本发明涉及一种立体停车库。
背景技术：
停车问题是城市发展中出现的静态交通问题，静态交通是相对于动态交通而存在的一种交通形态，二者相互关联，相互影响，对城市中的车辆来说，行驶时为动态，停放时为静态。停车设施是城市静态交通的主要内容。随着城市中各种车辆的增多，对停车设施的需求量也在不断的增加，如果两者之间失去平衡，停车设施难以满足车辆增长对停车空间的需求，就会出现车是停车难的问题。
立体停车库是用来最大量存取储放车辆的机械设备，目前多采用直角坐标方形立体停车库和垂直循环类立体停车库，但都存在运动复杂、空间利用率不高、存取时间长等问题，且现有设计的立体停车库由于设计不合理，导致占地大、成本高，且容量有限，无法满足日益突出的静态交通问题。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种立体停车库，占地小、成本低，且容量大，可满足日益突出的静态交通问题。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种立体停车库，包括车库立体机架和竖直升降机构，还包括水平旋转移位机构、载车单元和若干个可放置车辆的圆弧停车位；
所述车库立体机架包括多层自上而下结构相同的、非封闭的不完全圆弧形轨道；
所述载车单元通过竖直升降机构实现上下移动且所述载车单元与所在层的不完全圆弧形轨道组成一个完整的圆环形轨道；
所述载车单元与水平旋转移位机构相连，每个圆弧停车位以可滑动方式与载车单元相连，在水平旋转移位机构的带动下，圆弧停车位沿着圆环形轨道移动。
优选，所述不完全圆弧形轨道为双层结构。
优选，所述车库立体机架还包括上顶板、下基座、支柱、固定弧形轨道支撑架和不完全圆弧形轨道支撑板，所述支柱设置在上顶板和下基座之间，每层不完全圆弧形轨道设置在不完全圆弧形轨道支撑板上，所述不完全圆弧形轨道支撑板安装在每层固定弧形轨道支撑架上。
优选，所述圆弧停车位包括圆弧摩擦臂、支架、可滑动装置；
所述支架上设置有用于放置车辆的车道，所述支架通过可滑动装置与载车单元滑动连接，所述支架通过圆弧摩擦臂与水平旋转移位机构相连。
优选，所述载车单元包括上滑道支撑板、下滑道支撑板、连接支架和两个滑道，所述上滑道支撑板和下滑道支撑板之间通过连接支架相连，两个滑道平行设置在上滑道支撑板和下滑道支撑板的外侧。
本发明的有益效果是：采用圆柱旋转式结构，利用竖直升降和水平旋转移位两种运动实现车辆存取，仅1个可升降的活动交换车位(即载车单元2)与各层不完全圆弧形轨道组成一个完整的圆环形轨道，即可实现各层、各车位的水平旋转移位停车，结构设计巧妙、容量大、成本低、停取车动作简单、占地面积小、空间利用率高。且可以沿着竖直轴向和水平径向拓展成中大型停车库，针对不同城市不同车流量进行结构微调，可以大大提高存取效率并保证空间利用率。整个设备仅靠中心的机架支撑，其余部分可以悬空于绿地之上，不会对绿地的采光产生影响、可以用于公共停车场、公共设施或小区绿化带等区域。
附图说明
图1为本发明的一种立体停车库的总体结构示意图；
图2为本发明的一种立体停车库立体机架结构示意图；
图3为本发明的一种立体停车库的竖直升降机构立体结构示意图；
图4为本发明的一种立体停车库的竖直升降机构另一视角立体结构示意图；
图5为本发明的一种立体停车库的圆弧停车位结构示意图；
图6为本发明的一种立体停车库的载车单元结构示意图；
图7为本发明的一种立体停车库的水平旋转移位机构的立体结构示意图；
图8为本发明的一种立体停车库的水平旋转移位机构的俯视结构示意图；
图9为本发明的一种立体停车库的水平旋转移位机构的活动交换位完整立体结构示意图；
图10为本发明的一种立体停车库的水平旋转移位机构的活动交换位的传动系统的立体结构示意图；
