基于提高资源利用的地下车库及其建设方法与流程

本发明属于深井车库技术领域，尤其是涉及一种基于提高资源利用的地下车库。

背景技术：

为了解决日益增长的停车需求，现有技术中出现了一种深井车库，通过在地下挖掘深井建设停车库来满足停车需求，同时减小对土地的占用。同时，随着节能的全民倡导化，电动汽车在出行占比的比例越来越重，对于汽车的日常充电成了现下的一个棘手问题。现有的深井车库都还只是停留在解决车位问题上，但是在车库内能够直接对车辆进行充电的技术还处于空白阶段。车辆需要充电时，依旧需要停放至室外充电桩处进行充电，减少车辆的正常使用时间，降低车辆利用率。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种同时兼备停车和充电功能的基于提高资源利用的地下车库。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于提高资源利用的地下车库，包括

井筒;

至少两存车通道,其沿长度方向上间隔均匀的分布有多个停车位；

升降通道，设于两存车通道之间，其内设有可上下动作的升降架；该升降通道内壁上设有直线电机的定子，升降架两端分别设有直线电机的动子；

平移部件，用于将升降架上的车辆平移至停车位上；

供电模块，设于停车位上，用于对汽车蓄电池提供充电电源；

充电模块，设于汽车上，可于所述供电模块电连，用于对汽车蓄电池进行充电。

本发明能够实现车辆存放在车库内时能够实现自动充电，节省了专门将汽车停在室外充电桩处充电的时间，在停放车辆的时间内直接实现充电操作，不会占用车辆正常使用的时间；且避免出现用户忘记对车辆进行充电的情况，使得车辆无论在何时均能保证充足的电量，保证车辆的续航能力；且充电操作全称为自动化操作，无需人工进行操作，不仅省时省力，而且用户无需直接接触充电枪，提高安全性；其次，由于是在车库内进行充电，相较传统的室外充电桩充电而言，无需考虑防水方面的建设，从而省去了防水罩等结构的建设，从而缩短了充电桩的建设周期和建设成本；通过直线电机带动升降架进行上下移动，相较传统的升降方式而言，升降速度非常快，用户停取车辆的耗时很短，用户体验度高，且车库的作业效率更高；且直线电机的定子和动子配合效果好，动子带动升降架移动的过程非常稳定，升降架不会发生晃动，停取车辆操作平稳，安全性能好。

进一步的，所述充电模块包括设于汽车底部上的容纳腔、设于该容纳腔内的机械充电臂、设于机械充电臂上的摄像装置及用于驱动机械充电臂上下动作的第一驱动件；所述机械充电臂可于所述控制模块的控制下发生弯曲；通过将机械充电臂设置在汽车上，汽车车身上无需设置充电插口，外形上更为美观；同时，充电臂成为车载，当出现紧急状况时，如车辆电量告急，而周围又没有能够充电的充电桩时，可以通过随车携带的蓄电池对车辆进行充电，延长车辆的续航时间，使得车辆能够开到具有充电桩的地方补充电量。

进一步的，所述容纳腔上设有可左右动作以开启或关闭容纳腔的盖板；防止车辆在行驶过程中路面上的水、泥溅射至充电臂上。

进一步的，所述容纳腔侧壁上设有与盖板相配合的滑槽，所述滑槽内设有传动链条和与该传动链条相配合的链条驱动件；所述盖板侧壁间隔设有与所述链条相配合的多个从动齿；通过链条驱动件与从动齿的配合，自动驱动盖板移动以开启或关闭所述容纳腔，操作更为智能化。

进一步的，所述机械充电臂端部设有充电插头，该充电插头外套设有磁铁环；所述容纳腔内设有与所述磁铁环相配合定位所述机械充电臂的定位装置；通过定位装置可对充电臂的位置进行有效固定，防止充电臂在车辆行驶的过程中出现移位或与容纳腔内壁撞击的情况，延长充电臂的使用寿命。

进一步的，所述定位装置包括磁力件和调位部件，该磁力件具有n极和s极；磁力件具有第一位置和第二位置，当磁力件处于第一位置时，所述磁力件的n极处于靠近所述磁铁环的位置，并与所述磁铁环相互吸引；当磁力件处于第二位置时，所述磁力件的s极处于靠近所述磁铁环的位置，并与所述磁铁环相互排斥；当充电臂未使用时，通过磁力件与磁铁环的相互吸引，对充电臂的位置进行固定；当充电臂需要使用时磁力件与磁铁环的相互排斥，从而充电臂可自由发生弯曲，自由进行充电操作。

