连接在钢结构架顶部，并与提升从动链轮相连接，同时卷筒上有钢丝绳，钢丝绳的另一端则与滑轮进行连接。滑轮被安装于钢结构架顶部，按照作用划分可以分为吊点滑轮与转向滑轮，吊点滑轮在钢结构架顶部前端与后端，而转向滑轮仅位于前端。钢丝绳经过转向滑轮后，与第一升降梳齿架或第二升降梳齿架相连接。同时，钢结构架上安装有极限感应器，用于提升机构运行的配合使用，分为上极限感应器与下极限感应器。

除此之外，保障提升机构运行安全的重要机构的设计也是必不可少的，即钢丝绳防松机构。这一机构的主要结构包括压力探头与支架。其中支架通常被固定在钢结构架上，而压力探头则位于钢丝绳上，具体来说，压力探头被固定在支架上，并与钢丝绳压接[3]。

图 4 提升机构应用展示

2.3回转结构设计分析

在新型五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备运行当中，必不可少的就是回转机构。回转机构一般包括传动机构、轨道、轮组以及支撑架、定心机构，回转机构原理展示如图5所示，回转机构运行效果展示如图6所示。

其中，轮组包括摩擦轮组与从动轮组，并与回转盘相连接，位于其底部，作为轨道运行的配合使用。轨道被固定在支撑架上，并位于梳齿回转盘下方。传动机构又被称为回转传动机构，包括回转电机、回转主动链轮与回转从动链轮与链条，回转电机位于梳齿回转盘底部。而主动链轮、从动链轮以及连接链轮的链条均与回转电机输出轴相连接。其中从动链轮与摩擦轮组相连接。而定心机构多用于固定，包括芯座与轴承，芯座位于固定连接的支撑架中心，而轴承用于梳齿回转盘与芯座的连接运转。其中轴承为调心轴承。其外侧有轴承室与轴承盖。

图 5 回转机构原理展示

图 6 回转机构运行效果展示

2.4应用效果

在新型五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备当中，机动车辆可以从侧方进入，并利用回转机构进行方向调转。同时本设备在各个停车布局层中都会设有空车位作为周转。在本新型五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备当中，共有两套提升机构，用于升降梳齿架的运行。同时，提升机构在实际运行当中实现交替运行，提高了停车设备的运行效率。

如图7所示为新型五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备现场实物图，本新型五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备与传统的三联排停车设备相比较，不仅缓解了停车困难的问题，同时也提高了土地及空间利用率。而且机动车辆从侧方进入的设计，也使得本停车设备有更高的实用性。

图 7 新型五联排梳齿式垂直升降类机械停车设备

结论：在社会进步及经济发展的背景下，垂直升降类机械停车设备发展前景广阔，同时联排式垂直升降类机械停车设备的特点及优点，不仅能够使大众更易接受，同时也使其具有广阔的市场前景。

参考文献：

[1] 蒋瑜,金彦,龚文. 垂直升降类机械式停车设备的安全评估[J]. 起重运输机械,2021(13):76-78.

[2] 余秋英. 大轿厢垂直升降式停车设备的研发[J]. 科技与创新,2020(15):37-38.

[3] 孟文生,华军杰,李风超. 新型智能化垂直升降立体车库研究[J]. 起重运输机械,2020(8):68-71.