图11为本发明的一种立体停车库的水平旋转移位机构的活动交换位的传动系统的另一视角立体结构示意图；
附图的标记含义如下：
1：圆弧停车位；1-1：圆弧摩擦臂；1-2：固定滑块；1-3：连接螺钉；1-4：滚轮；1-5：卡簧；1-6：滑轮；1-7：固定轮轴；1-8：滚轮轴架；1-9：车道；1-10：支架；2：载车单元；2-1：上滑道支撑板；2-2：u型支架；2-3：下滑道支撑板；2-4：滑道；3：车库立体机架；3-1：上顶板；3-2：支柱；3-3：下基座；3-4：固定弧形轨道支撑架；3-5：不完全圆弧形轨道支撑板；3-6：不完全圆弧形轨道；4：水平旋转移位机构；4-1：上固定板；4-2：导向滑轨；4-3：下固定板；4-4：配合滑动块；4-5：l型立板；4-6：后固定板；4-7：压缩弹簧；4-8：弹簧预紧滑块；4-9：弹簧销轴；4-10：预紧调节螺钉；4-11：摩擦轮；5：竖直升降机构；5-1：滑块；5-2：升降板；5-3：固定叉棒；5-4：直线导轨；5-5：链条或绳索；5-6：配重块；6：旋转驱动装置；6-1：第一电机；6-2：第一减速器；6-3：固定支撑板；6-4：联轴器；6-5：主同步带轮；6-6：前支柱；6-7：支撑板；6-8：主传动轴；6-9：第一从动同步带轮；6-10：第二从动同步带轮；6-11：第一从动同步带轮轴；6-12：第二从动同步带轮轴；7：升降驱动装置；7-1：第二电机；7-2：第二减速器；7-3：轴承座；7-4：链轮或绞盘。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
一种立体停车库，如图1-11所示，包括车库立体机架3和竖直升降机构5，还包括水平旋转移位机构4、载车单元2和若干个可放置车辆的圆弧停车位1。
所述车库立体机架3包括多层自上而下结构相同的、非封闭的不完全圆弧形轨道3-6，如图1所示，各层的不完全圆弧形轨道3-6结构相同、形状相同、布置也相同，每层不完全圆弧形轨道3-6之间的缺口至少能容下一个完整的圆弧停车位1。
所述载车单元2通过竖直升降机构5实现上下移动且所述载车单元2与所在层的不完全圆弧形轨道3-6组成一个完整的圆环形轨道，其中，所述载车单元2与水平旋转移位机构4相连，每个圆弧停车位1以可滑动方式与载车单元2相连，在水平旋转移位机构4的带动下，圆弧停车位1沿着圆环形轨道移动。
下面结合附图进行详细描述。
如图2和7所示，优选，不完全圆弧形轨道3-6为双层结构，其中，所述车库立体机架3还包括上顶板3-1、下基座3-3、支柱3-2、固定弧形轨道支撑架3-4和不完全圆弧形轨道支撑板3-5，所述支柱3-2设置在上顶板3-1和下基座3-3之间，每层不完全圆弧形轨道3-6设置在不完全圆弧形轨道支撑板3-5上，所述不完全圆弧形轨道支撑板3-5安装在每层固定弧形轨道支撑架3-4上。图2中，下基座3-3固定在底面，4根支柱3-2的一端与上顶板3-1固定连接，另一端与下基座3-3固定连接，固定弧形轨道支撑架3-4固定安装在每层停车轨道位。
优选，所述圆弧停车位1包括圆弧摩擦臂1-1、支架1-10和可滑动装置，所述支架1-10上设置有用于放置车辆的车道1-9，所述支架1-10通过可滑动装置与载车单元2滑动连接，所述支架1-10通过圆弧摩擦臂1-1与水平旋转移位机构4相连。
优选的，圆弧停车位可采用如下结构：
圆弧停车位包括用于放置车辆的车道1-9、圆弧摩擦臂1-1、支架1-10和可滑动装置，所述车道1-9设置在支架1-10上，所述支架1-10通过可滑动装置与载车单元2滑动连接，所述支架1-10通过圆弧摩擦臂1-1与水平旋转移位机构4相连，在水平旋转移位机构4的带动下，圆弧停车位沿着圆环形轨道移动。所述支架1-10的顶部设置有可沿着上侧滑道2-4顶部滚动的滑轮1-6和可沿着上侧滑道2-4内侧壁滚动的滚轮1-4，所述支架1-10的底部设置有可沿着下侧滑道2-4外侧壁滚动的滚轮1-4。