进一步的，所述调位部件用于驱动所述磁力件在第一位置和第二位置上进行转动；所述调位部件包括驱动件、与驱动件相配合的驱动齿条、与驱动齿条传动连接的主动齿轮、与主动齿轮同轴设置的减速齿轮及与减速齿轮传动连接的从动齿轮，所述从动齿轮上固设一中心轴，所述磁力件固设于该中心轴上；通过驱动条的左右移动，驱动从动齿轮转动，带动磁力件翻转实现位置调整；从而驱动件可采用气缸等直线型动作的驱动件，无需通过电机的正反转来实现位置转换，从而驱动件的结构要求简单，且不易发生损坏；通过减速齿轮的设置，降低从动齿轮的转速，防止驱动件的动作速度过快而使得磁力件与磁铁环相互吸引的操作过快，降低两者在吸引时充电臂收到的撞击力。

进一步的，所述驱动齿条包括齿条本体和间隔分布于齿条本体上的多个齿，相邻齿之间形成卡槽；所述齿的分布总长度与所述驱动件的动作行程相等；所述主动齿轮上齿的个数与所述卡槽的个数相等；从而当驱动件动作一次时，齿条刚好能够驱动主动齿轮转动一圈。

进一步的，所述从动齿轮与减速齿轮外表面上齿的分布密度相等，且该从动齿轮的直径为所述减速齿轮的直径2倍；当主动齿轮转动一圈时，减速齿轮同样转动一圈，从而从动齿轮刚好转动半圈，从而刚好对磁力件的n极和s极进行对调；进而，驱动件动作一次时，磁力件刚好能够实现一次位置调整，系统控制更为精准，不易出现故障。

进一步的，所述容纳腔内壁上设有第一缓冲层，所述盖板上表面上设有第二缓冲层；当充电臂上磁铁环与磁力件相吸引时，第一缓冲层能够起到缓冲的作用；且由于第一缓冲层和第二缓冲层分别设置在充电臂的上下两侧上，从而在车辆行驶的过程中，即使出现颠簸造成充电臂发生轻微的移动，缓冲层也能有效将充电臂与容纳腔内壁的冲击力缓冲掉，防止充电臂发生撞击而损坏；且第二缓冲层还可对充电臂起到一定的支撑作用，从而在充电臂未使用时，保证各个关节的连接处基本不会受到拉力作用，从而延长充电臂的使用寿命。

进一步的，所述存车通道内壁上沿长度方向间隔设有多个支撑架，上下相邻的两支撑架之间形成所述的停车位。

进一步的，所述支撑架的两端分别埋设于所述井筒内壁上；支撑架直接埋设在井筒内壁上，从而井壁直接充当支架的部分角色，从而支撑架可在建设井筒时与井筒浇筑固定在一起，工人劳动量得到极大程度的减小，用工量可缩减，极大程度的减少用工成本；同时，支架的耗材可得到减小，实现节能环保。

进一步的，所述供电模块包括设于停车位侧部的充电桩和设于停车位底面上的充电插座；所述升降架上设有停车底板，该停车底板上对应充电插座处设有开口；移动车辆时，通过移动停车底板将车辆移动至停车位上，停车底板上设置的开口，不会对充电插座进行遮挡，保证充电的正常进行。

进一步的，所述摄像装置为设于该充电插头中心部的摄像头；所述充电插座与所述磁铁环外径对应的位置上设有一圈红色标识；红色标识的设置，使得摄像头对于充电插座的位置捕捉更为准确，保证充电插头能够保持对准充电插座的位置插入，防止充电插头因未对准充电插座插入而发生损坏。

本发明公开了一种基于提高资源利用的地下车库的建造方法，包括以下步骤：

1）根据地质报告和施工图纸，制定施工方案，确定好井口位置及井筒深度；

2）之后采用混凝土帷幕凿井法挖凿出井筒，待挖凿到80m的深度时，分段浇筑钢筋砼至井底以在井底形成防水层；之后自下而上浇筑钢筋砼以形成筒壁，在浇筑的过程中，直接将不锈钢制成的支撑架间隔均匀的预埋在筒壁内，上下相邻的支撑架之间形成停车位；

