垂直升降式立体车库模型的制作方法

本发明属于教学演示机械停车设备技术领域，涉及一种立体车库模型，尤其涉及一种垂直升降式立体车库模型。

背景技术：

立体车库属于非标准设备，主要用于因地制宜地扩充停车位。经过几十年的发展，其设计、制造和应用技术已逐渐成熟。通常，立体车库主要有升降横移式、巷道堆垛式，以及以上述两种方式为基础发展而来的垂直升降式和平面移动式。目前市场上的立体车库以升降横移式为主，然而，随着未来日益强烈的智能社区和智能交通的需求，未来智能停车设备会主要以垂直升降式和平面移动式立体车库为主。其中，垂直升降式立体车库按框架结构来分，主要有方塔式和圆塔式两种。

如今，东亚地区的私家车不断增多，大城市的停车设施无法满足用户日益增加的需求，立体车库市场前景已经明朗，但是还需有效的行政引导和人们的用车习惯的逐渐适应。立体车库模型可结合虚拟仿真模型，用于静态展览、动态演示、教学培训和设计开发等，具有重要的商业价值。然而现有技术中，虽然也有许多立体车库实训模型，但一般都是以实际应用较多的巷道堆垛式或升降横移式作为原型，模型框架为立方体形，这种模型用于教学时，不利于多角度地观察。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种垂直升降式立体车库模型，用以解决现有技术中立体车库模型不能适应技术趋势、不便于观察的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种垂直升降式立体车库模型，该垂直升降式立体车库模型包括底盘、安装于所述底盘上表面上的框架、搬运机和转台；

所述框架，呈横截面至少有五条边的多边形柱体状，包括支撑机构和停车位，所述支撑机构形成有车辆的出入层和至少一个停车层，所述出入层和各所述停车层沿纵向依次排列，所述出入层一侧面上开设有车辆的出入口，各所述停车层上均设有若干个所述停车位，各所述停车位紧邻于所述框架的对应的侧面；

所述搬运机，位于所述底盘上表面的中心处并且立于所述框架内，包括第一驱动装置、设于所述底盘上表面中心处的在所述第一驱动装置的驱动下能正反任意角度旋转的第一转盘、设于所述第一转盘上用以带动车辆在垂直方向上上下移动的升降机、设于所述升降机上用以带动车辆在水平方向上前后移动的水平伸缩机构，以及设于所述水平伸缩机构上的用以将车辆存放到所述停车位上或将车辆从所述停车位上取出的车叉；

所述转台，固定安装于所述底盘的上表面上且位于所述框架侧面与所述搬运机之间，包括能实现正反180°旋转用以承载车辆的停车盘，所述停车盘位于车辆的所述出入层并且紧邻于车辆的所述出入口。

进一步地，所述出入层和各所述停车层的高度均为所述车辆的高度的1.2～3倍，各所述停车层的停车位数量与所述框架的侧面的数量相同。

与现有技术相比，本发明提供的垂直升降式立体车库模型的有益效果在于：

(1)该垂直升降式立体车库模型通过将框架设置为横截面至少有五条边的多边形柱形体，在支撑机构上形成有车辆的出入层和至少一个停车层，并在各停车层上均设有若干个停车位，而各停车位紧邻于框架的对应的侧面，这样，各停车层上停车位的数量即与框架横截面的边数相同，且显然各停车层上具有较大的停车位间隙和较高的车层高度，从而方便观察车库模型的内部结构和其内部的车辆模型，也便于观察车辆的运输，同时还便于拆装和调整车库模型的结构，适用于展览、教学培训或控制技术开发；

