機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)-升降橫移式立體車庫設(shè)計(jì)

1、論文題目 摘 要 立體車庫是專門實(shí)現(xiàn)各種車輛的自動(dòng)停放及科學(xué)寄存的倉儲(chǔ)設(shè)施。隨著城市汽車保有量的不斷增加，停車難問題己經(jīng)成為大中型城市的一個(gè)普遍現(xiàn)象。機(jī)械式立體車庫可充分利用上地資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢(shì)，最大限度地停放車輛，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。本課題以較為典型的升降橫移式立體車庫為研究對(duì)象，綜合考慮立體車庫制造成本和運(yùn)行效率的雙重因素。本文在對(duì)國內(nèi)外車庫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)做了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇三層三列式車庫結(jié)構(gòu)為研究模型。升降橫移式立體車庫就其組成部分而言，可分為三大部分：車庫結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分和控制系統(tǒng)部分。本文簡(jiǎn)單介紹了車庫的主體結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，對(duì)車庫的控制系統(tǒng)也作了簡(jiǎn)單的說明，

2、依據(jù)升降橫移式立體車庫的運(yùn)行原理，運(yùn)用力學(xué)理論對(duì)升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的力學(xué)分析，包括升降橫移式立體車庫的框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、橫移傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的強(qiáng)度和升降傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的強(qiáng)度等。在對(duì)升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了先進(jìn)的PLC控制，運(yùn)用歐姆龍公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的程序，并經(jīng)調(diào)試、運(yùn)行，證明采用可編程序控制器(PLC)作為控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易行。其穩(wěn)定、可靠、快速、性價(jià)比高的特點(diǎn)使得控制系統(tǒng)非常完美。為了使停車設(shè)備滿足使用要求，根據(jù)國家關(guān)于機(jī)械式停車設(shè)備通用安全要求的標(biāo)準(zhǔn)、升降橫移式立體車庫的實(shí)際，在升降橫移式立體車庫中使用了一些必要的安全技術(shù)，這樣保證了車輛

3、的絕對(duì)安全，使得整個(gè)車庫可以安全平穩(wěn)的運(yùn)行。關(guān)鍵詞：立體車庫，控制系統(tǒng)，可編程序控制器，鋼結(jié)構(gòu)。目錄第一章 緒論31.1 課題的背景和意義31.2 課題的關(guān)鍵技術(shù)及其國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀61.2.1 國外研究現(xiàn)狀61.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀7第二章 升降橫移式立體車庫機(jī)械部分設(shè)計(jì)102.1 升降橫移式立體車庫的基本結(jié)構(gòu)102.1.1 升降橫移式立體車庫簡(jiǎn)介102.1.2 立體車庫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)132.2 立體車庫升降橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)212.2.1 橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)212.2.2 載車板設(shè)計(jì)242.2.3 安全防護(hù)機(jī)構(gòu)242.2.4 提升機(jī)構(gòu)及軸的設(shè)計(jì)25第三章 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)313.1 電氣控制系統(tǒng)

4、整體設(shè)計(jì)313.2 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計(jì)353.3 PLC控制程序設(shè)計(jì)363.4 電氣安全裝置42第四章 結(jié)論與展望454.1 結(jié)論454.2 展望45感謝47參考文獻(xiàn)48第一章 緒論1.1 課題的背景和意義隨著我國城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對(duì)應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。以北京市為例，截止2006年底，市區(qū)僅有公共停車場(chǎng)827處，共計(jì)車位5.6萬個(gè)，僅占市區(qū)機(jī)動(dòng)車擁有量的8.5，停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。上海的情況也讓人無法樂觀，僅有的227個(gè)地下車庫使用面積不足60萬平方米，只能滿足1.3萬輛機(jī)動(dòng)車停放的要求，路邊停車漸呈泛濫之勢(shì)，比例高達(dá)64，而

