机械式立体车库及其汽车搬运方法
【专利摘要】本发明公开一种垂直升降类立体停车库及其汽车搬运方法，该车库包括出入库室、电控室、多层停车位、升降系统、旋转横移车、汽车搬运器以及升降、横移和搬运操作的各个驱动系统，所述升降系统包括一个升降平台，其特征在于，所述升降系统的升降平台上设置有用于横移车横移的运行轨道；所述横移车上设置有旋转结构；所述旋转结构包括回转架、回转支撑、齿轮和搬运器运行轨道。由于车辆的升降、横移和旋转掉头动作可以同步完成，本发明提供的立体车库，进一步降低了存取车时间，节约了设备，降低了出入库室的用地面积，减少了故障发生点，具有积极的社会经济意义和一定的技术进步性。
【专利说明】机械式立体车库及其汽车搬运方法
【技术领域】
[0001]特种设备之立体停车库。
【背景技术】
[0002]垂直升降类(CS)机械式停车设备由于其占地面积小、安全可靠、停车密度大等显著特点，在实践中获得了广泛应用。现有CS停车设备一般由出入库室、升降机、搬运器、多层停车库位、驱动系统、传感器网络以及控制系统等组成。
[0003]机械式立体停车库的存取车操作一般包括车辆的升降、横移和旋转掉头等三个步骤。升降步骤用于在竖直方向上将车辆运送到目的停车层，横移步骤用于在水平方向上将车辆从升降机升降平台运送到选定的停车位；为了方便用户存取车，实现安全驾驶，在用户从车位上取车或者将车辆存放到停车位之前，一般存在一个旋转掉头的操作，该操作使得客户可以驾车前行入库或者出库，免除了倒车的烦恼，提高了存取车效率。
[0004]旋转掉头的操作一般是在出入库室内完成的，也即，通过在出入库室内设置转盘、驱动电机和带有与转盘互相配合的旋转轮的转盘钢架实现车辆的方位调整。由于转盘旋转空间大，带有旋转盘的出入库室的占地面积约为无转盘出入库室的两倍，土地利用率受到影响；另一方面，在出入库室内进行车辆的旋转掉头，也会使存取车时间变长；再者，现有垂直升降类立体车库，存在着在同一停车层内停车位太少的缺陷。
[0005]发明人针对这些问题对现有车库进行了改进。
【发明内容】
[0006]本发明将垂直升降类立体车库停车层数多、平面移动类立体车库同一停车层内停车位数多的特点结合起来，通过将存取车辆时的升降、横移以及旋转掉头等操作高度集成的方案，提供一种仓储式的新型垂直升降类立体车库，该车库可以在汽车升降的过程中同步实现汽车的横移运动及旋转运动，进一步节约了存取车时间，降低了占地面积，减少了故障点，降低了设备成本。
[0007]一种新型垂直升降类机械式立体停车库，包括车库骨架、出入库室、中间巷道、电控室、多功能升降机、多层停车位、车库控制系统、升降驱动系统、横移驱动系统、搬运器驱动系统以及旋转驱动系统；所述出入库室用于用户存取车辆，中间巷道用于多功能升降机升降运动，多层停车位的若干个停车位用于停放汽车，升降驱动系统用于带动升降机在中间巷道内垂直升降运动，横移车驱动系统用于带动横移车沿运行轨道横向运动，旋转驱动系统用于驱动停车平台沿着旋转轨道旋转，搬运器驱动系统用于驱动搬运器行走；其特征在于，所述多功能升降机上集成有旋转横移车以及汽车搬运器，旋转横移车可以借助横移驱动系统和旋转驱动系统的作用，在升降机升降平台升降运动的同时，载着车辆横移和旋转掉头；旋转横移车上设置有搬运器运行轨道，搬运器停放或行走在搬运器运行轨道上；其特征还在于，所述多功能升降机的升降平台上设置有供旋转横移车横向移动的横移车运行轨道。[0008]具体为:
[0009]集成有旋转横移车和汽车搬运器的多功能升降机，包括升降平台、横移车运行轨道、旋转横移车、搬运器运行轨道、汽车搬运器以及升降、旋转、横移和搬运动作的各个驱动系统；驱动系统包括电机和与之配套使用的齿轮箱；各个部件之间的安装关系为:横移车运行轨道设置在升降平台上；旋转横移车通过其行走轮和导向轮安放在横移车运行轨道上；搬运器运行轨道设置在旋转横移车上，搬运器通过其行走轮和导向轮安放在搬运器运行轨道上；系统运行时，升降驱动系统通过链轮和链条的配合带动升降平台在车库中间巷道内垂直上升或者降落到目的停车层；同时，旋转横移车载着车辆横移至指定的停车位处并自动调整好汽车的车头朝向。
