一种巷道式立体车库及其使用方法与流程

本发明涉及停车设备技术领域，具体涉及一种巷道式立体车库及其使用方法。

背景技术：

近年来，每年的销售新车数量约为200万辆，若根据泊车位和轿车数的比例为1：1.2来算，每年需要设立290万个泊车位，以满足大多数轿车的泊车需求，在这种情况下，传统停车场由于其场地利用率的限制，已经无法满足使用需求，于是推动了立体车库的发展。

立体停车库的工作原理为通过对停放的车辆垂直循环、升降横移等方式节省土地资源。目前市场上智能化立体车库主要完成人车分离后的自动运输车辆功能，从运输形式上主要分为巷道堆垛类、平面移动类、垂直升降类几种。垂直升降类车库最节省地表空间，智能化程度高，可前进前出，但有地下纵深大或地上高度的要求，成本较高。平移类车库无提升机构，但需每层设进出口，灵活性差，适应较大面积的车库要求。巷道堆垛类车库兼有平移和垂直运动特点，可容量大，灵活性好，可根据不同空间安排不同平面数量和垂直层数，且成本较低。综合对比各类车库技术特点、容量、工程制造成本后，巷道式立体车库是目前社会效益最优的方式。

目前的巷道式立体车库是通过展臂承载汽车移动的方式将汽车输送至车库单元格内，汽车重量完全加载到展臂上，为保证刚度，展臂厚重，加大了行车负载，同时也对行车底部形成较大的倾覆力矩，高度愈高力矩越大，故而限制了立体车库的层数高度，这也是目前车库装备行业难以克服的技术瓶颈，并且现有的水平传输机构每完成一次堆垛动作需要电机有一次空载置位行程，即需将展臂收回才能完成下一次输送动作，这一空载行程既浪费时间也浪费能源，影响停车效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种巷道式立体车库，旨在解决上述背景技术提出的现有技术中的问题。

为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：一种巷道式立体车库，其特征在于，包括控制系统和多个停车巷道，每个所述的停车巷道包括人车分离舱、随行承载板板库、一台巷道机车和堆垛式车位；

所述人车分离舱位于车库起始位置；

所述随行承载板板库设置于人车分离舱一侧，用于存储随行承载板，所述随行承载板板库包括库架和设置在库架上的随行承载板抬升机构；

所述巷道机车可移动地设置于停车巷道内，用于运输车辆，所述巷道机车包括地面导轨、车体、随行承载板、水平传输机构和垂直提升机构；所述车体底部设有若干对车轮，用以沿着地面导轨移动，其中一对车轮为主动轮，通过电机一驱动；所述水平传输机构设置于车体内，所述随行承载板设置于水平传输机构上，所述水平传输机构用于控制随行承载板在水平方向上的移动；所述车体包括若干竖向的单元格，所述垂直提升机构设置于车体上，用以控制水平传输机构和随行承载板在单元格内的上下移动；