5、且還有繼續(xù)上升之勢(shì)。據(jù)建設(shè)部城市交通工程技術(shù)中心對(duì)全國15個(gè)大城市停車現(xiàn)狀的調(diào)查，城市機(jī)動(dòng)車保有量與停車位之比平均為4.84：1，這一比值對(duì)于渴望“車者有其位”的車主來說，形式不容樂觀。停車難產(chǎn)生最主要的原因是城市建設(shè)規(guī)劃上的準(zhǔn)備不足。上世紀(jì)80年代初期，北京市權(quán)威部門對(duì)2000年北京汽車發(fā)展數(shù)的預(yù)測(cè)僅僅是70萬80萬輛，而事實(shí)上到新世紀(jì)鐘聲敲響之前，北京市汽車總量則足足比預(yù)期多了100萬輛，其中私人小客車的數(shù)量就高達(dá)45萬輛。面對(duì)迅速發(fā)展的城市車流，停車設(shè)施建設(shè)的落后也就不足為奇。據(jù)建設(shè)部停車技術(shù)開發(fā)推廣中心介紹，北京市停車設(shè)施的“欠賬”最保守估計(jì)應(yīng)為2030。停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)

6、的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問題，靜態(tài)交通是相對(duì)于動(dòng)態(tài)交通（車輛行駛狀態(tài)）而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對(duì)停車設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會(huì)出現(xiàn)停車難的一系列問題。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國城市機(jī)動(dòng)車輛平均增長(zhǎng)速度在15%-20%，而同時(shí)期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長(zhǎng)速度只有2%-3%，特別是大城市的機(jī)動(dòng)車擁有量的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng)速度，因此，我們必須重視城市停車難的問題，并積極探求解決的措施。專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過政

7、策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場(chǎng)利用效率，使部分車主更愿意改乘公共交通工具，以減少機(jī)動(dòng)車對(duì)停車場(chǎng)的需求。而硬措施，主要包括增建停車場(chǎng)，建設(shè)地下及立體停車場(chǎng)、利用其它空間滿足停車需求。而無論采取什么措施，在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內(nèi)彌補(bǔ)不足，政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小。隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越來越大，人們?cè)诔鞘欣锏纳婵臻g卻越來越小，于是出現(xiàn)了要利用空間的理念，城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)，汽車的住

8、宅-停車場(chǎng)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡(jiǎn)單的機(jī)械車庫向計(jì)算機(jī)管理高度自動(dòng)化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車進(jìn)入家庭，城市動(dòng)態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對(duì)居住環(huán)境要求的提高，給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會(huì)中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識(shí)。目前我國經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí)期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。機(jī)械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置

9、，還能與地面停車場(chǎng)、地下車庫和停車樓組合實(shí)施，是解決城市停車難最有效的手段也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。當(dāng)前，我國許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機(jī)械式立體停車產(chǎn)業(yè)。機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)

10、或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。 在地下車庫中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機(jī)械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢(shì)，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對(duì)眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。近年來 ，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車數(shù)量的不斷增加。截至2003年底，我國個(gè)人汽車保有量為12427672輛。其中，個(gè)人轎車4890387輛，比2002年增加14624

11、41輛，增長(zhǎng)率為42.7%，但與此同時(shí)，汽車停車場(chǎng)地的增長(zhǎng)卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴(yán)重失調(diào)，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場(chǎng)均解決不了上述問題時(shí)，采用機(jī)械式立體停車設(shè)備是一個(gè)非常有效的措施。機(jī) 械 式立 體停車設(shè)備又名立體車庫，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個(gè)有效手段。國家計(jì)委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場(chǎng)為國家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)，1998年1月1日起執(zhí)行的國家計(jì)委6號(hào)令把機(jī)械式停車序和立體停車場(chǎng)列入“國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄”，國家海關(guān)總署

12、對(duì)機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅”、上述措施為我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機(jī)會(huì)?？梢灶A(yù)見立體車庫具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。1.2 課題的關(guān)鍵技術(shù)及其國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國外研究現(xiàn)狀早在50多年前，立體停車就在國外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對(duì)家庭使用的雙層停車設(shè)備；利用住宅空地建起2-4層升降橫移停車設(shè)備；適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔；利用廣場(chǎng)、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。自70年代末起，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國家、地區(qū)和一些發(fā)達(dá)國家積極開展了機(jī)械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用

