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开题报告1

本科毕业设计开题报告

题目：

地下旋转自动化提提车库

院（部）：

机电工程学院

专业：

机械工程及自动化

班级：

机械094

姓名：

洪锦超

学号：

2009071217

指导教师：

马爱梅

完成日期：

2013年4月10日

山东建筑大学毕业设计开题报告表

班级：

机械094姓名：

洪锦超

设计题目

地下旋转自动化立体车库

一、选题背景和意义

随着社会经济的发展，居民生活水平不断提高,汽车消费已经成为国民消费第二大热点。

在拉动内需的大背景下,居民购买力不断提升,机动车数量急剧增加，机动车停车难问题开始显现出来。

在很多城市生活小区、餐饮娱乐场所、车站码头、电影院、医院、风景名胜景区、公园、商业购物中心、大型批发市场、农贸市场等大型公共场所要么没有停车场，要么就是车位始终不够用。

不少车主为了找一个停车位常常开着车在一个地方接着一个地方的找。

要是到了周末，很多的公共场所就更难找个车位。

由于停车问题的不到解决，机动车辆乱停放问题也随之增加。

可以说，停车难诱发了不少车主的乱停车行为；反过来乱停车行为也加剧了停车难问题。

“停车难”紧跟“行车难”已成为当前困扰很多城市道路交通发展的又一个普遍性的问题。

停车难是城市化发展必然要面对的问题，国外发达国家有不少值得借鉴的经验，其中之一就是发展立体停车场。

立体停车场具有占地面积较小，空间利用率高，存取方便快捷；安全性、可靠性高；造价低，运行经济；维修简单、维护成本低等优点。

自动化立体车库的车辆存取完全依靠车库的机电设备和控制系统来完成。

汽车行驶到车库指定的地面位置或装置上,司机即可交车,汽车进入车库指定存车泊位的整个存车过程,完全由车库计算机控制的车辆垂直升降系统和水平运输装置完成。

取车由车库该系统把汽车从存车泊位取出并运送到地面交付司机开走。

整个存取车过程,司机不需进入车库,车库实行封闭式管理.汽车在库内及存取时的运行状态参数由车库的各种检测装置、传感器、摄像机等进行检测,并将这些信息输入计算机进行管理和控制。

自动化立体车库集中了现代多方面的先进技术,是科技含量较高的车库,应该是今后停车库发展的主要形式之一。

二、课题关键问题及难点

立体车库的结构类型

立体车库的存车取车方式

车库的地理环境和主要用户有哪些

车主存取车时所用的时间长短

立体车库的建造费用和自动化程度

三、调研报告（或文献综述）

1、全球立体车库行业发展历程

立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。

20世纪50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库。

到20世纪50年代末60年代初，出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库。

1963年，美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。

自动化立体仓库不仅操作简便、零件容易维修更换,而且降低了工业生产中的物流成本,能有效节约建设费用和土地资源，加之其采用劳动力少，可靠性高等优点，一经上市，便在美国和欧洲得到迅速发展，甚至成为一门专业学科。

在亚洲，机械式停车设备采用较早且应用较普遍的国家有日本和韩国。

日本从20世纪60年代初开始研发机械式停车设备。

当时日本汽车保有量为500万辆，其中大多采用垂直循环式停车设备。

80年代，日本开始向韩国和我国台湾省出口产品和技术。

90年代初，其汽车保有量达到6200万辆，机械式停车设备得到高速发展，年递增率猛增到30%以上，品种也从单一垂直循坏式发展为多种型式，至今已开发生产出九大类共计近百个品种。

其管理体制、技术标准等方面日趋完善，在役的立体停车库数量也最多。

韩国机械式停车设备行业是仿效日本起家的，发展历程比较平稳。

20世纪70年代为起步阶段，80年代为引进阶段，90年代为使用阶段。

制造厂约有近百家，已进入我国的有现代集团、LG公司、德山公司（DuksAnEng&M龟Co.，Ltd）、真山公司（JinsanPlantCo.，Ltd）等。

由于受到政府的高度重视，各种机械式停车设备得到了广泛的应用，年递增速度达到30%;2000年为其发展阶段，机械化停车设备将随供应量不断的扩大而得到快速发展。

德国的停车场行业也很发达，生产制造机械式停车设备的厂商约有24家，其多高层钢结构立体车库性能分析和构件标准化中KLAUS和OTTOWOHR两家公司的生产量约占德国总产量的80%。

其它国和地区如美国、澳大利亚、意大利以及我国台湾、港澳地区停车行业也较发达。

2立体车库的分类及比较

按照立体车库相对地面所处位置,可分为:

地下立体车库、地上立体车库、地上地下立体车库3种基本形式.如果按照车辆存放方式分类,则可分为:

坡道式立体车库、半机械化立体车库、全自动化立体车库3种.不同类型的车库在建筑风格、车库容量、车库效能、车库内的设备等方面有很大差别,也使其基本建设投资、使用中的维护费用、社会经济效益、车库使用的方便性等有一定差别.