支架1-10的数量是2个且对称设置，2个支架1-10之间形成八字形，即2个支架1-10的一端靠近、另一端远离。每个支架1-10包括底部的一字型连接杆和顶部的l型连接杆，2个一字型连接杆的内侧分别连接有滚轮1-4且车道1-9设置在2个一字型连接杆上，2个l型连接杆的顶部设置有滚动方向相互垂直的滚轮1-4和滑轮1-6。2个l型连接杆的顶部通过固定轮轴1-7套装滑轮1-6，且通过轴肩和卡簧1-5配合限制滑轮1-6的轴向移动，2个一字型连接杆上的滚轮1-4通过滚轮轴架1-8安装在2个一字型连接杆上。
如图5所示，圆弧停车位1包括圆弧摩擦臂1-1(其内侧可以通过滚花、开槽、贴摩擦片、摩擦带等形式调整传动摩擦力)、2个固定滑块1-2、4个连接螺钉1-3、4个小滚轮1-4、2个卡簧1-5、2个滑轮1-6、2个固定轮轴1-7、2个滚轮轴架1-8、2个车道1-9、支架1-10以及若干连接部件。圆弧摩擦臂1-1与固定滑块1-2内嵌配合固定，固定滑块1-2下部安装小滚轮1-4；固定轮轴1-7的中部套装滑轮1-6，利用轴肩和卡簧1-5配合限制其轴向移动，固定轮轴1-7的头部与固定滑块1-2紧固且尾部与载车支架1-10紧固，载车支架1-10的顶部通过固定滑块1-2与圆弧摩擦臂1-1相连，载车支架1-10下端固定2个滚轮轴架1-8(内含小滚轮1-4)，支架1-10上方固定2个车道1-9。
载车单元2包括上滑道支撑板2-1、下滑道支撑板2-3、连接支架(可采用u型支架2-2)和两个滑道2-4，所述上滑道支撑板2-1和下滑道支撑板2-3之间通过连接支架相连，两个滑道2-4平行设置在上滑道支撑板2-1和下滑道支撑板2-3的外侧。如图6所示，载车单元2包括上滑道支撑板2-1、u型支架2-2、下滑道支撑板2-3和短滑道2-4，2个短滑道2-4依次与上滑道支撑板2-1和下滑道支撑板2-3焊接或螺钉固定，不完全圆弧形轨道3-6和短滑道2-4刚好组合成一个完整的圆环形轨道，如图8所示，多个(比如4个)圆弧停车位1均布在圆环形轨道上。上下滑道支撑板之间用u型支架2-2固定连接，u型支架2-2也可以为多个立板或立柱形式。圆弧停车位1上的滑轮1-6可在短轨道2-4上滚动，小滚轮1-4可在短轨道2-4的侧面滚动，圆弧摩擦带臂1-1的内侧可在摩擦轮4-11的摩擦带动下水平旋转运动。
竖直升降机构5包括升降板5-2、配重块5-6、固定叉棒5-3和直线导轨5-4。其中，所述直线导轨5-4设置在车库立体机架3的支柱3-2上，配重块5-6通过链条或绳索5-5与升降板5-2相连，所述固定叉棒5-3一端与升降板5-2固定连接且另一端与载车单元2的下滑道支撑板2-3固定连接，所述升降板5-2通过滑块5-1在直线导轨5-4上上下移动，所述连接支架与滑块5-1相连，升降驱动装置7驱动链条或绳索5-5带动升降板5-2上下移动。
如图3和4所示，竖直升降机构5包括4个直线导轨5-4、滑块5-1、升降板5-2、固定叉棒5-3、链条或绳索5-5和配重块5-6：4个直线导轨5-4分别固定在车库立体机架3的4根支柱3-2上，滑块5-1与直线导轨5-4实现滑动配合，升降板5-2固定在两个相对的滑块5-1上，固定叉棒5-3一端与升降板5-2固定连接，另一端与载车单元2中的下滑道支撑板2-3固定连接。其中，载车单元2的u型支架2-2的底板安装在直线滑块5-1上，配重块5-6固定安装在对侧的直线滑块5-1上，链条或绳索5-5的一端固定在升降板5-2的中部，另一端连在对侧的配重块5-6上，链条或绳索5-5由升降驱动装置7中的第二电机7-1和第二减速器7-2直接驱动带动链轮或绞盘7-4转动，从而带动载车单元2上下移动，实现升降运动，可达到圆弧停车位1换层的目的。
