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学位论文作者签名：陈娟 指导教师签名：
日期：2012年5月26日 日期： 年 月
本论文√
摘要
本课题对垂直升降式停车设备进行了认真的分析和设计。首先对垂直升降式停车设备的特点和概况做了简要的介绍，然后对垂直升降式立体车库的总体结构进行讨论，与其它几种形式相比，决定采用电梯式立体车库作为总体结构，辊子传动横移机构作为车库的存取形式，曳引驱动系统作为车库的升降驱动形式。
在完成总体布局之后，对车库的存取机构进行了详细设计。对停车位布置形式及其相关要求进行了分析，确定了符合国家标准要求的车库停车位和载车板的具体结构。讨论了存取机构设计功能要求及其实现方法，完成了辊子传动横移存取车装置的设计及其零部件的计算。
升降系统是车库的重点组成部分。在升降系统中选用曳引驱动方式，并对曳引系统进行研究，分析影响曳引力的因素，并对曳引能力进行了计算校核。根据车库提升系统的工作特点，选用交流变频电机。针对车库运行中的不安全因素，选用了超速保护系统和撞底保护装置等策略来提高升降系统的可靠性
在进行车库的结构设计之外，根据立体车库的具体特点，系统还采用了先进的PLC控制，其稳定、可靠、快速、性价比高的特点使得控制系统更加完善。
关键词：垂直升降式立体车库辊子存取机构曳引升降系统PLC控制
Abstract
This paper makes detai analysis and designing of the vertical parking system.Firstly,the general situation and characters of the vertical lifting mechanical parking system is briefly introduced.Secondly,the total construction of system is discussed.In the mean time,the elevator type is chosen to be the total construction.And roller transportation fetching method is chosen to be used in storage-retrieval structure of the parking system,as well as
tractor-driven mode is chosen as lifting-driven mode.
After the designing of the total constructionof of the parking system, researches on storage-retrieval structure are further.And the detail structure of parking unit and parking board are confirmed coinciding to the GB standard.Functional requirements of storage-retrieval structure and its solving methods are discussed.The design of roller transportation-fetching machine is carried through.Calculations and verifications of parts in roller
transportation-fetching machine are also finished.
Lifting system is one of important parts in parking system running.Tractor-driven method is used in lifting system and researches on it are preceded.Influential factors of driving ability are analyzed and driving ability is calculated and verified.According to the working condition of lifting system,the analyses and research of lifting system is completed.According to the characters of the vertical lifting mechanical parking system，VVVF motor is
selected.Contraposing unsafe factors in system running, over-speed protecting device and bottom-bumping protecting device are put into practice.
Besides the construction designing of parking system，PLC,an advanced control system,is adopted according to the running character of parking system.At the same time,its
stable,reliable,rapid and cost-effective characteristics make control system to be more perfect.
