专利名称：低成本开放型机械式立体车库的制作方法
技术领域：
本发明涉及运用一种低成本开放型的立体车库系统来解决当前停车问题的技术，特别是涉及到计算机控制、PLC、通讯、机电一体化等技术领域。
背景技术：
随着我国国民经济的快速发展，城市建筑与车辆越来越多，城市建设用地日益紧张，尤其是私家车的数量急剧增加，导致停车难问题成为人们关注的焦点，而传统的停车场土地利用率低，已不能很好的解决当今城市用地紧张与停车困难的矛盾。为了缓解矛盾，解决停车难问题，各种各样的立体车库应运而生，从建设和使用的实际情况来·看主要有以下几种垂直升降式、升降横移式、垂直循环式、水平循环式、多层循环式、平面移动式、巷道堆垛式、简易升降式、汽车升降机等。在现有立体车库技术中，基本都能够快捷方便地进行存车取车、有效地缓解了当前存车难的问题。但现有立体车库尚有许多不足之处，例如一，结构复杂，投资过大；二，占地面积大，土建成本高；三，消防和通风照明设备成本高，能耗大；四，存取车等待时间长。因此不利于立体车库大范围的推广。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的缺陷而设计开发了一种低成本开放型机械式立体车库。对立体车库的整体结构进行了设计，并运用PLC和基于单片机/ARM的人机交互界面控制技术，通过合理的存取结构设计，简化了立体车库存取车的步骤和时间，降低了成本，从而有效克服了背景技术所述存在的一系列问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是所述的一种低成本开放型机械式立体车库，包括有结构框架(1-1);通过导轨与车库结构框架(1-1)配合的垂直升降系统(1-2);基于单片机/ARM的人机交互系统(1-3) ;PLC控制系统(1-4);与(1-4)连接的实现监控作为可选件的计算机监控系统(1-5)。所述的车库结构框架(1-1)采用热扎H型钢、槽钢、角钢和钢板焊接成型，用高强度螺栓连接。垂直升降系统(1-2)通过导轨嵌入(1-1)内部，包括电机(3-2)、减速机(3-7)、链轮(3-8)、传动链(3-3)、载车台(3-1)。基于ARM的人机交互系统(1_3)包括RAM模块(4-l)、FLASH模块(4-2)、键盘模块(4_3)、语音模块(4_4)、电源模块(4_5)、LCD模块(4-6)、读卡器模块(4-7)和485通讯模块(4_8)。PLC控制系统(1_4)的输入为车位检测光电开关(5-1)、行程开关(5-2)、电源开关(5-3)、面板按钮(5-4) ,PLC控制系统的输出为运行指示灯(5-5)、故障指示灯(5-6)、存取车指示灯(5-7)、报警灯(5-8)、电源灯(5_9)、继电器(5-10)和接触器(5-11)。计算机监控系统(1-5)包括RS485通讯模块(6_3)、组态软件(6-1)和视频采集卡￠-2)。PLC控制系统(1-4)分别通过RS485通讯模块、继电器(5-10)、接触器(5-11)与计算机监控系统(1-5)、人机交互系统(1-3)、垂直升降系统中的电机(3-2)相连。
由于PLC自由口输出的是RS485信号，单片机串行口输出的是TTL电平，所以必须采取相关的电平转换方法才能实现RS485信号与TTL电平之间的通信。所采用的是MAX490芯片进行电平转换，并加入光电隔离措施，以提高系统的稳定性。计算机监控系统与PLC同样通过RS485进行通讯。本发明与背景技术相比，具有的有益效果是采用开放式的结构框架，不需要传统的立体车库中的消防、通风、照明设备，从而节省了建设成本讲层!!!列(n<4)双面对开2n*m个车位，两面出入车共用一个通道，更进一步的节约了建造用地；垂直升降系统中的载车台只进行垂直方向上的升降，使整个车库结构简单、操作方便、能耗低、可靠性高；人机交互系统采用单片机/ARM技术来开发，PLC控制系统采用成熟的PLC控制技术，使得开发周期短，升级方便，降低了开发和维护成本。适宜于在单位、住宅小区、商场及不宜建造大中型停车场的场合建造使用，易于推广。
图I是本发明的系统结构示意图；图2是本发明的框架结构横向、纵向剖面图；图3是本发明的垂直升降系统结构示意图；图4是本发明的人机交互系统结构示意图；图5是本发明的PLC控制系统结构示意图；图6是本发明的计算机监控系统结构示意图；图7是本发明的存取车程序流程图。
具体实施例方式以下结合附图所示举例作进一步详述(以3层3列为例)所述的一种低成本开放型机械式立体车库，车库结构框架采用热扎H型钢、槽钢、角钢和钢板焊接成型，用高强度螺栓连接，车库结构框架以中间通车车道为界分为A、B两个区，每个区又分为三列。以地面为界分为地上三层和地下两层，地下两层的高度略大于地上两层的高度之和，六个层数为三层的载车板分别通过导轨与车库框架结构相连，车库(3层3列)最多可存18辆车。当进行存取车操作时，存取车操作系统分为在线和离线两种工作模式，计算机监控系统的组态界面上设有在线/离线模式转换按钮，在线模式即通过计算机监控系统进行存车取车操作，此时计算机监控系统通过与PLC的通讯和视频卡的采集，不仅可以进行存取车过程的操作，也可以对车库的运行状态进行实时监视，还具有制卡和数据备份的功能，此种模式为辅助模式，可根据用户要求进行取舍。离线模式时计算机监控系统只起到监视车库运行状态的作用。