(2)该车库模型归属于垂直升降式，具有更好的存取车效率和安全可靠性，符合立体车库的技术发展趋势。

附图说明

图1是本发明实施例中垂直升降式立体车库模型主要的立体结构示意图；

图2是本发明实施例中垂直升降式立体车库模型的立体爆炸示意图；

图3是本发明实施例中垂直升降式立体车库模型中停车层的俯视图；

图4是图3的主视图；

图5是本发明实施例中垂直升降式立体车库模型的搬运机的立体结构示意图；

图6是图5中搬运机的水平伸缩机构和车叉的立体装配结构示意图；

图7是图1中垂直升降式立体车库模型的转台的立体结构示意图；

图8是图7中转台的对中结构的一个对中件处于完全收回状态时的立体结构示意图；

图9是图7中转台的停车盘的平面结构示意图。

附图中的标号如下：

10车辆、100框架、110支撑机构、111侧支柱、112侧横杆、113顶横杆、114门支柱、115门侧柱、116出入层、116a出入口、117停车层、120停车位、121车位支撑梁、122第二梳齿、123安全支撑板；

200搬运机、210第一转盘、220基板、230配重块、240升降机、241第一电机、242升降块；

250水平伸缩机构、251支架、251a竖支板、251b横支板、251c肋板、252步进电机、253同步带、254滚珠丝杠副、255滑块、256圆柱导轨、257圆柱导轨固定座、258第二直线轴承；

260车叉、261叉柄、262第三梳齿、270光电感应开关；

300转台、310台架、320第二驱动装置、330第二转盘、340停车盘、341劣弧弓形盘、341a圆弧边、341b弦边、341c第一梳齿、350安全止挡；

360对中机构、361对中件、362第三驱动装置、362a第二电机输出轴、362b第二电机支座、362c螺母、363推杆、364直线导杆、365第一直线轴承、366直线轴承座、367推车杆；

400底盘、410脚轮、420照明灯；

500透明密封板、510进出口侧板、520侧板、530顶盖板。

具体实施方式

为了使本发明的所要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。

还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1至图9所示，为本发明一较佳实施例提供的一种垂直升降式立体车库模型。

在本发明中，该垂直升降式立体车库模型，包括底盘400、安装于底盘400上表面上的框架100、搬运机200和转台300。如图1和图2所示，为使车库模型便于观察，框架100呈横截面至少有五条边的多边形柱体状，例如为六边形柱体、七边形柱体或八边形柱体等，具体在本实施例中，为八边形柱体，可以理解地，如图3所述，框架100的水平截面的外形为八边形。显然，该车库模型体现了圆塔式车库的技术特征，方便制造、组装和调整。

再如图1和图2所示，框架100包括支撑机构110和停车位120，其中，支撑机构110形成有车辆10的出入层116和至少一个停车层117，出入层116和各停车层117沿纵向依次排列，在实际应用中，出入层116可以位于各停车层117之间，或位于各停车层117的顶部，具体在本实施例中，如图1和图2所示，出入层116在最底层，各停车层117位于出入层116之上，且除去框架100的顶面和底盘400的上表面，中间有四层，也即具有三层停车层117。需说明的是，在实际应用中，可根据实际需要来增加停车层117的数量，也即是说，该车库模型非常方便制造、组装和调整。

其中。为便于车辆10的出入，如图1和图2所示，出入层116一侧面上开设有车辆10的出入口116a，另外，为便于增大各停车层117内的车位间距并提高其车层高度，从而方便观察车库模型的内部结构和车辆10的运输情况，各停车层117上均设有若干个停车位120，其中，具体如图3所示，各停车位120紧邻于框架100的对应的侧面，也即，框架100每个停车层117的每个边上都设置有一个纵向的停车位120。需说明的是，实际应用中，实际的车库模型应尽量提高车辆10的储存密度，也即要降低车位间距和车层高度。

需说明的是，如图1至图4所示，本发明中的车辆交换技术采用无载车板的梳齿机构。其中，各停车位120均包括一对垂直连接在下述的侧横杆112上的车位支撑梁121，两车位支撑梁121相对侧各设有一组第二梳齿122，其中，每组第二梳齿122之间的间距可调，以此来配合车辆10的前后轴距，用以支撑车辆10的四个车轮。除此之外，为确保意外状况下还能承载车辆10，于各车位支撑梁121上，对应的各组第二梳齿122之间设有一个安全支撑板123，用以支撑车辆10。

