目录
摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
第一章绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1.1 课题的来源及研究的目的和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1.2 机械式停车库．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1.3 机械优化设计相关知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1.3.1 优化设计概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1.3.2 约束优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
第二章立体车库总体结构的研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.1 机械立体车库的总体结构形式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.2 立体车库的总体结构的选择与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.3 立体车库的存取车方式的总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.4 立体车库主体建筑结构的总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
第三章固定叉梳的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
3.1 横移叉梳和固定叉梳结构形式的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
3.2 固定叉梳的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
第四章立体车库钢结构骨架的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
4.1 立体停车库钢结构骨架基本结构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
4.2 立体停车库钢结构骨架的模型化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
4.3 钢结构骨架的受力情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
4.4 进行受力分析的基本假设．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
4.5 钢结构骨架的受力分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
4.6 钢结构骨架的变形分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
4.7 结构优化设计模型的建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
4.8 优化结果及分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
参考文献(References)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
摘要
本文以课题“立体车库的内部机械结构的优化设计”为依托，对电梯升降式立体车库的某些内部机械结构进行了优化设计。首先确定了立体车库的运行方式和适合此运行方式的各构件的外形结构，然后针对这种立体车库的机构特征，选择了作为停车位的固定叉梳和作为支撑的钢架结构骨架进行优化设计，接着运用增广乘子法对固定叉梳和钢结构骨架进行优化，最后的优化结果使固定叉梳结构更加合理，降低了整体重量和对钢结构骨架的载荷，也使钢结构骨架的整体重量减轻了许多。
关键字：立体车库机械结构优化设计固定叉梳钢结构
Abstract
On the base of the project "Optimal design of the mechanisms in the stereoscopic garage"，some mechanisms in the lift park garage has been designed optimally. At the first, we established the running mode and the structure of the mechanisms adapted to the running mode. And then, we chose the immobile comb as the parking space and the steel structure framework as support, the optimal design on the two mechanisms was carried through. The optimal design on the immobile comb and the steel structure framework was carried through with augmented multipliers method. At the end, the result of the optimal design is that the immobile comb will be more reasonable and decreased the whole weight of the garage and the load of the steel structure framework, and the weight of the steel structure framework become more light.
Key words：Stereoscopic garage Mechanisms Optimal design immobile comb Steel structure
第一章绪论
1.1 课题的来源及研究的目的和意义
随着社会生活水平的不断提高，大多数城市人已经解决了“衣食住行”中的前三项，开始着手考虑买车，汽车进入寻常百姓家已是指日可待的。然而在买车成为一种时尚之后，停车却愈来愈成为一大难题。一些大城市(如北京、上海等)的土地资源特别紧张，甚至要求买车者在购车后必须再购买到一个停车位才能办理汽车牌照。于是为了顺应社会发展的需要，立体停车库的研究与开发也就变的愈加紧迫。
近年来，我国汽车产量不断增加，汽车保有量更是急剧上升。据统计，1997年汽车产量为157.8万辆，汽车保有量为1100万辆，其中轿车约400万辆;2000年我国轿车保有童接近400万辆，2002年我国轿车保有It接近500万辆，据估计2005年我国轿车保有量将达到1000万辆，平均每年增长80万辆(据最新统计，2002年轿车实际销售120万辆)，而2010年轿车保有量将达到2000万辆，平均每年增长200万辆。如此数量的汽车主要集中在城市，将给城市停车泊位带来巨大的压力。如果全部露天平面停放，假设普通轿车的尺寸为
m。目前的500万辆车将4.5m(长)X 1.8m(宽)，则每辆轿车所需要的最小停车位面积为19.22
m(即14.4万亩)的土地。相反，如果改为立体停放，特别是高层立体车库，会占用9600万2
每辆车的占用面积将会大为降低，例如，10层高的电梯式立体车库，每辆车的占用面积为
m左右，将会节省84.6%(即2.7-4..l万亩)的土地，即使有10%的轿车停放在立体车库中，3.02
这在大城市的繁华地带也将产生巨大的经济效益。然而，目前只有很少城市建立了少数立体停车库，而大多数汽车则停放在露天停车场，甚至是占道停放。这样，一方面，在寸土寸金的大城市，设立露天停车场，是对有限土地资源的严重浪费;另一方面，汽车占道停放又造成城市交通拥堵，汽车被盗、被撞现象经常发生，市容环境极差。因此，在大中城市建设立体停车库是不可回避的当务之急。国家计委已将发展城市停车场作为支持基础设施建设的重点之一，国家计委第6号令中，己明确机械式立体车库(设备)及城市立体停车场为国家重点支持的产业。目前，汽车停放已经成为全世界大城市普遍关注的问题，许多国家都拿出资金资助这一课题的研究。
建造大量的立体车库，需要大量的材料，如果我们对立体车库进行优化设计，就可以节省下来不少的资源。
基于以上情况，我选择“立体车库的内部机械结构的优化设计”作为我的研究课题，符合现实需要，顺应当今科技发展的潮流。
1.2机械式停车库
为了解决多层立体停车库驾驶员驾车上下坡道的问题，20世纪60年代国外出现了一种早期机械式停车库，取消了曲线坡道，汽车上下由升降电梯解决，然而水平运输仍然由驾驶员来驾驶。取车时，驾驶员跟随电梯一起上去，到了楼层后驾驶员驾车离开电梯找车位停下，然后驾驶员坐人梯下楼：相反，取车时，驾驶员先坐人梯上楼，然后开车到电梯口等候电梯，人车随电梯一起下楼。这种车库最大的缺点是，驾驶员在取车等电梯时，一方面等候时间不
定;另一方面，汽车处于怠速状态，尾气污染特别严重。这样，虽然解决了坡道行驶问题，却带来其它问题，而且面积和体积的节省并不十分明显。
到了20世纪70年代，随着科学技术的进步，停车库逐渐向全机械化、自动化方向发展，机械式停车库便应运而生。机械式停车库是利用机械设备提高单位面积停车数量的停车方式，分为运送器和停车位两部分。运送器是机械停车设备中装载并运送汽车的部件总称，包括托架、托板、台车等。停车位是车库中为停放汽车而划分的停车空间或机械停车设备中停放汽车的部件，它由车辆本身的尺寸加四周必须的距离组成。这样的车库就把每辆车的停车面积和空间尽可能压缩到最小，车库实际上成为一种停放车辆的容器，充分发挥了机械停车库的优势。
进入20世纪90年代，随着电脑智能化管理和自动化仓储技术的发展，出现了智能全自动机械停车库，更加提高了土地利用率。
机械式停车库按其停放形式的不同可分为机械立体停车库和复式停车库。复式停车库上下只有两三层，利用机械设备汽车在货架上可以上下重叠放置，车库内有车道和人员停留。机械立体停车库的室内没有人员停留，车辆的存取是全自动的，这种车库是最节省土地资源和自动化程度最高的，其具体优点如下：
(1)节省面积，约为平面停车场的1/2-1/25。特别适合土地紧张的大城市和一般城市的繁华区。
(2)造价低，机械式停车设备每个车位投资约2-12万元，而建筑自行式停车库每个车位造价约为20万元以上，而且可能造成库内污染·即使平面停车，光土地征用费也是不菲。
(3)使用方便。存车时，驾驶员打卡后只需按指示信号把汽车开上升降车上即可离开，系统会自动把汽车放到合适的车位;取车时，驾驶员打卡后系统就会自动把要取的汽车取下来，驾驶员只等待开车离开就行。按设计要求，一般存取车时间不超过120秒，通常不出现存取车排队的现象。
(4)减少了因路边停车而引起的交通事故;
(5)增加了汽车的防盗性和防护性;
(6) 改善了市容环境。
综上所述，本课题中的车库形式选择为机械立体车库。
1.3 机械优化设计相关知识
1.3.1 优化设计概述
机械优化设计包括建立优化设计问题的数学模型核选择恰当的优化方法与程序两方面的内容。由于机械优化设计是应用数学方法寻求机械设计的最优方案，所以首先要根据实际的机械问题建立相应的数学模型，既用数学形式来描述实际设计问题。在建立数学模型时学要应用专业知识确定设计的限制条件和所追求的目标，确立各设计变量之间的相互关系等。机械优化设计问题的数学模型可以时解析式，试验数据或经验公式。虽然他们给出的形式不同，但都是反映设计变量之间的数量关系的。
数学模型一旦建立，机械优化设计问题就变成一个数学求解问题。应用数学规划方法的理论，根据数学模型的特点，可以选择适当的优化方法，进而可以选取或自行编制计算机程序，以计算机作为工具求得最佳设计参数。
1.3.2 约束优化方法
惩罚函数法原理简单，算法易行，适用范围广，并且可以和各种有效的无约束最优方法结合起来，因此得到广泛应用。但是，惩罚函数也存在不少问题，从理论上讲，只有当r→
∞(外点法)或r →0(内点法)时，算法才能收敛，因此序列迭代过程收敛较慢。另外，当惩罚因子的初值0
r 取得不合适时，惩罚函数可能变得病态，使无约束最优化计算发生困难。 近年来提出的增广乘子法在计算过程中数值稳定性，计算效率上都超过惩罚函数法。目前，增广乘子法在理论上得到了总结提高，在算法上也积累了不少经验，使得这种方法日益完善。
拉格朗日乘子法
拉格朗日法是一种古典的求约束极值的间接解法。它是讲具有等式约束的优化问题
min ()..()0p f x s t h x ??=?