[0010]旋转横移车，包括横移架、回转架、回转支撑以及横移驱动系统、旋转驱动系统；横移架上安置有与设置在升降机上的旋转横移车运行轨道相互配合的行走轮和导向轮，以及行走轮和导向轮的驱动系统；回转支撑的固定部分紧固在横移架上，回转支撑的旋转部分紧固在回转架上；横移架上另外设置有与回转支撑外齿轮互相啮合的驱动齿轮，驱动齿轮的旋转轴连接到旋转驱动系统的动力输出端；运行时，横移驱动系统带动横移架沿着设置在升降机上的旋转横移车运行轨道横向运动；同时，旋转驱动系统带动驱动齿轮旋转，进而带动回转架旋转调头，最终实现汽车旋转、横移的同步操作。
[0011]其中:汽车搬运器是梳型汽车搬运器、叉型汽车搬运器、载车板式汽车搬运器、轮胎夹举式汽车搬运器等中的任意一种。
[0012]旋转横移车的行走轮行走或停放在横移车运行轨道上，导向轮压紧横移轨道的侧面，导向轮的轮轴低于行走轮的轮轴，在行走轮和导向轮之间，形成一个横移轨道的夹持结构。
[0013]导向轮通过导向轮支撑座和横移架上的螺纹孔或通孔装配到横移架上，导向轮支撑座上另外开设有用于调整导向轮和横移轨道之间压紧程度的狭槽状结构。应用中，可以根据车库的尺寸规格，灵活调整两侧导向轮之间的距离。
[0014]进一步地，多功能升降机的升降框架呈长方形结构，其长度大于至少两个停车位的宽度，也即每一个停车层至少包括两列停车位。升降框架的长度(约等于横移车运行轨道的长度)和停车位的列数成正比。
[0015]本发明公开的多功能升降机和旋转横移车以及设置有该多功能升降机和旋转横移车的立体车库，由于车辆的旋转、横移和升降运动可以同步完成，车辆的存取时间更短，存取车效率更高；由于旋转操作可以在升降机上完成，节约了出入库室的用地，提高了土地利用率；由于集成度更高，减少了故障发生点，降低了车库成本。
[0016]说明书附图
[0017]图1:实施例中立体车库的底层俯视图；
[0018]图2:实施例中立体车库的其它层示意图；
[0019]图3:图1中A视图；
[0020]图4:图1中B视图。
[0021]标示说明:
[0022]100——升降系统，200——多层停车位，300——出入库室，400——电控室，500——旋转横移系统。[0023]其中100 (升降系统)包括:
[0024]101:升降平台；103:顶架；104:升降电机；105:传动轴；106:升降链轮；107:升降链条；108:升降导轨；109:升降导轮；110:横移轨道；111:缓冲座；112:配重器；113:配重轨道；114:配重导向轮；115:传动链轮；116:同步链轮；117:张紧轮；118:传动链条；119:缓冲座。
[0025]500 (旋转横移系统)包括:
[0026]501:回转支撑；502:横移架；503:齿轮；504:行走轮；505:导向轮；506:搬运器；507:回转架；508:回转驱动系统；510:搬运器运行轨道。
具体实施例
[0027]在一个优选实施例中，涉及了一种梳交换式新型垂直升降类立体停车库，如图1至图4所示，该车库包括升降系统100、多层停车位200、出入库室300、电控室400、旋转横移系统500以及车库控制系统600。车库钢骨架中间设置有供升降系统100垂直升降的中间巷道，中间巷道为长方体结构，其狭长方位的两侧分布有多层停车位200。出入库室300设置在车库的最下面一层，旋转横移系统500设置在升降系统100的升降平台101上，旋转横移系统500上设置有搬运器存取车运行轨道；多层停车位200的每一个停车位上都设置有与旋转横移系统500上的运行轨道相对应的搬运器运行轨道。存取车时，在升降平台101升降至目的停车层的同时，旋转横移系统500同步横移至目的停车位处并自动调整好车辆的车头朝向；旋转框架507上的搬运器运行轨道和停车位上的搬运器运行轨道整合为一条完成的汽车搬运轨道，汽车搬运器506借以实现车辆的顺利存放或者取出。下面对车库的各部分结构做详细介绍。
[0028]如图1至图4所示，升降系统100包括升降平台101、顶架103、升降电机104、传动轴105、升降链轮106、升降链条107、升降导轨108、升降导轮109、横移轨道110、缓冲座111、配重器112、配重轨道113、配重导向轮114、传动链轮115、同步链轮116、张紧轮117、传动链条118以及缓冲座119。