2.1　坡道式立体车库

坡道式地下立体车库是指汽车的存、取完全依靠汽车自身动力,沿着坡道开行进出车库的较普遍的一种停车库,这类车库的主要特点是:

（1）该类车库停车层数不多,一般设1～5层,停车场单层平面面积从几百平米到数万平米不等,库容由几十个到数千个停车泊位.从防火安全考虑,对于25个以上停车泊位的地下车库应在不同方向上设置2个以上的出入口.

（2）该类车库需为汽车进、出车库设置宽敞的（单车道宽度不小于3m,双车道宽度不小于5.5m）、小斜坡角度（10°～15°）的出入坡道,车库内也需设置较宽敞的汽车走行道路,比较宽松的存车泊位和司机行走通道.

（3）该类车库需要设置库内照明、通风、指引标志、收费装置和安全防火设施等.

（4）车辆存取需司机开车沿坡道进出地下车库并自行寻找停车泊位,车停放后则需步行或乘坐电梯返回地面（多层地下车库均应设有载人电梯从地面直达各层停车场）.

（5）车库实行开放式管理,人员进出自由,安全性较差.汽车在库内开行,排出的废气对库内造成严重污染,必需设置通风装置.

（6）平均每个停车泊位占地面积达30～40m2以上,车库建筑面积有效利用率较低.可以看出,此类车库适合大型公共场所（如车站、机场、体育场馆、广场、公园等）及大型建筑物（旅馆、写字楼等）的停车需要,在用或新建的这种停车库较多.

2.2　半机械化立体车库

为了克服坡道式立体车库的车辆自行出入库所需较长的斜坡通道、较大地面出口及占用较多地面面积,增加存车层数,设计和建造了半机械化立体车库.这类车库专门设置汽车专用电梯,用轿箱垂直运送汽车到达指定存车层,然后由司机把汽车开行到停车泊位,司机再乘轿箱或载人电梯回到地面.半机械化立体车库的主要特点是:

（1）该类车库所占地上面积和空间较少,地下可设多层停车场（4～10层左右）,每层停车场面积可达几百到上千平方米,可建在地上面积狭小而地下空间较宽余的地方,一个出口占地上面积仅几十平方米.比较适合城市中心地区的选用.

（2）车库容量较大,对大容量车库可设置多台电梯.

（3）车库属于半开放式管理.

（4）车库专用汽车电梯需要专人执守和日常维护,并增加一定的开支.

（5）由于汽车在库内自行走式存取,每层停车场都需留出宽敞的通道和宽松的车位,库内必需解决防火、照明、通风、指引标志和人员步行存取车通道等.

这种类型车库适合于城市中心地区大型建筑物的附属车库或机关的内部车库.

2.3　自动化立体车库

自动化立体车库的车辆存取完全依靠车库的机电设备和控制系统来完成.汽车行驶到车库指定的地面位置或装置上（如车篮或载车板）,司机即可交车,汽车进入车库指定存车泊位的整个存车过程,完全由车库计算机控制的车辆垂直升降系统和水平运输装置完成.取车由车库该系统把汽车从存车泊位取出并运送到地面交付司机开走.整个存取车过程,司机不需进入车库,车库实行封闭式管理.汽车在库内及存取时的运行状态参数由车库的各种检测装置、传感器、摄像机等进行检测,并将这些信息输入计算机进行管理和控制.自动化立体车库集中了现代多方面的先进技术,是科技含量较高的车库,应该是今后停车库发

展的主要形式之一.自动化立体车库类型较多,设计各有特色,库容变化较大,可适应各种不同需要,这对自动化立体车库的发展是十分有利的.自动化立体车库的主要特点有:

（1）地上建筑面积较少,停车层数较多,地下标准停车层建筑面积不大,一般在几百平方

米左右,因此适合在地面和地下空间有限的地方兴建.

