1、 立体车库的设计研究 摘 要大型立体车库实现各类车辆的自动停放及合理停放的仓库型设施。伴随着城市汽车保有量的不断增加，停车难问题己经成为发达国家以及大中型城市的普遍现象。机械式立体车库起到充分利用土地资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆的作用，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本课题以比较典型的升降横移式立体车库为研究对象，综合分析立体车库的制造成本和运作效率这两方面。本论文对国内外车库现状及发展趋势进行了调查和研究，决定选择三层两列式车库结构为研究对象。对于本次设计的升降横移式立体车库，分为三大部分：车库结构设计部分、传动机构设计部分和控制系统设计部分。论文主要介绍了立体车库的主体结构和
2、特点，对车库的控制系统进行简单的说明。对车库进行受力分析时，由于车库的受力是一个复杂的力系，运用了有限元分析软件对车库钢结构强度以及传动结构钢强度进行综合的受力分析。本文设计自动化立体车库的类型选用升降横移式立体车库，设计车位为 24 个，分为三层两列。该车库优点是：占地少、操作安全和便捷，低耗能。关键词：立体车库；自动化；钢结构强度；有限元软件AbstractLarge scale three-dimensional garage automatic park is to realize all kinds of vehicles and warehouse facilities and r
3、easonable in the park.With the increase of car ownership in the city, parking difficult problem has become a common phenomenon in developed countries and large and medium-sized city.Mechanical stereo garage to make full use of land resources, use of the advantages of space, to maximize the role of t
4、he vehicle park,it has become an important way for static traffic problem in the city.In this paper the up-down and translation stereo garage the typical as the object of study,These two aspects of a comprehensive analysis of the manufacturing cost and the operation efficiency of stereo garage.Curre
5、nt situation and development trend of the garage at home and abroad has carried on the investigation and study,decided to choose the three layer two formulistic garage structure as the research object.For the up-down and translation stereo garage the design, divided into three parts: the garage stru
6、cture design part, transmission part and the control system design.This paper mainly introduces the main structure and characteristics of stereo garage, the garage control system for a simple description.By analyzing the force of the garage,for the stress of the garage is a complicated force system,
7、using finite element analysis software of steel structure garage strength structural steel strength and driving force comprehensive analysis.The up-down and translation stereo garage the paper design the automatic three-dimensional garage,design of parking spaces for 24, divided into three layers of
