一种模块化矩阵式立体车库的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种模块化矩阵式立体车库，其包括载车模块、提升电梯和控制装置三个功能模块；分为若干停车层，不同停车层之间通过提升电梯连接，每一停车层中若干载车模块设置在提升电梯周边或围绕提升电梯阵列排布，控制装置分别与载车模块和提升电梯连接；载车模块构成车库每一停车层的停车位，同时实现车辆的横向或纵向移动。可以同时实现车辆的横向移动和纵向移动；降低了系统对提升设备的依赖程度，不同停车位驱动装置采用平行工作逻辑，提高了车位移动和存/取车的效率；占用面积小，运行过程中也无需额外预留空间，车库空间利用率提高；增大了车辆输送过程的灵活性。
【专利说明】
一种模块化矩阵式立体车库
技术领域
[0001]本发明涉及立体车库技术领域，具体涉及一种模块化矩阵式立体车库。控制装置控制载车模块实现车辆在每一层车库上的横向移动和纵向移动，控制提升电梯完成车辆的输送，车库模块化设计，结构简单。
【背景技术】
[0002]近年来随着我国城市经济和汽车工业的迅猛发展，城市汽车保有量越来越大，伴随而来的是城市停车状况的尴尬局面，使得家用轿车的停放越来越困难。停车问题是城市发展过程中出现的静态交通问题。立体车库通过提高停车场的空间利用率，增加了停车场单位面积内的车位密度，使得城市内有限的停车面积上可提供的车位数量大大增加。现有的立体车库可以分为升降横移立体车库、垂直升降立体车库和巷道堆垛立体车库。升降横移类机械式停车设备采用以载车板升降或横移存取车辆，最高层的载车板只能做升降动作，地面层的载车板只能做横移动作，中间层载车板既可做升降动作又可做横移动作。中间层均设有空位，台板通过横移动作变换空位，降下空位上方的汽车，取出汽车，地面层汽车无须运动便可直接开出。其存在以下不足:(I)采用的是一个车位运动，另一个车位等待运动的工作逻辑，上车位的车要取出，需等待下面车位移动出来，才能降下来；(2)为了便于取车，每组设备必须留有至少一列空车位，降低车库空间利用率；(3)受制于立体车库层数的影响，升降横移式立体车库最高只能建3层或4层，车库容量小；(4)横移只能实现一个方向的运动。现有的巷道堆垛立体车库，采用的是一个提升机和安装在提升机上的搬运机构，用户把车停放在提升机上的搬运机构上，通过提升机把车辆提升到相对应层，再由搬运机把车辆搬运到相应位置，最后由搬运小车把车辆运送到车位上，完成一次工作，最远一次取车需要两分钟，高峰取车时间依次增加，依次取第20辆车需要30分钟，实用性差，巷道占地面积大，停放车辆少，如果提升机或者搬运机构出现异常情况，影响正常运行，整个立体停车库将瘫痪，不能正常工作，就会大大降低在客户中对立体车库的印象，影响客源。垂直升降类停车设备通过提升机构将车辆或载车板升降到指定层，然后用安装在提升机构上的横移机构将车辆或载车板送入存车位，该类停车设备层数较高，每层车位数少，汽车只能实现一个方向的移动，且对提升机的依赖程度较高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求一种模块化矩阵式立体车库，克服了现有立体车库无法灵活实现车辆在纵向和横向两个方向上移动，且取车时间长，车库空间利用率低，运行效率低，无法快速应对异常情况的问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