13、。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達(dá)國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國和我國的港、澳、臺(tái)地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)-移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。 國外高容量的立體車庫目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械方面，應(yīng)用了許多新材料、新工藝。設(shè)備結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于組合使用，易于安裝拆卸。鋼結(jié)構(gòu)選用新型優(yōu)質(zhì)鋼材，既提高了設(shè)備的強(qiáng)度和剛度，又使設(shè)備輕巧美觀，載車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝，美觀、強(qiáng)韌、耐用?？刂萍夹g(shù)方面，廣泛采用可編程序控制器

14、和矢量變頻變壓調(diào)速閉環(huán)控制技術(shù)，使運(yùn)行高速平穩(wěn)，節(jié)省電力，振動(dòng)和噪音也趨于最小?？刂菩问接校粹o式、鎖匙式、IC卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機(jī)械式行程開關(guān)、磁性接近開關(guān)、光敏感應(yīng)開關(guān)等，安全保護(hù)裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動(dòng)識(shí)別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車泊位自動(dòng)跟蹤、鏈條和鋼絲繩長(zhǎng)度超范圍報(bào)警和彈性變形自動(dòng)補(bǔ)償、汽車圖象攝影對(duì)比安全檢測(cè)、自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)等。日本是最早應(yīng)用機(jī)械式車庫的國家之一，其在上世紀(jì)60年代初就開發(fā)并使用可最大限度的利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備。當(dāng)時(shí)日本全國汽車保有量大約為500萬輛，大多采用的是垂直循環(huán)

15、式停車設(shè)備。從80年代開始，日本開始向亞洲地區(qū)的韓國、中國及臺(tái)灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國機(jī)械車庫技術(shù)是日本機(jī)械停車技術(shù)的派生。其機(jī)械停車產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開始起步，80年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90年代開始為供應(yīng)使用階段。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長(zhǎng)速度都在30%左右。目前韓國停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國機(jī)械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始，90年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺(tái)，目前停車設(shè)備

16、生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國內(nèi)外市場(chǎng)的需求。在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)

17、模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)無序，個(gè)別企業(yè)為搶占市場(chǎng)，采取低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)；缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對(duì)停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。解決上述問題，需要我們?cè)谡呤袌?chǎng)、管理和技術(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場(chǎng)方面應(yīng)建立車庫市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制，利用價(jià)格杠桿調(diào)高占路停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵(lì)按市場(chǎng)規(guī)則經(jīng)營車庫，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫 第二

18、章 升降橫移式立體車庫機(jī)械部分設(shè)計(jì)2.1 升降橫移式立體車庫的基本結(jié)構(gòu)2.1.1 升降橫移式立體車庫簡(jiǎn)介 1、立體車庫的工作原理升降橫移式立體車庫是指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。升降橫移式立體車庫每個(gè)車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過升、降、橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫地面的車只作橫移，不必升降，上層車位或下層車位需通過中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可進(jìn)入車庫內(nèi)將汽車開進(jìn)或開出車庫。圖2.0 為一個(gè)地上7車位的升降橫移式停車設(shè)備，其工作原理是：三層三個(gè)車位可以升降，二層兩個(gè)車位可以升降和平移，一

19、層的兩個(gè)車位只能橫向橫移，空車位供三層和二層的車位下降時(shí)借用。1 、2號(hào)車位可以直接存放車輛;7 號(hào)車位需下降后再存放車輛;3 號(hào)車位，則需先將1 號(hào)和2號(hào)載車板右移，再將3號(hào)載車板下降; 4 號(hào)車位，則需先將2 號(hào)載車板右移，再將4號(hào)存車板下降；5號(hào)車位需要先將1、2、3、4號(hào)四個(gè)載車板右移，再將5號(hào)載車板下降；6號(hào)車位則需要先將2、4號(hào)載車板右移，再將6號(hào)載車板降下。由于升降橫移式停車設(shè)備對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性強(qiáng)，介紹系統(tǒng)各機(jī)械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 可根據(jù)不同的地形和空間進(jìn)行任意的組合、排列，規(guī)?？纱罂尚。瑢?duì)土建的要求比較低，因此，應(yīng)用非常廣泛。 七車位升降橫移式立體車庫工作原理圖2、立體車庫機(jī)械部