3）之后在每个停车位上安装底座，在底座上侧部安装充电桩，在底座内埋设充电插座，充电插座通过电线与充电桩相连；

4）在底座上安装平移部件；

5）在井壁上安装升降轨道，在升降轨道上安装直线电机的定子；之后在升降架的左右两端上分别装设直线电机的动子，再将升降架安装至升降轨道上；

6）建设地面上停车房，停车房与升降通道相连通。

本发明可实现车辆存放在车库内时进行自动充电，节省了专门将汽车停在室外充电桩处充电的时间，在停放车辆的时间内直接实现充电操作，不会占用车辆正常使用的时间；且避免出现用户忘记对车辆进行充电的情况，使得车辆无论在何时均能保证充足的电量，保证车辆的续航能力；且充电操作全称为自动化操作，无需人工进行操作，不仅省时省力，而且用户无需直接接触充电枪，提高安全性；其次，由于是在车库内进行充电，相较传统的室外充电桩充电而言，无需考虑防水方面的建设，从而省去了防水罩等结构的建设，从而缩短了充电桩的建设周期和建设成本；

通过在地下挖凿深井来建设地下停车库，极大程度的减小了车库对于地面面积的占用，节省了土地资源；通过混凝土帷幕凿井法凿井，相较传统的凿井方式而言，不仅用地面积减少近一半，而且工程周期也缩短了至少一半，建设效率高、制造成本低，且凿井的深度可达到50-80米，从而极大程度的增加了深井车库的停车位，相同井口面积的深井可停放的车辆数量明显上升，提高地面面积的利用率；通过直线电机带动升降架进行上下移动，相较传统的升降方式而言，升降速度非常快，用户停取车辆的耗时很短，用户体验度高，且车库的作业效率更高；且直线电机的定子和动子配合效果好，动子带动升降架移动的过程非常稳定，升降架不会发生晃动，停取车辆操作平稳，安全性能好；无需设置钢丝绳、机网等，从而建设时工程耗时较短，极大程度的降低了运行成本，且结构简单，不易损坏，维修率低；且底面停车库上由于无需布置机网，库房的层高可以设置的较低，进一步缩短建设周期和降低建设成本。

综上所述，本发明具有以下优点：车辆可在存放在车库内的时间内自动充电，节省了专门将汽车停在室外充电桩处充电的时间，在停放车辆的时间内直接实现充电操作，不会占用车辆正常使用的时间；且避免出现用户忘记对车辆进行充电的情况，使得车辆无论在何时均能保证充足的电量，保证车辆的续航能力；且充电操作全称为自动化操作，无需人工进行操作，不仅省时省力，而且用户无需直接接触充电枪，提高安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的局部示意图。

图3为本发明充电模块的结构示意图。

图4为图3中b处的放大图。

图5为本发明充电插头的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1-5所示，一种基于提高资源利用的地下车库，包括井筒1、至少两存车通道2、升降通道3、平移部件、电量检测模块、供电模块、控制模块以及充电模块；所述升降通道3设于两存车通道之间，即升降通道3的左右两侧各有一个存车通道2；当然，于其他实施例中，所述升降通道3的左右两侧也可设置两个或两个以上的存车通道2；所述存车通道2沿长度方向上间隔均匀的分布有多个停车位21，具体的，所述存车通道2内壁上沿长度方向间隔设有多个支撑架22，上下相邻的两支撑架22之间形成所述的停车位21；优选的，所述支撑架为不锈钢制成，该支撑架22的两端分别埋设于所述井筒1内壁上；所述升降通道3内设有一升降架4，升降架4为不锈钢制成的钢架，该升降架可在所述升降通道3内上下动作；具体的，所述井筒1的内壁上对应于升降通道位置安装有升降轨道11，在升降轨道11上安装直线电机的定子111；所述升降架4的左右两端上分别装设直线电机的动子42，通过定子与动子的配合实现升降架在升降通道内上下自由活动。

所述平移部件用于将升降架4上的车辆平移至停车位21上；所述供电模块设于停车位21上，用于对汽车蓄电池提供充电电源；所述控制模块用于实时采集信号数据和发送充电指令，该控制模块可采用市面上直接采购的plc或单片机；所述充电模块用于在接收充电指令后，自动执行充电动作。