明涉及的模块化矩阵式立体车库，包括载车模块、提升电梯和控制装置三个功能模块;分为若干停车层，不同停车层之间通过提升电梯连接，每一停车层中若干载车模块设置在提升电梯周边或围绕提升电梯阵列排布，控制装置分别与载车模块和提升电梯连接;载车模块构成车库每一停车层的停车位同时实现车辆的横向或纵向移动，载车模块包括支撑架、驱动装置和载车板;支撑架用于支撑驱动装置，载车板用于承载车辆并与驱动装置配合实现车辆在相邻载车模块之间的移动，驱动装置用于停放载车板并实现载车板的横向或纵向移动，提升电梯底部设置驱动装置，实现车辆由提升电梯向载车模块的移动;载车板移动到提升电梯中，车辆停放在提升电梯中的载车板上，控制装置控制提升电梯达到指定层，提升电梯底部的驱动装置将载车板输送到邻近空余的驱动装置，通过相邻驱动装置相互配合横向移动或纵向移动将载车板送到指定停车层的停车位。
[0005]本发明涉及的支撑架具有承载与定位作用，包括横梁、纵梁、支撑方管、支撑钢板和万向球，横梁和纵梁的端部两两固定连接组成支撑框架，四个万向球对称固定在支撑框架上，横向和纵向支撑方管固定在支撑框架上，支撑钢板分为横向支撑钢板和纵向支撑钢板，均活动设置在支撑方管上。
[0006]本发明涉及的驱动装置包括驱动机构和升降机构，横向驱动机构和纵向驱动机构组成驱动机构，横向驱动机构和纵向驱动机构分别固定在横向支撑钢板和纵向支撑钢板上，升降机构设置在横向支撑钢板或纵向支撑钢板下部，同时固定安装在支撑钢架或支撑方管上;驱动机构包括减速电机和由链条、链轮、传动轴、轴承、轮架和摩擦轮组成的传动机构;传动轴两端均设置摩擦轮，摩擦轮两侧均安装轴承，链轮安装在传动轴上并与其转动连接，链条将减速电机一端的双排链轮和链轮连接，传动轴通过轴承和轮架固定在支撑钢板上;两台纵向驱动机构对称设置在一台横向驱动机构的两侧，纵向驱动机构包括一台减速电机和设置在减速电机左右两侧的传动机构，双排链轮通过左右两根链条分别与左右两侧传动机构的链轮连接;横向驱动机构包括三台传动机构和传动机构两两之间放置的两台减速电机，其中一台减速电机与左右两侧的传动机构连接，另一台减速电机与一侧的传动机构连接。
[0007]本发明涉及的载车板包括主板、纵向导轨、限位加强筋、纵向移动滚道、方钢管、横向移动滚道、横向导轨和底板;载车板底部四周分别设置相交的纵向导轨和横向导轨，载车板底部分别设置两条纵向移动滚道和横向移动滚道，主板由两块弯折的下凹梯形钢板焊接而成，主板中部与底板两侧边焊接形成梯形空腔中，主板两侧形成梯形凹槽，方钢管置于底板和主板形成的梯形空腔中并与梯形空腔上下面接触，主板上部左右两侧梯形凹槽设置四组对称的限位区，用于车轮的停放，限位加强筋置于限位区上部并与方钢管连接，限位加强筋和方钢管一同支撑主板;限位加强筋为角钢，方钢管为两根或三根，纵向移动滚道和横向移动滚道表面做粗糙处理，主板两侧边梯形凹槽向上弯折处设置角钢加强筋，进一步提高其机械强度;万向球落入纵向导轨或横向导轨中；横向驱动机构和纵向驱动机构上的摩擦轮分别落入横向移动滚道和纵向移动滚道中。
[0008]本发明涉及的控制装置接收并记载立体车库库存信息，根据立体车库库存信息分配给待存车辆停车位，优化最佳取车路线，控制提升电梯和驱动装置运动将待存车辆存储到相应的车位；同时根据立体车库库存信息确认待取车辆的位置，优化最佳的取车路线，控制相应驱动装置移动，以及控制电梯将待取车辆取出；还根据立体车库库存信息将故障电梯、横向驱动装置和纵向驱动装置关闭。
