摘 要

本文设计了一种用于立体车库中的梳齿搬运小车。对梳齿搬运小车进行设计计算，三维建模并进行了运动分析。梳齿搬运小车采用无台板交接技术，广泛用于立体车库中的汽车搬运。本文设计的梳齿搬运小车使用的是齿轮齿条机构来实现被搬运汽车的对中以及梳体的升降，行走机构采用的是电动机驱动车轮在轨道上移动辅以导向轮的方式实现梳齿小车在立体车库中的搬运.

关键词：无台板交接技术；梳齿；立体车库；搬运小车

Abstract

This paper proposes a design of comb type mechanical carts and carrier plate using in a stereo garage. The design and calculation of the comb-carrying cart, three-dimensional modeling and motion analysis. Comb type mechanical carts base on plate-less transfer technology and are widely used for car handling in stereo garages. In this paper, gear and rack gear are used in the mechanism of centering of the transported vehicle and lifting of the car plate. As for transporting system, four motor drived wheels and guide wheels are used to admit the carrying carts moving on the track.

Key word：no plate transform technology; comb type carts; stereo garage; carrying carts

目 录

第1章 绪论 1

1.1立体车库概述 1

1.2立体车库的发展及国内外发展现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 2

1.3论文研究的目的与意义 4

第2章 搬运小车的总体方案设计 5

2.1立体车库对搬运小车的需求分析 5

2.2梳齿式搬运小车方案 5

2.2.1梳齿式搬运小车方案及原理 5

2.2.2夹持式搬运小车方案及原理 6

2.3搬运小车方案的分析比较 7

第3章 梳齿式搬运小车机械结构设计 9

3.1梳齿小车外形尺寸设计 9

3.2梳齿小车的行走系统设计 12

3.2.1梳齿小车行走系统方案 12

3.2.2驱动电机选型 13

3.2.3车轮轴的设计计算 15

3.3．梳齿小车升降行程装置设计 16

3.3.1升降行程装置的设计要求 16

3.3.2升降行程装置的原理 17

3.3.3升降行程装置的分析计算 18

3.4梳齿小车对中系统设计 20

3.4.1对中系统的功能分析 20

3.4.2对中装置的设计 21

第4章 总结与展望 24

4.1总结 24

4.2展望 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1立体车库概述

随着中国城市化进程的加快，经济飞速发展，人民生活普遍改善，越来越多的家庭拥有私家车。随着汽车的普及，交通的压力也日渐体现，特别是在大城市，“堵”几乎成了大城市的代名词。汽车的普及固然为人民的出行带来了便利，但是在繁华的地段，停车却成了大难题，城市中心地段地价高昂，地下停车场也不能满足日渐增加的停车需要，因此立体车库应运而生。立体车库占地面积小，容量高，车辆存取方便，近年来已经被人们所接受。

现阶段我国的立体车库发展基本处于起步阶段，“停车难”的问题得到了普遍重视，因此给机械停车行业带来了巨大的商机。许多国内公司已经投身其中并且取得了很有价值的研究成果。特别是全自动的机械存取车库，以其高效率、低占地面积很受大城市的青睐。

立体车库包含了很多不同的种类。他们的运行原理和结构各有不同。目前对于机械自动停车库，可以划分成9类。包含了：升降横移类、多层循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类、汽车专用升降机类、简易升降类、水平循环类、垂直循环类。他们各有自己适应的场合，有不同的优点和缺点。

1. 升降横移类 利用载车板来对需要停放的汽车进行上下和水平移动的停车设备。具有价格低廉，维护方便的优势。由于这个种类的设备的使用灵活，所以适用于各种不同的场地，无论是室内还是室外均可使用。
2. 垂直循环类 顾名思义，采用垂直方向的循环来存放汽车，类似与一个垂直摆放的转盘。特别节省空间，所以小空间可以采用这种车库设计。最大的特点就是取车时，所有的存放车辆都会随循环一起移动，直到需要取的车移动到出口。
3. 水平循环类 与垂直类类似，水平类是通过水平方向上的循环来实现汽车的存取。
4. 多层循环类 多层循环可以看成是水平和垂直的结合产物。这种车库可以实现水平上和垂直上的多车摆放，通过上下和平面间的循环来实现存取车。比较适合特别狭长的地点设置停车场。普通停车场在这种地方无法设置足够进出的车道，多层循环只需要设置一个出入口，可以完美解决这个问题。
5. 平面移动类 这种车库要靠专门的台车来实现入库车辆的水平移动，上下移动则是靠升降机来实现。可以最大化提升空间利用率，适合大型自动化停车场。
6. 巷道堆垛类 这种停车设备的灵感来源于堆垛式立体仓库。与之类似，采用的是堆垛机或者是桥式起重机把汽车移动到“货架”上。汽车像货物一样被存在大型的立体货架上，成本和技术含量比较高。由于是专门的堆垛机存取汽车，因此存取效率比较高，室内室外都可以选用这种方式。
7. 垂直升降类 与垂直循环类不同，这种采用的是专用的升降机作为“电梯”来实现高层车库的停车难题。
8. 简易升降类 最为普通的车库类型，一般都是两层的升降形式，适合只有一个车库的家庭使用，这样就能存取两辆车。
9. 汽车专用升降机 用于代替汽车走无法行走的坡道，一般用作普通车库的提升机械，这样就能提升空间利用率。