通过供电模块、控制模块以及充电模块之间相互配合，实现车辆存放在车库内时能够实现自动充电，节省了专门将汽车停在室外充电桩处充电的时间，在停放车辆的时间内直接实现充电操作，不会占用车辆正常使用的时间；且避免出现用户忘记对车辆进行充电的情况，使得车辆无论在何时均能保证充足的电量，保证车辆的续航能力；且充电操作全称为自动化操作，无需人工进行操作，不仅省时省力，而且用户无需直接接触充电枪，提高安全性。

所述充电模块包括设于汽车底部上的容纳腔51、设于该容纳腔内的机械充电臂52、设于机械充电臂上的摄像装置及用于驱动机械充电臂上下动作的第一驱动件53；所述第一驱动件为市面上直接采购的气缸，所述机械充电臂52可于所述控制模块的控制下发生弯曲，所述机械充电臂52的具体结构为现有技术，具体可采用中国专利cn105691229a公开的机械臂，其中控制装置控制机械充电臂52发生弯曲也为现有技术，故不再赘述；所述机械充电臂52端部设有充电插头521，该充电插头521外套设有磁铁环7，该磁铁环7为磁铁制成的环形件；所述容纳腔51内设有与所述磁铁环7相配合定位所述机械充电臂52的定位装置；具体的，所述定位装置包括磁力件81和调位部件，该磁力件81为市面上直接采购的磁铁，磁力件81具有n极和s极；磁力件81具有第一位置和第二位置，当磁力件81处于第一位置时，所述磁力件81的n极处于靠近所述磁铁环7的位置，并与所述磁铁环7相互吸引，从而机械充电臂的端部可被磁力件81牢牢吸住，从而实现对机械充电臂的有效定位，防止机械充电臂在汽车发生颠簸时掉落至盖板上，防止机械充电臂被砸坏；当磁力件81处于第二位置时，所述磁力件81的s极处于靠近所述磁铁环7的位置，并与所述磁铁环7相互排斥，此时机械充电臂可自由的向下移动并弯曲。

所述调位部件用于驱动所述磁力件在第一位置和第二位置上进行转动；具体的，所述调位部件包括第二驱动件91、与驱动件相配合的驱动齿条92、与驱动齿条传动连接的主动齿轮93、与主动齿轮同轴设置的减速齿轮94及与减速齿轮传动连接的从动齿轮95；所述从动齿轮95上固设一中心轴951，所述磁力件81固设于该中心轴951上，从而从动齿轮95转动时即可带动磁力件81转动；所述驱动齿条92包括条状的齿条本体921和沿齿条本体921长度方向上间隔均匀的分布于的多个齿922，相邻齿之间形成卡槽；优选的，所述驱动件为市面上直接采购的气缸，所述齿条本体921上齿分布的总长度与所述驱动件的动作行程相等；所述主动齿轮93中心部固设有一转轴，所述减速齿轮固设在该转轴上；主动齿轮93与驱动齿条上的齿向啮合，所述减速齿轮与所述从动齿轮相啮合；优选的，所述从动齿轮95与减速齿轮94外表面上齿的分布密度相等，且该从动齿轮95的直径为所述减速齿轮94的直径2倍；所述主动齿轮93、减速齿轮94及从动齿轮95均为市面上直接购买的齿轮，结构不在赘述。

当无需进行充电时，所述磁力件81处于第一位置时，所述磁力件81的n极对磁铁环7进行吸引，使得机械充电臂被固定在容纳腔内；当需要对汽车进行充电时，第二驱动件启动，水平向外推动驱动齿条，驱动齿条驱动主动齿轮转动，使得减速齿轮转动，减速齿轮转动传动从动齿轮转动，从而带动磁力件81转动；从而磁力件81从n极对磁铁环7进行吸引，转换到了s极靠近磁铁环7，进而与磁铁环7产生排斥作用；此时通过第一驱动件驱动机械充电臂下移，即可使得机械充电臂移出容纳腔，弯曲后与充电插座连接，进行充电；当充电结束需要重新收回机械充电臂时，机械充电臂重新回复至原始状态，第一驱动件驱动机械充电臂上移；之后第二驱动件回复动作，使得驱动齿条回复至原始位置，主动齿轮反转，驱动从动齿轮反转，从而磁力件81重新转换至n极靠近磁铁环7，对磁铁环7进行吸引。