20、分部件結(jié)構(gòu)和功能以三層三列式立體車庫為模型建立研究對(duì)象。升降橫移式立體車庫主要由結(jié)構(gòu)框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)六大部分組成。下面我們重點(diǎn)對(duì)車庫的主要組成(圖2.1所示)進(jìn)行分析。 升降橫移式立體車庫主要組成結(jié)構(gòu)框架立體車庫一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫中我們選用鋼架結(jié)構(gòu)(如圖2.0所示)。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有如下特點(diǎn)：a.可靠性高鋼材在生產(chǎn)時(shí)，整個(gè)過程可嚴(yán)格控制，質(zhì)量比較穩(wěn)定，性能可靠。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體;鋼材的物理力學(xué)特性與工程力學(xué)對(duì)材料性能所作的基本假定符合較好;鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論

21、計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果可靠，所以說鋼結(jié)構(gòu)的可靠性高b.材料的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小與混凝土等材料相比，雖然鋼材的重力密度大，但它的強(qiáng)度和彈性模量較高，而且強(qiáng)度與重力密度之比也高得多。鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而便于運(yùn)輸與安裝，可減輕基礎(chǔ)的負(fù)荷，降低地基和基礎(chǔ)部分的造價(jià)。c.材料的塑性和韌性好鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件不會(huì)因超載等而突然斷裂。破壞前一般都會(huì)產(chǎn)生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時(shí)采取補(bǔ)救措施，避免重大事故發(fā)生。鋼材的韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu)越。d.鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便，施工工期短鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)工廠制造，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度高，質(zhì)量易于保證，是工程結(jié)

22、構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。構(gòu)件制造完成后，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時(shí)還可在地面拼裝成較大的單元，再進(jìn)行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。由于鋼結(jié)構(gòu)具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。e.鋼結(jié)構(gòu)密閉性好鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結(jié)構(gòu)、管道等。f.鋼材的耐銹蝕性差在沒有腐蝕介質(zhì)的一般環(huán)境中，普通鋼材制成的鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)除銹后再涂上合格的防銹涂料，銹蝕問題并不嚴(yán)重。立體車庫多在沒有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，所以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)本身的維護(hù)費(fèi)用低。結(jié)構(gòu)主體采用熱制H 型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強(qiáng)度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安

23、裝，運(yùn)輸方便。上載車板及其提升系統(tǒng)每塊上載車板都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鏈傳動(dòng)組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。其工作原理如圖2.0 ，電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板上升，電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板下降。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需的傳動(dòng)力。根據(jù)傳動(dòng)力及載車板的移動(dòng)速度確定電機(jī)功率。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個(gè)距離確定鏈條的長(zhǎng)度，最后根據(jù)傳動(dòng)力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大小。下載車板及其橫移系統(tǒng)由于下載車板不需懸掛鏈條，所以為了節(jié)省材料，下載車板比上載車板要短。每塊下載車板后部都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，藏于載車板內(nèi)。在下載車板底部裝有四只鋼輪，可以在導(dǎo)軌上行走，其中兩只為主動(dòng)輪，裝于長(zhǎng)傳動(dòng)軸兩

24、端，另兩只為獨(dú)立安裝的從動(dòng)輪。電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)，長(zhǎng)傳動(dòng)軸上的主動(dòng)鋼輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)行走從而使下載車板作橫向平移運(yùn)動(dòng)。根據(jù)載車板及車輛的重量、行走速度、滾輪與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。安全裝置上載車板上裝有上下行程極限開關(guān)和防墜落安全裝置。防墜落安全裝置裝在縱梁與上載車板上停位之間，在縱梁兩測(cè)各裝兩只掛鉤，上載車板兩側(cè)相應(yīng)位置處各裝兩只耳環(huán)，當(dāng)上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動(dòng)套入四只耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機(jī)常閉制動(dòng)器慢釋放后，上載車板在汽車和載車板本身的重力作用下慢慢下滑，壓壞下層汽車。另外也防止制動(dòng)器一旦失靈，上載車板從上停車位墜落，砸壞下層汽車。下載車板的安全