[0009]本发明涉及的提升电梯为两台或两台以上，能够加快取车速度，实现用户存取车时间最小化，避免提升电梯出现故障影响车库的使用，同时适应大库需要。
[0010]本发明与现有技术相比，一是同时实现车辆的横向移动和纵向移动；二是驱动装置降低了系统对提升设备的依赖程度，不同停车位驱动装置采用平行工作逻辑，不同车辆可同时通过载车模块下的驱动装置同时移动，驱动装置和提升电梯也可同时工作，提高了车位移动和存/取车的效率;三是驱动装置设置在车位框架上，占用面积小，运行过程中也无需额外预留空间，车库空间利用率提高；四是将车库上的轨道设置到载车板底部增大了车辆输送过程的灵活性;五是停车位模块化设计，将标准载车模块通用化，整个矩阵式立体停车库是由多个标准载车模块和若干个提升电梯拼接而成，降低设计成本，维护维修较为方便;六是驱动模块的双驱动设计，以及多台电梯的设计，提高了车库的应急反应能力。
【附图说明】
[0011]图1为本发明涉及的支撑架结构原理示意图。
[0012]图2为本发明涉及的支撑架与驱动装置配合结构示意图。
[0013]图3为本发明涉及的纵向驱动机构的结构原理示意图。
[0014]图4为图3中纵向驱动机构的侧视图。
[0015]图5为本发明涉及的载车板立体结构原理示意图。
[0016]图6为本发明涉及的载车板底部结构原理示意图。
[0017]图7为本发明涉及支撑架、驱动装置和载车板配合结构示意图。
[0018]图8为本发明涉及立体车库存车过程示意图。
[0019]图9为本发明涉及立体车库取车过程示意图。
[0020]图10为本发明涉及立体车库运行过程示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0022]实施例1:
[0023]本实施例涉及的模块化矩阵式立体车库，包括载车模块、提升电梯和控制装置三个功能模块;分为若干停车层，不同停车层之间通过提升电梯连接，每一停车层中若干载车模块设置在提升电梯周边或围绕提升电梯阵列排布，控制装置分别与载车模块和提升电梯连接;载车模块构成车库每一停车层的停车位同时实现车辆的横向或纵向移动，载车模块包括支撑架、驱动装置和载车板;支撑架用于支撑驱动装置，载车板用于承载车辆并与驱动装置配合实现车辆在相邻载车模块之间的移动，驱动装置用于停放载车板并实现载车板的横向或纵向移动，提升电梯底部设置驱动装置，实现车辆由提升电梯向载车模块的移动;载车板移动到提升电梯中，车辆停放在提升电梯中的载车板上，控制装置控制提升电梯达到指定层，提升电梯底部的驱动装置将载车板输送到邻近空余的驱动装置，通过相邻驱动装置相互配合横向移动或纵向移动将载车板送到指定停车层的停车位。
[0024]本实施例涉及的支撑架具有承载与定位作用，包括横梁1、纵梁2、支撑方管3、支撑钢板4和万向球5，横梁I和纵梁2的端部两两固定连接组成支撑框架，四个万向球5对称固定在支撑框架上，横向和纵向支撑方管3固定在支撑框架上，支撑钢板4分为横向支撑钢板42和纵向支撑钢板41，均活动设置在支撑方管3上。