所述堆垛式车位设置于巷道机车行经路线的一侧，包括多个单元格车位，呈竖向网格状分布。

进一步的设置在于，所述所述车体上方设有上部导轨，所述车体顶部固定设有两个与上部导轨匹配的夹紧轮机构，所述夹紧轮包括两组相对设置的导轮，将所述上部导轨夹紧在其中。

进一步的设置在于，所述水平传输机构包括电机二、辊道、滑轨和丝杠螺母机构，所述辊道为两条，垂直于地面轨道方向设置，所述丝杠螺母机构和滑轨平行设置于两条辊道之间，所述随行承载板放置于辊道上；所述电机二带动丝杠螺母机构中的丝杆转动，所述丝杠螺母机构的螺母上固定设有推料臂，所述推料臂两端分别设有推料块，所述推料块可滑动地设置于滑轨上；所述推料块朝向辊道一侧设有十字架转轮，所述辊道相应一侧设有与十字架转轮匹配的挡杆；所述推料块内设有第一斜齿轮、第二斜齿轮和间歇传动机构，所述第一斜齿轮的转轴与十字架转轮连接，所述第一斜齿轮与第二斜齿轮垂直啮合，所述第二斜齿轮的输出端通过间歇传动机构连接有抓料钩，所述随行承载板底部设有与抓料钩匹配的抓料钩槽。抓料钩位于抓料钩槽内时，水平传输机构可将随行承载板沿着辊道输送至车库内，此时电机二带动丝杆转动，推料臂沿着滑轨移动，当十字架转轮与挡杆接触时，十字架转轮将会转动并通过第一斜齿轮、第二斜齿轮和间歇传动机构带动抓料钩转动，使抓料钩脱离抓料钩槽，此时即可驶离巷道机车。

进一步的设置在于，所述间歇传动机构包括第一销轮和四槽槽轮，所述第一销轮与第二斜齿轮的转轴连接，所述第一销轮上设有第一拨动销和第一凸轮，所述第一凸轮朝向第一拨动销一侧设有第一凸轮缺口；所述四槽槽轮上开设有四个与第一拨动销相匹配的销槽，所述销槽沿着四槽槽轮的周向等角度分布，所述四槽槽轮的边缘设有四个内凹的圆弧面，所述第一凸轮的轮壁与四槽槽轮的圆弧面贴合。第一销轮转动时，当第一拨动销进入销槽时，带动四槽槽轮转动，四槽槽轮转动四分之一圈后第一拨动销脱离销槽，四槽槽轮停止转动，并在第一凸轮与圆弧面的配合下保证位置不动。

进一步的设置在于，所述第一斜齿轮与第二斜齿轮的传动比为1∶4。

进一步的设置在于，所述随行承载板抬升机构包括分别设置在库架两侧的前立轴和后立轴，其中所述后立轴上设有链轮和链条，前立轴和后立轴之间设有多个库架转轴对，每个库架转轴对包括位于同一水平面内的一根链轮转轴和一根槽轮转轴，所有的链轮转轴均位于同一竖直平面上，所有的槽轮转轴也均位于同一竖直平面上，链轮转轴上设有第二销轮，槽轮转轴上设有六槽槽轮和行星轮托件，第二销轮上设有第二拨动销和第二凸轮，所述第二拨动销数量为两个，第二凸轮朝向第二拨动销一侧设有第二凸轮缺口，所述六槽槽轮上设有六个销槽，所述销槽沿着所述六槽槽轮的周向外沿等角度均布，所述六槽槽轮的侧壁上设有六个内凹的圆弧面，所述六槽槽轮上内凹的圆弧面与第二销轮上第二凸轮的轮壁贴合，所述行星轮托件包括托杆，所述托杆为三根，沿行星轮托件中心等角度均布，所述随行承载板的边沿设有托杆过口。

进一步的设置在于，相邻的所述槽轮转轴上的行星轮托件错位设置；所述托杆的长度与相邻槽轮转轴轴线之间的间距的比为所述第二拨动销到第二销轮轴线的距离与两个第二拨动销之间的间距相等。

进一步的设置在于，所述托杆的两端分别设有托轮。

进一步的设置在于，所述控制系统包括电脑服务器、可编程逻辑控制器、若干限位开关和位置传感器，所述随行承载板板库和巷道机车上的各运动部件与可编程逻辑控制器连接，所述电脑服务器、限位开关和位置传感器分别与可编程逻辑控制器连接。

一种巷道式立体车库的使用方法，包括如下步骤：

(1)由控制系统统计各停车巷道内空车位数量和号码，计算车库内最优停车路线，并控制巷道机车行驶至目标停车巷道的人车分离舱，通过所述巷道机车上的水平传输机构将随行承载板从随行承载板板库中输送至车体内；