转化成拉格朗日函数
1(,)()()l
p p p L x f x h x λλ==+∑
用解析法求解上式，既令(,)0L x λ?=，可求得函数(,)L x λ的极值。在函数(,)
L x λ中，
12[]T l λλλλ=???称为拉格朗日乘子，也是变量，因此可以列出()n l +个方程
0(1,2,,)0(1,2,,)i p
L
i n x L p l λ??==?????????==?????? 联立求解后，可得n l +个变量：
****12[]T n x x x x =???，****
12[]n λλλλ=???。其中，
*x 为极值点， *λ为相应的拉格朗日乘子向量。
拉格朗日乘子法看起来似乎很简单，实际上这种方法存在着许多问题，例如对于非凸问
题容易失败;对于大型的非线形优化问题，需求解高次联立方程组，其数值解法几乎和求解优化问题同样困难;此外，还必须分离出方程组的重根。因此，拉格朗日乘子法用来求解一般的约束优化问题不是一种有效的方法。
等式约束的增广乘子法 1.基本原理
对于含等式约束的优化问题
min ()..()0p f x s t h x ??=?
(1,2,,)p l =???
构造拉格朗日函数 1
(,)()()l
p p p L x f x h x λλ==+∑ (1-1)
令(,)0L x λ?=时，得原问题的极值点*x 以及相应的拉格朗日乘子向量*λ。构造
外点惩罚函数
2
1
(,)()[()]2l p p r x f x h x φλ==+∑ (1-2)
当r →∞时，对函数(,)x φλ进行序列极小化，可求得原问题的极值点*
x ，且*
()
p h x =
(1,2,,)p l =???。
前已述及，用拉格朗日乘子法求解约束优化问题往往失败，而用惩罚函数法求解，又因要求r →∞而使计算效率低。为此，将这两种方法结合起来，即构造惩罚函数的拉格朗日函数
2
11
2
1
(,,)()[()]()
2(,)[()]2l l
p p p p p l
p p r M x r f x h x h x r L x h x λλλ====++=+∑∑∑ (1-3)
若令1
(,,)
(,)()()0l
p p p M x r L x r h x h x λλ=?=?+?=∑
求得约束极值点*
x ，且使*
()0p h x
= (1,2,,)p l =???。所有，不论r 取何值，式(1-3)
与原问题有相同的极值点*
x ，与(1-1)有相同的拉格朗日乘子向量*
λ。 式(1-3)称增广乘子函数，或称增广惩罚函数，式中的r 仍称惩罚因子。
既然式(1-1)和(1-3)有相同的*
x 和*
λ，仍然要考虑由式(1-3)表示增广乘子函数的主要原因是，这两类函数的二阶导数矩阵，即海赛矩阵的性质不同。一般地说，式(1-1)所表示的拉格朗日函数(,)L x λ的海赛矩阵
2(,)i j L G x x x λ??
?=?
???????
(,1,2,,)i j n =??? (1-4) 并不是正定的，而式(1-3)所表示的增广乘子函数(,,)M x r λ的海赛矩阵
21(,,)(,)l p p p i j i j h h M G x r G x r x x x x λλ=????
???==+?
???????????????
∑ (1-5)
(,
1,2,,)i j n =???
必定存在一个'
r ，对于一切满足'r
r ≥的值总是正定的。
由这一性质可知，当惩罚因子r 取足够大的定值，即'r r ≥，不必趋于无穷大，且恰
好取*λ
λ≥时， *x 就是函数(,,)M x r λ的极小点。也就是说，为了求得原问题的约束
最优点，只需对增广乘子函数(,,)M x r λ求一次无约束极值。当然，问题并不是如此简单，因为*λ也是未知的。为了求得*
λ，采用如下方法。 假定惩罚因子r 取为大于'
r 的定值，则增广乘子函数只是x 、λ
的函数。若不停的
改变
λ
值，并对每一个
λ
求
min (,)M x λ，将得到极小点的点列： *()k x λ
(1,2,)k =???。显然，当*k λλ→时， ***()x x λ=将是原问题的约束最优解。为使
*k λλ→，采用如下公式来校正k λ的值
1
k k k λ
λλ+=+? (1-6)
这一步骤在增广乘子法中称为乘子迭代，是惩罚函数法中所没有的。为了确定式(1-6)中的校正量k
λ?，再定义 ()
((),)M M x λλλ= (1-7)
为了求得*λ，只需求函数()M λ的极大值。求函数()M λ极大值的方法不同将会得到不同的乘子迭代公式。目前常采用近似的牛顿法求解，得到的乘子迭代公式为
1()k k k p p p rh x λλ+=+ (1,2,,)p l =??? (1-8)
2.参数选择
增广乘子法中的乘子向量λ，惩罚因子r ，设计变量的初值都是重要参数。下面分别介绍选择这些参数的一般方法。
1)在没有其他信息的情况下，初始乘子向量取零向量，即0
0λ
=，显然，这时增广乘
子函数和外点惩罚函数的形式相同。也就是说，第一次迭代计算是用外点法进行的。从第二次迭代开始，乘子向量按式(1-8)校正。
2)惩罚因子的初值0
r 可按外点法选取。以后的迭代计算，惩罚因子按下式递增
11
1
,()/(),()/()k k k k k
k k r h x h x r r h x h x βδδ-+-?>=?≤?
当当 (1-9)
式中β－惩罚因子递增系数，取10β=
δ－判别数，取0.25δ
=
惩罚因子的递增公式可以这样来理解：开始迭代时，因r 不可能取很大的值，只能在迭代过程中根据每次求得的无约束极值点k
x 趋近于约束面的情况来决定。当k
x 离约束面很远，即()k
h x
的值很大时，则增大r 值，以加大惩罚项的作用，迫使迭代点更快地
逼近约束面。当k
x 已接近约束面，即()h x 明显减小时，则不再增加r 值了。 惩罚因子也可以用简单的递增公式计算 1
k k r
r β+= (1-10) 这一公式形式上和外点法所用的公式相同，但实质上不同。因为增广乘子法并不要求r
→∞。事实上，当r 增加到一定值时， λ已趋近于*
λ，从而增广乘子函数的极值点也逼近原问题的约束最优点了。用式(1-10)计算1
k r +时，一般取24β= ，以免因r 增加
太快，使乘子迭代不能充分发挥作用。
3)设计变量的初值0
x 也按外点法选取，以后的迭代初始点都取上次迭代的无约束极值点，以提高计算效率。 3.计算步骤
1)选取设计变量的初值0
x ，惩罚因子初值0r ，增长系数β，判别数δ，收敛精度ε， 并令0
0p
λ= (1,2,,)p l =???，迭代次数0k =。
2)按式(1-3)构造增广乘子函数(,,)M x r λ，并令min (,,)M x r λ，得无约束最优解*(,)k
k k x
x r λ=。
3)计算1
2
1()[()]l k
k p p h x h x =??