[0025]本实施例涉及的驱动装置包括驱动机构和升降机构24，横向驱动机构7和纵向驱动机构6组成驱动机构，横向驱动机构7和纵向驱动机构6分别固定在横向支撑钢板42和纵向支撑钢板41上，升降机构24设置在横向支撑钢板42或纵向支撑钢板41下部，同时固定在支撑钢架或支撑方管3上;驱动机构包括减速电机8和由链条10、链轮11、传动轴12、轴承13、轮架15和摩擦轮14组成的传动机构;传动轴12两端均设置摩擦轮14，摩擦轮14两侧均安装轴承13，链轮11安装在传动轴12上并与其转动连接，链条10将减速电机8—端的双排链轮9和链轮11连接，传动轴12通过轴承13和轮架15固定在支撑钢板4上;两台纵向驱动机构6对称设置在一台横向驱动机构7的两侧，纵向驱动机构6包括一台减速电机8和设置在减速电机8左右两侧的传动机构，双排链轮9通过左右两根链条10分别与左右两侧传动机构的链轮11连接;横向驱动机构7包括三台传动机构和传动机构两两之间放置的两台减速电机8，其中一台减速电机8与其左右两侧的传动机构连接，另一台减速电机8与另一侧的传动机构连接。
[0026]本实施例涉及的载车板包括主板16、纵向导轨17、限位加强筋18、纵向移动滚道19、方钢管20、横向移动滚道21、横向导轨22和底板23;载车板底部四周分别设置相交的纵向导轨17和横向导轨22，载车板底部分别设置两条纵向移动滚道19和横向移动滚道21，主板16由两块弯折的下凹梯形钢板焊接而成，主板16中部与底板23两侧边焊接形成梯形空腔，主板16两侧形成梯形凹槽，方钢管20置于底板23和主板16形成的梯形空腔中并与梯形空腔上下面接触，主板16上部左右两侧梯形凹槽设置四组对称的限位区，用于车轮的停放，限位加强筋18置于限位区上部并与方钢管20连接，限位加强筋18和方钢管20—同支撑主板16;限位加强筋18为角钢，方钢管20为两根或三根，纵向移动滚道19和横向移动滚道21表面做粗糙处理，主板16两侧边梯形凹槽向上弯折处设置角钢加强筋，进一步提高其机械强度；万向球5落入纵向导轨17或横向导轨22中；横向驱动机构7和纵向驱动机构6上的摩擦轮14分别落入横向移动滚道21和纵向移动滚道19中。
[0027]本实施例涉及的控制装置接收并记载立体车库库存信息，根据立体车库库存信息分配给待存车辆指定层的停车位，优化最佳存车路线，控制提升电梯和驱动装置运动将待存车辆存储到相应的车位；同时根据立体车库库存信息确认待取车辆的位置，优化最佳的取车路线，控制相应驱动装置移动，以及控制电梯将待取车辆取出；还根据立体车库库存信息将故障电梯、横向驱动装置和纵向驱动装置关闭。
[0028]本实施例涉及的矩阵式立体车库，当升降机构24安装在纵向驱动机构6下部的支撑钢板41，横向移动时:升降机构24将纵向驱动机构6下降，则横向驱动机构7的摩擦轮14与横向移动滚道21接触，万向球5与横向导轨22接触，启动横向驱动机构减速电机8，双排链轮9通过链条10带动左右两侧传动机构的链轮11转动，进而带动三组摩擦轮14转动，随着摩擦轮14转动载车板横向移动;纵向移动时:升降机构24将纵向驱动机构6抬高，使其高于横向驱动机构7，则纵向驱动机构6的摩擦轮14放置在纵向移动滚道19中，万向球5与纵向导轨17平面稍稍分离，起导向和限位作用；启动纵向驱动机构减速电机8，通过双排链轮9、链条10和链轮11传动则带动摩擦轮14转动从而实现载车板纵向移动。在设计时采用冗余设计，SP任意一台减速电机8均能够通过任一组摩擦轮14带动载车板运动。因此，横向驱动装置和纵向驱动装置中的的两个减速电机中任意一个减速电机损坏，驱动装置仍然能够正常工作，任意三个减速电机8故障，仍然可以把车辆取出来。
[0029]本实施例涉及的矩阵式立体车库的实施过程:
[0030](I)存车过程:
