立体车库及其相关控制系统研究[2d+3d+开题报告+毕业论文+任务书].rar

机械工程学院2024届毕业设计中期答辩毕设题目：立体目：立体车库及其相关控制系及其相关控制系统研究研究指指导老老师：陈玉玉班班级姓名姓名：机：机电2001班班 王涛王涛答答辩日期日期：2024年年3月月16日日一、研究背景及意义二、主要研究内容三、现阶段工作内容四、下一步工作计划一、研究背景及意义一、研究背景及意义一、研究背景及意义1.1研究背景 随着城市建设的迅速发展，城市空地和巷道越来越少，但是城市里的汽车数量却越来越多。在城区的车辆密集区，由于受到原有占地面积的限制，汽车停泊困难，交通阻塞。城市交通建设由于只注重解决动态交通一修路，不重视解决静态交通一建停车场（库），因而造成现有停车位远远不能满足停车需求的严重局面。根据公安部数据，截至8月，我国汽车保有量已达到3.12亿辆。而高德地图2022年初的报告显示，全国停车位缺口达到8000万个。也就是说，全国有将近1/4的车辆，存在不同程度的停车难情况。特别是在医院、景区、老旧小区、大型商圈、上下学期间的学校等地方，停车难的问题更是特别突出。但另一方面，既有车位的利用率并不高，城市中总会有一部分车位处于空置状态。在增加车位建设的同时，提升停车位利用率也是缓解停车难的重要手段。由于停车位的严重不足，迫使大量次车占道停放这已成为影响城市交通和城市环境的一大问题。在这样的背景下，立体车库的建造就变的非常迫切了。1.2研究意义 所谓需求决定了市场的大小，需求也同时促进着行业的发展，我国的汽车保有量逐年增加、停车位数量不匹配以及中国土地资源的紧缺，三者使得停车难的问题日益白热化，而发展立体车库是目前可以同时解决以上三大问题的最优解决方案。因为它不仅可以解决城市停车难的问题，减少汽车对道路的无谓运用，提高道路的通畅度还可以为市容市貌作出贡献。立体车库通过使用垂直空间多层停放的立体解决方案,能够最大限度利用土地空间资源,它的研发与使用受到越来越多人的关注。二、主要研究内容二、主要研究内容二、主要研究内容 目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式等。在对国内外各种同类产品进行分析的基础上，再结合造价、技术难度以及用户需求等各个方面的因素，可以发现升降横移式立体车库形式比较多，规模可大可小，而且对场地的适应性较强，同时采用这类设备的车库十分普遍。因此，最终确定研究对象为升降横移式立体车库。在这里，我研究的主要内容是（1）完成立体车库的结构设计及力学分析 确定升降横移式立体停车设备的总体布局、运行方式，然后进行存取车方式、提升系统、钢结构等各个组成部分的总体设计。整体机构包括车位横移框架、车位升降框架、车位横移轨道、车位横移驱动动力系统、车库固定钢架、导柱等，车位升降框架设置在车位横移框架内部，车位横移框架的左右两侧分别设置有2个导柱，车位横移框架下部连接有横移杆，横移杆下部设置有车位横移轨道，横移杆能够在车位横移轨道滑动，横移杆上部左端设置有车位横移驱动动力系统，车位横移框架上部设置有限位杆，限位杆左右两端连接在车库固定钢架上。（2）完成相关控制系统设计在分析比较的基础上，确定车库的存取车形式，然后由此详细设计停车位、载车板和存取机构。然后设计升降平台、安全机构等。并计算升降系统电机所需要的曳引能力、平衡配重的重量等。（3）完成相关系统的仿真分析 仿真分析立体车库结构及其控制系统的合理性。实景景图例例适用场景：房地产、地铁站、医院、商业中心等三、现阶段工作内容三、现阶段工作内容三、现阶段工作内容1、决定车库车位的布置型式及移动方案 综合考虑决定选择设计双层六位五车的立体车库，简图如下：移动方案（1）：将1号车位作为定位，2,3号车位可以直接提取车。在存取4号车时，将4号位降到1号位上，进行存取车。在存取5号车时，将2号位移动到1号次上，5号位降到2号位上，进行存取车。在存取6号车时，将2号位移动到1号位上，3号位移动到2号位上，6降到3号位进行存取车。移动方案（2）：可将3号车位作为定位，其存取方式和方案（1）相同，故不再做表述。移动方案（3）：将2号车位作为定位，1,3号车位可以直接进行存取车。在存取4号车时，将1号车位移动到2号车位上，4号车位降到1位进行存取车。在存取5号车时，将5号车位降到2位上，进行存取车。在存取6号车时，将3移动到2位上，6降到3号车位上，进行存取车。