为便于将出入口116a的车辆10运动到指定的停车位120，或将指定停车位120上的车辆10运送到出入口116a上，搬运机200，位于底盘400上表面的中心处，且立于框架100内，可以理解地，搬运机200位于框架100的中部。具体如图1、图2和图5所示，搬运机200包括第一驱动装置(图未示)、第一转盘210、升降机240、水平伸缩机构250和车叉260，其中，第一转盘210设于底盘400上表面中心处，且在第一驱动装置(图未示)，如电机和传动机构的驱动下，能够正反任意角度旋转，以带动搬运机200整体高精度地旋转。升降机240设于第一转盘210上，主要用以带动车辆10在垂直方向上上下移动；水平伸缩机构250设于升降机240上，主要用以带动车辆10在水平方向上的前后移动；车叉260设于水平伸缩机构250上，主要用以将车辆10存放到停车位120上或将车辆10从停车位120上取出。由上，可以理解地，搬运机200的整体能够正反任意角度的旋转，且升降机240能带动水平伸缩机构250上下移动，水平伸缩机构250能带动车叉260水平伸缩，以此实现停车位120上车辆10的存放或取出。

再如图1、图2和图7所示，转台300，固定安装于底盘400的上表面上，位于框架侧面与搬运机200之间。转台300包括停车盘340，停车盘340位于车辆10的出入层116，并且紧邻于车辆10的出入口116a，主要用以承载车辆10，且为保证车辆10能从该转台300上正进正出，该停车盘340能实现正反180°旋转。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，为方便观察车库模型的内部结构和车辆10的运输情况，以及便于组装模型，出入层116和各停车层117的高度均为车辆10高度的1.2～3倍，优选地，在本实施例中，车辆10的出入层116和各停车层117的高度均为车辆10高度的2倍。另外，各停车层117的停车位120数量与框架100的侧面的数量相同。例如，若框架100为八边形柱体，则其具有8个侧面，由此各停车层117的停车位120数量也为8个。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图1、图2和图7所示，转台300还包括台架310、第二驱动装置320、第二转盘330、安全止挡350和对中机构360，其中，台架310为正方形，第二驱动装置320位于台架310的顶面上。需说明的是，第二驱动装置320包括有电机(图未示)和传动机构(图未示)，且该电机和传动机构安装于台架310的顶面上，传动机构的输入轴和电机的输出轴连接，传动机构的输出轴位于台架310顶面的中心垂线上。

如图7所示，第二转盘330呈圆形，其旋转中心在台架310顶面的中心垂线上，且由第二驱动装置320驱动作正反180°旋转，以保证车辆10能正进正出出入口116a。具体地，在本实施例中，第二转盘330镂空，并固定连接在传动机构(图未示)的输出轴上，第二转盘330位于电机(图未示)的上方，通过直线轴承(图未示)架设在支柱(图未示)的顶端，由此，在电机和传动机构的驱动下，第二转盘330能做正反180°旋转。

再如图7所示，安全止挡350设于第二转盘330的边缘，且位于停车盘340的中间位置，也即位于下述的两个劣弧弓形盘341的间隙的中间位置。另外，安全止挡350的顶部能升降，并安装有光电感应开关(图未示)。其中，为防止车辆10或载有车辆10的车叉260越过安全位置，安全止挡350的顶部升起，以使其顶部高于停车盘340的上表面一定的高度；为保证车辆10进出通畅，安全止挡350的顶部降低，以使其顶部低于停车盘340的上表面一定的高度。其中，对中机构360，设于停车盘340上，主要用以对中驶入的车辆10以便车叉260承载。