[0031]图8为立体车库某一停车层的平面图，其包括一号停车位A、二号停车位B、三号停车位C、四号停车位D、五号停车位E、六号停车位F、七号停车位G、八号停车位H、九号停车位1、十号停车位J、十一号停车位K和提升电梯L;其中六号停车位F、八号停车位H和十号停车位J停有车辆，其他车位为空，上述信息均记载在控制装置中。控制装置接收到车辆达到车库下面的存车信号，控制装置根据记录的车库存储车辆信息分配十一号停车位K，驱动装置将十号停车位J上的车辆推向九号停车位I以腾出空间，与此同时，将待存车辆停放在提升电梯L上的载车板上，提成电梯L将车辆输送到该停车层，提升电梯L上的驱动装置将载车板推到七号停车位G，进而推送到十号停车位J、最后到达十一号停车位K，完成存放。
[0032](2)取车过程:
[0033]图9为立体车库某一停车层的平面图，其包括一号停车位A、二号停车位B、三号停车位C、四号停车位D、五号停车位E、六号停车位F、七号停车位G、八号停车位H、九号停车位1、十号停车位J、十一号停车位K和提升电梯L;其中五号停车位E、六号停车位F、七号停车位G、十号停车位J和十一号停车位K停有车辆，其他车位为空车位，上述信息均记载在控制装置中。控制装置接收到需要将十一号停车位K上的车辆取出的取车请求，控制装置控制五号停车位E下的驱动装置将车辆移动到相邻的三号停车位C，与此同时，将十一号停车位K上的车辆移动到八号停车位H，再移动到五号停车位E，进而通过提升电梯L将车辆取出。
[0034]本实施例涉及的提升电梯为两台或两台以上，能够加快取车速度，实现用户存取车时间最小化，避免提升电梯出现故障影响车库的使用，同时适应大库需要。
[0035]图10为立体车库某一层的平面图，该层有十三个停车位和两台提升电梯，其中包括一号停车位A、二号停车位B、三号停车位C、四号停车位D、五号停车位E、六号停车位F、七号停车位G、八号停车位H、九号停车位1、十号停车位J、十一号停车位K、十二号停车位M、十三号停车位N、一号提升电梯L和二号提升电梯O;其中二号停车位B、三号停车位C、四号停车位D上停有车辆，其他车位为空车位，上述信息均记载在控制装置中。当控制装置接收到一号提升电梯L出现故障的故障信号，关闭一号提升电梯L，如三号停车位C中车辆需要取出，控制装置控制三号停车位C中车辆从三号停车位C移到五号停车位E再移到八号停车位H最后移到十号停车位J，通过二号提升电梯O取出车辆；当二号停车位B和四号停车位D上的车辆均要取出时，控制装置控制相应驱动装置将二号停车位B上车辆通过一号提升电梯L取出；与此同时，四号停车位D上车辆从四号停车位D移到六号停车位F再移到九号停车位I上，通过二号提升电梯O取出，这样大大减少了等待时间，提高取车效率。
【主权项】
1.一种模块化矩阵式立体车库，其特征在于包括载车模块、提升电梯和控制装置三个功能模块;分为若干停车层，不同停车层之间通过提升电梯连接，每一停车层中若干载车模块设置在提升电梯周边或围绕提升电梯阵列排布，控制装置分别与载车模块和提升电梯连接;载车模块构成车库每一停车层的停车位，同时实现车辆的横向或纵向移动，载车模块包括支撑架、驱动装置和载车板;支撑架用于支撑驱动装置，载车板用于承载车辆并与驱动装置配合实现车辆在相邻载车模块之间的移动，驱动装置用于停放载车板并实现载车板的横向或纵向移动，提升电梯底部设置驱动装置，实现车辆由提升电梯向载车模块的移动;载车板移动到提升电梯中，车辆停放在提升电梯中的载车板上，控制装置控制提升电梯达到指定层，提升电梯底部的驱动装置将载车板输送到邻近空余的驱动装置，通过相邻驱动装置相互配合横向移动或纵向移动将载车板送到指定停车层的停车位。