[0029]升降导轨108设置在长方形中间巷道的四个角点处，其位置对称；升降平台101安放在四根升降导轨108的中间，升降平台101用于接触升降导轨108的四个角点处分别安装有两个升降导轮109 ;通过升降导轮109和升降导轨108的配合，升降平台101可以在升降链条107的拉动下，沿着升降导轨108做稳定、无偏移的垂直升降运动。
[0030]升降电机104、传动轴105以及升降链轮106安装在车库的顶架103上，传动轴105机械连接到与升降电机104配套使用的齿轮箱上，升降链轮106紧固在传动轴105上；升降电机104运转时，动力经由传动轴105传递到升降链轮106，升降链轮106旋转并带动与之配合使用的升降链条107发生位移，从而实现升降平台101的升降运动。
[0031]配重器112通过链条连接结构连接到升降链条107，并与连接到升降链条107另一端的升降平台101以及升降链轮106构成动滑轮结构。配重轨道113设置在升降导轨108的附近，其位置和高度与升降导轨108接近，数量为升降导轨108的两倍，也即每一个配重器112使用左右两根配重轨道113进行限位。配重导向轮114设置在配重器112用于接触配重轨道113的左右两侧，通过配重导向轮114和配重轨道113之间的配合，配重器可以在升降链条107的拉动下，沿着配重轨道113做稳定、无偏移的垂直升降运动。[0032]传动链轮115和同步链轮116之间通过传动链条118建立传动连接，在同步链轮116的互相作用下，车库两侧的四只配重器112可以实现同步运动，保证了升降平台101的平稳升降。张紧轮117安装到传动链条118的一侧，用于压紧传动链条118。
[0033]缓冲座111安装在升降平台101上，用于缓冲横移架502和升降平台101之间的对撞力；缓冲座119安装在地坑内和顶架103上，用于缓冲升降平台101和顶架103以及地坑之间可能发生的碰撞，避免系统损伤。
[0034]多层停车位200分布在车库中间巷道的两侧，每一个停车位都包括车辆支撑梳型架以及搬运器运行轨道。搬运汽车时，旋转横移系统500的搬运器运行轨道510与车位上的搬运器运行轨道对接成一条完整的汽车搬运通道，搬运器506沿着该通道进行汽车的存储或取出。
[0035]出入库室300和电控室400设置在车库的地面层(车库的第一层),前者(出入库室300)包括自动门、梳型载车平台、限位器、称重计、报警系统、长宽高检测设备、搬运器运行轨道以及传感器网络。后者(电控室400)包括电控柜、车库控制系统以及人机交互界面。存车时，首先由称重计、限位器和长宽高检测设备执行汽车搬运前的安全检查，然后由设置在旋转横移系统500上的搬运器506进行汽车的搬运。搬运器506和梳型载车平台之间通过梳交换实现汽车从载车平台到搬运器506的转移或者相反。传感器网络用于采集车辆停放状态信号并将之反馈给车库控制系统；车库控制系统基于接收到实时信号进行车辆存取的统一调度；报警系统根据车库控制系统的指令，对不符合安全要求的车辆和系统突发事故发出安全警报或提示；人机交互系统为车库管理人员提供调整或管理的接口。
[0036]旋转横移系统500包括回转支撑501、横移架502、齿轮503、行走轮504、导向轮505、搬运器506、回转架507、回转驱动系统508、横移车运行轨道510以及横移驱动系统(图
1-4中未示出)和搬运驱动系统(图1-4中未示出)。
[0037]行走轮504和导向轮505安装在横移架502上，在横移驱动系统的驱动下，行走轮504和导线轮505可以和横移轨道110相互配合以推动横移架502沿着横移轨道110做横
移运动。
[0038]回转支撑501通过其固定部分紧固在横移架502上，回转支撑501的转动部分紧固在回转架507上，齿轮503安装在横移架502上，齿轮503的旋转轴连接到回转驱动系统508的齿轮箱的动力输出端；齿轮503的轮齿和回转支撑501的外部轮齿互相啮合；回转驱动电机运转时，带动齿轮503旋转，齿轮503通过啮合力驱动回转支撑501的转动部分围绕固定部分旋转，进而带动回转架507载着汽车旋转掉头。
[0039]回转架507上设置有搬运器运行轨道510，搬运汽车时，搬运器506的行走轮在搬运器驱动系统的带动下，沿着搬运器运行轨道510运动，最终实现汽车从搬运器506到停车位以及从搬运器506到载车平台上的转移或者相反。