Key Words:VerticalLifting Mechanical Parking System, roller transportation fetching method, tractor-driven，PLC control
目录
摘要 ......................................................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................................................... I I 目录 ................................................................................................................................................ III 第一章概论 (1)
1.1 机械式立体停车库概述 (1)
1.2 课题的来源、目的与意义 (2)
1.3 与本课题有关的国内外研究现状 (3)
1.4 本课题设计的主要内容 (4)
本章小结 (5)
第二章立体车库总体结构设计 (6)
2.1垂直升降式停车设备概况 (6)
2.2车库整体方案 (6)
2.3升降驱动系统 (7)
2.4 车辆存取方式 (8)
2.5垂直升降式立体停车系统的控制 (9)
本章小结 (10)
车库的存取机构设计 (11)
3.1 车库停车位设计 (11)
3.2 载车板结构 (13)
3.3存取机构研究 (14)
本章小结 (18)
第四章立体停车库升降机构的设计 (19)
4.1 升降机构的整体结构 (19)
4.2.曳引系统的研究分析 (23)
4.3安全机构的研究 (34)
本章小结 (36)
第五章车库存取控制系统的设计 (37)
5.1控制方案的设计 (37)
5.2 存、取车流程图 (37)
本章小结 (39)
第六章总结与展望 (40)
6.1总结 (40)
6.2展望 (40)
致谢 (41)
参考文献 (42)
第一章概论
1.1 机械式立体停车库概述
使用车辆之外其它带有动力的搬运器，完成车辆停放、存储工作的整个设施，称为机械停车库，而机械停车库内用于搬运、停放汽车的机械设备，总称为机械停车设备[12]。以立体化形式存放车辆的机械式停车库则叫做机械式立体停车库。它包含了当前机械、电子、液压、光学、磁控技术领域的成熟先进技术，是一种技术密集型的机电一体化设备。
目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷道堆垛式、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式[22,23]。
a.升降横移式
升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。
产品特点：1)节省占地，配置灵活，建设周期短；
2)价格低，消防、外装修、土建地基等投资少；
3)可采用自动控制，构造简单，安全可靠；
4)存取车迅速，等候时间短；
5)运行平稳，工作噪声低；
6)适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。
b.巷道堆垛式
巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。
c.垂直提升式
垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高(几十米)，对设备的安全性，加工安装精度要求都很高，因此造价较高，但占地却最小。
d.垂直循环式
产品特点：1)占地少，两个泊位面积可停6．10辆车；
