智能立体车库 作品说明

参赛单位：北京交通大学 指导老师：洪建平 设计成员：金敏正 林斌 何昕 赵青 - 2 -

目录 一、简介………………………………………………………………………………3 二、设计初衷…………………………………………………………………………4 三、方案设计…………………………………………………………………………4 四、结构设计…………………………………………………………………………6 五、程序设计…………………………………………………………………………10 六、作品评价及应用前景……………………………………………………………14 - 3 -

一、 简介

此智能车库可以在一块面积很小的土地上建立起一个具有相当规模的停车场，对空间具有极高的利用性。每个车位都对应有自己的惟一的智能卡，通过智能识别读卡机来识别每张卡所对应的车位，能非常方便的实现一车一位一卡的功能。智能车库主要是通过智能识别读卡器、旋转机构、升降机构以及伸缩机构将汽车准确地存入到指定的车位。 具体操作是：在存车时，将对应车位的智能卡插入智能识别读卡器中，控制中心读取卡中的信息，进行判断车位，发出指令，将停车板取下，把车停在停车板上，然后按下存车按钮，车就会自动地存入指定的车位。取车也是同样的原理，当取停车板的时候就将车取下来了，把车开走，然后按下存按钮，停车板就会自动存入原来的车位。整个过程都体现了车库所需要的平稳、安全、准确的特点。 - 4 -

二、 设计初衷 随着社会的发展，时代的进步，汽车的数量是越来越多，可是汽车的存放成了车主的一个令人头疼的问题。因此就得要解决车位问题，如何解决呢？要是一味的增加停车场的数量或扩大停车场的规模，那么，越来越多的土地就会被占用，这样不仅在很大程度上浪费了土地资源。尤其是在大城市里，土地资源本来就是相当的稀缺，汽车数量的增长与车位的增长就成了一个矛盾。因此想通过这个创意，在很小面积的土地上建立一个相当规模的停车场，这不仅解决了汽车数量增长与车位稀缺的矛盾，而且也为城市的发展节省相当的土地资源，用来建设其他城市设施。这样的停车场可以在居民小区建造，在商业区建造，也可以在公共场所建造，用来存储车辆。

三、 方案设计 为了实现在最小的面积上停放更多的车辆，我们采取立体结构来存放汽车，为了进一步的提高空间的利用率采取将存车架均匀的布置在执行机构的周围。 执行机构由螺旋杆升降机构、存车平台构成，执行机构通过螺旋杆升降机构将存车平台升降到指定的车库层，并且用蜗轮蜗杆将升降台旋转到指定的车位，然后用伸缩平台将车存放在指定的车位。 构件图： 1-旋转电梯

2-电机 3-底板、 4-升降平台 5-伸缩平台 6-车位 7-智能识别读卡器 8-旋转电机 9-入口通道 10-载车板 - 5 -

主要元件的图片、功能表 元器件 图 功能 说明 M1 载物台的升降 为了增加平稳性，采用双电机 M2 载物台的伸缩 通过时间来控制伸缩的距离 M3 升降塔的旋转 为了增加平稳性，采用双电机

M4 提供光源 同时控制四盏灯，分别给E6、E7、E8、E9提供感应光源

E1 乘入层的定位 用于执行机构的下降恢复的定位 E2 层高的定位 每碰到一次作为一个上升单位 E3 升降塔旋转定位 每碰到一次作为一个旋转单位 E4 程序启动总按钮 是智能识别读卡器的一部分 E5 存按钮 在执行完“取”的程序后，由车主按下 E6 E7 E8 确定每层的具体车位 采取排列组合的方式进行车位编码（具体编码如下表）

E9 控制层 控制车库层，E9为0时，对应二层；E9为1时，对应三层

实现过程：

通过智能识别读卡器将智能卡中的信息读取到控制中心，控制中心对读入信息进行判断，确定指定存取的车位。然后发出指令，启动对应程序，控制各个执行机构，按照确定的先后顺序、轨迹运动，最终实现车主的存取要求。 特点： 占地面积小，空间的利用率高，结构简单，外型紧凑，存取方便，而且可以实现智能化存取。非常适合人口密集，而且土地稀缺的城市，可以在小区、商业区、医院以及其他公共场所建造。这样不仅可以为城市的建设节省更多的土地资源，而且还可以优化城市建设的布局。 - 6 -

四、 结构设计 （一） 旋转机构：

旋转机构是由蜗轮与蜗杆构成。电机M3将动力通过减速箱传递给蜗杆，蜗杆再将动力传递给与旋转电梯固定的蜗轮，使蜗轮与电梯架同步转动，而且在旋转电梯下方安装继电器E3，与地面上定位标组成旋转定位装置，通过指定的程序进行控制，以达到转动到指定的存取方位。