综上所述，可以知道方案（3）最快捷，所以本设计采用方案（3）作为车库整体移动的方案。2、横移机构方式的选用 本设计的立体车库是双层六位的，属于小型立体车库，存取车辆较少，从停车位到出车库所要运行的距离较近，即使速度较低，存取车的时间也不会太长。所以小型车库里采用托盘作为载车容器就可以了。根据动力源是（驱动装置）是否在托盘上，可以将橫移分为两种，一种是将驱动装置放在托盘上，通过驱动链条来实现传动。但这种方式现在使用不多，只有在大型的立体车库里才使用。由于电机放在托盘上，托盘在存取车的过程中不断的运动，给电机提供电源和对电机进行控制都比较难实现。驱动装置安放在固定件上是实现托盘横移的另一种方式。这种方式都可以方便为其提供动力源并对其进行控制。也可以提高安全系数，也比较美观，车库的效率和外观没有较大影响。所以，决定本设计的横移部分的驱动装置不安放在托盘上，而是安放在地面上和框架上。为实现托盘的横移而采用的驱动方式有三种：（1）利用液压系统进行驱动（2）利用电机带动链条进行驱动（3）利用电机带动齿轮、齿条系统进行驱动 液压系统复杂，造价高，维修难，不易维护。链传动是一种不错的传动方式，传动精度高，设计、购买方便，但和齿轮、齿条啮合的传动方式比较起来，链传动的效率低了一点。所以，采用电机驱动的方式来实现托盘的横向移动，中间的传动装置采用齿轮和齿条的啮合。为了不防碍轿车的存取，电机和齿轮只能放在车库的后方。齿轮水平放置，所以齿轮轴的轴向为竖直方向，如果电机水平放置，电机轴的轴向为水平方向，这种情况下，把电机的动力传递给齿轮需要两个相互啮合的圆锥齿轮。圆 锥齿轮的设计、制造和安装都比较麻烦，从而导致成本费用比较高，对于小型车库来说经济性不好，同时，两个圆锥齿轮的齿轮轴很难固定，而且占用了较多的纵向水平面积，故决定采用电机竖直放置的方法。当电机竖直安放且电机轴的轴向向下时，只需要一个联轴器就可以把电机轴和齿轮轴联在一块，从而实现传动力的目的。此处的电机依靠凸缘来定位。采用这种方式的缺点就是电机不容易固定，为了解决这个问题决定设计一个机架，用来支撑和固定电机。电机减速器初步选择直接用带有减速器的电机，这样既安装方便，又可以降低成本。3、提升机构方式的选用 常见的三种方式是液压方式，链条提升方式和钢丝绳提升方式（1）钢丝绳提升 钢丝绳具有承载能力强，重量轻的特点，但它却具有弹性，使用时间长了会产生 仲长量，使得传动精度降低，从而使得托盘不能准确到达所应到达的位置，而且，钢丝绳容易自行扭转和松散。（2）液压提升 液压系统驱动是一套十分复杂的驱动系统，它的设计、制造成本较高。而且维修，检测费用也相对较高，液压系统的故障很难检查，如果哪个输油管道出现问题，将会在一定时间内大大降低车库的工作效率，而如果液压站出现了问题，后果将更加严重，故此，此设计没有采用液压驱动系统作內提升机构。（3）链条提升 链传动为电动机通过连轴器、链条、链轮，来带动托盘实现升降的。成本低，安全，易维护，维修。链条传动兼有齿轮传动和带传动的特点。与齿轮传动比较，链传动较易安装，成本低廉；远距离传动时其结构要比齿轮传动轻便得多。与带传动比较，链传动的平均传动比准确，传动效率高，需要的张紧力小，压轴力也小，结构尺寸紧凑，能在低速重载下较好的工作，能适应较恶劣的环境如油污和高温等场合。综上所述，升降机构的设计：电动机作动力源，利用链条和链轮的啮合传递动力，带动滚筒缠绕钢丝绳来实现上层托盘的升降。从电机的安装和美观的角度来考虑，电机应该安装在车库框架后方的横梁上，而且一个托盘需要两个电动机，一侧一个水平放置在橫梁上，此处电机的定位依靠底盘来定位，提升用的电机和平移用的电机一样也选用带有减速器的电机。图-提升传动轴4、总体参数 考虑到现在城市中电车数量大量增加，由于电车电池包的设计需要考虑通过性和坐姿问题，同时还要兼顾风阻系数，因此电动汽车的车身通常设计得较为扁平较长较宽，且大型SUV在普通宽度车位中停车入库也较为困难，所以决定按照普通载车板的尺寸加长加宽，初步确定载车板尺寸为长L=5400mm，宽W=2300mm，为了保证托盘的自由运动，左右两个立柱间的距离应该大于载车板的宽度，因为这样既有利于轿车的存取，也有利于载车板的安放，所以把左右两个立柱间的距离定为2400mm，基坑的长度为7400mm。这是载车板和车库框架的大体尺寸。四、下一步工作计划四、下一步工作计划四、下一步工作计划 (1)根据现阶段已经完成的理论设计和粗略图纸加以优化计算确定精确的尺寸、数据，完成图纸设计。