（2）车库对司机存取车辆提供最大的方便,司机只需在车库门口指定位置把汽车交付或取走,而整个存取车过程都由车库自动完成.

（3）车库实行封闭式管理,对车库安全运行增加了可靠性.

（4）自动化立体车库可以实现快速存取车辆,平均存取汽车周期的时间长短标志着自动化立体车库的装备水平.

（5）自动化立体车库机电装备较多,整个车库单车泊位的投资有所增加.机电设备的日常维护也需一定的开支.

（6）自动化立体车库的库容由十几个到一百多个停车泊位不等,属于中小规模的车库,因此更适合于在城市较多地方兴建.对于需要存车容量较大的地方可以并行建设多座此类车库.

按停车设备和停车形式，将立体车库分为九大类，具体是：

（1）水平循环类

（2）平面移动类（3）巷道堆垛类停车设备（4）汽车专用升降机型（5）简易升降类（6）多层循环类（7）垂直循环式（8）升降横移类（9）垂直升降类。

注：

●——为符合说明的车库型式。

功能与区别

说明

升降横移

垂直循环

巷道堆垛

垂直升降

平面移动

简易升降

与主体建筑的相对关系

内置式

在主体建筑物内部

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地下式

在主体建筑物地下

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独立式

独立于建筑，单独建成封闭式停车设备

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室外式

独立于建筑，在室外露天单独敞露设置

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进车口和出车口的布置位置

下部出入

车辆出入口设在最下部

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中部出入

车辆出入口设在中间部位

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上部出入

车辆出入口设在最上部

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进车口和出车口之间相对关系

直通式

进车口直通出车口，可贯穿通过

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旁通式

进车口与出车口平行错开，非正对式通过

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折返式

进车口和出车口合一，车辆掉头后开出

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双排式

多个进口在一排，多个出口在另一排

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停车设备车位排列层数

单层式

停车车位只排在一个层面上

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二层式

停车车位分两层排列

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三层式

停车车位分三层排列

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多层式

停车车位排列层为五层及五层以下

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高层式

停车车位排列层为六层及六层以上

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有无水平回转台

无水平回转台

没有水平回转台

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有内置水平回转台

有放置在停车设备范围内部的水平回转台

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有外置水平回转台

有放置在停车设备范围之外的水平回转台

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控制及管理系统技术

手动式

人工进行控制操纵

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半自动化

进出车动作某些环节可自动进行

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全自动化

进出车动作及管理全部由计算机进行

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四、方案论证

1、升降横仪式立体车库[3]

升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或横向平移存取停放车辆的机械式停车设备。

升降横移式立体车库每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升、降、横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。

停泊在这类车库地面的车只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可进入车库内将汽车开进或开出车库。

下图为一个地上7车位的升降横移式停车设备，其工作原理是：

三层三个车位可以升降，二层两个车位可以升降和平移，一层的两个车位只能横向横移，空车位供三层和二层的车位下降时借用。

1、2号车位可以直接存放车辆;7号车位需下降后再存放车辆;3号车位，则需先将1号和2号载车板右移，再将3号载车板下降;4号车位，则需先将2号载车板右移，再将4号存车板下降；5号车位需要先将1、2、3、4号四个载车板右移，再将5号载车板下降；6号车位则需要先将2、4号载车板右移，再将6号载车板降下。

由于升降横移式停车设备对场地的适应性强，介绍系统各机械部分部件结构和功能可根据不同的地形和空间进行任意的组合、排列，规模可大可小，对土建的要求比较低，因此，应用非常广泛。

七车位升降横移式立体车库工作原理图

2、家用无避让立体车库

家用户外无避让立体车库，包括框架、控制电路、传动装置和安全装置。

框架由上层车位和下层车位、垂直升降杆和平移导轨组成。

控制电路包括升降电机、回转平移电机，其中升降电机控制上层载车板的升降，回转平移电机控制主柱的平移和回转台的旋转。

传动装置采用电机和链条实现上层载车板的升降。

安全装置，当上层载车板提升到目标位置，上层载车板下的圆柱钢弹出，卡在主柱的圆孔中，同时上方的闭锁钩将钩住升降杆，实现锁死。

当需要停车时，如果是存入下层车库，可以直接倒入车库中即可。

当需要将车停在上层车库时，按下遥控器上的停车按钮，主柱由导轨的最后端平移到最前端，回转平台旋转90°，上层载车板下降到地面，车主将车开到上层载车板上，关闭引擎下车，按下上升按钮，上层载车板上升到目标位置，闭锁钩将上层载车板锁死，同时圆钢弹出，进一步将上层载车板锁死，回转台向后旋转90°，主柱有导轨的最前端移动到最后端，整个停车过程完毕。