具体地，安全止挡350的柱体为折页结构。其中，折页的一端部固定，另一端部安装光电感应开关。在微型电机和传动装置的驱动下折页的两端部之间夹角具有90度或180度两个状态。90度状态为“顶部升起”，180度状态为“顶部降低”。

如图7和图9所示，停车盘340固定设于第二转盘330上，随着第二转盘330做正反180°旋转。再如图7和图9所示，停车盘340由两个劣弧弓形盘341组成，两劣弧弓形盘341位于同一水平面上，两劣弧弓形盘341的中心对称且其对称中心位于台架310顶面的中心垂线上。另外，如图9所示，两劣弧弓形盘341均具有圆弧边341a和弦边341b，其中，弦边341b与圆弧边341a首尾相接，两圆弧边341a面对面设置，两弦边341b相邻，且两圆弧边341a位于第二转盘330所在的圆柱侧面上，为便于车叉260的叉柄261能穿过两劣弧弓形盘341之间的间隙以从停车盘340上托起或存放车辆10，两弦边341b之间的间隙大于车叉260的叉柄261的宽度。

再如图7和图9所示，两劣弧弓形盘341上均设有两个第一梳齿341c，其中，各第一梳齿341c均紧邻对应的弦边341b。为便于承载车辆10，两第一梳齿341c与各停车位120上的第二梳齿122的结构和大小均相同，且为便于将车辆10从停车盘340上托起或存放到停车盘340上，各第一梳齿341c能与车叉260上对应的第三梳齿262交叉配合。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图7和图8所示，为简化对中机构360，对中机构360包括两个对中件361，其中，两对中件361均包括第三驱动装置362，两个第三驱动装置362的输出轴相对设置，且其伸展方向相互平行。分别安装于两劣弧弓形盘341上且面对面设置，台架310顶面的中心垂线位于两对中件361的对称面内。

进一步地，两对中件361互为镜像关系，并且分别安装于两劣弧弓形盘341上，台架310顶面的中心垂线位于两对中件361的对称面内。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图7和图8所示，两对中件361还均包括推杆363、两直线导杆364、两第一直线轴承365、两直线轴承座366和推车杆367。需说明的是，第三驱动装置的输出轴设有螺纹区，具体如图8所示，第三驱动装置362包括第二电机(图未示)和第二电机支座362b，其中，第二电机通过第二电机支座362b固定连接于停车盘340的圆弧边341a边缘，第二电机输出轴362a伸到第二电机的外部，其呈梯形丝杠状，且其上带有游走的螺母362c。其中，推杆363呈条板状，其中心镂空且套设于第三驱动装置362的输出轴上，也即第二电机输出轴362a上，并固定在螺母362c远离第二电机的侧面上。再如图8所示，两直线导杆364的一端分别套设于推杆363的两端，另一端分别穿过第一直线轴承365且固定安装于推车杆367上，各推车杆367平行于对应劣弧弓形盘341的弦边341b，两第一直线轴承365分别设于对应的直线轴承座366上，其中，各直线轴承座366固定连接于对应的劣弧弓形盘341上。

由上，可以理解地，转台300的第二转盘330、停车盘340、安全止挡350和对中机构360均相互连接，且在第二驱动装置320的驱动下，第二转盘330、停车盘340、安全止挡350和对中机构360均能正反180°旋转，停车盘340紧邻车辆10的出入口116a，车辆10可以从出入口116a驶入到停车盘340上，其中，车辆10的车轮由停车盘340的第一梳齿341c来承载。对中机构360的两个对中件361根据预设的行程和顺序(轮流或同时动作)，将车辆10对中，也即让台架310顶面的中心垂线位于或尽量接近车辆10的左右对称面上。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图1、图2和图5所示，搬运机200还包括基板220、配重块230、升降机240和光电感应开关270，其中，基板220为条形状，设于第一转盘210上，为保证搬运机200的重心位于底盘400上表面的中心垂线上，基板220的一端设有配重块230，为简化搬运机200的结构，基板220的另一端设有升降机240。具体在本实施例中，如图5所示，升降机240包括第一电机241和升降块242，其中，第一电机241位于搬运机200的顶部，并驱动升降块242做上下运动。具体地，本实施例中，采用钢丝绳(图未示)和滑轮组(图未示)传动，其中，升降块242固定连接于钢丝绳上。再如图5所示，水平伸缩机构250设于升降机240的侧面上，具体为，安装在升降块242的侧面上。