8、 two,the garage has the advantages of less land occupation,: safe and convenient operation, low energy consumptionKeywords： stereo garage；automation,strength；steel structure； finite element softwareIII目录摘 要 .IAbstract.II第一章 绪论 .11.1 选题的背景和意义 .11.2 立体车库国内外的发展前景和现状 .21.2.1 立体车库在国内的发展 .21.2.2 立体车库在国外的发
9、展 .31.2.3 立体车库发展前景 .41.3 本章小结 .5第二章 立体车库结构材料的分析和简述 .72.1 立体车库结构材料的分析 .72.2 立体车库的简述 .72.2.1 立体车库的设计方案 .72.2.2 车库的运作介绍 .82.3 本章小结 .16第三章 立体车库结构的校核 .173.1 立体车库整体结构的校核 .173.2 汽车运输机结构的校核 .213.3 可移动导轨的校核 .233.4 本章小结 .25第四章 控制系统的阐述 .274.1 控制系统的选择 .274.2 控制系统运作的机理 .274.3 PLC 系统的模块分类 .284.4 本章小结 .29IV结论 .31参
10、考文献 .33附录 .35致谢 .45第一章 绪论1第一章 绪论1.1 选题的背景和意义随着改革开放力度的增大，中国国民经济得到高速发展，各行各业的发展欣欣向荣。不仅仅在技术方面得到国家政策的支持，在经济方面也是全球化。伴随着中国 GDP 的快速发展，汽车行业得到迅猛的发展，汽车产业不仅促进了国民经济的增长，人民的生活质量也得到极大的丰富。汽车对于我们来说，意义非凡，我们的生活能够得到提速，汽车的影响最为明显。车辆的快速普及的同时也带来了众多问题，尤其是加大对城市交通和城市用地的压力，城市交通设施跟不上车辆的增加，导致大面积的动态交通堵塞。城市交通拥挤及车辆停放问题早已成为各大城市急需解决的基
11、本问题，尤其是在星级酒店、高级宾馆、大型娱乐场所或大型商场等车辆密集区，由于原有用地面积的限制无法扩大泊车空间。据相关部门统计：在上海地区，每天会有 40 多万辆汽车因没有专用车位而被迫停靠在马路两旁；而在北京地区每天也有 90 多万辆汽车“无家可归”，这些问题最终会阻碍到汽车产业的发展，甚至会影响到城市的发展速度和带来生活上的困惑，诸如塞车等。目前，常见的停车位还是传统的平面式停车场和地下车库，这类停车位不仅占用大量土地面积，而且需要人工管理和行车通道，对于自动化立体车库而言，最突出的特点就是节省用地优势，传统的停车位不仅平均一辆车就占用了将近 20 多平方米的用地面积，而且还需要一定面积的
12、行车通道，而立体车库则可以用一个车位的面积存放更多的车辆，立体车库的存放量取决与其层数和单层车位。立体车库的控制系统可以采用全自动化控制，减少不必要的人员管理，降低成本同时提高运作效率。立体车库可以实现人车分流，相对与传统停车场，立体车库更加有效的保护人身及车辆安全，使用计算机控制车辆停放位置，监控执行机构的安全运行，保证车库的安全运作。立体车库的现实意义：伴随着经济的飞速发展，加快了城市化的进程，然而随着城市化的发展，车辆增加是不可避免的，停车问题和交通问题也就随着而来。为了更好的解决这问题，必须设计一种比传统停车场更加有效的解决停车难、占地多的问题，而立体车库可以很好的解决这些问题。立体车
13、库具备了节约用地、自动化控制，使用便捷、降低建设成本、安全可靠，降低环境污染等特点。立体车库不仅解决城市化交通设施与车辆增长的不协调发展和城市用地的问题，而且解决停车难、违章停车、停车管理困难及交通拥挤等问题。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）21.2 立体车库国内外的发展前景和现状立体车库的发展和出现，是在第二次汽车工业改革之后。随着欧洲汽车工业的前所未有的繁荣和发展，欧洲出现了早期的立体车库。立体车库在欧洲出现已经接近 70 年的历史。对比于汽车工业的第三次变革，日本汽车工业发生了很大的改变，促进立体车库在日本的研究和发展。发展至今天，立体车库在日本有 40 多年的发展历史。和日本在
14、不多同一时期发展立体车库的，韩国和台湾也出现了立体车库。韩国和台湾立体车库发展晚于日本，但也有近 40 年历史。仓储式立体车库技术最早出现在欧洲。日本立体车库的技术模仿于欧洲，再加上日本是一个特别善于学习和借鉴其国家成功的民族，也因为日本地域狭小，所以塔式立体车库在日本取得了长足的发展。自从改革开放以来，我国的汽车工业得到了很大的发展。尤其是 21 世纪进入飞速发展时代。我国在立体车库行业的研究和发展，相对于欧洲、日本、韩国等国家而言，起步比较晚，从第一台立体车库的诞生到现在，仅有近 20 多年历史。在这 20 多年中，前期发展非常缓慢，直至 1996 年开始，我们国家的机械式立体车库等的停车
