一种无障碍侧方位立体停车库的研究

苏小华,李 宣,马 莉,张荣毅

(北方重工集团有限公司，辽宁 沈阳 110141)

0 引言

随着我国经济的迅速发展，城市车辆急剧增加，停车位愈来愈紧缺。为了解决停车难、停车无序的问题，立体车库逐渐成为解决该问题的有效措施。目前，立体车库的种类众多，但存在结构复杂、占地面积大、存取车时间长、存取灵活性差、设备运行效率不高、能耗高、成本高等问题。为此,本文提出了一种无障碍侧方位立体停车库，它是一种简易立体车库，能够完全实现无障碍存取车，较好地解决了上述存在的问题[1]。

1 无障碍侧方位立体停车库设计方案及主要技术参数

1.1 设计方案

无障碍侧方位立体停车库是一种能够实现在一个停车面积上存放两台车，并且整个设备不影响下层车辆正常停放的简易升降立体车库，具有占地面积小、结构紧凑、操作方便、安全可靠等特点。无障碍侧方位立体停车库由载车板1、载车板销轴2、拉杆3、拉杆销轴4、主驱杆5、从动杆6、液压缸销轴7、液压缸8、防坠器9、主驱杆销轴10、从动杆销轴11、立柱12、支撑杆13和横梁14等组成，如图1所示。

1-载车板；2-载车板销轴；3-拉杆；4-拉杆销轴；5-主驱杆；6-从动杆；7-液压缸销轴；8-液压缸；9-防坠器；10-主驱杆销轴；11-从动杆销轴；12-立柱；13-支撑杆；14-横梁

拉杆3、主驱杆5、从动杆6和立柱12构成一个平行四连杆机构；主驱杆5前端与拉杆3通过支撑杆13连接，后端与立柱12通过主驱杆销轴10连接；从动杆6前端与拉杆3通过拉杆销轴4连接，后端与立柱12通过从动杆销轴11连接，确保载车板的运动轨迹。无障碍侧方位立体停车库包括两个平行四连杆机构，它们纵向平行安装在地面上，并且通过支撑杆13和横梁14连接在一起，载车板1通过载车板销轴2与两个平行四连杆机构连接，液压缸8驱动平行四连杆机构运动完成载车板的上升下降过程，防坠器9在载车板上升到位后对无障碍侧方位立体停车库进行机械锁死，以保证安全。

无障碍侧方位立体停车库设计关键点如下：

(1) 拉杆3的末端通过支撑杆13、拉杆销轴4分别与主驱杆5、从动杆6连接，前端通过载车板销轴2连接载车板1。因此拉杆3的结构设计既要保证平行四连杆机构的正常运动，又要确保载车板1的销轴孔连线始终与地平面保持垂直，即确保载车板1始终处于水平状态。

(2) 液压缸8缸体的末端通过从动杆销轴11安装在立柱12上，液压缸活塞杆的前端通过液压缸销轴7连接在主驱杆5上。液压缸的设计不仅要满足活塞杆在液压油的作用下做伸缩运动，同时还要保证液压缸8以从动杆销轴11为支点作旋转运动[2]。

(3) 主驱杆5前端通过支撑杆13与拉杆3连接，末端通过主驱杆销轴10与立柱12连接，同时液压缸8也连接在主驱杆5上。主驱杆5的结构设计既要满足平行四连杆机构，又要保证连接的液压缸能够驱动平行四连杆机构按既定轨迹运动。

(4) 载车板1的结构设计既要降低重量又要保证足够的强度。两个平行四连杆机构与载车板1连接的位置分别位于停放车辆的前轮、后轮中心连线上，在载车板1下方焊接两根矩形钢管连接平行四连杆机构，以减小载车板的弯矩及其变形[3]。

1.2 主要技术参数的确定

无障碍侧方位立体停车库的主要技术参数如表1所示。

表1 无障碍侧方位立体停车库的主要技术参数

2 无障碍侧方位立体停车库工作原理

无障碍侧方位立体停车库的工作原理如下：

(1) 载车板下降：防坠器的插销下移回位，液压系统通过同步阀向两侧液压缸8的有杆腔供油，活塞杆在液压油作用下缩回，液压缸8带动平行四连杆机构展开，即主驱杆5和从动杆6绕着主驱杆销轴10和从动杆销轴11转动并展开，载车板1跟随拉杆3联动，在平行四连杆机构的作用下，载车板最后降落在地面上。载车板下降过程和降到地面效果分别如图2、图3所示。

图2 载车板下降过程示意图 图3 载车板降到地面效果

(2) 载车板上升：液压系统通过同步阀向两侧液压缸8的无杆腔供油，活塞杆在液压油作用下伸出，液压缸8带动平行四连杆机构收回，载车板1在平行四连杆机构带动下实现上升运动；当载车板上升到停止位置时，液压缸的活塞杆行程开关发出信号，液压缸停止驱动，同时防坠器的插销伸出，插入载车板下方的矩形钢管内，对无障碍侧方位立体停车库进行机械锁死，双重保护确保人员和车辆的安全。载车板上升过程和上升效果分别如图4、图5所示。

(3) 存取车辆：将驱动液压缸8与智能控制系统连接起来，采用IC卡对立体车库进行智能控制，停车时，刷一次IC卡并进行计费、计时，驱动液压缸8控制平行四连杆结构将载车板1下降至地面，车辆停好后，载车板1自动上升回位；取车时，再刷一次IC卡，无障碍侧方位立体停车库将车辆下降至地面，缴完停车费，车辆开走后，载车板自动上升至原位。

无障碍侧方位立体停车库既可以单独使用，也可以模块化使用，模块化使用的效果如图6所示。

图4 载车板上升示意图 图5 载车板上升效果

图6 无障碍侧方位立体停车库模块化使用效果

3 无障碍侧方位立体停车库的优点

无障碍侧方位立体停车库的优点如下：

(1) 车库结构紧凑，成本较低。无障碍侧方位立体停车库采用液压缸驱动平行四连杆机构运动的方式实现载车板的上升下降，拉杆和主驱杆既是平行四连杆机构的组成部分，又分别连接着载车板和液压缸，二者的特殊结构设计保证无障碍侧方位立体停车库整体结构紧凑，制造成本较低。

(2) 占地面积小，应用范围广。整个设备安装时将两个立柱安装到基础上，每个安装板占地面积仅为560 mm(长)×508 mm(宽)，设备安装好后不影响下层车辆停(取)。无障碍侧方位立体停车库可广泛用于居民区、酒店、商业街、写字楼等停车位紧张的场所。

(3) 停取车不需要避让，方便快捷。载车板平移降到地面，上层车辆可以直接开进(出)，不需要倒车，下层车辆与平时停车相同，不用移车，也不需要为下层车辆单独设计移进移出装置，存取车快捷方便。

4 结语

本文研究的无障碍侧方位立体停车库整体结构紧凑、造价较低、占地面积小、应用范围广、操作方便，停取车不需要避让，下层车辆正常停车，不用专门设计移进移出装置，存取车快捷方便，对于解决城市停车位紧缺这一难题具有实际意义。