再如图5所示，车叉260设有叉柄261，其中，叉柄261的一端固定连接于水平伸缩机构250上，具体为固定连接在下述滑块255的上表面上，另一端悬空且叉柄261的上表面上固定安装有四个第三梳齿262，四个第三梳齿262两两相对形成两组，各停车位120上设有均设有四个第二梳齿122，为便于交换需要存取的车辆10，各停车位120的各第二梳齿122与叉柄261上对应的第三梳齿262交叉配合。需要说明的是，各第三梳齿262主要用以承载车辆10，各第三梳齿262承载车辆10后，叉柄261悬空的一端上下位移量远低于升降机240的定位偏差。另外，为便于探测车叉260是否载有车辆10，也即感应车辆10是否取到位，光电感应开关270设于水平伸缩机构250上，具体为固定安装在下述的横支板251b上。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图5和图6所示，水平伸缩机构250包括支架251、滚珠丝杠副254和滑块255，其中，支架251由竖支板251a和横支板251b组成，其中，竖支板251a和横支板251b由直角三角形肋板251c连接，支架251通过竖支板251a固定连接于升降机240上，具体为安装在升降块242的侧面上。需说明的是，再如图6所示，水平伸手机构还包括步进电机252、同步带253、圆柱导轨256、圆柱导轨固定座257和第二直线轴承258，其中，滚珠丝杠副254固定安装于横支板251b的上表面上，并由安装于竖支板251a上的步进电机252通过同步带253驱动，滚珠丝杠副254的左右两侧分别设有圆柱导轨256，其中，各圆柱导轨256上均穿过第二直线轴承258、两端固定安装在圆柱导轨固定座257上。再如图6所示，滑块255固定安装于滚珠丝杠副254上，具体为安装在滚珠丝杠副254的螺母362c(图未示)和第二直线轴承258的顶面上。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，支撑机构110主要由预制钢型材或预制铝合金型材通过螺栓和连接件拼装组成，优选为铝合金型材。如图1和图2所示，支撑机构110由组件(图未示)组装而成，其中，该组件包括若干侧支柱111、若干门支柱114、若干门侧柱115、若干侧横杆112和若干顶横杆113，其中，各侧支柱111位于底盘400上表面上，且位于框架100正投影侧边的中点上，主要用以连接底盘400的上表面和框架100的顶面。具体在本实施例中，具有7根侧支柱111。

再如图1和图2所示，各门支柱114位于底盘400的上表面上，且两两对称地分布在框架100正投影剩余的一侧边上，用以连接底盘400的上表面和车辆10的出入层116。具体在本实施例中，如框架100为八边形柱体，其框架100的横截面具有8个侧面，出入口116a设于框架100的其中一个侧面上，那么各门支柱114也设于该侧面上，优选地，门支柱114具有两根。

再如图1和图2所示，各门侧柱115位于框架100的正投影的侧边中点，用以连接支撑框架100的顶面和各停车层117，其中，各门侧柱115也位于框架100的出入口116a所在侧面上，具体在本实施例中，门侧柱115具有一根。另外，各侧横杆112端对端地相互连接，用以形成车辆10的出入层116、各停车层117和框架100的顶面，车辆的出入口116a的底端设有一侧横杆112，也即，除位于车辆的出入口116a底端的侧横杆112之外，其它各侧横杆112的中点部位与侧支柱111或门侧柱115连接。再如图1和图2所示，各顶横杆113位于框架100的顶面上，相互交叠连接且与框架100顶面上的侧横杆112相连接。需说明的是，该框架100的结构比较简单、易组装和调整，其停车层117的层数可根据实际需要来增减。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图1和图2所示，为便于支撑整个车库模型，以及便于该车库模型能移动，底盘400的底部上设有若干脚轮410，且为便于观察，提供足够的光线，底盘400的顶面上安装有至少一个照明灯420。