2)外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓；
3)价格低，地基、外装修、消防等投资少，建设周期短；
4)可采用自动控制，运行安全可靠。
从上面对机械式停车设备的分类和定义可以看出，与以往的普通车库相比，机械式停车设备可以在同样面积的土地上停放更多的车辆，大大的提高了土地面积利用率，同时具有存车时间短，可使用性强等优点，所以是解决城市停车面积不足，停车困难的有效措施。
1.2 课题的来源、目的与意义
1.2.1课题的来源
随着国家经济的快速发展，人们生活水平不断提高，作为家庭进入小康社会的标志之一的汽车，也获得了超常规的发展，有关资料显示[10，11]，目前我国轿车的年产量和社会保有量分别以12.55%和12%的速度增长。发展固然可喜，但是由此带来的负面问题必须加以重视，并及早采取措施，例如城市停车问题，目前像我国的北京、上海、广州等大城市的停车问题日益严重，机动车辆的保有量与停车位之比不足5∶1，从而出现大量的路边随意停车，按国际城市建设经验来看，城市车位与车辆较为合理的比例应该为1.2∶1(100%的基本停车位和20%的公共停车位)。在可以预见的未来几年的时间里，城市（包含中等城市）停车将面临更加困难的局面。
另一方面, 我国是人口大国，土地资源比较紧缺，城市的土地资源更是如此，传统的平面停车方式占用了大量的城市用地，也不利于车辆的保护，路边停车更是给城市的动态交通带来了许多不利影响。
本课题针对现实生活停车过程中存在的问题，设计一种车辆存放立体车库，采用计算机控制技术，实现车辆的立体存放和自动化存取。
1.2.2 课题的目的
本课题研究的目的就是设计开发一套实用、安全有效的垂直升降式立体车库，并相应地进行扩展性研究。立体停车不仅提供了高效率密集的停车解决方案，还通过这种静态交通建设很好地解决了交通拥堵、节省土地资源、车辆保护和美化环境等一系列的问题。
1.2.3 课题的意义
本课题研究的意义体现在以下几个方面：
1．占地面积方面
以往使用的地上平面停车场，由于车辆呈平面摆放，车与车之间需要留有通道面积，故每台普通的小车平均占地面积在15平方米左右；再有，地下停车场，由于也要留出足够的出入通道，每个车位的平均占地面积至少需要25平方米。但如果使用多层立体停车库，在30平方米的空地上就可以停放多辆轿车，使平均到每个车位的占地面积甚至小于4平方米。显然，立体停车库可以大大节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。
2．建设成本方面
停车场地的建设成本主要包括土地费用和硬件建设费用等项目。由于传统平面停车场的占地面积相对较大，特别是城市中的土地购置费及其他税费近几年大幅上涨，因而使得其建设成本居高不下。而立体停车库由于是在较小的土地面积上实现空间存放，使摊到每个停车位的成本大幅降低。
3．安全保障方面
由于传统的平面停车场中所有车辆都停放在同一平面，在出入车时，尤其是遇车辆停放高峰，极易造成车辆的刮损。如果管理人员不足或疏忽，还会造成车辆丢失。而立体停车库中，由于处在同一平面的车辆数目较少，而且存取车时无论高峰还是稀少时，都要通过电子程序，几乎没有刮碰的机会，车辆失窃更是不可能，因为立体车库在管理上是人车分离，否则报警系统启动。所以，对车主来说，立体存放解决了其安全方面的后顾之忧。
4．自动控制方面
立体车库配套安装智能管理系统。在存车、取车、收费及监控安保等方面都采用了自动控制，既方便了管理人员的操作，又提升了管理档次，使管理自动化、程序化。
1.3 与本课题有关的国内外研究现状
机械立体停车库是解决大都市内停车难问题的有效方法。土地资源紧张是大都市的现状，在亚洲各国大城市表现的尤为突出，所以机械式立体停车库在亚洲的应用比较广泛，目前统计结果表明，立体停车库市场大多在亚洲的日本、韩国、中国等地。
亚洲的停车设备技术起源于日本，对于日本，优势在多层升降横移类、垂直升降类、水平循环类、垂直循环类、简易升降类等产品上。韩国机械停车设备技术是日本技术的派生，目前韩国停车