=??
??
∑ 。
4)按式(1-8)校正乘子向量，求1
k λ+。
5)如果()k
h x
ε≤ ，迭代终止。约束最优解为*k x x =，*1k λλ+=；否则转下
步。
6)按式(1-9)或式(1-10)计算惩罚因子1
k r +，再令1k k =+，转步骤2)。
不等式约束的增广乘子法 对于含不等式约束的优化问题
min ()
..()0j f x s t g x ??≤?
(1,2,,)j m =???
引进松弛变量
12[]T m z z z z =???，并且令
'
2(,)()j j j g x z g x z =
+ (1,2,,)j m =??? (1-11)
于是，原问题转化成等式约束的优化问题
'min ()
..()0j f x s t g x ??=?
(1,2,,)j m =??? (1-12)
这样就可以采用等式约束的增广乘子法来求解了。取定一个足够大的'()r r r >后，上式
的增广乘子函数形式为
''2
1
1(,,)()(,)[(,)]
2m
m
j j j j j r M x z f x g x z g x z λλ===++∑∑ (1-13)
并对一组乘子向量
*
λ(初始乘子向量仍取零向量)求
min (,,)
M x z λ，得
*()k k x x λ=，*()k k z z λ=。再按式(1-8)计算新的乘子向量
112(,)[()]k k k j j j j j j rg x z r g x z λλλ+=+=++ (1,2,,)j m =??? (1-14)
将增广乘子函数的极小化和乘子迭代交替进行，直至
x λ
、z和分别趋近于
**x λ*、z 和。
虽然从理论上讲，这个计算过程和仅含等式约束的情形没有什么两样，但由于增加了松弛变量
z ，使原来的n 维极值问题扩充成n m +维问题，势必增加计算量和求解的困
难，优必要将计算加以简化。
将式(1-13)所示的增广乘子函数改写成
222
11
(,,)()(())[()]2m
m j j j
j j
j j r M x z f x g x z g x z λλ===++++∑∑ (1-15)
利用解析法求函数(,,)M x z λ关于
z 的极值，即令(,,)0z M x z λ?=，可得
2[(())]0j j j j z r g x z λ++= (1,2,,)j m =???
若()0j j rg x λ+≥，则20j z =;
若()0j j rg x λ+<，则2
1
()[]j j j z g x r
λ=-+
于是，可得
21{max[0,(())]}j
j j z rg x r
λ=-+ (1,2,,)j m =??? (1-16) 将式(1-16)代入式(1-15)，得
221
1(,)(){max[0,()]}2m
j j j j M x f x rg x r λλλ==++-∑ (1-17)
这就是不等式约束优化问题的增广乘子函数，它与式(1-15)的不同之处在于松弛变量z 已
经完全消失。实际计算时，仍然只要对给定的
λ
及
r ，求关于x 的无约束极值
min ()M x 。将式(1-16)代入式(1-14)，得到乘子迭代公式
1{max[0,()]}k k j j j rg x λλ+=+ (1,2,,)j m =??? (1-18)
对于同时具有等式约束和不等式约束的优化问题
min ()..
()0()0j p
f x s t
g x
h x ??
≤??=? (1,2,,)(1,2,,)j m p l =???=??? 构造的增广乘子函数的形式为
(,)M x λ=22
111
2
211
1(){max[0,()]}2()[()]2m j j j j l
l p p p
p p f x rg x r r h x h x λλλ===++-+
+∑∑∑ (1-19)
式中 1j λ － 不等式约束函数的乘子向量; 2p λ － 等式约束函数的乘子向量。
1j λ和2p λ的校正公式为
111max[0,()]k k j j j rg x λλ+=+
(
1,2,,)j m =???
122()k k p p p rh x λλ+=+
(1,2,,)p l =??? (1-20)
算法的收敛条件可视乘子向量是否稳定不变来决定，如果前后两次迭代的乘子向量之差充分小，则认为迭代已经收敛。
增广乘子法的程序框图见图1
第二章立体车库总体结构的研究
2.1机械立体车库的总体结构形式
现有的机械式立体车库按照其机械设备运转方式的不同主要可分为：循环式、电梯升降式和高架仓储式三种
2.1.1 循环式停车库
循环式停车库是水车原理、巨轮原理、连续链原理及传送带原理的结合，汽车放在托板上，以电机作为动力源，用链条传递动力，带动所有车位移动。主要特点是车位移动，存取一辆车时整个系统都要一起移动，把需要的车位移动到出入口，这样对能量的损耗比较大而且又易磨损机械部分，而且噪声比较大。
2.1.2 电梯式停车库
电梯式停车库层数较高，一般都超过六层，完全是一幢放车的楼房，借用成熟的电梯技术，使汽车迅速升降到指定楼层。与循环式停车库相反，电梯式停车库停车位是固定的，汽车的存放通过电梯系统上下移动到停车位前，利用特有的横向移动装置来实现汽车的存取。整个车库是全电脑控制，自动操作及显示，库区内无人进入，能防止人为的汽车丢失和破坏。电梯式停车库具有极高的土地利用率。如果在车库内设置转盘，汽车可以自动调头，缩短出入库时间，实现迅速存取车。车库可以贴建筑物建造也可独立建造，而且其封闭的立面又可成为商业广告牌。电梯式停车库可在地面上设置、半地下设置或地下设置，如停车泊位需求较大时，此种车库又可横向或纵向拼接。
2.1.3 高架仓储式停车库
高架仓储式停车库是由停车位与升降装置立体组合而成的停车设备，升降装置可整体横向移动或升降装置的搬运器可整体横向移动，停车位就在升降装置升降道的两侧。它采用机械传送设备传送汽车，为电梯附加行走机械而成，最早出现在美国，在一个建筑层里叠置2~3层存放车辆的车位，可放车100辆以上。随着科技的发展，高架仓储式停车库出现了全智能的形式，采用一个机器人(可行走式电梯)来实现车辆的存取。与前两种车库相比，土地利用率不高，而且高架仓储式车库如果采用全智能方式则造价比较高;如果不采用全智能方式则会降低效率。不过这种车库的可靠性和安全性较高，而且适合把已经建成的单层停车库改造成2~3层的机械停车库。
2.2立体车库的总体结构的选择与设计