(2)引导驾驶员将车辆行驶至人车分离舱，停入巷道机车内的随行承载板上；

(3)将载有车辆和随行承载板的巷道机车行驶至目标车位处，通过垂直提升机构和水平传输机构将载有车辆的随行承载板停放至目标车位内，完成存车动作；

(4)取车时，空载的巷道机车行驶至目标车位处，通过水平传输机构和垂直提升机构将目标车位内载有车辆的随行承载板运送至车体内，再行驶至人车分离舱，待驾驶员开走车辆后，将通过水平传输机构将随行承载板存入随行承载板板库中，完成取车动作；

所述的存车和取车动作在车库堵塞时按时间序列交替执行。

本发明与现有技术相对比，其有益效果在于：

1.本发明提供一种巷道式立体车库，采用巷道机车取代了现有巷道式立体车库的展臂，消除了汽车输送过程中倾覆力矩的影响，突破了巷道式立体车库的高度限制，可实现容量最大化，提升了空间利用率。

2.本发明通过在巷道机车上设置水平传输机构，利用十字架转轮与挡杆的配合，以及间歇传动机构的配合，消除了电机空载置位行程，省时节能，提升了工作效率。

3.本发明通过采用计算机智能化控制系统，实现了人车分离、无人自动化管理、空间最优利用、存取速度快、杜绝车辆碰撞事故等效果，并且在车库拥堵时，取车、存车交替执行，减少了行车行程时间，此策略对比现有巷道式智能化立体车库技术既能缩短堵塞时间，又减少了能源浪费。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明中巷道机车的结构示意图。

图3是本发明中巷道机车的底面结构示意图。

图4是本发明中巷道机车顶部夹紧轮机构的结构示意图。.

图5是本发明中水平传输机构的结构示意图。

图6是本发明中随行承载板底部与水平传输机构的工作示意图。

图7是本发明中推料块内的传动结构示意图。

图8是本发明中第一销轮和四槽槽轮的结构示意图。

图9是本发明中随行承载板板库的结构示意图。

图10是本发明中随行承载板抬升机构的部分结构示意图。

图11是本发明中第二销轮、六槽槽轮和行星轮托件之间的位置关系示意图。

图12是本发明中第二销轮、六槽槽轮和行星轮托件的立体示意图。

图中：1、人车分离舱；2、随行承载板板库；3、巷道机车；4、堆垛式车位；5、车体，501、电机一，502、主动轮，503、轮轴齿轮，504、传动齿轮，505、夹紧机构；6、水平传输机构，601、辊道，602、滑轨，603、丝杠螺母机构，604、推料臂，605、推料块，606、十字架转轮，607、挡杆，608、第一斜齿轮，609、第二斜齿轮，610、抓料钩，611、第一销轮，612、四槽槽轮，613、第一拨动销，614、第一凸轮；7、随行承载板，701、抓料钩槽；8、库架；9、随行承载板抬升机构，901、链条，902、第二销轮，903、六槽槽轮，904、行星轮托件，905、第二凸轮，906、第二拨动销，907、链轮转轴，908、槽轮转轴，909、托杆，910、托轮，911、托杆过口；10、地面导轨；11、上部导轨。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步具体的说明。

实施例：一种巷道式立体车库，如图1所示，立体车库设置有多个停车巷道及巷道出入口，每个停车巷道包括人车分离舱1、随行承载板板库2、一台巷道机车3和堆垛式车位4。

人车分离舱1位于车库起始位置的巷道出入口处，驾驶员在此处停车或取车。

堆垛式车位4采用钢架结构，可地上或地下建造，设置于巷道机车3行经路线的一侧，包括多个单元格车位，呈竖向网格状分布。

为了便于送取随行承载板7，随行承载板板库2紧邻人车分离舱1设置，随行承载板板库2包括库架8和设置在库架8上的随行承载板抬升机构9，用于存储随行承载板7，供巷道机车3取用。