设备行业进入稳步发展阶段。在欧洲，由于欧洲国家土地资源比较富余，停车问题表现不很突出，停车设备应用量不是很大。多数为巷道堆垛式产品，多层升降横移式产品应用也很好。
我国立体停车设备的产品经引进技术和自我研究开发，生产技术水平有了很大的提高。许多设备采用了当前机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等领域的先进技术。传动装置采用内藏式，以增大停车空间并保护各传动元件不受污染和腐蚀，提高了设备的耐久性。机械结构中采用了模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸，缩短施工周期。还采用一些新材料、新工艺，如采用“H”型钢做钢梁，组合的镀锌板或一体成型的镀锌板做载车板。安全保护方面采用了声光引导及定位装置，自动消防灭火系统等。
与此同时，国家也进一步发展和完善与停车产业相关的法规和各项标准，先后制订了多项停车设备的行业标准和行业规范，加强规划引导、技术开发和标准化工作。
但是车库建设尚在起步阶段，在一些大城市中机械化车库仍然是空白。停车行业的发展仍存在着一些问题：第一，停车设备企业已经形成了一定的规模，但是发展不平衡，骨干的大中型企业在20家左右，其它的则是中小企业居多，技术力量薄弱，缺乏自主开发能力，靠引进国外技术图纸。第二，产品的种类增多了，但是质量、可靠性、安全性、耐久性均存在着较大的阃题，产品的技术水平和质量难以保证。第三，停车行业的市场开始发育，但是竞争太残酷，目前总体能力过剩，价格偏低，有的产品已经降到行业平均成本价以下。
停车设备行业的发展牵涉到停车立法、收费政策、城市规划、交通管理等诸多方面。目前我国有关城市停车的立法虽然已经起步，但尚未完善，城市停车规划、停车管理办法、停车收费政策大多数还处于酝酿之中，因此我国停车业的发展还需走一段艰难的历程。
1.4 本课题设计的主要内容
本课题设计的主要内容有：
1）整体结构设计
确定垂直升降式立体停车设备的总体布局、运行方式，然后进行存取车方式、提升系统、钢结构等各个组成部分的总体设计。
2）升降机构的设计
设计升降机构、安全机构、配重系统等，并计算升降系统所需要的曳引能力、平衡配重的重量等。同时要保证升降机构运动的防坠落等安全措施。
3）横移机构的设计
确定车库的存取车形式，然后由此详细设计停车位、载车板和存取机构。
4）选择合适的控制方案
在满足功能要求的前提下，考虑成本、可靠性等因素，选择合适的控制方案，例如工控机、单片机、PLC或它们的组合。
本章小结
本章简要介绍了机械式立体停车系统的定义和分类、机械立体停车设备在国外的应用情况、国内停车行业的研究现状以及发展中的一些问题。另外介绍了本课题的来源、目的、意义，总结了本课题设计的主要内容。
第二章立体车库总体结构设计
2.1垂直升降式停车设备概况
垂直升降式停车设备习惯上称为电梯式立体车库，同时亦可称为塔式立体停车库，它是将存车位分布在井道周围，然后通过提升机构在井道内做升降运动，实现车辆存取功能的机械式停车设备。
此类车库一般每层可以存两辆车，整个车库一般在10层以上，可以停放20～60辆汽车，而占地面积不到50平方米，所以具有很高的平面和空间利用率，具有高效、节能、噪声低、安全可靠、操作筒单、维护方便等特点。最适合建在寸土寸金的城市中心区。
在20世纪20年代，已经出现了电梯式立体停车库[9]。当时是以汽车专用电梯作为提升工具，驾驶员(或泊车员)需随车升降存取车辆。到60年代后期，欧、美、日等发达国家的大都市都出现了停车难问题，这使得立体车库开始发展和普及。欧洲的德国、意大利等国家开始建造大型的电梯式立体停车库，此时已实现机械横移存取车辆，无需驾驶员跟车上下。到80年代末90年代初，随着微机技术、可编程技术以及交流变频技术的发展和成熟，以电梯为核心的电梯式立体车库开始在日本、欧洲、美国、韩国、台湾等地大量兴起，成为机械式立体停车库的一大主流。
