垂直升降式立体车库模块化设计研究

摘 要：近年来国内城市停车难问题日益显现，立体车库作为一种技术手段可以有效解决这一问题，但其建设和运营成本较高不利于大范围推广。介绍垂直升降式立体车库模块化设计，通过划分和整合不同功能模块实现车库功能多样化，重点设计了结构框架模块、驱动模块、安全装置模块等，可有效降低车库建设和运营成本，也有助于该类立体车库技术大范围推广。

关键词：垂直升降式；立体车库；模块化

1 引言

随着国内经济的快速发展，民间汽车保有量激增，城市停车难问题日益受到社会的重视，立体车库作为一种可以有效解决城市停车难问题的技术手段越来越多地出现在城市当中。但由于立体车库建设和运营成本较高，在一定程度上限制了立体车库的使用范围。文章所涉及垂直升降式立体车库的模块化设计，目的在于降低立体车库的建设和运营成本。文章在此提出对垂直升降式立体车库进行模块化设计，将原有垂直升降式立体车库的零部件进行整合和再设计，以载车单元作为垂直升降式车库的模块化设计的基本模块，配合多个不同功能模块，进一步拓宽立体停车设备的使用范围。

2 模块化设计原理

模块化设计注重于产品的独立性、互换性、通用性。相比较于升降循环式、垂直循环式和塔式等不同类型的立体车库，垂直升降式车库存取车动作简单、结构设计较为简洁，如图1所示是垂直升降式立体车库载车单元模块划分示意图，而作为基本模块的垂直升降式载车单元存取动作单一（匀速上升、下降），针对于垂直升降式立体车库的模块化设计较为直接的方法是将其划分为独立的载车单元模块，在载车单元模块中包含结构框架模块、驱动模块、安全装置模块等。该车库模块化设计可以根据实际情况和具体需求，对各功能模块的使用功能进行进一步细化，以满足使用要求。

图1 垂直升降式立体车库载车单元模块示意图

3 各功能模块的设计

文章对垂直升降式立体车库进行模块化设计，首先是将垂直升降式立体车库模块化设计为一个载车单元，再对载车单元的结构框架、驱动部分、安全装置等功能模块分别进行独立的模块化设计，并且在设计时结合实际使用情况对各模块的使用功能进行进一步划分。

3.1 结构框架模块

结构框架模块包含载车板连接模块和外部结构框架模块。载车板连上下连接，连接方式采用以形锁和为主，紧固连接为辅，需要增加载车板模块连接层数时，只需通过紧固螺栓连接即可。

1.纵向加强件 2.横向加强件 3.角钢 4.侧承

图2 载车板设计图

外部结构框架主要做用是支承动力驱动模块，载车板连接模块使用钢丝绳传动吊装通过外部结构框架模块与动力驱动模块相连接，由于载车板连接模块整备重量较大，需对外部结构框架进行加固设计，如图3结构框架模块示意图所示。

3.2 动力驱动模块

动力驱动模块使用驱动电机连接变速箱配合钢丝绳传动实现载车单元的上下升降动作，可使用普通三相异步电机，也可以使用智能变频调速电机。若选用智能变频调速电机可省去减速箱，由PLC装置控制连接至上位机。其原理图如图4所示。

动力驱动模块通过电机正反转实现钢丝绳传动的上升和下降，动力驱动模块配合载车板模块做匀速升降运动，通过PLC控制技术的使用，实现不同载重情况下电机的调速。

3.3 安全防护模块

安全防护模块包含摩擦型制动器、张紧轮、加速度传感器等设备，将安全装置作为一个模块是考虑到该模块的特殊性，载车单元层数为3层，仅以停放普通轿车为例，其单车整备重量为2000Kg，总重量达到7000Kg。安全防护模块需要具备较大的制动力，另外由于载车单元行程高度不超过5m，对该模块反应速度和制动力都有较高的要求。

设计垂直升降式载车单元安全防护模块为机电式制动设备，这种系统的主要构成部件为制动杠杆、制动杠杆、支撑件、闸瓦托块等构成。其外形结构设计如图4所示。通过制动杠杆牵制制动瓦块和制动轮紧紧压在一起，防止载车单元落在坠落。