进一步地，在本发明提供的一较佳实施例中，如图1和图2所示，为便于防尘和防护框架100结构，以及便于美观，框架100的外表面上安装有透明密封板500。具体在本实施例中，该透明密封板500为亚克力板，车辆10的出入口116a所在的侧面安装有预留车辆10进出口的进出口侧板520510，框架100的其余侧面均安装有侧板520，顶面安装有顶盖板530。

由上，可以理解地，该立体车库模型的存车过程如下：

(1)转台300调整为出入车状态，具体为，停车盘340的两劣弧弓形盘341的间隙对准车辆10出入口116a的方向，安全止挡350的顶部下降到停车盘340的上表面一定高度，以此确保车辆10能顺畅地进入到转台300的停车盘340上；

(2)搬运机200的水平伸缩机构250在升降机240的带动下到达车辆10的出入层116，搬运机200的转盘旋转，以让水平伸缩机构250正对转台300，此时的水平伸缩机构250处于完全收缩状态；

(3)车辆10从出入口116a驶入到停车盘340上，且其四轮分别由停车盘340上的四个第一梳齿341c承载；

(4)转台300调整为取放车状态，也即，安全止挡350的顶部上升并临近车辆10的出入口116a；

(5)对中机构360的两对中件361，根据预设的行程和顺序(轮流或同时动作)将车辆10对中，让台架310顶面的中心垂线位于或尽量接近车辆10的左右对称面上；

(6)水平伸缩机构250完全伸出，然后升高预设的高度，让车叉260的第三梳齿262穿过停车盘340的第一梳齿341c将车辆10完全托起；

(7)水平伸缩机构250完全收缩，然后在升降机240的带动下升高，将车辆10运送到指定的停车层117上；

(8)搬运机200旋转，让水平伸缩机构250正对指定的停车位120；

(9)水平伸缩机构250完全伸出，然后降低预设的高度，车叉260的第三梳齿262穿过指定停车位120的第一梳齿341c，将车辆10放入到指定的停车位120上；

(10)水平伸缩机构250完全收缩，等待指令。

对应地，其取车过程如下：

(1)转台300调整为取放车状态，具体为，安全止挡350的顶部上升，并临近车辆10的出入口116a；

(2)水平伸缩机构250达到目标车辆10的停车层117，搬运机200旋转，让水平伸缩机构250正对目标车辆10的停车位120，此时，水平伸缩机构250处于完全收缩状态；

(3)水平伸缩机构250完全伸出，然后升高预设的高度，车叉260的第三梳齿262穿过目标停车位120的第一梳齿341c，将目标车辆10托起；

(4)水平伸缩机构250完全收缩，然后在升降机240的带动下下降，将目标车辆10运送至车辆10的出入层116；

(5)搬运机200旋转，让水平伸缩机构250正对转台300；

(6)水平伸缩机构250完全伸出，然后下降到预设的距离，车叉260的第三梳齿262穿过停车盘340的第二梳齿122，将目标车辆10放入到停车盘340上；

(7)水平伸缩机构250完全收缩，等待指令；

(8)转台300调整为出入车状态，具体为，停车盘340的两劣弧弓形盘341的间隙对准目标车辆10的出入口116a方向，安全止挡350的顶部下降到停车盘340的上表面一定的高度；

(9)目标车辆10从车辆10的出入口116a中驶离停车盘340。

需说明的是，上述的存车和取车过程，通过采用合适的控制方法，可以将立体车库模型连贯的机械运动分解为便于观察的动作，从而改善上述实施例的使用效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。