垂直升降式停车设备主要由钢结构骨架、提升装置、横移装置、停车检测系统、电控系统、安全保护系统、自动消防系统等组成，是一种技术含量很高的科技产品。
垂直升降式停车设备的工作原理是：存车时，用提升机构将车辆和载车板提升到指定的楼层，然后用安装在提升轿厢上的横移机构将车辆和载车板存入存车位；取车时，通过横移机构将指定存车位上的车辆和载车板取出送入提升机构，提升机构下降到出口处，车辆离去。
2.2车库整体方案
中华人民共和国机械行业标准JB/T 8713-1998：机械式停车设备类别、型式与基本参数要目中，在参考国外标准的基础上，结合我国的实际情况列出了垂直升降式立体车库的不同形式。此类立体车库的整体结构按停车位分布状态大致可分为以下几类：
(1)电梯式：此类车库的提升井道在中间、停车位在井道两侧，每一楼层只有两个停车位。提升机构升降到停车楼层后，横移机构便可存取车辆。
(2)圆柱型：提升井道在中间，停车位置以井道为中心，呈辐射状分布。它又有提升机构回转和存取小车回转两种形式。与电梯式相比，它每层的停车位增加了，但是其提升机构和存取机构就变得复杂。
(3)升降机+平面移动型：每层的截面呈方形，停车位以提升井道为中心分布在四周。载车板在存取车辆时，作平面纵向移动操作，与升降机连接完成存取车作业。
(4)升降机+平面回转型：每层的截面呈圆形，停车位以井道为中心分布在四周，载车板在存取车辆时，作平面回转移动操作，与升降机连接完成存取车作业。
(5)十字型：中间是提升机，可回转，停车架以十字形布置，可纵列亦可横列。工作时，提升机升降并回转与停车架连接完成存取车作业。
与其它几种形式相比，电梯式车库占地面积小，结构相对简单，适用性强，易于推广。在综合考虑技术难度、占地面积、经济实用性以及用户需求等各种因素之后，决定选取这种布局作为垂直升降式立体车库的整体结构。
车库的结构简图见图2.1，提升系统居中，停车位纵向并列布置在提升井道的两侧。车库高6层，并可根据以后不同用户的需求进行扩展。车辆的出入口在停车库整个停车位的最下一层，整个车库的占地面积大约56平方米。
2.3升降驱动系统
在垂直升降式立体车库的组成部分之中，升降驱动机构是非常重要的一个部分，它的设置形式非常重要，其结构布置与技术含量将宜接影响车库的安全性和可靠性。
目前垂直升降式立体车库的升降驱动形式主要有曳引驱动和强制驱动两种，强制驱动形式又有钢丝绳式(卷扬式)和链轮链条两种形式[8]。
在选定提升方式时，需要以安全可靠为第一原则，同时结合用户需求、经济性等考虑因素。
钢丝绳卷筒驱动机构在起重机械上被广泛的运用，是使用上较为成熟的技术。它布置灵活，起吊用的钢丝绳可在空间内变向设置。起吊钢丝绳失效状况可以用肉眼观察得到，预防性好。但是它的结构尺寸较大，占用空间大，对提升高度有一定的限制。而且钢丝绳使用伸长量大，平层时会引起升降搬运器上浮或者下沉现象。由于它自身结构的限制，钢丝绳式(卷扬式)在垂直升降式立体车库中没有得到更广泛的应用。
链条提升式具有结构简单、价格低等优点，在低速电梯和低层的立体车库(垂直升降或平面移动式)上都有应用。用于垂直升降立体车库时，在车库的层数不多，提升速度要求不高时可以选用。
曳引式是一种被广泛应用于电梯上的提升方式。与卷扬式相比，它不仅具有卷筒驱动的一些优点，而且还克服了卷筒驱动机构的不利因素，例如，与卷筒相比，它的尺寸大大减小，同时提升高度要比卷筒高很多，可用于高层的车库，因而被广泛的选用。
为了提高车库的运行效率，立体车库要求升降系统有较高的提升速度，并具有良好的可靠性。在参照和比较现有成熟的电梯技术的基础上，决定选定曳引式升降驱动方式。动力源选用高效节能的圆柱齿轮减速曳引机。曳引电机选用矢量控制方式变频器，可根据载荷大小和运行方向改变升降速度，有效利用电机的输出功率，其调速性能和运行的平稳性均能满足停车库的要求，平层精度