2.根据权利要求1所述的模块化矩阵式立体车库，其特征在于所述支撑架具有承载与定位作用，包括横梁、纵梁、支撑方管、支撑钢板和万向球，横梁和纵梁的端部两两固定连接组成支撑框架，四个万向球对称固定在支撑框架上，横向和纵向支撑方管固定在支撑框架上，支撑钢板分为横向支撑钢板和纵向支撑钢板，均活动设置在支撑方管上。3.根据权利要求2所述的模块化矩阵式立体车库，其特征在于所述驱动装置包括驱动机构和升降机构，横向驱动机构和纵向驱动机构组成驱动机构，横向驱动机构和纵向驱动机构分别固定在横向支撑钢板和纵向支撑钢板上，升降机构设置在横向支撑钢板或纵向支撑钢板下部，同时固定安装在支撑钢架或支撑方管上;驱动机构包括减速电机和由链条、链轮、传动轴、轴承、轮架和摩擦轮组成的传动机构;传动轴两端均设置摩擦轮，摩擦轮两侧均安装轴承，链轮安装在传动轴上并与其转动连接，链条将减速电机一端的双排链轮和链轮连接，传动轴通过轴承和轮架固定在支撑钢板上;两台纵向驱动机构对称设置在一台横向驱动机构的两侧，纵向驱动机构包括一台减速电机和设置在减速电机左右两侧的传动机构，双排链轮通过左右两根链条分别与左右两侧传动机构的链轮连接;横向驱动机构包括三台传动机构和传动机构两两之间放置的两台减速电机，其中一台减速电机与左右两侧的传动机构连接，另一台减速电机与一侧的传动机构连接。4.根据权利要求3所述的模块化矩阵式立体车库，其特征在于所述载车板包括主板、纵向导轨、限位加强筋、纵向移动滚道、方钢管、横向移动滚道、横向导轨和底板;载车板底部四周分别设置相交的纵向导轨和横向导轨，载车板底部分别设置两条纵向移动滚道和横向移动滚道，主板由两块弯折的下凹梯形钢板焊接而成，主板中部与底板两侧边焊接形成梯形空腔中，主板两侧形成梯形凹槽，方钢管置于底板和主板形成的梯形空腔中并与梯形空腔上下面接触，主板上部左右两侧梯形凹槽设置四组对称的限位区，用于车轮的停放，限位加强筋置于限位区上部并与方钢管连接，限位加强筋和方钢管一同支撑主板;限位加强筋为角钢，方钢管为两根或三根，纵向移动滚道和横向移动滚道表面做粗糙处理，主板两侧边梯形凹槽向上弯折处设置角钢加强筋，进一步提高其机械强度;万向球落入纵向导轨或横向导轨中；横向驱动机构和纵向驱动机构上的摩擦轮分别落入横向移动滚道和纵向移动滚道中。5.根据权利要求4所述的模块化矩阵式立体车库，其特征在于所述控制装置接收并记载立体车库库存信息，根据立体车库库存信息分配给待存车辆停车位，优化最佳取车路线，控制提升电梯和驱动装置运动将待存车辆存储到相应的车位;同时根据立体车库库存信息确认待取车辆的位置，优化最佳的取车路线，控制相应驱动装置移动，以及控制电梯将待取车辆取出;还根据立体车库库存信息将故障电梯、横向驱动装置和纵向驱动装置关闭。6.根据权利要求5所述的模块化矩阵式立体车库，其特征在于所述提升电梯为两台或两台以上。
【文档编号】E04H6/22GK106013892SQ201610541044
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】姜培生, 李永涛, 曾庆军, 焦健, 胡永绪, 金磊, 安丰祥, 吴刚, 周世彬, 张灵泉, 张伟, 徐立秉, 徐淑苗, 刘军, 王飞跃, 李乃强, 钟小文
【申请人】青岛华通能源投资有限责任公司