通过上面的比较可以看出，电梯式停车库是一种综合性能比较优良的车库，机械化程度最高，具有广阔的发展前景，因此选择电梯升降式停车库作为本课题的基本形式。电梯升降式停车库中车辆的存取方式又有以下几种：左右两侧存取方式、扇形存取方式、圆周存取方式等。左右两侧存取方式就是在电梯井道在中间，停车位在井道的左右两侧，每一楼层的停车位只有两个，升降电梯升降到停车楼层后，横移机构可以左右方向存取车，存取机构简单，但是存放的车辆相对来说少。扇形存取方式就是停车位以电梯井道为中心作扇形分布。升降电梯升降到停车楼层后可以在扇形停车位范围内存取车辆，这样就增加了每一楼层的停车位。不过扇形存取方式的存取机构复杂。圆周存取方式就是停车位以电梯井道为中心作圆周分布，每一楼层的停车位最多，不过这种方式的存取机构最复杂。经过上面的比较，最后决定选取左右两侧存取方式的电梯式车库，其结构简图见图2，如果停车位的需求大，则采取两个或多个车库拼接来增加车位。
3.1横移叉梳和固定叉梳结构形式的设计
横移叉梳的结构如图3所示，横移导轨1在旋转台上的固定导轨槽内作横移运动，其长度为2400mm，在叉梳横移2000 mm后，仍有400 mm的长度与固定导轨槽配合，以提供足够的平衡力，使横移运动安全平稳地完成。根据车库技术指标中最大容车尺寸5.05m (L) X1.85 m (W) X 1.60m (H)，设计横移叉梳的尺寸。由于在叉梳相错运动的存取车过程中，横移叉梳中间小于最小汽车轮距部分用不到，因此不需要布置梳叉，用一块或几块花纹钢板盖住，花纹钢板就放在图中盖板横梁3上。梳叉4，5的材料用120X6OX3的矩形钢管。在存取车时，虽然叉梳的叉数很多，但是具体到每辆车，一般情况下就只能用到4个叉，为了增加叉梳的刚性，在叉梳的中部设置了中间纵梁6。中间纵梁6焊接在梳叉的下面，两头与横移导轨1连接，这样又可以防止汽车开出时由于车轮对梳叉的反作用力而造成相邻梳叉间的距离变化，保证车辆的存取能顺利完成。
1．横移导轨 2.端部横梁 3.盖板横梁 4.前轮叉梳 5.盖板 6.后轮叉梳7.中间纵梁
停车位的固定叉梳的结构与横移叉梳正好相反，横移叉梳的梳叉部分固定又梳就是空格，横移叉梳的空格部分固定叉梳就是梳叉，而且横移叉梳中间盖花纹钢板的部分固定叉梳是一个完全的大空格。这样才能实现两个叉梳的相错运动。由于车辆的存取是通过横移叉梳与固定叉梳的相错运动来实现的，因此在叉梳的结构设计时，必须能使横移叉梳与固定叉梳能够实现相错运动，不发生运动干涉，而且横移叉梳在存取车时的上下运动空间要充足。为
解决这个问题，固定叉梳的结构设计如图4、图5。
横移叉梳的高度是120mm ，而固定叉梳的高度是80mm ，它们的高度差是40mm ，具体的存取车动作过程如下：
存车时，横移叉梳的上平面升到比固定叉梳的上平面高40mm 的高度，使汽车轮胎在横移时不与固定叉梳发生干涉，然后横移叉梳作横向平移：横移到位后，横移叉梳连同吊笼一起下降80mm ，把汽车放在固定叉梳上，同时使横移叉梳避开汽车轮胎，然后横移叉梳横向移动到吊笼内。
取车的过程与存车时相反，横移叉梳的上平面升到比固定叉梳的上平面低40mm 的高
度，使固定叉梳在横移时不与汽车轮胎发生干涉，然后横移叉梳作横向平移;横移到位后，横移叉梳连同吊笼一起上升80mm ，把汽车从固定叉梳上抬起，同时使汽车轮胎避开固定叉梳，然后横移叉梳连同汽车横移回吊笼内。
3.2 固定叉梳的优化设计
由于每个固定停车位都由一个固定叉梳组成，因此固定叉梳的数量特别多，与停车位的数量一致，对固定叉梳进行受力分析和优化设计就很有必要。合理的优化设计一方面可以节约材料，另一方面又可以减轻车库整体骨架结构的载荷。对移动叉梳来说，由于移动叉梳数量只有一个，而且从移动叉梳的总体结构来说，一方面它的尺寸受移动叉梳尺寸和存取车形式的制约不能自由优化，另一方面刚度又远大于固定叉梳，因此移动叉梳就没有必要进行受力分析。
已知车库存放车辆的最大重量为1600kg ，假设车辆的前后载荷分配为6： 4，则前轮所在的梳叉的受力较大，前轮的重量由两个梳叉承担，每根梳叉的受力情况见图6，
整个梳叉为典型的悬臂梁结构，左右车轮对梳叉的压力分别为12F =F =2409.8=2352N ?，左右车轮对梳
叉的压力向左右车轮连线的中心C 简化，可以简化为C 点的合力F=4704N ， AC=1000mm 。
固定梳叉全部采用矩形钢管，其截面形式如图7，为了设计的合理性，对其进行优化，矩形管的高度H ， h 和宽度B ， b 为需要决定的设计参数，考虑到矩形钢管管壁的厚度L=H-h=B-b ，所以实际设计参数只有三个，故定H ， h 和B 为设计变量，即
123[][]T T X x x x H h B ==
以矩形管的质量W 作为目标函数，要求愈轻愈好。假设所选用材料的密度为p ，则目标函数为：
()(,,)()(())W f x f H h B BH bh BH B h H h ρρ===-=-+-
约束条件为： a.弯曲强度
最大弯矩约为max M F AC = 弯曲强度校核公式为max max
max []W z
M y I σσ=
≤， 式中33
12
z BH bh I -=
因此，弯曲强度所决定的约束条件为：
max
1133
12()(,,)[]0()F AC y g x g H h B BH B h H h
σ==
-≤-+- b.根据刚度要求，最大挠度[] 3.0y mm ≤，即
3max
3(1)[]32F AC CD y y EI AC
-=+≤ ，
式中210E GPa =。
因此，刚度所决定的约束条件为
3223343()(,,)(1)[]0[()]2F AC CD
g x g H h B y E BH B h H h AC
==+-≤-+-
c .根据实际产品结构尺寸要求的约束条件为
2.50H h --≥ 250H -≥ 250B -≥
构造最优化设计的数学模型：
3
11332233345min (,,)[()]
..()(,,)[]0
()4()(,,)[]0[()]() 2.50
()250()250q f H h B BH H h h F s t g x g H h B BH H h h
F c g x g H h B y E BH H h h g x h H g x H g x B ρτ=--???==-≤--??
-?
==-≤?
--?
?=+-≤?
=-≤?
?=-≤?
采用增广乘子法进行优化计算，构造增广乘子函数
5
221
1(,,)(){max[0,()]}2j j j j M x r f x rg x λλλ==++-∑
式中 r －惩罚因子
j
λ－增广乘子， 111max[0,()]k k j j j rg x λλ+=+
编程进行优化计算，得到如下结果：
57.62.956.3H h b ????
????=????????????
对计算结构进行圆整后得： 60360H h b ????????=????????????