25、裝置主要是行程極限開關(guān)和防碰撞板。行程極限開關(guān)的作用是使載車板橫移到位后自動(dòng)停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時(shí)，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時(shí)，切斷橫移電機(jī)電源，橫移停止?？刂葡到y(tǒng)升降橫移式立體停車設(shè)備的控制系統(tǒng)采用PLC 可編程序控制器控制，主要有手動(dòng)、自動(dòng)、復(fù)位、急停四種控制方法。自動(dòng)控制應(yīng)用于平時(shí)的正常工作狀態(tài)，手動(dòng)控制應(yīng)用于調(diào)試、維修狀態(tài)，復(fù)位應(yīng)用于排除故障場(chǎng)合，急停應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場(chǎng)合。對(duì)于本文中所列的7車位升降橫移式立體停車設(shè)備，PLC 主要要控制二、三層五個(gè)升降電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和一、二層四個(gè)橫移電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報(bào)警顯示裝置等。第三章

26、立體車庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)整個(gè)車庫設(shè)計(jì)由一臺(tái)PLC對(duì)車庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，通過PLC控制載車板縱橫傳動(dòng)裝置以完成對(duì)車輛的存取操作。各車位內(nèi)車輛的調(diào)入調(diào)出由PLC根據(jù)當(dāng)前各車位的車輛存放情況，按照相應(yīng)的調(diào)度策略調(diào)度車輛進(jìn)出。立體車庫的自動(dòng)存取車控制系統(tǒng)包括弱電與強(qiáng)電兩套系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)主要包括各種信號(hào)的采集、報(bào)警與控制輸出。PLC輸出信號(hào)給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關(guān)斷。強(qiáng)電系統(tǒng)包括載車板電機(jī)控制線路、控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器、到位限位及載車板的上下行程限位。車庫采用車位檢測(cè)裝置代替人工找位，用升降裝置輸送汽車到位。系統(tǒng)在面板處設(shè)有急停開關(guān)，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，按下急停開關(guān)

27、。車庫系統(tǒng)控制原理框圖升降橫移式立體車庫的系統(tǒng)控制原理：操作者(人)要通過控制系統(tǒng)信息交流的平臺(tái)(界面)把操作信息傳送給控制系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)處理后，系統(tǒng)把可識(shí)別的控制信息通過輔助設(shè)備驅(qū)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)，來完成車庫現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)作。其系統(tǒng)控制原理框圖。由于PLC的可靠性、抗干擾能力強(qiáng)。國內(nèi)外現(xiàn)有的升降橫移式立體車庫，它們的系統(tǒng)控制形式大都采用可編程控制器控制，特別是應(yīng)用在智能化要求程度高、多車尾、大容量的現(xiàn)代化升降橫移式立體車庫中。PLC的可靠性、抗干擾能力強(qiáng)。 PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖在升降橫移式立體車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車庫內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們?cè)诓煌臅r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)

28、正反轉(zhuǎn);其次是車庫內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設(shè)施等。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關(guān)。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關(guān)。一般小型車庫選用按鈕操作，界面清楚，易于操作，但對(duì)于大型車庫來說要用上位機(jī)來進(jìn)行對(duì)其控制。同時(shí)在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置，因本系統(tǒng)只有開關(guān)量輸入而無模擬量輸入，憑可編程序控制器本身的抗干擾能力和隔離變壓器就能滿足要求，因此可不必再另外增加其它抗干擾措施。3.2 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計(jì)PLC接線設(shè)計(jì)：在升降橫移式立體停車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車庫內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電

29、機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們?cè)诓煌臅r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是車庫內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設(shè)施等。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關(guān)。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關(guān)。同時(shí)在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置，其簡(jiǎn)化接線圖。 簡(jiǎn)化PLC接線圖電機(jī)控制及接線設(shè)計(jì)：在存取車時(shí)車位的升降不能同時(shí)進(jìn)行，車位的升降和橫移也不能同時(shí)進(jìn)行，這兩個(gè)動(dòng)作必須是互鎖的，即當(dāng)上層車位在升降時(shí)，地面層車位不能移動(dòng)，反之亦然，并且上層車位每次只能有一個(gè)車位進(jìn)行上下升降運(yùn)動(dòng)。這些在程序中可采用聯(lián)鎖和互鎖的方法來解決。 電機(jī)控制原理圖3.3 PLC