旋转程序说明： 逆转45° ——首先，启动M3使其顺时针工作，并且持续1秒（保证E3与地面定位标碰到后，能够继续执行下一个转动程序），然后判断E3是否处于1的状态，如果没有则M3继续执行以上程序，否则，停止转动。 顺转45° ——程序的基本原理几乎与逆转45度相似，只是转动方向相反。 - 7 -

（二）伸缩机构： 伸缩机构是由升降平台和伸缩平台组成。电机M2通过减速箱将动力传给齿轮，齿轮与齿条相互配合，并由M2的正反转控制伸缩平台的伸缩。伸缩的距离由程序通过定时控制。

（三）升降机构：

升降机构由升降平台和电机、齿条组成。电机M1通过减速箱将动力传给齿轮，齿轮与齿条相互配合，由M1的正反转实现升降运动。而且在升降平台上安有继电器E2与旋转电梯架上的定位标组成层数定位装置，通过指定的程序进行控制，以达到升降到指定的层数。在旋转电梯底部安有继电器E1，当升降平台下降到底部与E1接触时，通过相应程序判断E1的状态，以达到升降平台底部的定位的作用。 - 8 -

旋转程序说明： 上一层 ——首先启动M1使其顺时针转动，并且持续1秒（保证E2与层数定位标碰到后，能够继续执行下一个转动程序）然后判断E2是否被碰到，如果没有则M1继续执行以上程序，否则，停止转动。 下降恢复 ——首先启动M1使其逆时针转动，然后判断E1的状态，如果E1处于1的状态， M1停止，否则继续执行以上程序。

（四） 智能识别读卡器： - 9 - 智能识别读卡器的工作原理如下表所示：

编码 E9 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 E8 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 E7 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 E6 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 车位 2-1# 2-2# 2-3# 2-4# 2-5#2-6#2-7#2-8#3-1#3-2#3-3# 3-4# 3-5#3-6#3-7#3-8#

智能识别读卡器由光电感应系统和继电器组成。当插入智能卡时，在智能读卡机底部的继电器E4处于1状态，启动主程序。然后智能读卡机通过判断4组光电感应元件的不同组合的，读取卡上的信息，以此来判断指定车位，并选择相应的程序实现“取”（存车时是取停车板）操作，等待车的存取准备就绪后按下E5，继续执行“存”（取车时是存取下的停车板）操作。 - 10 -

（五） 车位布置： 由8个多层车位均匀的布置在存取机构的周围，分为底层、二层、三层……底层车位不需要存取机构，直接存取。车位采取环行布置，极大的利用有限的面积实现最大的存取容量。

五、 程序设计 主程序及部分子程序的简略说明： 主程序的执行过程：智能卡插入智能读卡机，将E4置于1状态，存取程序启动（灯亮），持续0.3秒等待完全读取智能卡上的信息，进而判断所要存取的车位，进行指定车位的“取”（存车时是取停车板）操作，发出提示声。等待车主准备就绪后，按下E5，使E5处于1状态，程序便继续执行“存”（取车时是

存取下的停车板）操作。然后对自定存取循环次数减1后进行判断是否0≤，若是，则停止所有程序，否则返回等待再次插入智能卡。 - 11 - - 12 -

在执行机构正确的到达要存车的位置时，启动电动机M1，使它持续0.4秒，以使载车台比车架高出一段距离便停止M1，然后启动M2，使它持续4.2秒，使载车台伸到存车位置，然后停止M2，等待M1向下运动0.6秒，然后停止M1，以便将载车台停放在车架上，再启动M2，使其将载车台受回到原来的位置后停止，等待下一个命令。

在执行机构正确的到达要存车的位置时，启动电动机M1，使它持续0.15秒，以使载车台比车架低出一段距离便停止M1，然后启动M2，使它持续4.2秒，使载车台伸到存车位置，然后停止M2，等待M1向上运动1.1秒，然后停止M1，以便将载车台从车架上取下汽车，再启动M2，使其将载车台受回到原来的位置后停止，等待下一个命令。 - 13 -

车位存取程序（3层3号位为例）： 当主程序判断车位为3层3号位时，执行左边的程序操作。首先是顺转90°，上升到第3层的位置 执行“取”操作；然后下降恢复到底层，逆转90°回到初始位置，停止。

执行完取操作后，发出提示音，提示车主，等待车主按下E5。