通过优化设计，比原设计方案的目标函数值下降了许多，且各项约束条件
都得到了满足。这样车库整体骨架结构的载荷就降低了不少，同时也可以使车库 整体骨架结构的零件尺寸得以缩减。
济南大学泉城学院毕业设计 题目PSH-5D型停车设备的结构设计专业机械设计制造及其自动化 班级机设09Q3 学生 学号20093006067 指导教师蔡冬梅 二〇一三年五月二十八日
全套资料如下，本课题获得校优，全套资料不需要任何更改，图纸CAD全有，全是去年我刚刚做的，和网上任何一家出售的都不一样，网上卖的需要修改的太多，这个说明书也不是最终版，只是应付学校查重做的应对办法。 购买全套材料请联系QQ521086789
摘要 随着经济的高速发展，越来越多地家庭都拥有了私家车，这使得很多地区的停车问题越来越急剧。如果在住宅小区中再设置机动车位，恐怕已经很难了。因此，停车难的问题在以后将成为居民以及物业管理的难题了。 而机械式立体车库占地少、操作灵活、高效节能，可能成为目前解决停车难问题的主要途径，其中以升降横移式立体车库应用最为广泛。 本文介绍了现有的各类立体停车库的结构和特点，以及小区车库的发展概况，并重点地讲解了立体车库升降的结构设计和停车设备传动系统的设计。立体车库的结构设计主要包括车库的主体框架、横梁、纵梁、电动机、传动系统、载车板以及安全防坠落装置。 本次设计的主要内容包括升降机构的结构设计、材料选择、制造方法、升降链条的设计计算、链轮的设计计算、载车板的设计和升降部分的电机选择等等。 关键词：立体车库；升降横移式；结构设计
ABSTRACT With the high-speed development of economy, more and more families have private cars, and the parking problem is in the increasingly sharp in many parts. If set up a motor vehicle in the residential district is hard enough, I'm afraid. Therefore, the problem of parking difficulty will become a problem fo residents and property management in the future. But mechanical stereo garage covers an area of less, flexible operation, high efficiency and energy saving, and it may be the main way to solve the problem of parking difficulty at present. Lifting and moving solid carport is the most widely used for . This paper introduces the structure and characteristics of the existing each kind of parking equipment, as well as the development community garage of the general situation, and explained the structure design of three-dimensional garage lifting and the transmission system design of parking equipment . Stereoscopic garage structure design mainly includes the main body frame, beam, garage floors of longitudinal beam, motor, transmission system, load and safety falling prevention device. This design main content includes the structure design of lifting mechanism ,material selection ,manufacture method ,the design of the chain and sprocket design calculation ,plate design and lifting part of motor selection and so on . keywords: three-dimensional garage ；lifting and moving ；designed of structure
毕业论文论文题目立体车库
摘要 设计立体车库主要是考虑到现如今交通拥挤、车位数量有限。立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受广泛推广。一个立体车库不仅可以解决停车难的社会问题，还可以节省土地资源。本论文设计的立体车库，是以电机为动力通过链条传动带动车体移动，采用PLC编程控制，垂直提升平移式立体车库 立体车库模型采用垂直提升式的类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位由电机为动力，用行程开关限位控制，可以准确的定位。在构架方面我们采用不锈钢材料，安全性高、轻巧与其他建筑材料相比，钢的强度高材质也好，可靠性强。在控制方面我们采用的PLC可以自动化控制电机，不需要太多的人工操作。造价与传统的平面停车场相比要低。而且可利用空间多了，不但节约了制造方的成本，与节约了停车的费用。 设计的立体车库有许多特点，而最突出的就是设备可以实现无人值守，只需要有一个控制室操作就行了，存车取车还不用倒车，方便了停车。维护也比较容易，主要的电路都是设计在外面，电路故障很容易排除。在许多的场所都可以运用，所受的限制很少。 关键词：FX2N编程器、控制电路、升降机构
第一章：系统介绍 1．1控制系统 空气开关主要有起到通断线路和保护线路过载、短路。变压器与整流电路的作用是，提供线路所需的稳定电压和所需的直流电压。交流接触器的作用主要是，实现自锁、互锁和电动机的正反转。按钮的作用主要是，通过按钮的通断来控制FX2N 编程器的信号的输入。FX2N编程器的作用主要是，控制所有电路的运行。这些元件形成一个自动存车，自动取车系统，并且，通过管理系统的支持下，实现全自动化。 1.2平移系统 主要有横移轨道，电梯框架、220V交流电机、行程开关、链条和齿轮，主要作用是通过交流电机的正反转带动电梯架左右横移，来实现小车车位左右移动的目的。经过检测系统的排查，确认哪个车位是空库，经横移将电梯架移动到空库位置，来实现车的存取。 1.3升降系统 主要有6~24V直流电机、行程开关、绳索、滑轮、电梯架和电梯厢，主要作用是，通过直流电机的正反转带动电梯厢的升降，来实现小车到达楼层的目的。升降系统是立体车库的中枢部分，它能把检测系统的指令实现，在得到指令后，第一个执行机构由平移系统完成，将车位对应；第二个执行机构就是升降系统，待车位对应后，电梯就会运作，将车送到检测楼层，并在车离开车厢（电梯厢）后，车厢会在3秒后自动回到底层，以致不影响下一步运作。
天津理工大学 本科毕业设计任务书 题目：立体车库控制系统设计 学生姓名敬晓菲届2012 学院自动化学院专业电气工程及其自动化 指导教师吴作明职称高级实验师 下达任务日期2011年11月18日 天津理工大学教务处制 一、毕业设计（论文）内容及要求 1．毕业设计主要工作内容 （1）了解国内外立体车库控制系统的应用情况及控制特点 （2）掌握立体车库控制系统的控制原理及调节过程 1）.掌握伺服电机的作用 2）.掌握伺服电机的控制特点 （3）根据控制要求设计程序流程图 （4）设计出控制软件及人机界面 （5）编写设计说明书 2．设计依据与要求 本题目设计的内容是PLC立体车库控制系统设计，重点是系统中的PLC程序设计，包括电气原理图的绘制等。主要设计内容及主要技术指标： （1）车位数量为16个（4*4）； （2）设备运行定位精度为0.1毫米。 （3）能够方便完成人机对话。 研究的思路要求我们首先要进行工序分析，查找相应的资料和实际产品，分析加以综合，以确定定点定位的控制系统的设计方案，然后实施控制方案设计，同时进一步掌握自动控制技术原理和相应的设备，了解伺服电机的运行原理，结合相应的软件编程，完成控制与界面应用程序的调试，完善硬件设备，以达到预期的目标，在设计调试中发现不足，更深入的和研究。 控制系统可采用PLC控制，因为它作为一种通用的工业自动化装置，在工业控制各个领域已得到了广泛应用。本文主要介绍升降横移式立体车库模块化设计的解决方案。此系统具
有合理的结构设计、较高的空间利用率、方便的存取车的优点。 研究的理论依据主要是根据伺服电机原理和定点定位的控制技术，以及相关的一些自动控制技术，包括了伺服电动机和PLC等。，通过编程设定移动位置及运送的速度，达到除存取车辆的目的。 3．设计成果提交 （1）人机界面； （2）控制软件； （3）设计说明书 4．设计参考文献与资料 [1]高国. 自动控制原理. 成都：华南理工大学出版社， 2001 [2] 彭鸿才. 电机原理及拖动. 北京：机械工业出版社，2002 [3] 郑晓峰.数控技术及应用. 北京：机械工业出版社，2002 [4]胡佑德. 伺服系统原理与设计. 北京：北京理工大学出版社，2003 [5]王永华.现代电气控制与PLC应用技术. 北京：北航出版社，2003 [6]陈立定. 电气控制与可编程控制器.成都：华南理工大出版社，1999 [7]廖常初. PLC编程及应用. 北京：机械工业出版社，2003 [8] 赵清.新电工识图. 北京：电子工业出版社，2004 [9]王卫兵，高俊山. 可编程控制器原理及应用. 北京：机械工业出版社，2000 [10] 张云生，向风红. 立体车库PLC控制系统，昆明理工大学想学报，1998(10) ：7~12 [11] 西门子可编程控制器资料. 西门子公司 [12] 吴作明.工控组态软件与PLC应用技术,[M] .北京:北京航空航天大学出版社,2007. [13 ] 温照方. SIMATIC S7-200可编程控制器教程. 北京：北京理工大学出版社，2001 二、毕业设计进度计划及检查情况记录表