30、控制程序設(shè)計(jì)本文所設(shè)計(jì)的PLC存取車控制系統(tǒng)只針對(duì)上2層和3層的車位， 而對(duì)于1層車位， 存取車直接開進(jìn)開出即可。控制軟件采用梯形圖語言編寫。程序流程見圖。需要說明的是， 載車板用鏈條依靠載車板上的吊點(diǎn)懸吊在托架上， 在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)， 防墜（安全）掛鉤掛住載車板。在設(shè)計(jì)不同層進(jìn)出車程序時(shí)運(yùn)用了“ 并行分支與匯合” 的技巧， 所謂并行分支指的是各分支流程可同時(shí)執(zhí)行， 待各流程動(dòng)作全部結(jié)束后， 根據(jù)相應(yīng)執(zhí)行條件， 匯合狀態(tài)動(dòng)作。即如果選擇第3層載車板進(jìn)出車， 可以使一層二層同時(shí)平移左移或右移，這樣， 控制系統(tǒng)能自動(dòng)處理設(shè)備動(dòng)作順序之間的聯(lián)鎖或雙重輸出， 而且控制系統(tǒng)的試運(yùn)行及故障檢查非常方便， 可節(jié)

31、約大量時(shí)間， 提高工作效率。 存取車程序流程圖根據(jù)車庫的運(yùn)行控制要求，用戶應(yīng)用程序采用模塊化結(jié)構(gòu)， 由主循環(huán)程序和若干子程序構(gòu)成。用編程軟件支持的梯形圖邏輯語言編寫，系統(tǒng)應(yīng)用的程序框圖如圖3.5 所示。程序設(shè)計(jì)方案如下：（1）初始化程序提出系統(tǒng)的控制信息，掃描各到位開關(guān)信號(hào)；（2）主控制程序按照進(jìn)車優(yōu)先的原則，將最多的車位保持在進(jìn)車位置。每個(gè)載車板運(yùn)動(dòng)之前，需要先判斷目的地是否有空位，有空位才可以動(dòng)作，前后動(dòng)作互鎖。判斷是否有空位是根據(jù)橫移電機(jī)所對(duì)應(yīng)的到位行程開關(guān)動(dòng)作信息來確定的。液壓升降系統(tǒng)啟、停動(dòng)作也是根據(jù)相應(yīng)的到位行程開關(guān)來確定；（3）故障報(bào)警程序故障報(bào)警程序能夠?qū)崟r(shí)地采集設(shè)備異常信息，

32、及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒司機(jī)和管理人員進(jìn)行處理。若在程序執(zhí)行過程中，有人、物侵入車庫空間或車輛超長(zhǎng)，PLC將按照閉鎖關(guān)系停止設(shè)備運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出故障報(bào)警。該程序完整而高效的完成了二層升降平移式車庫全部動(dòng)作，具有安全可靠性。完全達(dá)到了作為民用機(jī)電一體化設(shè)備所應(yīng)具備的條件，充分發(fā)揮了它的作用?？刂瞥绦虿捎媚K化編程形式， 車位運(yùn)行過程中只需調(diào)用子程序模塊， 這樣大大降低了程序的復(fù)雜程度， 方便了程序的修改， 而且為車位的拓展提供了便利條件。整個(gè)程序包括主程序模塊、手動(dòng)按鍵子程序模塊、緊急停車按鍵子程序模塊、初始化程序模塊、存取車位號(hào)賦值程序模塊、空車位號(hào)與移動(dòng)車位號(hào)賦值程序模塊、載車板平移運(yùn)動(dòng)程序

33、模塊、光電開關(guān)子程序模塊、載車板升降運(yùn)動(dòng)程序模塊和故障報(bào)警子程序模塊。程序所用狀態(tài)元件、定時(shí)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均選用具有掉電保護(hù)功能的元件， 當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)元件保持掉電前的狀態(tài)， 以保存現(xiàn)場(chǎng)信息， 待上電后繼續(xù)完成被中斷的動(dòng)作當(dāng)發(fā)生意外情況時(shí)， 按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運(yùn)行并保存現(xiàn)場(chǎng)斷點(diǎn)信息當(dāng)出現(xiàn)電氣或機(jī)械故障時(shí)， 如電機(jī)過載、過熱時(shí)自動(dòng)中止系統(tǒng)運(yùn)行， 并發(fā)出聲光報(bào)警， 同時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)人手動(dòng)方式進(jìn)行故障處理。所謂輸入輸出點(diǎn)定義是指整體輸入輸出點(diǎn)的分布和每個(gè)輸入輸出點(diǎn)的名稱定義，它們會(huì)給程序的編制、系統(tǒng)的調(diào)試和文本的打印等帶來很多方便。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是對(duì)開關(guān)量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，并對(duì)控制速度要求不高，選用一般的可編