(2)依据现阶段的了解提出相应的立体车库的要求，由此设计出立体车库的控制部分，并编写PLC控制程序对相应的控制部分进行控制。（3)对建立的车库模型进行安全和疲劳校核，检验设计是否合理。再根据相应的知识对车库模型进行优化设计，使之可以完成相应得控制而不会出现错误。(4)归纳总结问题经验，并完成毕业论文及报告请批评指正，谢谢！ 本科毕业设计（论文）任务书本科毕业设计（论文）任务书立体车库及其相关控制系统研究立体车库及其相关控制系统研究题目题目Research on three-dimensional garage and its related control system学 生 姓 名学 生 姓 名王涛王涛学号学号320201050145专 业 班 级专 业 班 级 机械机械200X 学院学院机械工程学院机械工程学院指 导 教 师指 导 教 师（电子版打印，纸质版手签）（电子版打印，纸质版手签）教研室负责人教研室负责人（电子版打印，纸质版手签）（电子版打印，纸质版手签）下 达 日 期下 达 日 期2023年年12月月14日日题目题目立体车库及其相关控制系统研究论文研究背景及意义、内容论文研究背景及意义、内容、成果形式及要求成果形式及要求研究背景及意义研究背景及意义立体车库及其相关控制系统研究属于城市交通管理行业。随着经济的快速发展和城市化进程的加快，汽车数量不断增加，停车位供需矛盾日益突出。立体车库通过垂直堆叠车位，提高停车位的密度，可以在有限的空间内实现更多车辆的停放。因此，立体车库在解决停车难题、提高城市停车效率方面具有广阔的应用前景。随着城市人口和汽车保有量的增长，停车难成为困扰城市交通的一大问题。立体车库作为一种创新的停车系统，可以充分利用有限的空间，提高车位密度，缓解城市停车难题，改善交通拥堵状况。立体车库的自动化控制系统可以实现车辆的自动进出、精确定位等功能，大大提高了停车效率。通过参与立体车库研究，学生们可以掌握相关领域的前沿技术，提高解决实际问题的能力。立研究需要涉及到机械设计、自动控制、计算机科学等多个学科的知识。培养学生对不同学科的综合应用能力，促进学科之间的交叉融合，培养复合型人才。研究内容研究内容以立体车库为研究对象，运用机械设计、控制工程等方面的知识，分析立体车库结构及其控制系统的合理性；（1）完成立体车库的结构设计及力学分析；（2）完成相关控制系统设计；（3）完成相关系统的仿真分析。成果形式及要求成果形式及要求（1）开题报告 1 份。要求：在大量阅读相关文献资料基础上撰写，研究背景、意义、现状及发展趋势、文献综述等切合主题，研究内容满足课题任务要求且具体明确，研究方法、方案及工作计划等清楚、合理、可行，参考文献不少于 10 篇（应包含外文文献，优先选用最新文献），文本格式规范。（2）设计说明书 1 份。要求：章节结构合理（核心内容设置 2-4章），正文不少于 1 万字，参考文献的要求同开题报告；内容完整，条理清晰，文字通畅，表达简明，重点和特色突出，论据充分，图文并茂；文本撰写及格式遵照安徽信息工程学院本科毕业设计（论文）成果撰写规范；相似性检测合格。(备注：根据课题具体情况，在说明书后可设附录，例如：加工工艺卡片 1 套；图纸清单；软件程序清单；实验模型及分析等。)（3）设计图纸（图形）：立体系统结构图 1 张 A3，控制系统电路图 1张 A3；要求：应用目前通用软件绘图，图纸应符合国家最新制图标准。工作工作（1）完成选题 2023 年 11 月 01 日 2023 年 11 月 12 日（2）完成任务书下达 2023 年 11 月 13 日 2023 年 12 月 15 日进度进度（3）完成开题报告 2023 年 12 月 16 日 2024 年 01 月 12 日 （4）完成中期检查 2024 年 01 月 13 日 2024 年 03 月 10 日初步完成总体设计方案 2024 年 01 月 13 日 2024 年 01 月 15 日完成主体部分结构的参数设计计算 2024 年 01 月 15 日 2024 年 01 月 20 日完成零件图、装配图及三维模型的建立 2024 年 01 月 21 日 2024 年 01 月 31 日完成主体结构模型的搭建、控制系统设计 2024 年 02 月 01 日 2024 年 02 月 28 日完成中期检查 2024 年 03 月 01 日 2024 年 03 月 09 日（5）完成论文定稿 2024 年 03 月 10 日 