机械停车设备相关资料 一、机械停车库停放车型介绍 根据目前常见机械车库停放车型分析： 1、普通轿车按大小分为：微型、、小型车紧凑型、标准型（即中型），大型，豪华型 2、特殊型车按其用途分为：SUV、跑车、MPV，面包车。 高度：轿车高度一般不会超出1550mm，特殊型车一般不会超过2000 mm。 轴距：微型、小型车2300~2700 mm（除SMART、众泰-江南TT外），紧凑型、中型车 2500~2950 mm；豪华车2800~3250 mm。 车长：中型车以下均小于5050 mm，大型小于5200 mm，豪华型小于5300 mm（个别超 出5300 mm房车林肯等不考虑）。 3、大部分车辆（95%以上）前轴距最前端距不超出1050 mm，后轴距最后端不超出1150 mm 二、机械停车库出入口、人行通道、停车位和搬运器的安全尺寸要求： 1、车库容车尺寸及出入口尺寸 (1) 机械式停车设备出入口的宽度应大于存放汽车车宽加500mm，但应不小于2250mm。 (2) 仅存容轿车的停车设备出入口的高度应不小于车高+50mm，存放客车类车辆的（JB/T 8317中的K类，车高2050mm以下）应不小于2150mm，人车共用时应不小于1800mm。 2、搬运器（或载车板）停车表面与出入口地面的距离 搬运器（或载车板）停车表面端部与出入口地面结合处的水平距离应不大于40mm，垂直高度应不大于50mm。 3、人行通道尺寸 停车设备内，人行通道的宽度一般不小于500mm，高度一般不小于1800mm。 4、停车位尺寸 宽度——对用搬运器将汽车送入车位的，为汽车全宽加150mm，或不小于全车宽加500mm；对于汽车自行驶入车位的，不小于存放汽车的全宽加500mm。 长度——不小于存放汽车的全长加200mm。 高度——不小于存放汽车的高度与存放汽车时微升微降等动作要求之和加50mm，单不小于1600mm。 5、搬运器 (1)搬运器结构的主要件均采用非燃烧体材料制造。在不妨碍安全的前提下，搬运器的顶板、 侧面围栏、门可以省略。设有侧面围栏时，其高度应不小于1400mm。 三、机械式停车设备设计安全要求 机械式停车设备安全工作条件 为了保证停车设备的安全正常工作，在进行停车设备的设计时，应考虑以下两个基本条件。 1．支撑所停车辆的框架结构必须具有足够的强度、刚度和抗屈曲能力。 2．原动机（电动机）必须具有满足作业性能要求的功率，制动装置提供必需的制动力。 机械式停车设备常用材料及安全系数 1．钢结构件材料 机械式停车设备钢结构用材料主要是热轧H型钢、槽钢、角钢、C型钢和薄钢板。按照《起重机设计规范》（GB3811-83）的要求，构成机械式停车设备钢结构的材料应符合《普通碳素结构钢技术条件》（GB700-88）标准规定的普通碳素结构钢或《低合金结构钢技术条件》（GB/T1591-95）标准规定的低合金结构钢，如Q235B、Q345等。
目录 摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第一章绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.1 课题的来源及研究的目的和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.2 机械式停车库．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.3 机械优化设计相关知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.3.1 优化设计概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.3.2 约束优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第二章立体车库总体结构的研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.1 机械立体车库的总体结构形式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.2 立体车库的总体结构的选择与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.3 立体车库的存取车方式的总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.4 立体车库主体建筑结构的总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第三章固定叉梳的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.1 横移叉梳和固定叉梳结构形式的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.2 固定叉梳的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第四章立体车库钢结构骨架的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.1 立体停车库钢结构骨架基本结构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.2 立体停车库钢结构骨架的模型化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.3 钢结构骨架的受力情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.4 进行受力分析的基本假设．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.5 钢结构骨架的受力分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.6 钢结构骨架的变形分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.7 结构优化设计模型的建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.8 优化结果及分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 参考文献(References)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
机械式智能立体车库的创新设计 发表时间：2019-08-05T11:33:40.157Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：贺天贵[导读] 摘要：随着城市经济的发展，停车难已经成为一个普遍现象，本文设计了一种缩微版的旋转式智能立体车库，并介绍了其基本结构和工作原理。 身份证号码：41132319880715XXXX 河南南阳 473000 摘要：随着城市经济的发展，停车难已经成为一个普遍现象，本文设计了一种缩微版的旋转式智能立体车库，并介绍了其基本结构和工作原理。 关键词：智能立体车库；智能控制模块；步进电机 近年来，随着人们消费能力水平的不断提升，私家车数量逐年增加，如何利用有限的城市空间满足日益增长的停车需求已成为当前亟待解决的城市问题。立体车库的单位面积车容量大、建设成本低，并且有不同规模的工程设计，能够适应不同容量的用户需求。因此深入研究立体车库控制系统，建造安全、可靠、稳定、智能的立体车库对日常生活具有重要意义。智能立体车库一般由机械系统、控制系统、液压辅助系统、电气系统、传感器系统组成，融合了机械、数控、计算机、自动化、传感器、人工智能等技术，是一种智能化、立体化的物流储运系统。自1920年美国建成第一座机械式升降立体车库以来，其相关技术不断向着智能化、网络化的大趋势发展。如何利用计算机、物联网、云计算和嵌入式技术实现自动存取、自主收费、网上预约、远程管理、网络监控、故障诊断与预警，成为当下立体车库研究的主要方向。 1系统组成与工作原理 在旋转智能立体车库中，机械传动系统是实现库位循环旋转的核心，其工作原理是步进电机通过减速机构和联轴器把运动传递到输出轴上，输出轴旋转带动链轮及输送链传动，输送链再带动链上的车位做循环运动，使车位运行或停靠在某一指定位置。系统分为两大部分：传动部分和承载部分。承载部分的部件有：梁柱等框架结构及车位的载车底板。传动部分部件有：电动机、减速器、联轴器、制动器、传动轴、链轮链条、连接齿轮等。 1.1双组链条停车模块 双组链条停车模块，用于循环停车取车。具体包括：（1）框架单元：用于支撑整个结构，保证整个结构的支撑。（2）链条单元：用于悬挂所有的车位，对车位进行运转。（3）车位单元：用于停放车辆。（4）驱动单元：通过步进电机传递动力，用于驱动整个链条单元带动车位进行运转，可实现快速取停车。 1.2智能控制模块 智能控制模块，用于识别车库停放需求信息，并按照需求信息控制车库运转进行停车取车，并能通过控制模块联结互联网对接云平台，进行数据交换，实现智能化。智能控制模块具体包括：（1）车位监测单元：通过光电传感器检测车库各车位的使用状态。（2）信息传输单元：用于联结互联网，实现车位信息数据上传。 1.3主要控制 电路电机选择两相四拍步进电机57BYG250C，驱动器选择HBS57全数字式闭环步进驱动器，采用最新专用电机控制双核DSP 芯片和应用矢量型闭环控制算法，从而彻底克服了开环步进电机丢步的问题，同时也能明显提升电机的高速性能、降低电机的发热程度和减小电机的高中低速振动，从而提升机器的加工速度和精度以及降低机器的能耗。此外，在电机连续过载时，驱动器会输出报警信号，具有与交流伺服系统同样的可靠性。PLC选择PLC224型号，该微型旋转车库有六个停车位，PLC实时读取输入口键盘信息，根据键盘输入的库位信息，进行输出操作。停车取车工作原理：（1）接通电源，车库接收到车辆停放信息，自动运转空车位到底部第一层，方便车辆入库；若车库识别到取车信息，读取到取车的车辆信息后，车库会自动将此车辆运转到底部第一层，方便车辆的取出；旋转式立体车库在旋转工作时，采用光电传感器检测每个车位的位置，PLC根据检测结果控制步进电机运行，使某一车位转到指定位置。采用闭环控制，能自动补偿车位旋转时的累计误差，保证车位快速精准定位。（2）停车、取车的操作完成后，整个机构运动状态为静止时，智能控制模块会将车库车辆的停放信息数据上传云平台，实现信息实时传递，其他驾驶人员能通过手机APP及时了解该车库资源的使用情况，是否有空车位等信息；此外为了保证车库的安装方便，采用模块式安装，安装顺序为：先安装一侧立体框架，上传动轴，从动齿轮，链条，下传动轴，链条，再安装另一侧立体框架，太阳能顶棚，动力源，控制箱。 2机械式智能立体车库的创新设计 2.1车道宽度设计 在进行车道宽度设计时，相关设计人员首先应当对我国相关标准规范进行了解掌握，其次，应当对一些规范中的规定数值进行明确，对车道宽度、出入口宽度进行设计时除应满足规范要求的最小数值外，考虑经济性、实用性合理设置宽度避免造成浪费。相关部门也应当在设计人员完成设计方案之后，对设计方案进行审核校验，确保设计方案中的数据具有准确性，促使设计方案更加完善、准确，对土地面积进行合理的利用，尽可能的缓解停车位紧张的问题 2.2机械式智能立体车库的创新设计 创新设计方案应用于现实生活中，主要是解决城市化发展进程中出现的问题，主要侧重于在城市住宅区和商业区等功能区相对人口密集的场所，发挥出密集空间的停车优势以及道路两边停车位的性能。创新设计一方面是功能原理方案设计，根据用户的实际需求首先构建出具体模型，主要包含总共能和功能元，设计出立体车库功能原理方案；另一方面是利用环境保护来限制综合方案设计。对于立体车库的建成环境进行深入分析，立足于立体车库的结构和功能特点，设计出下列方案，有移动式停车层和固定式停车层两种。机械式智能立体车库的创新设计方便了用户，由此可以这样说，此创新设计具有着重要的现实意义。 2.3车库排水设计 相关人员在进行排水系统的设计时，如果采取暗沟排水的方式，首先就应当合理的安排暗沟的位置，尽量将暗沟设置在停车位的尾部，尽可能的减少车辆碾压的次数，提高排水效率，延长盖板的使用年限。当然，设计人员在设计汽车的坡道时也应当设置排水系统，例如：在坡道外端设置一条截水沟，同时要设置一条大约为0.1-0.15米高的高反坡路段，这样能够在最大程度上避免室外的水流渗入到车道内部。采取合适的措施，合理的设置截水沟，从而提高防排水效果。