34、程序控制器，其具有的自診斷功能和采用的循環(huán)掃描工作方式完全能滿足要求。本系統(tǒng)輸入端有自動(dòng)/手動(dòng)選擇開關(guān)，自動(dòng)工作時(shí)有總開、總停按鈕，有上、下、左、右移動(dòng)按鈕，車位號(hào)信號(hào)輸入若干。輸出端需要控制9臺(tái)電機(jī)(4臺(tái)橫移小電機(jī)和5臺(tái)升降大電機(jī))，加上一些用于人機(jī)交流及安全檢測(cè)的數(shù)字量輸入輸出，如數(shù)字鍵盤輸入、LED數(shù)碼顯示、安全檢測(cè)、及各種操作按鈕等。再考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，選用OMRON公司的CZOOH系列的160點(diǎn)可編程序控制器(96個(gè)信號(hào)輸入點(diǎn)，64個(gè)繼電器輸出點(diǎn))完全滿足容量的要求。我們?cè)诜峙漭斎胼敵鳇c(diǎn)時(shí)按照控制功能分段，相同功能的輸入板和輸出板組成一組。一般情況下輸入點(diǎn)與輸入信號(hào)，輸出點(diǎn)與輸出

35、控制一對(duì)應(yīng)。分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號(hào)分配給每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)。在本系統(tǒng)中報(bào)警器是幾個(gè)信號(hào)共用一個(gè)輸出點(diǎn)，各報(bào)警因素邏輯關(guān)系并聯(lián)后接到報(bào)警輸出點(diǎn)。升降橫移式立體停車庫的輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)的具體分布可按表3.1和表3.2進(jìn)行，該表按照輸入、輸出部分不可重疊來排列的。 輸入點(diǎn)分配0000啟動(dòng)按鈕0113-01153-4號(hào)車右限位開關(guān)0001緊停按鈕0202-02043-4號(hào)車上限位開關(guān)0002-0063-7號(hào)車按鈕0207-02093-4號(hào)車下限位開關(guān)0013門前光電開關(guān)0210-02125-7號(hào)車上限位開關(guān)0014-00151-2號(hào)車左限位開關(guān)0212-02155-7號(hào)車下限位開關(guān)01

36、03-01041-2號(hào)車右限位開關(guān)0301-03071-7號(hào)車光電開關(guān)0108-01103-4號(hào)車左限位開關(guān)0401-0600安全檢測(cè)型號(hào)若干輸出點(diǎn)分配01900-019011-2號(hào)電機(jī)左轉(zhuǎn)01912-019145-7號(hào)電機(jī)提升01902-019031-2號(hào)電機(jī)右轉(zhuǎn)01800-018025-7號(hào)電機(jī)下降01904-019053-4號(hào)電機(jī)左轉(zhuǎn)01710報(bào)警燈01906-019073-4號(hào)電機(jī)右轉(zhuǎn)01711運(yùn)行燈01908-019093-4號(hào)電機(jī)提升01712-017163-7號(hào)車防墜電磁鐵01910-019113-4號(hào)電機(jī)下降安全檢測(cè)輸出型號(hào)若干根據(jù)實(shí)際控制所需要的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，選用歐姆龍公司C