2024 年 04 月 26 日完成控制系统仿真部分 2024 年 03 月 10 日 2024 年 04 月 01 日完成毕业设计初稿及相关其他成果材料 2024 年 04 月 02 日 2024 年 04 月 15 日完成论文定稿及相关其他成果材料 2024 年 04 月 16 日 2024 年 04 月 26 日（6）完成相似比检测 2024 年 04 月 26 日 2024 年 04 月 28 日 （7）完成答辩 2024 年 04 月 28 日 2024 年 05 月 25 日 （8）完成成绩录入 2024 年 05 月 26 日 2024 年 05 月 31 日 （9）完成材料归档 2024 年 06 月 01 日 2024 年 06 月 07 日 参参考考文献文献1李亚飞,张海峰,王涛,吴迪.多层机械停车系统协同控制策略研究J.应用科学,2020,10(18):6298.2赵超,李琦,张海峰.智能停车系统研究进展、挑战及未来方向综述J.智能交通系统学报,2021,1-23.3王东,张瑞,吴卫东.城市多层立体机械式停车库系统优化控制研究J.汽车工程,2020,42(8):941-948.4刘涛,张玲,刘洋.停车场智能管理系统设计与实现J.现代计算机,2018,36(9):125-129.5陈宗强,李艳丽,朱锋.基于PLC控制的机械式立体车库设计J.机械设计与研究,2018,34(4):120-123.6Du,J.,Wang,C.,&Liu,G.A real-time monitoring system for intelligent parking garages based on internet of things.Journal of Physics:Conference Series,2019,1282(3),032023.7Wen,D.,Yang,K.,&Liu,J.Research on the control strategy of the intelligent three-dimensional garage based on the internet of things.Journal of Physics:Conference Series,2019,1282(3),032022.8王斌,孙俊峰,陈旭东.基于 DSP 的立体车库控制系统设计J.自动化应用,2017,43(11):62-66。9肖峰,郭晓红,王静.基于二维码识别技术的机械式立体车库管理系统设计J.计算机技术与发展,2020,30(9):35-39.10孟广耀,穆国振,王文涛,李正.新型立体车库设计及分析J.中国工程机械学报,2019,17(04).11孙美玲,王志忠.无线充电共享电动车立体车库设计J.通信电源技术,2020,37(08).2李旭,史晓华,李瑞川等.基于理想变传动比的主动前轮转向滑模控制J.汽车技术,2019(6) 2024 届本科生毕业设计（论文）届本科生毕业设计（论文）题 目题 目立体车库及其相关控制系统研究学 生 姓 名学 生 姓 名王涛学 号学 号320201050145专 业 班 级专 业 班 级机电 2001学 院学 院机械工程学院指 导 老 师指 导 老 师陈玉完 成 日 期完 成 日 期2024 年 5 月 16 日教务处 制教务处 制I摘 要摘 要在我们国家，随着人们生活水平的日益提高，私家汽车的普及程度也在不断地增加，私家车增多的同时也带来了停车难的问题，尤其是在一二线城市，停车位愈发紧张，立体式停车位对提高停车效率，减少停车场占用面积有着极其重要的作用。此次的毕业设计我以两层三列升降横移式立体车库作为主体，通过对国内外的文献进行查阅，对立体车库的发展现状与主要趋势、常用结构做一个详细的了解，再通过对本次研究的立体车库的升降机构进行深入了解，对所需的计算公式、材料性能、选型方法进行查阅与了解，使用 Solidworks 软件对整体结构、零部件进行建模、装配；利用 Solidworks Simulation进行仿真分析，对静应力强度进行校核，最后使用 Solidworks 二维制图模块对图纸进行绘制，使用 CAD 对图纸进行标准化工作。通过辅助设计软件的帮助，基本完成了对整体结构的设计与校核、二维图纸的输出与标准化，基本达到了设计初期的目标。