基于的立体循环式停车机构

1 项目背景

随着生活水平的提高，私人轿车的拥有量一直在增加。到目前为止，全国汽车保有量高达2.05亿辆，其中31个城市的汽车数量超过100万辆，北京、成都、重庆、上海、苏州、深圳、天津、郑州、西安、东莞汽车总量位居全国前十，均超过250万辆，北京市汽车数量更是高达550万辆，各大城市的马路拥堵、乱停乱放等问题逐渐凸显出来。汽车数量的快速增长导致人们对停车位的数量有更高的需求。然而公共场所、住宅小区停车位严重不足，进一步引发停车难等问题。由于土地容量有限，停车位往往占用较多空间，这些均表明停车位的建设与发展受到了空间条件的制约。对于以上情况，我们可采用基于PLC的立体循环式停车机构来解决。该立体停车机构占地空间小，资源利用率高，结构比较简单，造价低廉，因此得到广泛应用。

2 基于PLC的立体循环式停车机构及工作原理

立体循环式停车机构把停放车辆用的各个托架按着一定的间距安装在转动的链条上，托架在竖直面内呈椭圆形配置。电动机带动链轮，链轮带动链条，使存车托架随链条一同作循环运动，以此完成存取车辆的目的。图1所示为基于PLC的立体循环式泊车机构示意图。

图1 基于PLC的立体循环式泊车机构

本文设计的车库是小型的五层八车位的的立体循环式停车机构，该立体车库共分为五层，每一个停车位均可依靠链轮作循环运动。该机构的最下层为存取车辆的必经层，当某个车位需要存取车辆时，只需托架作简单的循环运动使该托架位于最下层即可。本文设计的车库可涉及多个车位的存取，位于最下层的车辆可以直接开出，对于高层中车辆的存取，是通过托架沿链条的循环运动实现的。当最下层停有车辆时，该机构会自动将新的空车位转动到最下层。当进行取车操作时，系统会将该车位沿最短路径方向旋转至最下层。为了实现效益最大化，即减少停取车时间，该电动机应具有正反转的功能以达到快速存取的目的。该机构中托架的运行是通过PLC控制系统完成的。在这个控制系统中，针对如何可以让托架运动到目标位置，我们应用了行程开关。行程开关分为多种，这种开关被用来限定机械运动的位置。为了能够保证托架平移到指定的位置，所以选用滚轮式行程开关。

我们采用光电开关来判断托架上是否停有车辆。光电开关安装在不同的位置上具有不同的功能，从而进一步提高了它的实用性。为了判断车辆是否停到指定位置，我们在托架的两侧分别安装了光电开关的接受和发射装置。与此同时，我们在托架的对角上也安装了光电开关，目的是为了判断托架上是否有车辆。我们还安装了光电开关在车位的入口两侧，这样可以进一步提高机构的安全性。光电开关种类很多，在实际应用中，一般采用对射型光电开关来判断停车位上有没有车以及车是否停放在指定位置。对射式光电开关的特点在于：灵敏度高，亮度高，功耗小，响应时间短，使用寿命长。如果在机构运行过程中发生意外情况，光电开关就会被遮挡，此时PLC会接收到信号，输入发生变化，蜂鸣器就会报警，设备运行自然就停止了。

图2 PLC的基本结构

图3 控制系统组成框图

3 基于PLC的立体循环式停车机构的控制系统

3.1 PLC的基本结构

PLC的基本结构如下图2所示，主要由CPU、电源、存储器和输入输出接口电路等组成。中央处理单元由控制器、运算器和寄存器三部分构成。

3.2 立体循环式停车机构的控制系统

立体循环式停车机构的控制系统组成框图如图3所示，该控制系统主要由检测系统、PLC控制系统、存取车系统组成。

（1）检测系统。检测系统主要用来检测各停车所用托架是否有车以及判断托架是否运行到了指定位置，因此，光电开关和行程开关广泛分布在检测系统当中，同时，检测系统还起到安全的作用。

图4 控制流程图

图5 存取车流程图

（2）PLC控制系统。PLC控制系统是立体循环式停车机构的控制系统的核心，它的主要功能是接收和分析计算机传输过来的数据进行整合然后做出合理的安排，再反馈到循环转动装置去控制电动机的转向以及需要转动托架的编号，从而完成车辆的存取操作。图4所示为具体控制流程图。

（3）存取车系统。车辆进出口处安装有IC卡读卡机以识别车主身份，车主存车时，车主需进行刷卡并按下存车键，此时计算机将IC卡号以及时间读入，然后通知检测系统开始查找空托架并且提供空托架对应的编号（每个托架都对应一个编号），通信模块把转向以及车位号传输给PLC，PLC控制系统再控制循环传动装置把对应的托架转动到入口处，车主将车开入托架，稳定后按确认键即可。车主取车时需进行刷卡并按下取车键，计算机开始读取数据并计算存车时长进行收费，同时将IC卡号，存取车时间等信息通过打印机打印出来，然后通信模块把转向以及车位号传输给PLC，PLC控制系统再控制循环传动装置把对应的托架转动到出口处，车主将车开离，检测系统检测到车已开离时，车库关门。图5所示为存取车流程图。

文章来源：《机械传动》 网址: http://www.jxcdzz.cn/qikandaodu/2021/0413/409.html