37、ZOOH系列160點(diǎn)可編程序控制器的存儲(chǔ)容量完全能滿足升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的要求。本升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)分為兩種工作方式：手動(dòng)方式和全自動(dòng)方式，可用開關(guān)來進(jìn)行選擇。其中手動(dòng)方式主要用于調(diào)試維修或應(yīng)急情況，也就是通過PLC實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)動(dòng)”，即當(dāng)選擇了車位號(hào)后，再按下“上”、“下”、“左”、“右”鍵，就可以把載車板調(diào)整到預(yù)定的位置。全自動(dòng)方式是立體停車庫的正常工作方式，當(dāng)鍵入某載車板進(jìn)出命令后，系統(tǒng)可自動(dòng)判斷路徑并移動(dòng)載車板，自動(dòng)完成進(jìn)出載車板動(dòng)作，記憶各載車板新的車位狀態(tài)，并刷新載車板有無車信息。在立體停車庫的控制系統(tǒng)中，最主要的是要解決載車板的問題，如當(dāng)車輛要從某一載車板取下時(shí)，我

38、們要移開它下面的所有載車板，這樣就涉及到怎樣移開的問題，怎樣移動(dòng)才能使得所花的時(shí)間最少，移動(dòng)的方式最簡(jiǎn)單，同時(shí)車位的移動(dòng)引起的車位變化也需要我們用計(jì)算機(jī)進(jìn)行記憶，等下一次存取車的時(shí)候我們才能重新進(jìn)行車位的移動(dòng)，不至于引起混亂。程序設(shè)計(jì)中，采用了模塊化的編程形式，車位運(yùn)行過程中只需調(diào)用子程序模塊，這樣大大降低了程序的復(fù)雜程度，方便了程序的修改，而且對(duì)于車位的拓展提供了便利的條件。當(dāng)車位從層數(shù)或排數(shù)上增加時(shí)，只需就其中的一個(gè)子程序和主程序進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)，而其它的子程序基本不必改動(dòng)，大大減輕了以后重新編程的任務(wù)。在全自動(dòng)方式下由于載車板的位置是隨機(jī)的，即使對(duì)于二、三層的同一載車板進(jìn)出車時(shí)，它下層載車

39、板的位置也可能不同，我們不可能把每一種情況都編制一個(gè)程序，經(jīng)過分析，我們發(fā)現(xiàn)同一層載車板的進(jìn)出動(dòng)作是相似的，可以把載車板進(jìn)行分層處理，同一層的使用同一類處理程序，就樣就使得程序大大減化了。為了減少進(jìn)出車的時(shí)間，軟件在設(shè)計(jì)不同層處理程序時(shí)采用“并行分支與匯合”的技巧，即如果選擇三層載車板的進(jìn)出，可以使一層和二層同時(shí)平移，這樣可以節(jié)約大量的時(shí)間，提高效率。我們把該程序分為兩大部分來編制，第一部分為主程序塊，第二部分為子程序塊，該程序的運(yùn)行原理如圖所示： 程序運(yùn)行原理圖主程序控制整個(gè)車庫的運(yùn)行情況，調(diào)用子程序處理各種請(qǐng)求，當(dāng)開機(jī)后，車庫控制系統(tǒng)處于待命狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)行車輛存取時(shí)，先存下層車位，然后再存上

40、層車位，一層車位的存取直接進(jìn)行，一層以上車位的存取要進(jìn)行車位的橫移和升降才能完成。在主程序中有自動(dòng)程序和手動(dòng)程序的轉(zhuǎn)換開關(guān);有出現(xiàn)緊急情況時(shí)的總停開關(guān);有正常運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行指示燈，當(dāng)有人進(jìn)入車庫時(shí)，由于人擋住了光電開關(guān)，運(yùn)行燈停止，車庫自動(dòng)停止運(yùn)行;還有每個(gè)車位和立柱兩側(cè)的光電開關(guān)用它們來檢測(cè)車輛，當(dāng)檢測(cè)到不符合規(guī)定的項(xiàng)目時(shí)，車庫不能運(yùn)行。主程序如下所示：00010002000300330034003500360037000000010002000300040005000600070008000900100011001200130014001500160017001800190020002100

41、2200230024002500260027002800290030015801590160016101620163016401650166016701680169017001710172017301740175017601770178LDORAND NOTAND NOTOUTOUTLDSBS(91)LDMOV(21)HROOMOV(21)HR01MOV(21)HR03LDNOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTAND NOTOUTOUTLD 23010MOV(21)HR03MOV(21)HR04SBS(91)OUT 23009LD 23009SBS(91)LD 00012OR 23008AND 23113AND 2