关键词：关键词：立体车库，升降横移机构，链传动，Solidworks,CAD王涛：立体车库及其相关控制系统研究IIABST1RACTWith reviewing literature at home and abroad,I will gain a detailed understanding of the current,the popularity of private cars is also increasing.The increase in private cars has also brought about the problem of parking difficulties,especially in first and second tier cities where parking spaces are becoming increasingly scarce.The three-dimensional parking space plays an extremely important role in improving parking efficiency and reducing the area occupied by parking lots.In this graduation project,I will focus on a two story,three column,and horizontally moving three-dimensional garage.Through reviewing literature at home and abroad,I will gain a detailed understanding of the current development status,main trends,and commonly used structures of three-dimensional garages.Furthermore,I will delve into the lifting and lowering mechanisms of the three-dimensional garages studied in this study,and review and understand the required calculation formulas,material properties,and selection methods,Use Solidworks software to model and assemble the overall structure and components;Conduct simulation analysis using Solidworks Simulation to verify the static stress intensity.Finally,use the Solidworks 2D drawing module to draw the drawings,and use CAD to standardize the drawings.With the help of auxiliary design software,the overall structure design and verification,as well as the output and standardization of two-dimensional drawings,have been basically completed,achieving the initial design goals.Key Words：Stereo garage,lifting and lateral mechanism,chain transmission,Solidworks,CAD目 录目 录III引言.