±
≤。升降驱动的传动机构(包括电机、减速机等)设在停车库的顶部。
15
mm
2.4 车辆存取方式
利用机械装置从提升机构中将车辆送至泊车位或将车辆从泊车位取回至提升机构是垂直升降
式立体车库最重要的功能之一，也是它与普通汽车电梯的根本区别所在。垂直升降式立体车库的存取方式主要有以下几种[7]：
(1)滑叉载车式：在提升机构上安装一套多级滑叉机构(多为3级滑叉)，存车时，滑叉逐级滑出，将载车板送至停车位上方，再轻轻放下，然后收回滑叉；取车时，先将滑叉滑出至载车板下方，再略微抬起，当载车板与停车位托架分离后，将滑叉和载车板收回至提升机构。
滑叉式的主要缺点是滑又有一半空行程，影响运行效率；动作中有较大偏载(尤其是将车位上的载车板抬高时)，会使导轨局部承受弯矩，影响提升机构运行的平稳性，增大了运行噪声。
(2)链传动载车式：其基本原理是以链传动的形式，通过一次微横移和一次横向横移来实现载车板的存取。存车时，第一次微横移的作用是推动横移机构连同载车板作短距离横移，越过升降轿厢与停车位之间的间隙；第二级的作用是通过每隔一定链节设置的加强链轴(两排链轴联结并加强)或拔叉(或在加强的链轴上再加装拨叉)随链条转动直线拨动载车板下部的挡板，使载车板平稳地转移到停车位的托梁上，为了减少摩擦力，一般还安装尼龙滚轮，在载车板底部与托梁接触的部位安装尼龙条。
链传动横移装置克服了多级滑叉式横移装置的缺点。但它对提升机构的平层精确度要求较高。
(3)摆杆式：摆杆式横移装置是在升降轿厢底中部设置一个可正反向360。旋转的摆杆。在托盘下部靠近井道一侧的适当位置安装挡块，通过摆杆从不同方向拨动挡块以实现托盘的横向移动。该方式在欧洲，尤其是德国使用较为常见。日本也有类似的改进型产品。
(4)辊子传动载车式：其基本原理是升降机构上的电机驱动升降机构上的辊子，以辊子传动的形式，通过一小段横移，使载车板与停车位对接，停车位的电机开始驱动停车位上的辊子，与升降台上的辊子运动方向一致，实现载车板被动的水平移动。在移动过程中，载车板始终沿着升降机构和停车位上的导轨运动，平稳，安全，而且所受摩擦力小。取车时辊子运动方向反向。
在垂直升降式立体车库的这几种存取方式之中，辊子传动式结构紧凑，占用空间位置小，在保证了提升机构的平层精度15mm ±≤的情况下，是较理想的选择，因此选用辊子传动式作为车库的车辆存取方式。
在车库的升降台和每个停车位上都装有辊子结构和辊子的驱动电机。车库工作时，提升机构首先将升降台提升到指定层，然后横移机构动作，使载车板移动一段距离。如果是存入车辆，则是升降台上的电机驱动动作，驱动升降台上的辊子，通过摩擦力使载车板横向移动。当载车板与停车位上的接触距离超过一个辊子的直径时，停车位上的电机启动，辅助载车板进入停车位。当载车板与升降台接触的距离小于一个辊子的直径时，载物台上的电机停止动作，完全由停车位上的电机驱动，直至停车到位。在取车时则相反 ，停车位上的电机先动作， 驱动辊子使载车板横移至升降台上。
2.5垂直升降式立体停车系统的控制
控制系统负责车库存取车控制、位置检测、安全检测等底层操作，因而需要高度的工作可靠性和快速响应性。所以控制系统选用PLC(可编程控制器)作为控制系统的主控机。PLC 有以下优点：
1)可靠性高，它采取了光电隔离、滤波、稳压保护、故障诊断等多种手段，在工业现场中平均无故障时间达5万~10万左右。
2)响应快。
3)小型，并采用模块化的结构、因而安装容易。另外，除了通用的模块外，还选用了高速计数模块、多点I/O模块、通讯模块等。
本章小结
介绍了垂直立体式立体车库的概况，概略地介绍了垂直立体式车库的特点和发展历史及概况。
在对垂直立体式立体车库主要整体结构形式、提升方式以及车辆存取方式进行研究之后，综合考虑各方面因素，选定电梯塔式布局作为车库的整体结构形式，曳引驱动形式作为系统的提升方式，辊子传动方式作为车库的存取车方式和PLC作为存取车的控制方式。
第三章 车库的存取机构设计
