圆形塔式立体车库的设计

德州学院汽车工程学院 张雨生 杨合利

圆形塔式立体车库的设计

德州学院汽车工程学院 张雨生 杨合利

针对停车难的问题，本文介绍了一种立体车库—圆形塔式立体车库，在解决停车位短缺的问题上可以发挥很大的作用。本文重点介绍了圆形塔式立体车库发展的必要性，立体车库的优缺点和工作原理，以及各系统的设计等。客观地展现了圆形立体车库的优势和未来广泛应用的美好前景。

圆形塔式立体车库；优缺点；组成及工作原理；各系统设计

1 引言

自改革开放以来，中国的经济快速发展，国民经济收入明显提高，生活越来越好，汽车等商品逐渐成为了大众化消费品。在汽车保有量快速增长的同时，却也带来了一系列的问题。首先，车辆的快速增长促使环境面临了巨大挑战；其次，车辆的快速增长和滞后的停车设施之间的矛盾日益尖锐。

据统计，2007年的汽车保有量为0.57亿辆，截至到2015年汽车保有量已达到惊人的1.72亿辆，跃居世界第二，在不到十年间数量就增加了两倍，增长速度如此之快，无人企及。国家发改委曾经透露，目前我国大城市小汽车与停车位的平均比例约为1:0.8，中小城市约为1:0.5，而发达国家约为1:1.3。随着城镇化的发展，我国需要建设的停车位规模越来越大，目前我国停车位缺口超过5000万个。停车难已严重影响了人们的生活，在这样的背景下，建造立体车库就显得尤为重要。

2 圆形塔式立体车库的优缺点

与传统地面停车场相比，立体车库节省空间是其最大的优点，其空间利用率高，车位密度大，其次投资成本相对于地下车库的建造费用更低，并且立体车库的自动化程度很高，安全性也有很高的保障。此外对驾驶员的要求也降低了不少，不需要倒车入库或者侧方位停车，只要把车停到指定位置就可以了。

但立体车库也有其缺点，首先在上下班的高峰期存取车的效率会大大降低，因为其存取车的出入口和传统地面停车场是没法相比的，虽然建造成本较低，但后期的维护费用却非常昂贵，电脑设备和机械设备易发生故障。

瑕不掩瑜，立体车库的发展势在必行，而圆形塔形立体车库是目前各种立体车库中空间利用率最高的。

3 圆形塔式立体车库的设计

3.1 圆形塔式立体车库的组成

图1

圆形塔式立体车库由框架结构、控制系统、提升系统、旋转系统和安全防护系统等五大部分组成，如图1所示。每层由支撑柱、内环载物平台、外环载物平台以及升降机组成。内外环载物平台均可做瞬时针或逆时针旋转。车库可根据需要和技术水平设置车库层数，一般为10～15层。外环可以设置4～6个出入口，内环可以设置4个出入口同时进行存取车，以提高存取车的效率。车库既可以建在郊区也可以建在繁华的闹市，因其建筑的独特性，经过装饰后车库还可以作为一个巨大的广告牌，增加广告收益。

3.2 圆形塔式立体车库的工作原理

车辆来到车厅前，在进出口显示牌上可以看到剩余车位数，按下“存车”按钮车库大门打开，车主将车辆停到指定位置即可下车离开，在车库外按“确定”按钮，库门关闭，同时弹出一张带有条形码的纸片，上边写有存车位的信息，同时也是取车的凭证，如果是长期客户操作更方便，全程刷卡完成。搬运器夹臂将车辆夹起固定，升降机开始运作，根据系统分配的存车位，相应层内外环旋转载物平台开始旋转，旋转到空位后停止，搬运器将车辆操作到存车位，再由夹臂完成车辆交接，搬运器返回升降机，升降机下降到车厅。

当车主在车库外扫描条形码或再次刷卡后，升降机和相应的旋转载物平台开始运转，升降机提升到对应高度，由搬运器完成车辆交接，然后升降机开始下降，升降机底座设计有旋转部件，到达车厅后，旋转部件旋转180度，车头朝外，搬运器夹臂收起，车库门打开，车主驾车离开，库门关闭。

3.3 圆形塔式立体车库各系统的设计

立体车库控制系统包括PLC控制器、变频控制器以及检测部分。对车辆的控制实质是对数据的处理，我们采用了三菱FX-2N系列PLC控制器，该系列控制器可以控制16到256个点，操作简单，指令丰富。升降电机和旋转电机的控制器则采用三菱公司的FR-E540变频控制器，可使电机平稳匀速的运转，降低运转时的噪声。检测部分主要由控制开关和光电信号传感器组成。经过对圆形塔式立体的分析，我们选用FX2N-32FR可编程序控制器模拟信号输入情况，如图表1所示。

升降机是系统动力输出的关键，车辆的上下传递主要由升降机来完成，因此升降机的性能尤为重要。提升系统使用电机连接变速箱配合钢丝绳传动实现，传动过程平稳进行。传动系统的动力由智能变频调速电机提供，电梯的上升和下降则由电机的正反转来实现。并且在载重不同的情况下，PLC控制器也能使升降机平稳匀速的运行。

系统在运行过程中，均有安全防护，提升系统安装了保险装置通过制动杠杆牵制制动模块和制动轮紧紧的压在一起，防止升降机坠落。如图2为安全装置结构及组成。

表1 输入信号分配表