[0040]搬运器506通过移动电缆供电，移动电缆的一端连接到旋转横移车的配电箱，另一端连接到搬运器506上，并利用设置在回转架507上的弹簧卷筒实现移动电缆的收线和放线。
[0041]旋转横移车500的行走轮504行走或停放在横移车运行轨道110上，导向轮505压紧横移车运行轨道110的侧面，导向轮505的轮轴低于行走轮的轮轴，在行走轮和导向轮之间，形成一个横移轨道的夹持结构。导向轮505通过导向轮505支撑座和横移架502上的螺纹孔或通孔装配到横移架502上，导向轮支撑座上另外开设有用于调整导向轮和横移轨道之间压紧程度的狭槽状结构。
[0042]一个完整的存车过程包括以下步骤(以梳型交换搬运器为例):
[0043]驾驶员将汽车停放到出入库室的载车平台上；
[0044]系统执行长宽高、超重、手刹状态、底盘高度等安全检测一符合安全标准的，进入下一工步；不符合安全标准的，发出警报；
[0045]升降系统100运行至地坑内，其上的旋转横移系统500上的搬运器运行轨道510和出入库室内的搬运器运行轨道对接成一条完成的搬运器运行轨道；
[0046]搬运器510运行至出入库室内的载车平台下面；
[0047]搬运器510通过梳交换自载车平台上取得车辆；
[0048]搬运器510载着汽车返回并停驻在旋转横移系统500的搬运器运行轨道510上；
[0049]升降系统100升起到目标存车层，其上的旋转横移系统500同时运行到指定的停车位处并调整好车辆的朝向；
[0050]搬运器510将汽车运送至停车位处并通过梳交换将车辆安放在停车位上；
[0051]搬运器510返回升降系统100并停驻在搬运器运行轨道510上，等待下一个系统指令。
[0052]一个完整的取车过程包括如下步骤(以梳型汽车搬运器为例):
[0053]升降系统100运动到指定停车层，横移搬运系统500同时横移到目的停车位并自动调整好车辆朝向；
[0054]搬运器510运行至停车位梳型架的下面；
[0055]搬运器510通过梳交换自停车位梳型架上取到车辆；
[0056]搬运器510载着汽车返回横移搬运系统500上的搬运器运行轨道510上；
[0057]升降系统100运动至地坑(或者出入库室所在的层)，横移搬运系统500同时横移至对正出入库室并自动将车辆旋转到车头朝外(方便用户前行驾车出库)；
[0058]搬运器510载着汽车、沿着搬运器运行轨道运动到出入库室300的载车平台处；
[0059]搬运器510通过梳交换将汽车转移到出入库室的载车平台上；
[0060]搬运器510返回横移搬运系统500的搬运器运行轨道510上，等待下一次系统指令；
[0061]驾驶员开车出库。
[0062]应当说明的是，本优选实施例中采用了梳交换式汽车搬运器进行汽车的搬运，在另一些优选实施例中，搬运器也可以是叉型汽车搬运器、载车板式汽车搬运器、轮胎夹举式汽车搬运器等中的任意一种；与之相对应，停车位和出入库室停车平台上设置有与具体搬运器进行车辆转移的相应结构。
[0063]以上结合具体实施例对本发明进行了阐述，任何不脱离本发明创新理念的修改、删除或者置换，都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种立体车库用升降系统(100)，包括升降平台(101)和旋转横移车(500)，所述旋转横移车(500)包括横移架(502)，其特征在于，所述升降平台(101)上设置有横移轨道(110 );所述旋转横移车(500 )安置在横移轨道(110 )上；横移架(502 )上设置有用于和横移轨道(110)互相配合的行走轮(504)和导向轮(505);行走轮(504)行走或停放在横移轨道(110)上，导向轮(505)压紧横移轨道(110)的侧面；导向轮(505)的轮轴低于行走轮(504)的轮轴，在行走轮(504)和导向轮(505)之间，形成一个横移轨道(110)的夹持结构。
2.根据权利要求1所述的升降系统(100)，其特征在于，所述升降平台(101)为长方形结构，所述横移轨道(110)沿升降平台(101)较长的一边伸展，横移轨道(110)的长度大于至少两个停车位的宽度。