卡(ID卡)可分为永久卡、固定卡(年卡、季卡、月卡等)、临时卡三种，每张卡只有唯一卡号，在单片机/RAM内部设有数据库，数据库内部存储每张卡的信息，如卡号、卡的类型、办卡时间、车位号等数据，每张卡的卡号作为卡信息的关键字，当车主刷卡时，LCD显示卡的信息。人机交互系统面向车库管理员和车主两级用户，车库管理员可以对卡的信息进行修改并可以在人机交互系统上办理新卡，而车主只能通过刷卡进行存取车操作。以固定卡为例，每张固定卡的卡号与某一固定车位绑定，当某张固定卡对应的车位为A区第一列载车台的第三层车位时，当刷卡存车时，首先验证卡的有效性，如无效则语音报警。若有效则人机交互系统将车位号通过RS485通讯模块发送给PLC控制系统，PLC控制电机转动，电动机通过具有变速和可选择的给予动力输出特点的多功能变速箱带动相应的链轮转动，链轮带动链条使得载车台在链条的牵引下向下运动，载车台的下面两层进入地下层，当载车台的第三层到达地面层时，行程开关闭合，电机停止运转，存取车指示灯闪烁，车位出A 口挡杆开启，提示车主进行存车，存车完毕后，车位检测光电开关检测本车位并有语音提示，当检测到该车位停车合适后，车主离开车库，在车库出入口再次刷卡，车库出入口档杆闭合，PLC控制电机运转带动载车台上升，将该车位复位，该车位所在列的挡杆闭合，车主离开车库。其他类型卡的车位存车原理等同。当刷卡取车时，首先验证卡的有效性，如无效则语音报警，若有效则人机交互系统将车位号通过RS485通讯模块发送给PLC控制系统，PLC控制电机转动，电动机通过具有变速和可选择的给予动力输出特点的多功能变速箱带动相应的链轮转动，链轮带动链条使得载车台在链条的牵引下向下运动，载车台的下面两层进入地下层，当载车台的第三层到达地面层时，行程开关闭合，电机停止运转，存取车指示灯闪烁，车位出入口挡杆开启，提示车主进行取车，取车完毕后，车位检测光电开关检测本车 位并有语音提示，当检测到该车位空置后，车库出入口档杆打开，车主将车开出车库后，PLC控制电机运转带动载车台上升，将该车位复位，该车位所在列的挡杆闭合。其他类型卡的车位取车原理等同。
权利要求
1.低成本开放型机械式立体车库由结构框架(1-1)、垂直升降系统(1-2)、基于单片机/ARM的人机交互系统(1_3)、PLC控制系统(1-4)、计算机监控系统(1_5)组成。载车板(3-1)与结构框架(1-1)配合，垂直升降系统(1-2)与PLC控制系统(1-4)相连，基于单片机的人机交互系统(1-3)与PLC控制系统(1-4)相连，计算机监控系统(1-5)同时与人机交互系统(1-3)和PLC控制系统(1-4)相连。本发明在结构，控制方式和运行方式上与最接近的现有技术共有的必要技术是结构框架(1-1)采用立体的多层框架作为结构骨架；执行机构的运转通过传动链(3-3)来带动。本发明在结构，控制方式和运行方式上区别于最接近的现有技术的必要技术是结构框架(1-1)采用开放式的设计；结构框架(1-1)的布置采用双排对开n*m(η彡4)共2n*m个车位的布置；人机交互系统(1_3)采用触摸屏显和语音两种方式进行人机对话；计算机监控系统(1-5)采用WinCC监控组态软件对监控视窗进行组态编程。
2.根据权利要求I所述的低成本开放型机械式立体车库,其特征为司机通过人机交互界面与车库对话，整个存取车流程由单片机/ARM系统、计算机监控系统和司机共同完成。
3.根据权利要求I所述的低成本开放型机械式立体车库，其特征为结构框架(1-1)采用不设置车库四周防护墙的结构设计，采用开放式的框架结构(1-1)。
4.根据权利要求I所述的低成本开放型机械式立体车库，其特征为结构框架(1-1)采用双排对开2n*m(n ( 4)个车位,两边车库共用同一个出入库通道。
5.根据权利要求I所述的低成本开放型机械式立体车库,其特征为人机交互系统(1-3)中的显示模块为通过单片机/ARM控制的液晶显示模块；语音模块采用语音电路板。
6.根据权利要求I所述的低成本开放型机械式立体车库,其特征为垂直升降系统(1-2)中的载车板(3-1)只进行垂向的运动。
7.根据权利要求6所述的低成本开放型机械式立体车库，其特征为载车板(3-1)上设置了车轮槽(3-6)。
8.根据权利要求I所述的低成本开放型机械式立体车库，其特征为变速箱部分采用具有变速和可选择的给予动力输出特点的多功能变速箱(3-7)。
全文摘要
低成本开放型机械式立体车库，属于对传统立体车库结构功能及技术改进后的新型立体车库。它由结构框架(1-1)、垂直升降系统(1-2)、基于单片机/ARM的人机交互系统(1-3)、PLC控制系统(1-4)、计算机监控系统(1-5)组成。开放型、低成本的特点使其结构简单、操作方便、可靠性高，其目的是解决传统立体车库造价高，维护费用高，投入产出比低，从而造成普及率低的问题。适宜在单位、住宅小区及不宜建造大中型停车场地的场合建造使用，易于推广。
文档编号E04H6/18GK102704728SQ20111017015
公开日2012年10月3日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者刘亚飞, 孟建军, 师玲萍, 张参参, 李德仓, 杨艳梅, 武福, 王学彦, 祁文哲, 胥如迅, 赵德生, 顾建凯, 高升 申请人:兰州交通大学