升降横移式立体车库机械与自动控制系统架构探究

李斌 周丽强

摘 要：经济的发展，汽车保有量急速上升，停车困难成为摆在汽车用户面前的首要问题。升降横移式立体车库的出现缓解了这方面的压力，对升降横移式立体车库机械系统和自动控制系统的研究成为社会上普遍的需求。这些研究的发展不但可以缓解社会停车压力，同时对钢结构工业以及电子产业也有一定的推动作用。

关键词：立体车库 机械系统 控制系统

中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（c）-00-01

1 升降横移式立体车库简介

升降横移式立体车库有机械系统和自动控制系统两部分构成，机械系统主要是汽车的停放以及提供相关动力的的系统，自动控制系统是为了更好的保证方便车辆停放过程中的相关服务，以及保证车辆停放过程中的安全警报等功能。两个系统相互依存，相互协调完成了自动停车任务，升降横移式立体车库结构如图1所示。

2 机械系统探究

升降横移式立体车库机械系统是由四个部分组成，钢架结构骨架，传动装置，载车板装置和安全防护。对升降横移式立体车库起到支撑作用的是钢结构，承载机动车辆的是载车板，传动装置是在车辆存取过程中的动力源，当然负责安全防护，保证车库正常使用的就是安全防护装置。下面对上述四部分做一个阐述和探究。

2.1 钢架结构骨架探究

立柱、纵梁以及横梁是构成钢结构骨架的主要部分。现在立体车库一般是利用钢结构或者钢筋混凝土结构，但是在升降横移式立体车库中一般会选用钢结构，因为钢结构有其自身的众多优势。（1）材料轻，强度好。相比混凝土以及其他材料，钢材的强度较高，而且在相同条件下钢材的自重也会很小。这一大优势对于材料的运输以及钢材设备的安装都非常有益，还可以降低地基的负荷，从而降低地基的造价。（2）材料的塑性，韧性好。钢材良好的塑性使得钢结构的设备很少出现超载导致的断裂事故，在其被破坏前会有明显的预警（大变形），从而有效的避免事故的发生。同时钢材的韧性相对比较好，能够对动力的载荷有较好的接受性，其抗震等能力有很大的优势。（3）制造简单方便。钢材有自身的专业生产厂家，很容易实现机械化和产品的精度要求，获得的质量性能也比较稳定。而且生产制造完成后运输组装方便快捷，从而降低生产周期，提高经济效益，同时对于结构的升级加固，拆迁等都有很好的优势。（4）后期维护费用低。由于升降横移式立体车库所处的环境并非是腐蚀环境，所以对钢结构设备只要涂上合适的防锈材料以后就可以有效避免腐蚀。所以对钢结构设备的后期维护并没有必要特殊维护，降低了后期维护成本。

2.2 载车板装置探究

载车板的功能是承载停车入库的车辆，所以对该装置有很高的强度和刚度上的要求，保证整个停车过程的正常动作。载车板在动作过程中有两种运动方式：升降和横移，靠电机驱动就可以实现。载车板有拼装式和框架式两种结构，拼装式载车板的加工工艺是钢板滚压或者是冲压，再咬合拼装以及螺栓紧固。为了其轻巧好看，对其进行表面处理。这种载车板通用性好，运输方便。框架式载车板用钢板折弯，型钢焊接而成，中间凸起，两边凹下去可以方便车辆入库。该载车板导入能力好，刚性以及使用寿命都有很大的优势。

2.3 传动装置探究

传动装置是实现载车板升降以及横移动作的设备，立体车库传动系统有以下四种形式。（1）链轮链条传动：传动距离精准，安装调试容易，但是同样存在润滑差，易损耗，后期安全系数较低等缺点。（2）滑轮钢丝传动：高强度而且磨损少，安全系数较高。但是车库成本增加，并且安装调试成本也会较高。（3）液压油缸传动：结构小，反应快，停车动作精度高，能够很好的抗干扰并且容易实现无级调速。但是其成本高，元件和技术要求较高，液压油容易被污染和挥发。结合立体车库实际需要，以及优缺点的考虑，该文使用第一种方式。

2.4 安全防护装置探究

对于车库来说，安全是很重要的一部分，客户选择停车方式考虑的处理方便以外，安全也是非常重视的一个问题。所以升降横移式立体车库的安全防护装置也非常重要，对于升降横移式立体车库的安全防护需要有以下保证。（1）消防保证：升降横移式立体车库应有消防系统，设置自动报警，自动灭火以及排烟等装置。（2）故障急停保证：车库在运行过程中，一旦有异常情况，可以通过急停装置避免事故危害。（3）防止超限保证：设备在升降横移动作过程中，要求避免过分上升冲顶和超出运行范围时，应有限位装置开关，超限时自动停止。（4）人车误入检测发现保证：为确保设备运行安全，采用光电传感器防止人车误入。一旦有运动物体进入车库，应该自动停止避免事故发生。（5）载车板防止坠落保证：当载车板到达预定位置以后，要有防止坠落装置，避免事故发生。该装置一般采用挂钩形式，采用电磁铁驱动形式。（6）断电保护保证：在断电事故的情况下，应有自锁功能，使得设备停止。（7）缓冲保证：为了减少载车板下降对平台冲击，应有缓冲块防止车辆损坏。（8）运行警告保证：设备工作过程中，应有相关的警示装置，提醒人们注意。

3 升降横移式立体车库自动控制系统探究

为了有序的规划和管理车库，保证客户车辆的停放便捷安全，升降横移式立体车库得有自动控制系统，包括自动道闸，自动存取，监控安全保护等四大系统构成。

3.1 自动道闸系统

该系统有非接触读卡器，感应线圈和道闸组成，用于完成车库入库前刷卡的有效性识别。刷卡有效，道闸会开启，并且等车辆通过后自动关闭，刷卡无效，道闸不会开启，同时相应的告警。

3.2 自动存取系统

该系统由可编程的PLC完成对入库车辆的卡号识别以及车辆的存取这些动作。在车辆入库刷卡成功后，数据通过PLC控制，引导车辆驶入载车板，系统完成停车入库任务。取车过程和该过程类似，所有过程都由PLC控制自动实现。

3.3 监控安全保障系统

监控安全保障系统是要求控制安全室对车库的现场所有情况进行监控识别，有三个部分组成：监控，运动检测以及报警。实现对车库的全方位监控，并数字录像，同时对车库的运动检测区进行自动报警设置，发现该区域有异常情况时及时提醒工作人员，该系统也完成对车库不明目标以及火灾等特殊情况的自动报警功能。

4 结语

升降横移式立体车库由于选用优势明显的钢结构作为机械系统的设计材料，其安装和运行维护上有很大的优势，同时通过PLC控制有利于实现自动控制，有着巨大的市场潜力。升降横移式车库随着经济科学的发展，将朝着更快捷，更方便以及无人自动停车库方向发展，对于缓解停车压力意义深远。

参考文献

[1] 成怀周，陈栋.立体车库控制系统的设计[J].中山大学学报，2004（7）：22-25.

[2] 查蔓莉，林明星.立体停车库监控系统[J].仪器仪表学报，2006（6）：140-141.