3.根据权利要求1或2任一项所述的升降系统(100)，其特征在于，所述旋转横移车还包括回转支撑(501)、回转架(507)、齿轮(503)、搬运器运行轨道(510)、传动轴、搬运器(506)、横移驱动系统以及回转驱动系统；所述横移驱动系统安装在横移架(502)上，横移驱动系统通过传动轴驱动行走轮(504)行走；回转支撑(501)的固定部分紧固在横移架(502)上，回转支撑(501)的转动部分紧固在回转架(507)上；齿轮(503)安装在横移架(502)上，齿轮(503)的轮齿和回转支撑(501)的外部轮齿互相啮合；回转架(507)上设置有搬运器运行轨道(510)，所述搬运器(506)设置在搬运器运行轨道(510)上。
4.根据权利要求3所述的升降系统(100)，其特征在于，所述回转支撑(501)的固定部分与横移架(502)之间以及回转支撑(501)的转动部分与回转架(507)之间的连接方式为螺纹连接或焊接的一种或其组合。
5.根据权利要求3所述的升降系统(100)，其特征在于，所述搬运器(506)通过移动电缆供电，移动电缆的一端连接到旋转横移车的配电箱，另一端连接到搬运器(506)上，利用设置在回转架(507 )上的弹簧卷筒实现移动电缆的收线和放线。
6.根据权利要求3所述的升降系统，其特征在于，所述搬运器(506)为梳型汽车搬运器、叉型汽车搬运器、载车板式汽车搬运器、轮胎夹举式汽车搬运器中的任意一种。
7.根据权利要求1或2任一项所述的升降系统(100)，其特征在于，所述升降系统(100)还包括顶架(103)、升降电机(104)、传动轴(105)、升降链轮(106)、升降链条(107)、升降导轨(108)、升降导轮(109)、配重器(112)、配重轨道(113)、配重导向轮(114)、传动链轮(115)、同步链轮(116)、张紧轮(117)以及传动链条(118)； 升降导轨(108)设置在中间巷道的四个角点处，升降平台(101)安放在四跟升降导轨(108)的中间，升降平台(101)用于接触升降导轨(108)的四个角点处分别安装有两个升降导轮(109)； 升降电机(104)、传动轴(105)以及升降链轮(106)安装在车库的顶架(103)上，传动轴(105)机械连接到与升降电机(104)配套使用的齿轮箱上，升降链轮(106)紧固在传动轴(105)上；升降电机(104)运转时，动力经由传动轴(105)传递到升降链轮(106)，升降链轮(106)旋转并带动与之配合使用的升降链条(107)发生位移，从而实现升降平台(101)的升降运动； 配重器(112)连接到升降链条(107)，配重轨道(113)设置在升降导轨(108)的附近，配重导向轮(114)设置在配重器(112)用于接触配重轨道(113)的左右两侧，通过配重导向轮(114 )和配重轨道(113 )之间的配合，配重器(112 )可以在升降链条(107 )的拉动下，沿着配重轨道(113)做稳定、无偏移的垂直升降运动； 传动链轮(115 )和同步链轮(116 )之间通过传动链条(118)建立传动连接，在同步链轮(116)的互相作用下，车库两侧的四只配重器(112)可以实现同步运动，保证了升降平台(101)的平稳升降; 张紧轮(117)安装到传动链条(118)的一侧，用于压紧传动链条(118)。
8.根据权利要求7所述的升降系统(100)，其特征在于，所述升降系统(100)还包括缓冲座(111)以及缓冲座(I 19);所述缓冲座(111)安装在升降平台(101)上，用于缓冲横移架(502)和升降平台(101)之间的对撞力；缓冲座(119)安装在地坑内和顶架(103)上，用于缓冲升降平台(101)和顶架(103)以及地坑之间可能发生的碰撞，避免系统损伤。
9.一种机械式立体停车库，包括升降系统(100)、多层停车位(200)、出入库室(300)、电控室(400)、旋转横移系统(500)以及车库控制系统(600)，其特征在于，所述升降系统(100)包括横移轨道(110)，所述旋转横移系统(500)停放或行走在横移轨道(110)上。
10.一种配置有权利要求1中所述升降系统的机械式立体车库之存取车方法，包括汽车的升降、横移和旋转操作，其特征在于，汽车的横向移动和旋转掉头动作是在升降平台的垂直升降过程中完成的。
【文档编号】E04H6/24GK103643826SQ201310585628
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】吴文基, 吴昊, 徐国新, 李日海 申请人:深圳怡丰自动化科技有限公司