垂直升降式立体停车库的车辆存取方式采用辊子传动方式，车库的整个存取结构包括停车位、载车板和辊子传动横移装置。其功能是在存车时，将载车板及其上的车辆送入停车位；在取车时，辊子传动横移装置从停车位上将载车板及车辆取出，移动到升降台上。由于停车库内部空间限制，整个存取结构应结构紧凑，并在满足安全可靠的前提下，尽量减轻重量，降低成本。
3.1 车库停车位设计
3.1.1停车位布置形式及相关要求
国标中机械式停车设备中用来停放车辆的各具体位置称为车位[6]，一般称为停车位。停车位的尺寸和布置形式直接影响车库的占地面积、车库车辆存取时间和车库成本。为了合理利用土地面积、减少车辆存取时间和降低车库的成本，需要合理布置停车位。
电梯式停车设备的停车位布置在提升井道的两侧。按载车板沿进入停车位方 向不同，布置方式有串列车位布置与并列车位布置两种。串列车位布置方式是指 载车板沿车身纵向进入停车位，停车位与提升井道纵向并列。串列车位布置的平面截面是一个狭长的长方形，存取车辆时，移动行程需大于车身纵向长度，一般超过5米。并列布置方式是指载车板沿车身横向进入停车位，停车位与井道横向 并列，车位布置的平面截面近似于一个正方形，其存取行程约2米。与串列布置 形式相比，并列布置具有存取行程短，存取时间少，布局合理的优点，而串列布 置形式一般应用于对平面截面形状有特殊要求的场合。
在GB 17907-1999机械式停车设备通用安全要求的4.2.4.1项中，对停车位的长、宽、高做出了明确的规定。宽度方面，规定对用搬运器将汽车送入车位的， 为汽车全宽加150mm 。长度方面，规定不小于存放汽车的全长加200mm 。高度 方面，规定不小于存放汽车的高度与存取车时微升微降等动作要求高度之和加 500mm ，但不小于1600mm 。垂直升降式停车设备中可停放的车辆尺寸重量的分组代号为D(大)，其最大尺寸为mm 155018505000??。
除了布置形式以及尺寸之外，停车位还需要考虑其他一些方面的要求：
(1)为了支撑汽车及载车板，车库停车位要有承载结构。
(2)停车位结构要便于存取机构的动作。
(3)为保证车辆停放安全，需有安全机构。
3.1.2 垂直升降式立体车库停车位结构
垂直升降式立体车库的停车位采取并列布置形式，沿车辆横向方向布置在提升井道两边。按国家标准并结合其他要求考虑，将车库的停车位宽度定为mm 2800，长度为mm 5600，高度为mm 2800。
停车位结构如图3.1（a ）(停车位左视图)和3.1（b ）（停车位俯视图）所示，整个横移装置安装在由型号为20a 的工字钢焊接而成的支撑框架上。停车位上沿横向中心线对称布置四根槽钢，型号为12.6，用以承受载车板、汽车和辊子的重量。槽钢上用铆钉铆接型号为50的角钢，用来支撑辊子。用辊子驱动载车板横向移动，可以减少载车板在进入停车位时的摩擦。
在存取车时，动力传动过程如下：
电机 减速器 辊子 载车板
图3.1（a ）停车位左视图
图3.1（b ）停车位俯视图
为确保载车板不会因为各种不确定因素从停车位上向井道滑动，在停车位外侧的横梁上，安装两个保险钩。在停放车辆时，保险钩卡住载车板，防止载车板滑动。
在存取车辆时，感应线圈在驱动电机动作之前带电，通过电磁感应使保险钩被压下，存入或取
30的角出载车板。动作完成后，感应线圈断电，保险钩在弹簧力的作用下自动复原，绕销轴转动
度向上翘。在存车的时候，保险钩可以钩住载车板下部20mm的地方。在意外断电的情况下，保险钩处于工作状态，保证载车板不会横向移动。当保险钩不工作时，也处于断电状况，保险钩处于翘起的位置。保险钩的三视图见图3．2所示。
图3.2保险钩三视图
3.2 载车板结构
立体车库的载车板按结构形式有拼板式和框架式两种。拼板式载车板是用镀锌钢板一次冲压或滚压整体成形，然后拼装成载车板，最后用螺栓紧固连接。在拼装前，先对组件进行各类表面处理(如电镀、烤漆等)，使载车板轻巧、美观。整体折弯成型的载车板运输方便、通用性互换性好，强度大、刚度好、重量轻、减少基础承力；而且由于是整体折弯成型，车板厚度小，一般厚度为50～55毫米，对建筑净空高度要求最小；可以保证载车板同地面零坡度，倒车无需加油门，适应新老司机。整体折弯成型结构形式适合于批量生产。