1.制动缸 2.制动杠杆 3.支承件 4.闸瓦托

图5 摩擦型制动器结构图

4 结论

将垂直升降式载车单元划分为3个模块，结构框架模块中的载车板框架模块层数为2-5层，可以满足不同用户的使用需求，高度以可以根据具体需求调节。驱动单元中的提升电机根据具体提升载车板的层数灵活选取，功率范围8-12KW，电机也可使用智能变频调速电机。载车单元驱动模块调速范围实现3档实时变频调速，降低了运营成本。安全装置模块的设计尤其特殊性，载车单元自重大、行程小，若出现钢丝绳断裂，其摩擦制动力可有效防止载车单元坠落。功能模块根据具体使用要求细化设计，使用性能的到了提升，增强了垂直升降式载车单元的使用性。

参考文献

[1]万欣，朱敬德.堆跺式立体车库设计方案优化问题[J].设计与计算，2005，25（8）.44.

[2]中国重型机械工业协会与停车设备管理委员会.机械式立体停车库[M].天津：海军出版社，2001.

[3]朱家诚.升降横移式立体停车设备的设计[J].机械，2013，11（40）：72-74.

[4]王子熙，李伟华.机械式三层升降横移式立体车库的设计[J].机械产品开发与创新，2009，22（6）：69-70.

[5]张建锋，武瑞之.升降横移式立体停车库提升安全性研究[J].机械制造，2009，47（535）：29.

作者简介：杨智文（1987-），男，甘肃省兰州市人，硕士研究生，专业车辆工程。endprint

摘 要：近年来国内城市停车难问题日益显现，立体车库作为一种技术手段可以有效解决这一问题，但其建设和运营成本较高不利于大范围推广。介绍垂直升降式立体车库模块化设计，通过划分和整合不同功能模块实现车库功能多样化，重点设计了结构框架模块、驱动模块、安全装置模块等，可有效降低车库建设和运营成本，也有助于该类立体车库技术大范围推广。

关键词：垂直升降式；立体车库；模块化

1 引言

随着国内经济的快速发展，民间汽车保有量激增，城市停车难问题日益受到社会的重视，立体车库作为一种可以有效解决城市停车难问题的技术手段越来越多地出现在城市当中。但由于立体车库建设和运营成本较高，在一定程度上限制了立体车库的使用范围。文章所涉及垂直升降式立体车库的模块化设计，目的在于降低立体车库的建设和运营成本。文章在此提出对垂直升降式立体车库进行模块化设计，将原有垂直升降式立体车库的零部件进行整合和再设计，以载车单元作为垂直升降式车库的模块化设计的基本模块，配合多个不同功能模块，进一步拓宽立体停车设备的使用范围。

2 模块化设计原理

模块化设计注重于产品的独立性、互换性、通用性。相比较于升降循环式、垂直循环式和塔式等不同类型的立体车库，垂直升降式车库存取车动作简单、结构设计较为简洁，如图1所示是垂直升降式立体车库载车单元模块划分示意图，而作为基本模块的垂直升降式载车单元存取动作单一（匀速上升、下降），针对于垂直升降式立体车库的模块化设计较为直接的方法是将其划分为独立的载车单元模块，在载车单元模块中包含结构框架模块、驱动模块、安全装置模块等。该车库模块化设计可以根据实际情况和具体需求，对各功能模块的使用功能进行进一步细化，以满足使用要求。

图1 垂直升降式立体车库载车单元模块示意图

3 各功能模块的设计

文章对垂直升降式立体车库进行模块化设计，首先是将垂直升降式立体车库模块化设计为一个载车单元，再对载车单元的结构框架、驱动部分、安全装置等功能模块分别进行独立的模块化设计，并且在设计时结合实际使用情况对各模块的使用功能进行进一步划分。

3.1 结构框架模块

结构框架模块包含载车板连接模块和外部结构框架模块。载车板连上下连接，连接方式采用以形锁和为主，紧固连接为辅，需要增加载车板模块连接层数时，只需通过紧固螺栓连接即可。

1.纵向加强件 2.横向加强件 3.角钢 4.侧承

图2 载车板设计图

外部结构框架主要做用是支承动力驱动模块，载车板连接模块使用钢丝绳传动吊装通过外部结构框架模块与动力驱动模块相连接，由于载车板连接模块整备重量较大，需对外部结构框架进行加固设计，如图3结构框架模块示意图所示。