当需要取车时，如果取下层车库的汽车时，可以直接从车库将车开出。

如果取上层车位的车时，按下遥控器上的取车按钮，主柱由导轨的最后端移动到最前端，回转台旋转90°，锁死装置由锁死状态变为打开状态，上层载车板由目标位置降至地面，车主上车，将车从上层载车板开出，开出后按下上升按钮，上层载车板上升至目标位置，闭锁钩将上层载车板锁死，同时圆钢弹出，进一步将上层载车板锁死，回转台向后旋转90°，主柱有导轨的最前端移动到最后端，整个取车过程完毕

家用无避让立体车库

1.导轨2.平移平台3.平移回转电机4.平移齿轮5.回转齿轮6.回转平台7.主柱8.链条9.上层载车板10.升降杆11.升降电机12.升降齿轮13.安全装置

3、地下旋转自动化立体车库

旋转车篮式的全自动化立体车库主要由以下几部分构成:

（1）地下车库主体结构建筑；

（2）具有交流变频调速的车库垂直提升机构；

（3）旋转车篮机构；

（4）停车泊位的车辆输送机构；

（5）载车板存储调配系统；

（6）集散式车库运行控制系统；

该自动化立体车库主要有以下特点:

（1）车库容量适中,可通过调整地下存车层数改变车库容量以适应不同需要；

（2）车库采用集散式控制系统,具有安全、可靠、灵活等特点；

（3）车库设置多种监测装置和传感器,对车库运行实行多种参数监测和反馈控制,极大提高了车库运行准确性和安全性；

（4）整个车库占用地面、地下空间较少,每个停车泊位占用车库建筑面积较少；

（5）车库运行采用交流变频调速电机和计算机控制,运行速度合理化,可较大提高效率和降低能耗；

（6）具有独特的旋转车篮机构和车辆平面运送机构；

（7）该型车库可以多个并行联建,适应较大存车需求。

a立体车库垂直剖面图b旋转车篮c车库标准停车层平面图

地下旋转自动化立体车库

结轮

升降横仪式立体车库每组设备必须留有至少一个空车位；为链条牵动运行过程不具有防止倾斜坠落功能，建造大规模停车立体车库时占地面积较大。

家用无避让立体车库一次最多只能存取两辆汽车，适用于家庭私人停车位的改建，存取车时间较长，没有完善的闭锁和监测系统，没有采用足够的安全措施和消防系统，相对比较故障率高。

地下旋转自动化立体车库是解决城市停车，尤其是小区停车难的问题的最有效办法之一，全封闭车库，存车安全，占地面积小，在寸土寸金的城市中建设是可行的。

具有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全措施和消防系统，存取车过程全部实现自动化管理，有效的缩短了停车时间。

参考文献：

[1]李斌.新型巷道堆垛式立体车库的虚拟设计[J]河南工程学院学报（自然科学版）2012年12月第4期

[2]贺勇军.立体车库的结构形式及应用发展[J]建筑科学与工程学报第26卷2009年12月第4期

[3]徐宁.智能立体车库的应用及研究[J]机电产品开发与创新2009年1月第1期

[4]杜桂荣，彭斌，等.多层升降横移式立体停车库的结构和控制系统[J].起重机运输,200年4月

[5]童林旭.地下汽车库建筑设计.北京:

中国建筑工业出版社,1996

[6]张启君.立体车库的主要形式及技术特点[J].机电产品开发与创新,1999,（55）

[7]杨登孟.智能立体车库的应用探析[J]中国科技信息2010年第8期

五、进度安排

4.8-4.13毕业实习，完成实习报告。

4.15-4.27查阅立体车库的相关资料，国内外研究现状，熟悉相关设计标准、规范等，完成外文翻译、文献综述，完成开题报告的撰写。

4.29-5.11初步设计阶段，进行设计方案的比较、论证、完成设计草图的绘制。

5.13-5.25设计计算阶段，完成给定任务的立体车库的设计和主要尺寸参数的计算。

5.27-6.8设计绘图阶段，完成给定任务的立体车库装配图和零部件图的设计与绘图。

6.10-6.22撰写毕业设计说明书，整理资料、准备答辩。

六、指导教师意见

签字：

年月日

七、教研室（或开题审查小组）意见

签字：

年月日