发布时间 : 星期二 文章城市窄空间立体停车库本科开题报告 - 图文更新完毕开始阅读b3f0994bdf80d4d8d15abe23482fb4daa58d1db8
一、选题背景、意义及国内外研究现状 1、选题背景 着经济社会的急速发展，人们的生活水平不断提高，汽车的保有量也迅速增长，导致我国大中城市普遍存在着停车难的问题。由于人们早期对此认识不足，停车场多为平面式，占地面积大，效率低，不能满足人们的停车需求。为了在更小的占地面积里容纳更多的私家车，机械化的立体车库成为了首选。 2、国外立体车库的发展 从上世纪70年代末开始，机械式停车设备的研究开发和制造技术逐步在许多土地面积小，人口和汽车数量众多的国家和地区得到重视。其中以日本、美国、德国等为代表的发达国家在立体停车设备方面的研究已经走在世界前列。例如日本，它在上世纪 60 年代初就已经开始研发机械式停车设备，使它有限的土地面积得到充分的利用，可以说日本是最早应用机械式立体停车库的国家之一。日本当时主要采用垂直循环式停车设备，从80年代起日本开始对外出口产品及技术，如亚洲地区的韩国、中国及台湾地区。 3、国内立体车库的发展 我国机械式立体设备的早期研究开发工作是从 80 年代中期开始的，这些机械式立体停车设备主要是在引进其他国家的技术的基础上通过自主研发，改造完成。 近些年，我国在立体车库的技术方面发展的很快，机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等相关技术在立体车库方面有了较好的应用。国内也越来越重视立体停车设备的研究工作，从 2004 年起，国家质量监督检验检疫总局对停车设备生产企业进行许可证评审工作，规定在 2005 年 3 月 31日前未取得生产许可证的企业，不得从事停车设备的生产工作。在国内很多高等学院和研究院都投入技术力量，对立体停车设备的各个方面，包括设计结构、存取方式、系统控制、系统可靠性、工艺性等方面进行研究，取得了较好的成绩。与此同时，国家也进一步发展和完善与停车产业相关法规和各项标准，对停车行业的发展进行规划管理。目前我国行业标准主要参照日本等国家的标准，在考虑中国国情后予以相应的本土化。目前停车设备生产厂已发展到几百家，生产各种类型的停车设备，有些停车设备已开始出口。但是，国内的机械停车设备中现在还存在着一些问题，如生产企业的规模达不到要求，特别是生产过程中缺少科研设计单位的参与，导致生产能力不足，技术创新能力严重不足；在技术标准方面各企业不统一；多数产品技术水平低，大多都是仿效或引进国外技术制造等。 4、立体车库的分类和优缺点 （1）、升降横移类立体车库 升降横移类立体车库的工作原理是载车板通过升降动作和横移动作来进行存车或取车。这类车库的规模可根据地理条件变化，有多种形式可供选择，在实际使用中比较方便，因此应用普遍。其主要组成包括：钢结构框架、载车板、传动系统、安全防护系统、控制系统等。在现实中，升降横移类立体车库大约占了70%。 这类车库的不足之处在于要为车辆的存取建立通道，即每组设备之间必须留出一个车位，浪费空间。同时这类车库一般占地面积大且停车规模有限。
（2）、垂直循环类立体车库 工作原理是通过在竖直方向的循环动作达到存车或取车的目的。这类车库最大的特点是节省占地面积。 而它的缺点是存取车速度慢，耗能多，由于其结构复杂，故障率高。 （3）、水平循环类立体停车库 其工作原理是通过水平方向的循环移动将车辆逐个移至升降机平台，从而进行存取车工作。这类车库造型较长，适于建造在窄长的地形，整体空间较大，对通风装置的要求不高，所以相应的成本也降低不少。 其缺点在于这类车库对于空中空间的利用不多，占地面积大，目前使用的并不多。 （4）、多层循环类立体停车库 此类车库通过载车板的上下往复动作来存取车辆，型式有圆形循环式和方形循环式。这类车库不需要提供坡道，占地面积少，可实现车辆存取的自动化。 它的不足在于机构比较复杂，维护成本大，一般这种车库只有一个出入口，取车效率低，如果依次取车，第二十辆车约需等候30分钟，故目前使用较少。 （5）、平面移动类立体停车库 这类车库通过搬运机在平面上移动车辆达到存取车辆的目的。 优点是建造成本低，且可满足体积较大的车辆的存放。 缺点是结构设计复杂，带来较高的故障率，存取车时间较长，综合实用性不强，生活中使用较少。 (6)、堆垛类立体停车库 这类车库是通过巷道堆垛机的水平和垂直方向移动，达到存取车的目的，设计理念借鉴了自动化立体仓库的原理，使用的技术涵盖机械、光电和自动控制。由于此类车库大多为封闭式，所以车辆自身的安全得到了一定的保证，但是这类车库结构复杂，故障率高，每个车库堆垛机数量少，存取车时间长，目前应用不多。 (7)、简易升降类立体停车库 这类车库一般至少建造成两层，通过升降机构来存车或取车。 此类停车设备的使用方便、结构简单，适合建造在较小空间的地方，不会影响其他空间的正常使用，空间利用率高，安装方便，与传统的平面停车场所相比同样的土地面积至少可容纳两倍的车辆数目。不足点是整体的结构设计不合理，当建造层高于两层时，受风力的影响会发生摆动。安全性不高，现在还处于改良时期，实际应用不多。 （8）、垂直升降类立体车库 这种立体车库靠提升机的垂直动作和水平动作进行车辆的存取，具体一般分为3类：第一类时扇形存取。该存取方式要求停车位设计为扇形形状，且以电梯井道作为停车库中心。这种方式允许配置的停车位数量相对较多，然而存取机构设计较为复杂，实现难度大；第二类时圆周存取，该存取方式要求以以电梯井道作为中心点，并以圆周方式来布置停车位，这种方式可以安排最大量的停车位，但存取机构设计十分复杂；第三类是左右两侧存放车辆，这种设计方式在每个楼层的停车位只能设计两个。电梯停在该楼层后可实现左右两侧的车辆存取，这种设计较为简单，但存取车辆较为有限。垂直升降式立体车库的特点是可实现高层建造，根据实际情况可建造 20-25 层，车辆容量大，对土地面积要求不高，土地资源利用率高，适合建造于车流量比较多的城市中心，
缓解交通压力。 这类车库的不足是结构设计比较复杂，平均车位成本高，且故障率较高，必须设计有完备的闭锁和监控系统。 图1 圆周存取式垂直升降立体车库 （9）、汽车专用升降机 这种设备的作用是移动不在一个平面内的车辆，而且只有移动功能，不具有一般停车场的用途。它仅仅只是汽车进出不同地方的斜坡道的替代品，不做详细论述。 5、个人见解 目前的立体停车库国家规定为以上9类，各种设计方案各有优劣。本次设计考虑车辆安全性，存取车工作效率以及对占地面积的需求，考虑圆周存取式垂直升降立体车库为最优。它作为全封闭式停车库，可抵御恶劣天气和人为因素的破坏。整体结构紧凑，对地形的要求比较低，适合在较小的面积上建设。主要的移动机构为中央电梯和旋转平台，易于维护，能耗低，最符合要求。立体车库是解决现在都市停车难问题的最佳解决办法，而这个设计的难点在于如何更好的利用有限的土地面积，容纳更多的车辆，同时保证存取车的效率。在此基础上还要能够尽量做到节能减排，可以说这个课题不但具有非常高的实用价值，还具有相当的挑战。
二、主要内容、研究方法及拟要解决的问题 1、曳引机构设计 曳引机构由电动机、制动器、减速箱及曳引轮所组成。主要进行电动机选型，制动器设计，减速箱设计和曳引轮尺寸设计。曳引机构工作时，由电动机输出动力，经过减速箱减速输出至曳引轮，带动钢丝绳提升或者放下提升平台。当提升平台到达相应楼层时，由制动器进行减速。 2、配重机构设计 主要计算对重块质量，设计对重块布置方式用以平衡曳引机构两边的重量，同时需要选择合适的钢丝绳来承担两边的拉力。配重机构是用来平衡提升平台的重量，增加提升重量的同时做到节能减排。 3、存取车机构（提升平台，载车平台）设计 存取车方案选用叉梳式，它通过提升机构和停车位上的两个叉梳的相对交错运动来实现车辆的存取。设计内容包括叉梳结构的设计，叉梳移动机构，动力机构的设计。在提升平台上需设计有旋转平台，用以转动其上的载车平台对准车位。设计内容包括旋转平台设计和旋转传动机构设计。 4、导向机构设计 采用导轨式导向，载车平台通过提升平台和车位下方的固定导轨，将车辆运送到车位叉梳上，然后通过导轨回到载车平台中央。设计内容包括载车平台限位装置设计和导轨的设计，导轨需考虑提升平台与车位平面可能存在的高度误差设计有一定的对接的余量，保证载车平台的稳定移动。 5、保护机构设计 保护机构是用于防止突发情况导致的提升平台坠落的机构，，设计内容主要为安全钳的设计、缓冲器设计，和限位保护装置设计。 6、钢结构设计 车库采用全钢架结构，采用圆周存取式立体车库的车位布置，整体为圆柱形，中央留有电梯井。设计内容包括结构设计，载荷校验和钢材选取，目标要求其在8级风时能正常使用，12级风时不被破坏。 三、进度安排