为了防止路面上的水飞溅至容纳腔内，我们在所述容纳腔51上设有可左右动作以开启或关闭容纳腔的盖板6，所述容纳腔51侧壁上设有与盖板相配合的滑槽，所述滑槽内设有传动链条和与该传动链条相配合的链条驱动件，所述链条驱动件为两齿轮和与其中一个齿轮相连的电机；所述传动链条套设在两齿轮外，从而电机动作时可驱动齿轮转动，进而带动传动链条转动；所述盖板侧壁沿长度方向上间隔均匀的设有多个从动齿，这些从动齿可插入至传动链条中，进而传动链条滚动时即可带动盖板动作；电机正转时，盖板前移，关闭容纳腔51，电机反转时，盖板向后移动，开启容纳腔51，此时机械充电臂52可伸出容纳腔51；作为优选，所述容纳腔51内壁上设有第一缓冲层511，所述盖板6上表面上设有第二缓冲层61，该第一缓冲层511和第二缓冲层61均为橡胶层。

所述停车位21内安装有底座，所述供电模块包括设于停车位21侧部的充电桩101和设于停车位21内底座上的充电插座102；该充电插座102通过电线与所述充电桩101电连，所述充电桩101通过预埋在井筒内的线路与外界电源相连，具体原理以及线路的埋设为现有技术，不再赘述；所述摄像装置为设于该充电插头中心部的摄像头20，在机械充电臂动作时，通过该摄像头对充电插座的位置进行捕捉；优选的，所述充电插座102与所述磁铁环7外径对应的位置上设有一圈红色标识103，方便摄像头捕捉位置；具体的，该红色标识103为颜料。

所述升降架4上设有停车底板41，该停车底板41上对应充电插座处设有开口411；所述平移部件为设于升降架上的第一平移件和设于停车位21上的第二平移件，通过第一平移件和第一平移件的配合可将停车底板由升降架平移至停车位21上，车辆跟随停车底板一同被移动至停车位21上；具体的，所述第一平移件包括链条和两齿轮，所述链条两端分别套设在齿轮上，其中一个齿轮上连接有电机，电机启动时，即可驱动链条转动，从而将停车底板向外送出；所述的结构与所述第一平移件相同，故不再赘述。

地面上还设有停车房30，该停车房30的部分地面与升降通道；停车房的设有入口，供车辆驶入停车房30内；所述显示屏设于停车房内，于其他实施例中，该显示屏也可设置在停车房入口处。

具体的，当用户需要停放车辆时，将车辆由停车房入口处驶入停车房内，并通过升降架被送入至升降通道内；此时控制模块根据当下的空车位情况，确定出车辆停放的位置，并发出命令至直线电机，使得直线电机带动升降架移动至指定停车位位置，车辆通过平移部件被送入至停车位上；同时控制信号将信号反馈至显示屏，将车辆的车牌信息及停靠的车位位置显示在显示屏上，供用户记录；之后用户根据汽车的电量情况自行决定是否对汽车进行充电；当需要充电时，在显示屏上选择充电选项，控制模块随即向充电模块发生充电信号（该原理为现有技术，不再赘述）；机械充电臂即可发生弯曲，并通过充电插头处的摄像头对充电插座的位置进行捕捉，待充电插头对准充电插座后，第一驱动件驱动机械充电臂下移，使得充电插头插入至充电插座内，对汽车蓄电池进行充电。

一种基于提高资源利用的地下车库的建造方法，包括以下步骤：1）根据地质报告和施工图纸，制定施工方案，确定好井口位置及井筒深度；2）之后采用混凝土帷幕凿井法（该方法为现有技术，不再赘述）挖凿出井筒，待挖凿到80m的深度时，分段浇筑钢筋砼至井底以在井底形成防水层；之后自下而上浇筑钢筋砼以形成筒壁，在浇筑的过程中，直接将不锈钢制成的支撑架间隔均匀的预埋在筒壁内，使得上下相邻的支撑架之间形成停车位；3）之后在每个停车位上安装底座，该底座可由混凝土在支撑架上浇筑凝固后形成；之后在底座上侧部安装充电桩，在底座内埋设充电插座，充电插座通过电线与充电桩相连；4）在底座上安装平移部件，之后在井壁上安装升降轨道，在升降轨道上安装直线电机的定子；之后在升降架的左右两端上分别装设直线电机的动子，再将升降架安装至升降轨道上；6）建设地面上停车房，停车房与升降通道相连通；对停车房的入口等进行建设，并在停车房内或入口处设置显示屏。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。