随行承载板抬升机构9如图9-12所示，其包括前立轴和后立轴，后立轴的背面设置有链轮和链条901，链轮、链条901由电机带动，前立轴和后立轴之间设有多个库架转轴对，每个库架转轴对包括位于同一水平面内的一根链轮转轴907和一根槽轮转轴908，所有的链轮转轴907均位于同一竖直平面上，所有的槽轮转轴908也均位于同一竖直平面上，链轮转轴907上设有第二销轮902，槽轮转轴908上设有六槽槽轮903、行星轮托件904，第二销轮902上设有第二拨动销906和第二凸轮905，第二拨动销906数量为两个，第二凸轮905朝向第二拨动销906一侧设有第二凸轮缺口，六槽槽轮903上设有六个销槽，销槽沿着六槽槽轮903的外沿等角度均布，六槽槽轮903的侧壁上设有六个内凹的圆弧面，六槽槽轮903上内凹的圆弧面与第二销轮902上第二凸轮905的轮壁贴合，行星轮托件904包括托杆909和分别设置在托杆909两端的托轮910，托杆909为三根，沿行星轮托件904中心等角度均布，随行承载板7的边沿设有托杆过口911。

本实施例中，相邻两个六槽槽轮903反向放置，即如图10-11中所示，相邻两个六槽槽轮903，一个朝向前立轴，一个朝向后立轴，这是为了防止发生运动干涉。

相邻的槽轮转轴908上的行星轮托件904错位设置，也是为了防止发生运动干涉；托杆909的长度与相邻槽轮转轴908轴线之间的间距的比为即由图11中所示，托轮910的轴心到槽轮转轴908轴心的连线，与相邻槽轮转轴908轴心之间的连线之间的夹角β为60度。

第二拨动销906到第二销轮902轴线的距离与两个第二拨动销906之间的间距相等，即两个第二拨动销906、第二销轮902轴心构成正三角形的三个顶点，两个第二拨动销906之间的夹角为60度。

随行承载板7抬升时，电机开始工作，带动链轮、链条901旋转，链条901带动所有的链轮转轴907转动，链轮转轴907上的第二销轮902转动，第二销轮902的第二拨动销906转动，第二拨动销906配合进入槽轮转轴908上六槽槽轮903的销槽内，并带动六槽槽轮903旋转，第二拨动销906旋转过240度，六槽槽轮903连续转动120度。六槽槽轮903的转动带动槽轮转轴908上的两个行星轮托件904旋转，行星轮托件904通过旋转120度，抬升随行承载板7，抬升动作上升至该行星轮托件904高度上限时，该行星轮托件904的托轮910继续旋转脱开，而上方的行星轮托件904接触随行承载板7，继续进行抬升。

本实施例中六槽槽轮903的运行原理如下：六槽槽轮903有六个销槽，每道槽间隔60度，销槽与销槽之间设有内凹的圆弧面，与第二销轮902上第二凸轮905的侧面可贴合接触。第二销轮902设置了两根间隔120度的第二拨动销906。

电机不运行时，行星轮托件904的托轮910平托随行承载板7，六槽槽轮903状态如图11中所示，第二销轮902上第二凸轮905的侧面与六槽槽轮903的一个圆弧面完全接触，此时随行承载板7静止，对行星轮托件904施加竖直方向力，对槽轮转轴908产生扭矩，而因为六槽槽轮903与第二销轮902的侧圆弧面接触，六槽槽轮903对第二凸轮905的作用力是竖直向上的，而第二凸轮905、第二销轮902不能发生竖直方向的位移，因此六槽槽轮903不能发生转动，六槽槽轮903、第二销轮902之间是相互卡死的，随行承载板7不会下落。而随行承载板7抬升时，第二销轮902发生转动，第一根第二拨动销906旋转至对应六槽槽轮903槽口，开始配合进入六槽槽轮903的销槽内，对六槽槽轮903的销槽壁产生切向的力，带动六槽槽轮903旋转，六槽槽轮903带动行星轮托件904对随行承载板7进行抬升。