第 1 章 前言.11.1 立体车库概述.11.2 立体车库的分类.11.3 立体车库在国内外的发展状况.4第 2 章 总体方案的拟定.52.1 升降横移式立体车库工作原理.52.2 外部框架方案选择.52.2.1 钢结构特点.52.2.2 框架的选择.72.3 横移传动机构设计.82.4 升降传动机构的简单论述.92.4.1 设计方案的比较.92.4.2 升降方案的确定.102.5 设计数据.11第 3 章 各机构计算及校核.113.1 载车板总重量估算.113.2 受力梁的计算、选型与校核.123.2.1 纵梁的计算、选型与校核.123.2.2 横梁的计算、选型与校核.153.3 受力柱的计算、选型与校核.183.4 升降机构的设计计算.203.4.1 升降电机的选择.203.4.2 减速机与传动轴之间链传动的选择与计算.203.4.3 提升轴上双排链轮尺寸计算.223.4.4 提升链的选择与计算.243.4.5 提升链轮的尺寸计算.25王涛：立体车库及其相关控制系统研究IV3.4.6 升降链的静强度计算.273.4.7 升降链耐磨损工作能力计算.283.4.8 升降链的抗胶合工作能力计算.293.5 传动轴的设计与校核.29第 4 章 控制系统设计.354.1 控制方案选择.354.2 立体停车库 PLC 控制系统的设计步骤.364.3 PLC 机型的选择.364.4 I/O 地址分配.364.5 控制电路图如下.374.6 程序流程图.384.7 程序说明.394.8 上位机组态监控系统设计.52总结及展望.4致 谢.5参考文献.6附录 立体车库 CAD 图.7插图清单插图清单图 11 水平循环立体车库.-3-Commented 1:插图清单：插图清单：标题：小 4 号黑体；加粗标题：小 4 号黑体；加粗内容：小 4 号宋体，左对齐内容：小 4 号宋体，左对齐V图 12 垂直升降式立体车库.-3-图 13 升降横移式立体车库.-4-图 14 巷道堆垛式立体车库.-5-图 21 升降横移式立体车库工作原理示意图.-6-图 22 单柱式框架.-8-图 23 悬臂式框架.-8-图 24 跨梁式框架.-8-图 25 立体车库框架结构.-8-图 26 横移机构工作示意图 1.-9-图 27 横移机构工作示意图 2.-9-图 28 升降机构工作示意图.-11-图 31 纵梁受力简图.-12-图 32 纵梁剪力图.-13-图 33 纵梁弯矩图.-13-图 34 热轧 H 型钢截面尺寸.-14-图 35 横梁受力简图.-16-图 36 横梁剪力图.-17-图 37 横梁弯矩图.-17-图 38 立柱受力简图.-19-图 39 外球面带座轴承外形.-29-图 310 提升轴结构简图.-30-图 311 提升轴受力简图.-31-图 312 水平方向上提升轴受力简图.-31-图 313 水平方向上提升轴弯矩图.-32-图 314 垂直方向上提升轴受力简图.-32-图 315 垂直方向上提升轴弯矩图.-32-图 316 提升轴扭矩图.-32-王涛：立体车库及其相关控制系统研究VI表格清单表格清单Commented 2:表格清单：表格清单：标题：小 4 号黑体；加粗标题：小 4 号黑体；加粗内容：小 4 号宋体，左对齐内容：小 4 号宋体，左对齐VII-1-立体车库及其相关控制系统研究立体车库及其相关控制系统研究（机械工程学院 24 届 机械电子工程 2001 班）指导教师：陈玉 引言引言所谓需求决定了市场的大小，需求也同时促进着行业的发展。我国的汽车保有量逐年增加、停车位数量不匹配以及中国土地资源的紧缺，三者使得停车难的问题日益白热化，而发展立体车库是目前可以同时解决以上三大问题的最优解决方案。因为它不仅可以解决城市停车难的问题，减少汽车对道路的无谓运用，提高道路的通畅度还可以为市容市貌作出贡献。立体车库通过使用垂直空间多层停放的立体解决方案,能够最大限度利用土地空间资源，它的研发与使用受到越来越多人的关注。在立体车库结构的设计过程中，传动系统及控制系统设计尤为重要，所以对于机械电子工程专业来说，要学习且掌握车库机电配合的技术和方法。更加详细系统的学习和回顾本科学习的知识与技能。本课题研究的主要成果：（1）绘制装配图 1 张（A0）；（2）绘制零件图 4 张（A1）；（3）控制系统 PLC 程序一份；（4）撰写毕业设计论文 1 篇（毕业论文中必须有 2D 插图，表格等必要论述）。王涛：立体车库及其相关控制系统研究-2-第第 1 章章 绪绪 论论1.1 立体车库概述立体车库概述立体停车库是一种高效的停车解决方案，它通过垂直升降或旋转等方式，将车辆停放在空间有限的区域内，从而节省了停车空间，提高了停车效率。近年来，随着城市化进程的加速和汽车保有量的不断增加，立体停车库的需求也越来越大。本文将对国内外立体停车库的发展情况进行概述。国内立体停车库的发展情况随着城市化进程的加速和汽车保有量的不断增加，国内立体停车库的需求也越来越大。目前，国内立体停车库的发展主要集中在以下几个方面：1.城市停车难问题的解决随着城市化进程的加速，城市停车难问题日益突出。