3.2 动力驱动模块

动力驱动模块使用驱动电机连接变速箱配合钢丝绳传动实现载车单元的上下升降动作，可使用普通三相异步电机，也可以使用智能变频调速电机。若选用智能变频调速电机可省去减速箱，由PLC装置控制连接至上位机。其原理图如图4所示。

动力驱动模块通过电机正反转实现钢丝绳传动的上升和下降，动力驱动模块配合载车板模块做匀速升降运动，通过PLC控制技术的使用，实现不同载重情况下电机的调速。

3.3 安全防护模块

安全防护模块包含摩擦型制动器、张紧轮、加速度传感器等设备，将安全装置作为一个模块是考虑到该模块的特殊性，载车单元层数为3层，仅以停放普通轿车为例，其单车整备重量为2000Kg，总重量达到7000Kg。安全防护模块需要具备较大的制动力，另外由于载车单元行程高度不超过5m，对该模块反应速度和制动力都有较高的要求。

设计垂直升降式载车单元安全防护模块为机电式制动设备，这种系统的主要构成部件为制动杠杆、制动杠杆、支撑件、闸瓦托块等构成。其外形结构设计如图4所示。通过制动杠杆牵制制动瓦块和制动轮紧紧压在一起，防止载车单元落在坠落。

1.制动缸 2.制动杠杆 3.支承件 4.闸瓦托

图5 摩擦型制动器结构图

4 结论

将垂直升降式载车单元划分为3个模块，结构框架模块中的载车板框架模块层数为2-5层，可以满足不同用户的使用需求，高度以可以根据具体需求调节。驱动单元中的提升电机根据具体提升载车板的层数灵活选取，功率范围8-12KW，电机也可使用智能变频调速电机。载车单元驱动模块调速范围实现3档实时变频调速，降低了运营成本。安全装置模块的设计尤其特殊性，载车单元自重大、行程小，若出现钢丝绳断裂，其摩擦制动力可有效防止载车单元坠落。功能模块根据具体使用要求细化设计，使用性能的到了提升，增强了垂直升降式载车单元的使用性。

参考文献

[1]万欣，朱敬德.堆跺式立体车库设计方案优化问题[J].设计与计算，2005，25（8）.44.

[2]中国重型机械工业协会与停车设备管理委员会.机械式立体停车库[M].天津：海军出版社，2001.

[3]朱家诚.升降横移式立体停车设备的设计[J].机械，2013，11（40）：72-74.

[4]王子熙，李伟华.机械式三层升降横移式立体车库的设计[J].机械产品开发与创新，2009，22（6）：69-70.

[5]张建锋，武瑞之.升降横移式立体停车库提升安全性研究[J].机械制造，2009，47（535）：29.

作者简介：杨智文（1987-），男，甘肃省兰州市人，硕士研究生，专业车辆工程。endprint

摘 要：近年来国内城市停车难问题日益显现，立体车库作为一种技术手段可以有效解决这一问题，但其建设和运营成本较高不利于大范围推广。介绍垂直升降式立体车库模块化设计，通过划分和整合不同功能模块实现车库功能多样化，重点设计了结构框架模块、驱动模块、安全装置模块等，可有效降低车库建设和运营成本，也有助于该类立体车库技术大范围推广。

关键词：垂直升降式；立体车库；模块化

1 引言

随着国内经济的快速发展，民间汽车保有量激增，城市停车难问题日益受到社会的重视，立体车库作为一种可以有效解决城市停车难问题的技术手段越来越多地出现在城市当中。但由于立体车库建设和运营成本较高，在一定程度上限制了立体车库的使用范围。文章所涉及垂直升降式立体车库的模块化设计，目的在于降低立体车库的建设和运营成本。文章在此提出对垂直升降式立体车库进行模块化设计，将原有垂直升降式立体车库的零部件进行整合和再设计，以载车单元作为垂直升降式车库的模块化设计的基本模块，配合多个不同功能模块，进一步拓宽立体停车设备的使用范围。