巷道机车3如图2-8所示，包括地面导轨10、上部导轨11、车体5、水平传输机构6和垂直提升机构。

车体5底部设有三对车轮和电机一501，其中一对车轮为主动轮502，主动轮轴上固定设有轮轴齿轮503，电机一501的输出端连接有传动齿轮504，轮轴齿轮503与传动齿轮504啮合，通过电机一501的驱动使车体5沿着地面导轨10移动。电机一501的供电方式为滑触线供电，使得巷道机车在任意位置都可以获得电源供给。

上部导轨11设置于车体5上方，车体5顶部固定设有两个与上部导轨11匹配的夹紧轮机构505，两个夹紧轮机构505沿上部导轨11的方向设置，每个夹紧轮机构505包括两组相对设置的导轮，将上部导轨11夹紧在其中，通过夹紧轮夹紧上部导轨11的方式，可以增加侧倾刚度，防止车辆存取过程中发生倾覆。

水平传输机构6设置于车体5内，水平传输机构6包括电机二、辊道601、滑轨602和丝杠螺母机构603，辊道601为两条，随行承载板7放置于辊道601上，滑轨602和丝杠螺母机构603平行设置于两条辊道601之间。

电机二带动丝杠螺母机构603中的丝杆转动，丝杠螺母机构603的螺母上固定设有推料臂604，推料臂604两端分别设有推料块605，推料块605可滑动地设置于滑轨602上；当电机二带动丝杆转动时，推料臂604带动推料块605沿着滑轨602移动。

推料块605朝向辊道601一侧设有十字架转轮606，十字架转轮606包括四个触动杆，相邻的触动杆之间垂直排布，辊道601相应一侧设有与十字架转轮606匹配的挡杆607，当推料块605移动至挡杆607处时，十字架转轮606的触动杆触碰挡杆607并在挡杆607推动下转动。

推料块605内设有第一斜齿轮608、第二斜齿轮609和间歇传动机构，第一斜齿轮608的转轴与十字架转轮606连接，第一斜齿轮608与第二斜齿轮609垂直啮合，第一斜齿轮608与第二斜齿轮609的传动比为1∶4；第二斜齿轮609的输出端通过间歇传动机构连接有抓料钩610，随行承载板7底部设有与抓料钩610匹配的抓料钩槽701。十字架转轮606的转动通过第一斜齿轮608、第二斜齿轮609和间歇传动机构传递至抓料钩610，带动抓料钩610转动。

间歇传动机构包括销轮611和四槽槽轮612，销轮611与第二斜齿轮609的转轴连接，销轮611上设有拨动销613和凸轮614，凸轮614朝向拨动销613一侧设有凸轮缺口615；四槽槽轮612上开设有四个与拨动销613相匹配的销槽616，销槽616沿着四槽槽轮612的周向等角度分布，四槽槽轮612的边缘设有四个内凹的圆弧面，凸轮614的轮壁与四槽槽轮612的圆弧面贴合。销轮611转动时，当拨动销613进入销槽616时，带动四槽槽轮612转动，四槽槽轮612转动四分之一圈后拨动销613脱离销槽616，四槽槽轮612停止转动，并在凸轮614与圆弧面的配合下保证位置不动。

垂直提升机构设置于车体上，本实施例中选用常规的曳引式提升机构来控制水平传输机构6和随行承载板7在单元格内的上下移动，曳引式提升机构是通过电机带动传动件实现提升功能的一种提升机构，为现有技术，本实施例中不作赘述。

巷道机车3在工作时，首先行驶至人车分离舱1，通过水平传输机构6抓取随行承载板板库2中的随行承载板7，并将随行承载板7输送至车体5内，此时抓料钩611位于随行承载板7底部的抓料钩槽701内；再由驾驶员将车辆开进人车分离舱1中的巷道机车3内的随行承载板7上，停好车后，驾驶员随即离开车辆。