立体停车库作为一种高效的停车解决方案，可以有效缓解城市停车难问题。2.技术不断升级随着科技的不断进步，立体停车库的技术也在不断升级。目前，国内立体停车库已经实现了自动化、智能化、无人化等多种功能。3.市场需求不断增加随着城市化进程的加速和汽车保有量的不断增加，市场对立体停车库的需求也在不断增加。目前，国内立体停车库市场规模已经达到了数百亿元。立体车库是一种新兴的停车方式，它利用机械结构将车库“立体”建造成多层楼房，以减少土地的使用率，与此同时也可以泊入数量更多的汽车。相较于普通的地面或地下停车场而言，立体车库有着很多其不具备的优点。而垂直升降式立体车库则可以容纳2025 层的车辆，因此，它在大型商场和城市中心地带的应用更加广泛，受到了消费者的青睐。这个场所能容纳 4050 辆汽车，但只需要 50 平方米的空间。1.2 立体车库的分类立体车库的分类立体车库具有许多优势，这些优势为其带来了巨大的发展潜力。因此，各种各样的立体车库开始出现在市面上，按发展的情况来看，市面上主要存在的立体车库可分为以下几种：（1）水平循环式立体车库一种汽车停泊设施，叫做水平循环运动的汽车泊位。该泊位设施包括两种类型：圆柱状泊位、箱状泊位。它的特点在于：不需要进入或离开汽车，特别适合在狭窄的环境中使用，并减少了通风设备的使用。如果需要，还可以将其组合在一起，构造一个巨大的汽车泊位。尽管采用集成式系统可提供更优惠的收费，但随着系统规模的扩大，取用安徽信息工程学院本科毕业设计（论文）-3-车辆的成本也会增加，尤其是当交通拥堵的情况下，更加不利于大范围使用。图 11 水平循环立体车库（2）垂直升降式立体车库使用多层立体的泊车机构，两个停车位之间的空间被有效的隔离，而且还配备了一台提升机，使得车辆能够被安全、快捷的移动至指定的层位，该系统的设计和电梯相当，能够达到数十米的高度，而且每层仅能容纳两辆汽车，使得该系统的占地面积小至 50平方米，而且还具有很强的土地利用效果，使得该系统特别适宜于拥挤的都市，尤其在欧美和日本的大型城镇得到广泛的使用。然而，由于楼层的增加，立体停车场的操作系统和安保措施变得更加复杂，这导致了更频繁的故障，并增加了建造和保养的费用。图 12 垂直升降式立体车库王涛：立体车库及其相关控制系统研究-4-（3）升降横移式立体车库升降横移立体车库一般来说都是较小的，使用链条和钢索将车辆抬起，使得底层的车辆可以自由穿梭，而不会占据太多的空间。此类车库的结构比较多样，且有很好的经济性，对于小型住宅、居民小区等，有着较强的适应性，是一种比较常见的立体车库结构。图 13升降横移式立体车库（4）巷道堆垛式立体车库“巷道堆垛式立体车库”和“堆垛式仓储中心”有着相差不大的工作方法，就是用一个能够自动升降的搬运机来把物品运输至指定的停放区域。这类车库的特点是容积较大，密封性好，并且配有许多不同类型的监控装置，能够有效的防止物品被偷窃，并确保工作人员的安全。然而，由于其庞大的体量，建造和运营的费用都相当昂贵，而且难以维修保养。安徽信息工程学院本科毕业设计（论文）-5-图 14 巷道堆垛式立体车库立体车库的种类还有许多类型，每个形态都不同，除了上述四种之外，还有多层循环、垂直循环、平面移动等，但是这几类的应用范围较小，因此本文就不再进行过多的详细介绍。1.3 立体车库在国内外的发展状况立体车库在国内外的发展状况伴随着科技不断发展的步伐，全球范围内的立体停车设施的发展可谓多种多样，其中德国的研究成果尤为突出，其二层、多层平面式立体停车库的型号有 H 型、U 型以及V 型等，其应用范围也越来越广泛。日本国的地理位置优越，因此它的立体停车库科技获得了很大的推广。1959 年，日本国开始使用这项科技，并且现今它拥有数万座各类立体停车库，它们的容车量通常都超过十辆，有时甚至可以超过百辆。随着 20 世纪的到来，我国开始大力推动密集型自动立体停车库的研究，并且积极参加多个停车设备领域的展览，吸引到世界各地的专业人士，他们对于全自动立体停车库的容车性、安装性、维修性、生命周期、稳定性、可靠性、可操作性等方面都有着较高的评价。随着我国经济的不断增长，立体车库系统也逐渐成熟，它不仅可以满足大多数大型城市的停车需求，而且也可以改善部分三线城市的交通状况，使其能够更加便捷地进行出行。王涛：立体车库及其相关控制系统研究-6-第第 2 章章 总体方案的拟定总体方案的拟定2.1 升降横移式立体车库工作原理升降横移式立体车库工作原理该双层升降横移式立体停车场的设计既经济又实用。