1.2立体车库的发展及国内外发展现状

1.2.1国外研究现状

机械立体车库对于解决停车难的问题是一种行之有效的解决方法。最早的立体停车机械出现在1920年的美国。之后，各式各样的立体车库在世界各国涌现。特别是在汽车行业飞速发展的20世纪60年代，各个发达国家也逐渐出现了停车难的问题，土地资源的紧张使得立体车库得到了飞速发展。由于土地资源的珍贵，日本是亚洲首个发展出机械式停车设备的国家。从1960年开始，日本的机械式停车行业已经初具雏形，由于起步较早，日本的立体车库技术目前处于世界领先地位，这也与日本对立体车库的重视有很大关系。目前日本从事机械式停车库及其设备开发、制造的公司约有200多家，其中生产机械式停车设备的公司约100多家，比较大的公司有新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工等，从90年代起日本每年投入运行的停车泊位都在10万以上。目前全日本已经投入使用机械式停车位超过300万个。其中以升降横移式停车设备为主，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。^[1]

除了日本，在其他的发达国家如韩国、德国的立体车库行业经过半个世纪的发展也已经日趋完善。韩国的立体车库技术是由日本发展而来，产业从20世纪70年代中期开始起步，80年代开始引进日本技术，经过消化生产和本土化，90年代开始为供应使用阶段，当地政府高度重视立体车库的开发以及使用，经过本土的发展和完善，目前韩国的停车设备行业进入了稳步发展的阶段。^[1]

1.2.2国内研究现状

从1980年至今，我国的立体车库行业发展已经30余年。1980年处于研发的早期阶段，到1990年左右，我国引入了一些发达国家的立体车库技术，并且从中学习发展。最开始的立体车库主要是建立在我国的经济发达地区，如北京、上海等。随着人民生活水平日渐提高，我国汽车保有量逐渐升高，立体车库的需求在各个城市都在增加。发展到现在，我国的立体车库行业基本初具规模，但是相对于整体的大环境而言，还处于新兴阶段。对于现实情况而言，我国立体车库的发展还很不完善。特别是人们对新兴事物的发展需要一定的接受时间，在泊位充足的情况下，大多数人目前还是倾向于选择普通的地下停车场，而不是立体车库。同时，人们对于立体车库的安全性也抱有疑问，对其在消防，安全方面的顾虑也是阻止人们选择立体车库的重要因素。由于对立体车库的各方面不是很了解，人们对其便利性以及安全性了解不多，同时立体车库行业大多在大城市发展，多数人不了解立体车库的使用方法，以及对其安全性存疑，这些问题需要通过行业的宣传来克服。

同时，由于目前我国立体车库的技术还不是很完善，在目前看来控制存取车的时间是一大难题。特别是对于大型的堆垛式立体车库而言，存取车的时间还很长，没有达到人们的理想目标。特别是对于上下班高峰时期，依赖于机械设备如搬运小车、升降电梯的立体停车设备很难达到高效存取车。并且，相对于普通停车场而言，全自动立体车库需要大量投入，在目前阶段看来，立体车库开发阶段需要大量的投入，即使投入使用，相对于普通停车场而言还需要增加每年的维护以及管理费用，除非是停车位极度紧缺的高地价地段，立体车库的投入与产出使人们望而却步。^[2]

图1.1 我国立体车库种类分布

1.3论文研究的目的与意义

梳齿式立体车库与夹持式立体车库的核心环节都是采用无台板交接的方法。利用梳齿式的无台板交接技术是实现全自动化车库的原理。固定梳齿设置在地面上，梳齿台架设置在台车上,可进行上下运动,通过台车的上下升降运动即外梳的上下运动实现车辆的交接。

结合车库以及车辆的实际参数及要求，对梳齿式搬运小车进行设计计算，三维建模并进行运动分析。小车要求结构合理、运行平稳、易于加工、易于维修。

对于立体车库，梳齿小车可谓是其心脏部分，在全自动立体车库中，车辆的停靠存取全部依赖于梳齿小车来进行，车主只需要把车停在车库门口指定地点，停车工作就已完成，剩下的步骤由梳齿小车将自动将汽车搬运到系统指定的停车点。在取车时车主只需在车库门口等待梳齿小车将汽车搬运出库即可完成取车。对比与传统的地下停车场，自动车库有着其无法比拟的优势。首先自动车库的梳齿小车代替车主完成了在车库中寻找位置并且将汽车停靠整齐的工作，对于停靠技术不好的司机来说可谓是福音，并且系统自动完成停车操作大大减少了车主在停车场中由于寻找车位以及整齐停靠所浪费的时间，这样也能节省汽车多余燃油的消耗，降低二氧化碳排放。同时，由于自动车库管理系统的存在，可以充分提高梳齿搬运小车的工作效率，并且传统地下停车场需要预留一定位置以方便人们停车以及进出，而立体车库搬运小车完美解决了这个问题，预定的轨道不需要预留传统停车场那样大的容错空间，这将大大提高停车场的空间利用率。对于一些寸土寸金的市中心地段，立体车库搬运小车的出现完美解决了“停车难”的问题。

第2章 搬运小车的总体方案设计

2.1立体车库对搬运小车的需求分析

本文采用的立体车库是类似于巷道堆垛式的立体车库。在这种车库中，搬运小车只需要将汽车直线搬运，转向机构由特殊的辅助机构完成。

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