框架式载车板是先用型钢和钢板焊接成承载框架，然后在两侧停车通道和中间突起的顶面铺设不同厚度的钢板，多数采用中间突起结构。这种载车板的优点是可按需要设置行车通道宽度，并具有较好的导入功能，这种结构形式较适合车型变化较多的小批量生产。
垂直升降式立体停车库选用框架式载车板，由空心矩形方钢、角钢和钢板焊接而成载车板框架，在框架上面铺设钢板，中间突起；在框架下面平铺一层钢板，以增大载车板与辊子的接触面积，使接触应力减小，各辊子受载均匀。同时在行车通道上安装防滑钢板，它和中间突起的钢板一起，防止汽车在存取时产生纵向或横向的滑动。在载车板的纵向两端装有若干个导向轮，保证载车板顺利进入停车位。同时载车板在升降台上时，导向轮使载车板始终处于升降台两端槽钢之间，既起导向的作用，又防止载车板在升降过程中沿纵向滑动。
图3.3载车板主、俯视图
3.3存取机构研究
3.3.1存取机构功能要求及其实现
对存取机构进行结构设计，必须了解其功能的具体要求。
(1)要求存取机构能准确定位。由于汽车体积质量都较大，存取机构应尽可能设计得轻巧，以使其运动惯量不至于太大而影响准停要求。
(2)要求存取机构动作快、工作效率高。这就要求它的横移速度要快，而这与准确定位的要求始终是相互矛盾的（运行速度是影响定位精度的主要因素之一)。随着变频调速技术的普及，该矛盾己能轻松解决：驱动控制采用变频调速技术，把正常横移速度提高，定位时的速度调低，并通过程序控制，自动计算横移的速度及加速度，这就即保证了定位准确又提高了工作效率。
(3)要求存取机构安全措施完备，如提升机构与横移机构动作要互锁等。
垂直升降式立体车库采用辊子传动存取车方式。与其他横移机构相比，辊子传动横移机构具有构造简单、工作可靠、经济、节能、容易安装拆卸以及维护简便等优点。辊子传动目前大都采用以电动机和液压马达为动力的机械传动方式，而在此方式中又可分为单独驱动与成组驱动两种类型。单独驱动的优点是维护方便，更换一个辊子不影响其他的辊子，但这种驱动方式的成本较高。与其相反，成组驱动则比较经济，成本低，但维护比较麻烦，因为跟换一个辊子必然会影响与之相邻的辊子。在此采用成组驱动。
成组驱动以电机为动力，常见的驱动方式有以下几种：
(1)链条驱动方式。结构特点是每个辊子轴上都装有两个相同规格和尺寸的链轮，分别用链条与前后两个辊子轴上的链轮相连，当电动机通过减速装置将驱动力传给与其连接的第一个辊子时，则通过链条的牵引，依次带动其余的辊子转动。这是一种开式传动，在作业环境较差时，链条磨损较严重。
(2)齿轮驱动方式。该种方式的辊子传动有两种类型：一是用圆锥齿轮驱动，二是用圆柱齿轮驱动。在此采用圆锥齿轮驱动，每个辊子轴上都装有一个相同规格和尺寸圆锥齿轮，而主动锥齿轮轴上对应于每个辊子都装有圆锥齿轮分别与辊子轴上的圆锥齿轮相啮合，当电动机通过减速装置带动主动轴转动时，则由圆锥齿轮的啮合作用带动所有的辊子以同一速度和同一方向转动。从传动件的受力情况来看，电动机和减速装置装在所驱动辊子的中间位置是比较合理的。与链条驱动相比，齿轮驱动更适合负荷较大的场合，同时它结合了齿轮传动的优点，既传动效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长、传动比稳定。
(3)胶带驱动方式。此驱动方式与链条驱动情况相似，其不同的就是每个辊子轴上装的是两个相同规格和尺寸的带轮，而不是链轮，带轮之间用胶带牵引。由于带轮较链轮容易制造，胶带也较链轮便宜，故成本较低，通常用于负荷较小的场合。
垂直升降式立体车库采用锥齿轮驱动方式。在停车位和升降台上都设有横移装置。如图3.4升降台上横移机构，它由辊子、锥齿轮轴、减速装置和电机组成。