它的顶层仅允许升降，底层仅允许水平运动。底层留了一个停放区，使得底层的两个停放架都能轻松运动。在这个系统中，您不必担心在哪个楼层的车位里找不着您的爱车。您只要在楼梯的底部找一个方法，就能够让您的爱车自己进来。在楼梯的顶部，只要使用一个升降电机，就能够让爱车自己进来。当汽车从楼梯顶部进来，就能够轻松地把它放进去了。以 6 号车位为例，可以看出，车库的运行机制是这样的：图 21 升降横移式立体车库工作原理示意图2.2 外部框架方案选择外部框架方案选择2.2.1 钢结构特点目前工程建筑中最常见到的材料为钢筋混凝土，通过使用来承受重量和承载能力。这些结构通常包括桥梁、塔楼、楼梯、屋顶和其他类似的物品。同时，钢筋混凝土还被用于制造许多其他类型的零部件，例如螺母、铆钉和其他紧固元素。这些零部件通过使用来承受重量和承载能力，并保证其稳定和耐久，它具有以下方面的特性：（1）强度高，重量轻钢材在生活中的应用场景十分广泛，由于其拥有较高的强度，和较高的松泊比，且我国市场已经形成了多种类不同等级的型材，成本和强度能得到完美的解决。（2）塑性和韧性好由于其具备较好的抗压、抗拉、塑性以及韧性，使得钢结构具备了良好的耐久性，可以抵御各种外部冲击及动态负荷，并具备良好的抗震性。（3）工业化程度高，工期短安徽信息工程学院本科毕业设计（论文）-7-采用工厂制造、工地安装的施工方法，可以有效地提升钢结构的生产效率，实现大规模的生产，并且能够保证质量的精确性；此外，这种方式还可以有效地缩短工期，从而实现投资的经济效益。（4）密封性好通过使用焊接技术，我们发现钢结构具有良好的密闭性，因此它适合制造一些需要保证气密性或水密性的设备，如高压储存室、储液槽、储液池、储液池和管线。（5）抗震性能好钢结构由于自身具有一定的变形模量，在遭受地震时，受到到损坏较小，然而其又具备超高的抗拉强度，可以保证结构的完整性和安全性。（7）耐火性差因为钢本身对抗腐蚀的能力不强，在高温中它的抗氧化能力就会急剧减弱，甚至可能会完全失去抗氧化能力。因此，为了满足更严格的抗氧化要求，必须对钢结构进行更严格的保护，比如将它的外壳覆盖上一层抗氧化的混凝土，或者将它的表层覆盖上一层具有隔热效果的化学助剂，从而增加它的抗氧化能力。（8）耐锈蚀性差由于其脆弱的抗腐蚀能力，尤其是在潮湿、具有强烈腐蚀性的环境下，钢结构更容易受到损坏，所以必须对其进行定期维护，从而成本也逐渐提升。2.2.2 框架的选择该车库建筑物通常包含柱子与横梁之间的联系，其结构相对稳固，并且柱子数量众多，所以它通常被广泛使用。柱子式建筑物的三层或更高层次的停车场通常会使用柱子式建筑。这种架子的特点是它的操作非常简单，通常被应用在使用螺旋和滚轮驱动的立体停车场。它的两根横向和纵向的立柱被安装在两侧，使得停放更加轻松。但是，由于缺少横向的支持，这种架子的停放空间也很小，通常被应用在地面和上面的两个立体停车场。鉴于二层车库的空间有限，仅容纳 3 辆车，为了达到最佳的使用效果，我们采取了采用跨梁式结构的方案。王涛：立体车库及其相关控制系统研究-8-图 22 单柱式框架图 23 悬臂式框架图 24 跨梁式框架图 25 立体车库框架结构2.3 横移传动机构设计横移传动机构设计在本次设计中，采取的传动方式为链轮传动的方式，我们可以实现立体停车场的横向运输。这种技术通过使用电机来控制链轮的运行，并通过两个导轮来实现这种运输。其中，两个导轮分别位于驾驶员的左右两侧，并通过电机的控制来实现运行。为了确保导轮能够顺利地沿着导轨行驶，我们将其设计为凸缘形状。此外，我们还将电机固定在载车板的侧面，并且要求它们要垂直于横移传动轴，从而避免了对载车板的影响。通过电机带动传动轴上的导轮使整个平台可以沿着导轨平稳运动，如下图所示。安徽信息工程学院本科毕业设计（论文）-9-图 26 横移机构工作示意图 1图 27 横移机构工作示意图 22.4 升降传动机构的简单论述升降传动机构的简单论述2.4.1 设计方案的比较在本次设计中所设计的升降式横移立体车库主要是能够分为以下几种设计方式：（1）液压传动液压传动应用非常广泛，并且拥有许多独特的优势。1.当需要使用相同的功率时，液压设备的尺寸更小，重量更轻，结构更紧凑。2.液压设备的运行更加平稳。3.它还能够进行广泛的无级变速。4.这种方法的优点是：5.它可以轻松地防止超负荷，并具有良好的可靠性。它的使用寿命也很长。6.所有的液压部件均经过了标准化、系统化以及普遍的