PLC实训设计任务书 12343-1、3-2、3-3、3-4 分别是2-12-22-3 1-11-21-3车盘。 第一种是由现场操作人员通 如果选择存放1-1 明车辆己经进库。如果选择存放1-21-11-2下移 1-2号车位上移到第二层原位停止。 如果选择取1-1 1-1车辆出库过程完成。如果选择取1-2号车1-11-21-2车辆 1-2车辆出库过程完成。
摘要 立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施。随着城市汽车保有量的不断增加，停车难问题己经成为大中型城市的一个普遍现象。机械式立体车库可充分利用上地资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本课题以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象，综合考虑立体车库制造成本和运行效率的双重因素。 本文在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择四层三列式车库结构为研究模型。升降横移式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。本文简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统也作了简单的说明。在对升降横移式立体车库控制系统的设计中，采用了先进的可编程序控制器(PLC)控制，运用西门子公司的编程软件编制了升降横移式立体车库控制系统的程序，并经调试、运行，证明采用PLC作为控制系统简单易行。其稳定、可靠、快速、性价比高的特点使得控制系统非常完美。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际，在升降横移式立体车库中使用了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。 关键词：立体车库；控制系统；可编程序控制器
技术标准和要求 1.项目概述 1.1招标设备名称：升降横移类机械式停车设备 1.2停车数量：机械停车位74 个，设备层数、容车规格及车位数如下： 1.2.1两层升降横移机械式停车设备，车位数68 个 容车规格:≤长5000mm×宽1900mm×高1550mm,2000kg； ≤长4500mm×宽1900mm×高1550mm,2000kg； 1.2.2两层简易升降机械式停车设备，暂定车位数6 个（3套） 容车规格:≤长5000mm×宽1900mm×高1550mm,2000kg； ≤长4500mm×宽1900mm×高1550mm,2000kg； 车位数为固定车位数，投标人按照固定车位数及容车规格进行投标。 1.3驱动提升方式：电机驱动+链条提升，一机一板 1.4容车种类：轿车 1.5供电：双路供电，三相380V，50HZ 2.招标范围 宿迁凤凰文化广场项目所需机械式停车设备全部设备、材料、随机备品配件及专用工具，运抵买方工地现场，负责安装、调试，直至买、卖双方及买方所在地质量监督部门共同验收合格，获得质量监督部门发给的验收合格证，交付买方使用，即交钥匙工程。 1. 机械立体车库设备深化设计内容： 1.1 机械立体车库设备系统的详细设计方案：含设计说明书、平立剖结构图，设备清单、性能特点说明及有关样本资料等。 1.2 机械立体车库设备系统的全套安装施工方案，操作说明书及投标人认为必须提供的其他资料。 1.3 中标后配合并协同主体设计单位完成机械立体车库设备的土建、消防、照明、通风、排水等专业的工程设计，并对各专业的设计施工图会签确认，若有预留预埋项目应提前向招标人和施工单位提出要求，实施时须派人员来场协助指导及预留预埋项目验收。 2．所有机电设备、材料的供应： 包括金属结构，如钢架、车台、横移导轨等；存取车操作面板及相应辅助设备；传动原件：所选马达应运转平稳、噪音小，且应附刹车装置；动力配电系统设备：设备所需电控箱、各类行程开关、电缆、桥架等（招标人负责至立体车库每个控制区控制点，控制点的下端配置及内部相应的开关配置、线路、电控箱、各类行程开关、电缆、桥架等由投标人完成），
摘要 近年来，随着经济的发展，我国的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽车的数量不断增加。但与此同时，汽车停车场地的增长却不能与之同步，汽车泊位与汽车数量严重比例失调，由此带来停车难，违章停车，停车管理困难等一系列问题。由此，自动化立体车库便应运而生了。 本篇论文论述了我在做大学本科工学学士毕业设计期间所从事的设计课题——自动化立体停车设备的设计过程。 目前社会上有很多成熟技术的停车设备比如：升降横移类；垂直循环类；水平循环类；平面移动类；巷道堆垛类；垂直升降类；简易升降类。通过对这些车库类型特点的比较与分析，我最终选择了巷道堆垛类作为设计的车库类型。 论文以研究工作的进展顺序为序，分章、节逐一论述了课题的来源，目的及意义，设计过程，在设计中遇到的问题与难点及其解决方法与措施。在设计过程部分，详细论述了设备总体结构设计、横移传动系统设计、运输传动系统设计、存取车结构设计、控制系统设计和安全防护设计。 关键词立体停车设备结构设计控制系统 PLC 安全性
ABSTRACT In recent years, along with the economical development, our country urbanized level sped up with the lives of the people level enhancement, the automobile quantity unceasingly increases. But at the same time, the automobile parking location growth actually cannot with it synchronization, the automobile berth and automobile quantity serious imbalance, from this brings stops difficultly, violates regulations to stop, stop control difficulty and so on a series of questions. From this, the automated three-dimensional garage has then arisen at the historic moment . The design topic ——automation three-dimensional parking facility design process which this paper elaborated me to have been making university undergraduate course technology bachelor graduation project period is engaged in . At present in the society has very many mature technical the parking facility for instance: Rises and falls horizontally moves the kind; Vertical circulation class; Level circulation class; Plane migration class; The tunnel piles up the kind; Vertical fluctuation class; Simple fluctuation class. Through to these garage type characteristics comparisons and the analysis, I has finally chosen the vertical fluctuation class achievement design garage type . The paper take researc h work progress order as a foreword, divided chapter, the festival elaborated the topic origin one by one, the goal and the significance, the design process, met the question and the
摘要 立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的存储设施。近年来随着我国经济的飞速发展，城市人口日益增多，特别是随着改革开放以来，我国进入了汽车拥有率进入急速上升时期。机械式立体车库可充分利用地上资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本课题以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象，综合介绍了升降横移式立体车库的运行模式和操作模式。本课题以典型常见的地上3×3升降横移式为例,说明了停车库的运行原理。并用组态王对立体车做了实时监控和动态演示。 本文在对国外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择三层三列式车库结构为研究模型。升降横移式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。本文简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统也作了详细的说明。依据升降横移式立体车库的运行原理，运用理论对升降横移式立体车库的结构进行了全面的分析，包括升降横移式立体车库的框架结构的机械强度、横移传动系统中轴的强度和升降传动系统中轴的强度等。在对升降横移式立体车库控制系统的设计中，采用了常用的的PLC控制，运用三菱公司的编程软件编制了升降横移式立体车库控制系统的程序，并经调试、运行，证明采用可编程序控制器(PLC)作为控制系统简单易行。其稳定、可靠、快速、性价比高的特点使得控制系统更加稳定可行。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际运行，在升降横移式立体车库中采取了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。 关键词：立体车库；控制系统；PLC ABSTRACT Stereo garage is specifically implement check of vehicles automatic parking and scientific storage acilities. With the increasing of urban car ownership, parking problem has become a common phenomenon of large and medium-sized cities. Mechanical stereo garage can make full use of land resources, making full use of the advantages of space and maximize the parked vehicles, become the important