然后通过电机一501驱动巷道机车3行驶到目标位置，再通过垂直提升机构将水平传输机构6、随行承载板7以及停放在随行承载板7上的汽车提升至目标车位的高度，然后水平传输机构6中的电机二驱动丝杠螺母机构603工作，推动随行承载板7水平移动；随行承载板7以及其上部承载的汽车移动至目标车位内时，推料块605侧面的十字架转轮606触碰挡杆607，并在挡杆607推动下发生90度旋转，带动第一斜齿轮608同样旋转90度，第一斜齿轮608通过1∶4的传动比带动第二斜齿轮609旋转360度，第二斜齿轮609带动同轴连接的销轮611旋转360度，销轮611带动四槽槽轮612旋转90度，四槽槽轮612带动抓料钩610旋转90度，使抓料钩610脱离抓料钩槽701，完成抓料钩610的归位动作。

取车时，电机二驱动丝杠螺母机构603反向工作，十字架转轮606触碰到挡杆607，反向旋转90度，通过第一斜齿轮608、第二斜齿轮609和间歇传动机构的传动带动抓料钩610反向旋转90度，使抓料钩610抓在随行承载板7上的抓料钩槽701内，带动随行承载板7向外移动，将随行承载板7以及汽车输送至车体5内，并通过垂直提升机构使其下落至车体5底部，然后通过电机一501驱动车体5沿着地面导轨10以及上部导轨11移动至车库出口处，完成取车。

控制系统包括电脑服务器、可编程逻辑控制器、若干限位开关和位置传感器，随行承载板板库2和巷道机车3上的各运动部件与可编程逻辑控制器连接，电脑服务器、限位开关和位置传感器分别与可编程逻辑控制器连接。可编程逻辑控制器接收电脑服务器、限位开关、位置传感器等部件的输入，并直接或间接输出控制随行承载板板库2和巷道机车3上各电机等运动部件的工作。可编程逻辑控制器可根据主体程序控制停车、取车的工作顺序和工作时间，使各程序配合有序、紧凑，实现车库的智能化、自动化。

电脑服务器用于统计各个巷道内空车位数量和号码，并且计算各巷道内最优存车路线，在车道上方指示牌显示各巷道空车位数量，并可根据各巷道口等候状态提示待停车车主选择合理巷道口等候。当每个车库出现存取车堵塞时，根据计算机逻辑控制策略，先是按照时间顺序对取车进行排序，将当前存车信息与取车信息按时间序列相互穿插进行存取信息再排序。取车、存车交替执行，缩短了车行程时间，此策略对比现有巷道式智能化立体车库技术既能缩短堵塞时间，又减少了能源浪费。

一种巷道式立体车库的使用方法，包括如下步骤：

(1)由控制系统统计各停车巷道内空车位数量和号码，计算车库内最优停车路线，并控制巷道机车行驶至目标停车巷道的人车分离舱，通过所述巷道机车上的水平传输机构将随行承载板从随行承载板板库中输送至车体内；

(2)引导驾驶员将车辆行驶至人车分离舱，停入巷道机车内的随行承载板上；

(3)将载有车辆和随行承载板的巷道机车行驶至目标车位处，通过垂直提升机构和水平传输机构将载有车辆的随行承载板停放至目标车位内，完成存车动作；

(4)取车时，空载的巷道机车行驶至目标车位处，通过水平传输机构和垂直提升机构将目标车位内载有车辆的随行承载板运送至车体内，再行驶至人车分离舱，待驾驶员开走车辆后，将通过水平传输机构将随行承载板存入随行承载板板库中，完成取车动作；

本方法中存车和取车动作在车库堵塞时按时间序列交替执行，有效减少行车多余空行程以达到省时节能目的，改善拥堵状况。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。