如图3所示，升降驱动装置7包括第二电机7-1、第二减速器7-2、轴承座7-3、链轮或绞盘7-4和联轴器等。第二电机7-1固定在车库立体机架3的上顶板3-1上，第二电机7-1的输出轴与第二减速器7-2连接，第二减速器7-2的输出轴通过联轴器与链轮或绞盘7-4固定连接，并通过轴承座7-3实现支撑铰接固定。
水平旋转移位机构4设置在上滑道支撑板2-1上，所述水平旋转移位机构4包括上固定板4-1和下固定板4-3，所述上固定板4-1和下固定板4-3之间设置有可与圆弧摩擦臂1-1相接触的摩擦轮4-11，所述摩擦轮4-11与旋转驱动装置6相连。优选，所述水平旋转移位机构4设置有可调节摩擦轮4-11与圆弧摩擦臂1-1之间摩擦的摩擦预紧装置。其中，水平旋转移位机构4的摩擦传动也可以采用齿轮传动、带传动、链传动等传动形式，只需对结构稍作相适应的修改即可，下面以摩擦传动为例进行举例说明。
优选的，水平旋转移位机构4可采用如下结构：
水平旋转移位机构4包括平行设置的上固定板4-1和下固定板4-3，所述上固定板4-1和下固定板4-3之间设置有摩擦轮4-11，所述摩擦轮4-11通过摩擦带动可放置车辆的停车位水平移动，所述摩擦轮4-11与旋转驱动装置6相连，所述水平旋转移位机构4还设置有可调节摩擦轮4-11与停车位之间摩擦大小的摩擦预紧装置。
优选，所述摩擦轮4-11的数量为2个且并排竖直设置，下固定板4-3的两侧分别设置有摩擦预紧装置。水平旋转移位机构4还包括后固定板4-6，所述后固定板4-6分别连接上固定板4-1和下固定板4-3内侧的一端，所述下固定板4-3底部设置有配合滑动块4-4，所述配合滑动块4-4可沿着底部的导向滑轨4-2移动。
每个摩擦预紧装置包括l型立板4-5、弹簧销轴4-9、压缩弹簧4-7和弹簧预紧滑块4-8，l型立板4-5的前侧与后固定板4-6连接，弹簧销轴4-9的一端与l型立板4-5前侧上的轴孔连接且另一端与弹簧预紧滑块4-8连接，所述弹簧销轴4-9上套有压缩弹簧4-7。l型立板4-5的底部设置有滑道，所述弹簧预紧滑块4-8可沿着滑道滑动，预紧调节螺钉4-10依次与弹簧预紧滑块4-8、l型立板4-5的前侧螺旋连接。配合滑动块4-4设置在下固定板4-3的中心位置，配合滑动块4-4的两侧沿着导向滑轨4-2移动，导向滑轨4-2的移动方向与滑道的移动方向平行。
如图10和11所示，水平旋转移位机构4包括上固定板4-1、导向滑轨4-2、下固定板4-3、配合滑动块4-4、l型立板4-5、后固定板4-6、压缩弹簧4-7、弹簧预紧滑块4-8、弹簧销轴4-9、预紧调节螺钉4-10和2个摩擦轮4-11。如图9-11所示，旋转驱动装置6包括第一电机6-1、第一减速器6-2、固定支撑板6-3、联轴器6-4、前支柱6-6、支撑板6-7、2个主同步带轮6-5、主传动轴6-8、2个从动同步带轮(即第一从动同步带轮6-9和第二从动同步带轮6-10)、2个从动同步带轮轴(即第一从动同步带轮轴6-11和第二从动同步带轮轴6-12)。
第一电机6-1的输出轴为第一减速器6-2的输入轴，第一减速器6-2固定在固定支撑板6-3上，其输出轴与联轴器6-4的一端固定，联轴器的另一端固定主传动轴6-8的一端，主传动轴6-8穿过两个主同步带轮6-5并固定在上固定板4-1上，上固定板4-1和固定支撑板6-3之间由1个支撑板6-7和2个前支柱6-6支撑。优选，上固定板4-1、下固定板4-3、后固定板4-6固定形成u型形式，旋转驱动装置6的2个主传动同步带轮6-5分别利用2根同步带与2个从动同步带轮连接。