摘要 本设计是根据我国近几年来房地产业的蓬勃发展和老百姓私家车的急剧增多，私家车数量的急剧增加与车（位）库设置严重滞后的矛盾应运而生的自动化车库。地下升降式自动化立体车库，是充分利用小区地下空间设置的新型车库，其型号为单层2个车位。车库下降后可完全居于地面之下，车库表面能与周边完全融为一体。并且每个车库均属独立空间，升降自如，停（取）车极为方便，快捷，是充分利用地下空间改造或兴建的安全、新型、便捷式车库。该车库设计新颖、独特、巧妙，实用性强，可以大大缓解小区车库（位）严重不足的矛盾。本说明书共分五章，着重设计计算了钢丝绳及滑轮组机构、载车板、升降机构、横移入库机构以及库架等主要系统的设计计算。 关键词：载车板升降系统横移机构
Abstract The design is based on the developmrnt according to our country in the last few years real estate industry vigorous development and the common people private vehicle, the private vehicle quantity sharp growth and the vehicle (position) the storehouse establishment serious lag contradiction arises at the historic moment automated garage. The underground elevating automation three-dimensional garage, is the full use plot underground space establishment new garage, its model for single-layer 2 berth. After the garage drops may reside in under completely the ground, the garage surface energy and peripheral merges into one organic whole completely. And each garage is the space-independent, the fluctuation freely, stops (takes) the vehicle to be extremely convenient, quick, is the full use underground space transformation or the constructing security, new, the convenient -like garage. This garage design novel, is unique, is ingenious, usable, may alleviate the plot garage greatly (position) the serious insufficient contradiction. This instruction booklet altogether divides five chapters, the emphatically design calculation steel wire and the block and tackle organization, carried the template, the elevating mechanism, move horizontally the warehousing organization as well as storehouse and so on the main system design calculation. Key words: carries jacking system moves horizontally organization
保定市永和钢结构工程有限公司 升降横移类立体停车设备 使用说明书 单位：保定市永和钢结构工程有限公司地址：保定市新市区富昌路119号
目录 一、文字说明部分 1、产品概述 2、主要用途 3、适用范围及工作条件 4、产品规格型号 5、产品外形结构 6、传动结构与工作原理 7、安装及调试 8、安全操作规程 9、检查、维护、保养及故障排除方法 10、维修 11、主要易损件 12、电气设计说明 二、表格资料部分表1—表8 三、图示部分 1、设备总装图 2、电气原理图
一、文字说明部分 1、产品概述及特点 升降横移类机械式停车设备是由我公司研制开发的一种新型的立体停车设备。 其主要结构特点如下： ⑴整体钢结构采用H型钢设计、制作、加工、安装方便快捷，强度稳定性满 足要求； ⑵动力提升横移机可实现产品标准化、系列化、安全系数高、故障率低； ⑶采用独特的平衡链条结构，设备在载重运行过程中，运行平稳，可靠； ⑷安全科学的电气设计及自锁功能，保证运行和限位控制的可靠性； ⑸PLC自动控制系统，控制合理，故障率低； ⑹合理的传动方式，使动力装置的功率减少1/2，效率提高200%； ⑺出入车时间短，运用于车辆出入较集中的场所。 该设备每一单元结构包括： ①设备基础； ②钢结构框架（包括：底梁、横梁、纵梁）； ③动力装置及传动结构； ④安全防坠落装置； ⑤轿厢总成； ⑥电气控制系统。 2、主要用途 升降横移类机械式停车设备充分利用地上空间，停车率提高300%。因其
出入车速度快，特别适用于宾馆、饭店、商场、小区及国家机关等车辆较集中的场所。 3、适用范围及工作条件 本产品适用于温度-25℃～+40℃，湿度≤85%，海拔100米以下，无火灾、爆炸危险、腐蚀性介质及无粉尘污染的环境中工作，仅作为停放汽车使用，禁止储藏其他熔化金属、有毒、易爆物品。适用电源为：三相，50HZ，380V，停放轿车的重量最大为2000kg，最大停车尺寸：5000×1850×1550（长×宽×高）。 4、产品规格型号 4．1产品规格型号表述如下： P SH 7 D -- D 3 —— X H Y 4．2产品技术参数与外形安装尺寸
立体车库传动装置设计 目录 摘要 第一章绪论 1.1课题背景和意义 1.2立体车库发展概况 1.3设计任务与要求 1.3.1 设计目标 1.3.2 设计容 第二章立体车库的分类及原理 2.1立体车库的分类 2.2垂直升降式立体车库的工作原理 2.3垂直升降式立体车库的主要组成部分 第三章垂直升降式立体车库升降传动装置设计 3.1 升降电机功率的计算及选择 3.2 升降传动轴的计算 3.3 联轴器的选择 3.4 轴承的选择 3.5 钢丝绳的选用 3.6 滑轮的选用 3.7 卷筒的设计 3.8 升降轴的强度校核 第四章结论 4.1．结论 摘要 立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施。随着城市汽车保有量的不断增加，停车难问题己经成为大中型城市的一个普遍现象。机械式立体车库可充分利用上地资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本课题以较为简单的垂直升降式立体车库为研究对象。简易垂直升降式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。简易升降式车库的驱动系统通常采用电机驱动，这取决于传动的特点及其优点，本文就是对简易升降立体车库的传动装置设计计算，以及其他元件的设计选择，使得立体车库结构更加合理、安全，提高驱动的效率以及无障碍停车车库的经济性。 第一章绪论 1.1课题背景和意义 随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。数据显示，最近几年我国城市机动车辆平均增长速度在15%-20%，而同时期城市停车基础设施的平均增长速度只有2%-3%，特别是大城市的机动车拥有量的增长速度远远超过停车基础设施的增长速度，因此，我们必须重视城市停车难的问题，并积极探求解决的措施。措施主要包括增建停车场，建设地下及立体停车场、利用其
1绪论 随着我国经济的发展，汽车工业的发展，居民收入的提高，鼓励汽车进入家庭及一系列相关政策的实施，城市交通中的汽车数量越来越多，在一些商业中心、车站、码头、饭店、住宅区，如何利用有限空间，最大限度停放汽车已成为一个大问题。而立体车库以其平均单车占地面积小的独特特性，已被逐渐推广并被广大用户接受。 立体车库是一种集机、光、电一体化的高度自动化停车场所，是典型的机电一体化系统。它发祥于20年代的美国。50年代以后，美国、西欧相继发明了多种形式的立体车库。到了六七十年代，德国、日本、韩国等国家以及香港和台湾等地区则大有后来居上之势。近年来，立体车库从造型、结构、控制、驱动、监测、材料、保险等方面不断更新换代，日趋完美。 在我国，停车设备的研制才处于起步阶段，随着小汽车不断进入家庭，停车难的问题将日益突出。在人口稠密的大都市，仅靠地面停车是远远不够的，要朝空中和地下发展。因此，停车设备的研制具有广阔的前景。 立体车库的主要优点有： 1、节省占地面积，节省大量投资。立体车库的占地面积相当于同等地面停车场的1/3-1/20。对于城市寸土寸金的面积不大的黄金地带，建立体车库经济效益相当可观； 2、出入库管理方便，省时省力。它不需要车主找车，出入库管理全由电脑控制，操作简单，库内的存车数量、存车位置、存车时间等全可以显示在操作盘上，一目了然，自动化程度相当高； 3、可避免车辆的丢失和损坏。完善的闭锁装置可保证汽车安然无恙，外部人员不能随意进入，汽车不会受到人为的损伤和丢失； 4、配置灵活。车库规模可大可小，形式多样，适应性广。 立体车库发展到今天已出现了以下几种常见形式： 1、水平循环式该形式的主体为一水平放置的链式输送机，车辆停放在链式传送带的托盘上，随着车辆的出入库，所有车辆同时按固定次序作循环运动，由平动机构确保车辆始终处于水平状态，整套系统由一大型电机单独驱动。一般可停放十几辆车。 2、垂直循环式该形式的主体是垂直回转链式输送机，车辆停放在呈圆形或长圆形配置的托盘上，有做垂直循环运动的链条带动，在平动机构控制下保持车位水平。也是由单一大型电机单独驱动。一般可停车 10-40辆。 3、升降横移式该形式多为中、小型车库，停放车辆数目从几辆到