2 模块化设计原理

模块化设计注重于产品的独立性、互换性、通用性。相比较于升降循环式、垂直循环式和塔式等不同类型的立体车库，垂直升降式车库存取车动作简单、结构设计较为简洁，如图1所示是垂直升降式立体车库载车单元模块划分示意图，而作为基本模块的垂直升降式载车单元存取动作单一（匀速上升、下降），针对于垂直升降式立体车库的模块化设计较为直接的方法是将其划分为独立的载车单元模块，在载车单元模块中包含结构框架模块、驱动模块、安全装置模块等。该车库模块化设计可以根据实际情况和具体需求，对各功能模块的使用功能进行进一步细化，以满足使用要求。

图1 垂直升降式立体车库载车单元模块示意图

3 各功能模块的设计

文章对垂直升降式立体车库进行模块化设计，首先是将垂直升降式立体车库模块化设计为一个载车单元，再对载车单元的结构框架、驱动部分、安全装置等功能模块分别进行独立的模块化设计，并且在设计时结合实际使用情况对各模块的使用功能进行进一步划分。

3.1 结构框架模块

结构框架模块包含载车板连接模块和外部结构框架模块。载车板连上下连接，连接方式采用以形锁和为主，紧固连接为辅，需要增加载车板模块连接层数时，只需通过紧固螺栓连接即可。

1.纵向加强件 2.横向加强件 3.角钢 4.侧承

图2 载车板设计图

外部结构框架主要做用是支承动力驱动模块，载车板连接模块使用钢丝绳传动吊装通过外部结构框架模块与动力驱动模块相连接，由于载车板连接模块整备重量较大，需对外部结构框架进行加固设计，如图3结构框架模块示意图所示。

3.2 动力驱动模块

动力驱动模块使用驱动电机连接变速箱配合钢丝绳传动实现载车单元的上下升降动作，可使用普通三相异步电机，也可以使用智能变频调速电机。若选用智能变频调速电机可省去减速箱，由PLC装置控制连接至上位机。其原理图如图4所示。

动力驱动模块通过电机正反转实现钢丝绳传动的上升和下降，动力驱动模块配合载车板模块做匀速升降运动，通过PLC控制技术的使用，实现不同载重情况下电机的调速。

3.3 安全防护模块

安全防护模块包含摩擦型制动器、张紧轮、加速度传感器等设备，将安全装置作为一个模块是考虑到该模块的特殊性，载车单元层数为3层，仅以停放普通轿车为例，其单车整备重量为2000Kg，总重量达到7000Kg。安全防护模块需要具备较大的制动力，另外由于载车单元行程高度不超过5m，对该模块反应速度和制动力都有较高的要求。

设计垂直升降式载车单元安全防护模块为机电式制动设备，这种系统的主要构成部件为制动杠杆、制动杠杆、支撑件、闸瓦托块等构成。其外形结构设计如图4所示。通过制动杠杆牵制制动瓦块和制动轮紧紧压在一起，防止载车单元落在坠落。

1.制动缸 2.制动杠杆 3.支承件 4.闸瓦托

图5 摩擦型制动器结构图

4 结论

将垂直升降式载车单元划分为3个模块，结构框架模块中的载车板框架模块层数为2-5层，可以满足不同用户的使用需求，高度以可以根据具体需求调节。驱动单元中的提升电机根据具体提升载车板的层数灵活选取，功率范围8-12KW，电机也可使用智能变频调速电机。载车单元驱动模块调速范围实现3档实时变频调速，降低了运营成本。安全装置模块的设计尤其特殊性，载车单元自重大、行程小，若出现钢丝绳断裂，其摩擦制动力可有效防止载车单元坠落。功能模块根据具体使用要求细化设计，使用性能的到了提升，增强了垂直升降式载车单元的使用性。

参考文献

[1]万欣，朱敬德.堆跺式立体车库设计方案优化问题[J].设计与计算，2005，25（8）.44.

[2]中国重型机械工业协会与停车设备管理委员会.机械式立体停车库[M].天津：海军出版社，2001.

[3]朱家诚.升降横移式立体停车设备的设计[J].机械，2013，11（40）：72-74.

[4]王子熙，李伟华.机械式三层升降横移式立体车库的设计[J].机械产品开发与创新，2009，22（6）：69-70.

[5]张建锋，武瑞之.升降横移式立体停车库提升安全性研究[J].机械制造，2009，47（535）：29.

作者简介：杨智文（1987-），男，甘肃省兰州市人，硕士研究生，专业车辆工程。endprint