第一从动同步带轮轴6-11的一端固定第一从动同步带轮6-9，穿过上固定板4-1和摩擦轮4-11，另一端固定在下固定板4-3上，其套接的摩擦轮4-11位于上固定板4-1和下固定板4-3中间。第二从动同步带轮轴6-12的一端固定第二从动同步带轮6-10，穿过上固定板4-1和摩擦轮4-11，另一端固定在下固定板4-3上，其套接的摩擦轮4-11位于上固定板4-1和下固定板4-3中间。主同步带轮6-5和2个从动同步带轮之间采用同步带连接传动。第一电机6-1的转动会依次通过第一减速器6-2、主同步带轮6-5、同步带传递到2个从动同步带轮上，从而带动固定在2个从动同步带轮轴上的2个摩擦轮4-11转动，2个摩擦轮4-11与圆弧停车位1的圆弧摩擦臂1-1配合，依靠摩擦传动最终带动圆弧停车位1环绕不完全圆弧形轨道3-6和短轨道2-4组合成的完整的圆环形轨道转动，实现圆弧停车位1的水平旋转移位。
旋转传动系统4还包括固定设置在上滑道支撑板2-1上的摩擦预紧装置，具体的，包括导向滑轨4-2、配合滑动块4-4、2个l型立板4-5、2个压缩弹簧4-7、2个弹簧预紧滑块4-8、2个弹簧销轴4-9和2个预紧调节螺钉4-10。配合滑动块4-4的上部与下固定板4-3固定连接，其两侧与导向滑轨4-2形成滑动配合，使其能在上滑道支撑板2-1和导向滑轨4-2之间形成的滑槽中滑动。2个l型立板4-5的前侧与后固定板4-6固定连接，下侧与上滑道支撑板2-1固定，销轴4-9的一端与l型立板4-5前侧上的轴孔固定连接，另一端与弹簧预紧滑块4-8配合，弹簧销轴4-9上套有压缩弹簧4-7，弹簧预紧滑块4-8与l型立板4-5的下侧中的滑道形成滑动配合，使其能在滑道中滑动，预紧调节螺钉4-10依次与弹簧预紧滑块4-8、l型立板4-5的前侧螺旋配合，通过旋转预紧调节螺钉4-10可使压缩弹簧4-7预紧、放松以达到增大、减小摩擦轮4-11与圆弧摩擦带臂1-1之间的压力的目的。
作为进一步的改进，立体停车库还设置有刷卡识别系统、传感器检测装置、机械限位装置、车位空闲/占用显示系统等。刷卡识别系统设置在车库入库位置，车库的每层都设置有用于检测车辆到层的接近传感器和用于限位保护的机械限位块，且圆弧停车位1上的车道1-9上还设置有车轮到位的机械限位装置以保证车辆停到位。在每个车位上方均设置有红绿灯用来显示车位处于空闲或者占用状态。
停车时，当车辆通过刷卡识别后，驶入第一层的圆弧停车位1上，触碰到车道1-9上的机械限位装置后停止，控制系统通过算法识别最优停车位置，从而升降驱动装置7带动载车单元2上升移动换层，当到达最优停车层时，升降驱动装置7停止并自锁。然后，旋转驱动装置6带动摩擦轮4-11转动，通过与圆弧摩擦带臂1-1之间的摩擦传动带动载车单元2上的圆弧停车位1周向转动，直到圆弧停车位1到达最优停车位置，同时将空闲的圆弧停车位1移动到载车单元2上，在接近传感器的检测下保证圆弧停车位1能够移动到位，此后，升降驱动装置7下降运动将载车单元2移动到第1层入库位置，等待下一次停车到来，并重复上序步骤。取车执行上述相反的操作和动作流程。
本发明的有益效果：采用圆柱旋转式结构，利用竖直升降和水平旋转移位两种运动实现车辆存取，仅1个可升降的活动交换车位(即载车单元2)与各层不完全圆弧形轨道组成一个完整的圆环形轨道，即可实现各层、各车位的水平旋转移位停车，结构设计巧妙、容量大、成本低、停取车动作简单、占地面积小、空间利用率高。且可以沿着竖直轴向和水平径向拓展成中大型停车库，针对不同城市不同车流量进行结构微调，可以大大提高存取效率并保证空间利用率。整个设备仅靠中心的机架支撑，其余部分可以悬空于绿地之上，不会对绿地的采光产生影响、可以用于公共停车场、公共设施或小区绿化带等区域。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。