15、设备，年销售、安装量都很低。1.2.1 立体车库在国内的发展：图 1-1 国内立体车库目前国内把机械式车库划分为八大类别：升降横移式、垂直循环式、多层循环式、平面移动式、巷道堆垛式、水平循环式、垂直升降式、简易升降式。上述各类机械式车库基于不同原理和技术，适用于各种不同场地，具备各自特点及优势。第一章 绪论31、升降横移式：采用升降或横移载车板的方式存取停放车辆，车库模块化布置，车位可根据所要需求进行增加或减少，充分利用场地现有空间。2、垂直循环式：采用垂直方向做循环运动的方式存取停放车辆，该车库设备动力单一、控制简单、占地面积小，适用于小规模停车场。 3、多层循环式：通过载车板上下循环运动，
16、实现多层循环式存取停放车辆，适用于单个出入口且地形细长的场所。4、平面移动式：在同一层上用搬运车或起重机平面移动车辆，或者用载车板水平横移来存取停放车辆。多用于较大型停车场。 5、巷道堆垛式：采用以巷道堆垛机或桥式起重机将进到搬运器的车辆水平且垂直移动到存车位，并用存取机构存取车辆。主要用于大型密集式停车场所。6、水平循环式：采用一个水平循环运动的方式存取停放车辆。7、垂直升降式：通过提升机的升降和装在提升机上的横移机构将车辆或载车板横移，从而存取停放车辆。8、简易升降式：主要分为上、下两层，借助升降机构存放上层车辆。多用于家庭场所。目前，我国的立体车库行业尚处在发展和推广中，由于城市发展比较
17、早，没有规划好立体车库的发展，所以，在我国很难推行。在生产制造上，存在的问题有：没有统一的技术标准；很多产品都是仿照其他国家的，缺少专利和技术上的创新；国内的市场竞争比较恶劣，通过低价来抢占市场，这样就导致收入降低，企业无法投入更多的资金去研发，直接阻碍的立体车库的发展；国家的政策对立体车库产业很大，没有相关的政策引导，没有相关的技术的标准。如果要解决上述的问题，国家需要出台相关的法律法规，引导市场的健康发展，通过引进人才和技术，促进产业革命性的改变。1.2.2 立体车库在国外的发展：通过网上查询及市场调研了解到，机械式立体车库发源与 20 世纪 20 年代的美国，两层停车设备慢慢普及到普通家
18、庭，在住宅空地上建起升降式立体车库；距离市中心较近的地区建造停车塔和停车楼；大型商务中心建造地下停车场；经过七十多年的不断发展，立体车库从外型、结构、控制、材料、驱动、保险等方面不断改善，日趋完善。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）4图 1-2 国外高容量的立体车库目前世界停车产业朝着多元化的方向发展，立体车库所用到的技术几乎包含了当今机械、电气电子、电机驱动、液压气压驱动、光学、PLC 等领域的先进技术和工艺。在机械的方面上，由于结构材料的不断发展和研究，针对不同的使用功能，钢材料的生产也不一样，新型的钢材不但质优，而且能够让设备的刚度和强度得到提高，甚至让设备更轻巧美观。1.2.3
19、立体车库发展前景无论是国内还是国外，立体车库都将成为成为智能化大厦、大型商场、住宅型小区等人群聚密集区域所不可缺少的一部分，这就对立体车库的要求很高了，车库设备的节能，设计，技术含量等，都将比现在更加优化和创新，这对立体车库的运行状态、车辆停放时间、车辆交费情况、车库库容量、车辆存放高、存取高低峰情况等信息数据进行统计和整理，通过数据库的控制中心对车库进行监控，由控制中心的对存取车的信息进行处理，未来的立体车库管理，将由控制室和维修师傅管理，全面实现智能化管理，提高生活质量。在立体车库发展的带动下，未来对钢材的要求，将会要求材料具有比较好的韧性和强度，质量轻，耐腐蚀等的优点，将让相关的产业得到
20、优化，促使立体车库在一个好的环境下得到发展。第一章 绪论51.3 本章小结通过本章可以了解到立体车库是一种朝阳型产业，它对加快城市化进程有着至关重要的作用。相对于国外立体车库的研究，早在 20 世纪中后期就已经开始发展，我国的起步算是比较慢的，技术也相对落后。而且车库建造费用总体上来说偏高，政策不够完善，这对于普通家庭来说，立体车库建造费用是昂贵且安全系数无法预计，导致国内立体车库的推广受到限制。立体车库的类型很多，运用的场合也不一样。有些用于大型停车场；有些用于商务中心地带；有些用于小区或者空地。每种车库有各自的优缺点，针对于这些优缺点，有目的的选择适合需求的车库，这样才能更好的发挥立体车库的优点。停车产业的良性发展，将会带动一系列行业的产生和发展，例如相关维护设备的生产，结构材料的优化等，除了能够高效的利用土地，还能够创造更多的工作岗位。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）6
