毕业设计论文露天智能泊车库方案设计模板.docx
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毕业设计论文露天智能泊车库方案设计模板
露天智能泊车库方案设计
前言
据预测,2007年全国汽车保有量将达3356万辆,2020年达1.3亿辆,这些车辆主要集中在大城市。
一般情况下,机动车10%—20%的时间在路上走,剩下的80%—90%的时间要停着。
北京是全国各大城市中汽车保有量最多的城市,截至今年7月已经达到222万辆,而停车位却只有50万个,解决停车难迫在眉睫。
在我国的停车产业发展中还存在一些问题,如没有统一的技术标准;多数产品是仿效或引进国外技术制造,技术水平低;缺少具有一定规模的企业,生产能力不足;市场竞争无序,个别企业为抢占市场,采取低价竞争;缺少科研设计单位的参与,技术创新能力严重不足;政策不配套,对停车产业发展和管理严重滞后等。
解决上述问题,需要我们在政策、市场、管理和技术多方面作出努力。
政策方面应参照发达国家的有关政策法规,规定专用和公共停车位数量,实现投资主体多元化,确定合理的停车收费标准,界定停车库的属笥,给予投资和经营相应的优惠政策,使其有利可图。
市场方面应建立停车库市场运行机制,利用价格杠杆调高占路停车收费标准,逐步消除“路满库空”现象。
鼓励接市场规则经营停车库,并实施政府监督和政策调控,使停车产业良性发展。
管理方面应把停车库建设纳入城市总体规划,对停车问题进行专题研究,使停车库真正用业停车,道路用来行车,理顺停车库管理职责,制定严格的管理处罚措施。
技术方面应建立市场准入机制,实施专业化、协作化分工,发展技、工、贸一体的集团专业公司,以市场为导向,提高技术水平和产品质量,培养产品持久的竞争力。
作为现代大都市的标志,立体建筑和立体交通都有了显著发展,道路拥挤、车满为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音,发展立体停车已成为人们的共识。
目前我国经济正处在高速发展时期。
随着人们生活水平的不断提高和加入世界贸易组织步伐的加快,汽车普遍进入家庭已为期不远,停车市场前景广阔。
机械式立体停车库既可以大面积使用,也可以见缝插针设置,还能与地面停车场、地下停车库和停车楼组合实施。
是解决城市停一难最有效的手段,是停车产业必然的发展趋势。
1市场调查分析
1.1当前的情况
目前,都市停车难的矛盾主要体现在住宅小区、商业区、写字楼。
要在短时间内缓解以上三大区域的停车难,最主要的方法就是建造立体停车库。
自70年代末起,世界经济高速发展,汽车逐渐普及,保有量不断增加,迫使地少人多、车多的国家、地区和一些发达国家积极开展了机械式停车技术的研究开发制造应用,以日本、美国、德国等为代表发达国家在停车技术领域的研究处于世界领先水平,韩国和港、澳、台地区的停车业也通过引进——移植制造,得到了蓬勃发展,较好地解决了本地区的停车难,并开始向外输出技术和出口产品。
私家车的飞速发展为人们的生活提供了很大的方便,但随之而来产生了一系列的问题。
汽车在给人们带来交通快捷方便的同时,由于停车管理不善等问题也给人们带来了诸多不便私家,比如交通压力增加,道路拥挤,堵塞,停车困难等等,很多城市的拥挤地段,汽车的停车问题一直是个难题。
因此,近年来汽车的停放问题已成为许多有识之士重点研究的新问题。
为满足人们生活和工作环境更科学、更规范的要求,管理高效、安全合理、快捷方便的停车场已成为许多大型综合性建筑物和居民小区必备的配套设施。
地处繁华地带的许多高级公寓、写字楼、宾馆、办公楼、球场等停放汽车较多,车流量大。
再者地区发展极其不平衡,可从各地的新增机械式停车库分布图中看出,分布图如上图所示。
在大城市的中心地带,密集住宅区,旅游胜地等等,高峰期的停车都是一个大问题,以现有的停车场无法满足需要,建设新的停车场也是一个难题,这些地方的用地都是寸土如金,根本没那么大的地方和空间来修建停车场。
设计一种新型的,环保的露天智能停车场,市场前景将会非常好,目前有的城市已经建设了一些新型的停车场,可是不能大众化,推广开来,因为那些只适合一些具体环境,无法应用到其他的地方,所以现在急需开发一种高智能化,高适应性,大众化,而且环保的泊车库。
停车场的收费也是大家关心的一个问题,很多繁华地段的停车费是很贵的,本身车位就紧缺,但即使那样还是无法满足人们的停车需求,很多地方出现一种出钱都停不了车的情况。
根据调查显示,这些年来我国城市的汽车数量急剧增加,据有关专家统计,平均5~6年城市的车辆数就增长1倍,这不但给动态交通,而且也给静态交通带来了很多难题。
突出的问题是停车空间不足,城市用地紧张,导致城市的动态交通进一步恶化。
如何缓解这一矛盾,个人认为因该主要针对直接影响静态交通的停车场进行合理的规划与设计。
世界上任何先进技术的应用无一不是社会进步的标志和社会发展的需求。
新型停车场的智能化建设也一样,随着社会的进步和发展,人们的生活方式发生着深刻的变化。
城市的交通拥挤便是这种变化引起的现象之一。
城市由于交通设施的增加造成的交通拥挤甚至混乱给人们的生活带来极大的不便,这种不便迫使人们去寻找高技术的有效手段去解决这种不便。
智能化、立体化的停车场就是顺应这一时代需求的高技术产物。
这不仅可以有效地解决乱停乱放造成的交通混乱,而且可以促进交通设施的正规化建设,同时也尽可能地减少车主失车被盗的忧虑。
另外,在技术方面,其高技术性匹配于现有其他智能化系统,具有很好的开放性,易于与其它智能化系统组合成更强大的综合性系统,顺应各种综合方式的高级管理。
1.2发展方向
发展立体停车库是当今社会的必然趋势,机械式立体停车库占地少、存车多,其在停车场听优势是明显的,适合于城市建设的各种场所。
本文介绍了总产值本停车库的发展、技术现状、市场需求和前景。
详细的增长如下图2所示:
从上图可以看出国内机械式停车位的迅速增长,市场发展潜力很大。
目前世界停车产业正向多元化发展,其停车场技术几乎包含了当今机械、电子、液压、光学、磁控和计算机技术等领域的所有成熟先进技术。
机械方面,应用了许多新材料、新工艺。
设备结构采用模块化设计,便于组合使用,易于安装拆卸。
钢结构选用新型优质钢材,既提高了设备的强度和刚度,又使设备轻巧美观,载车板采用一次成型的镀锌板组装,美观、强韧、耐用。
控制技术方面,广泛采用可编程序控制器和矢量变频变压调速闭环控制技术,使运行高速平稳,节省电力,振动和噪音也趋于最小。
控制形式有,按钮式、锁匙式、IC卡式、键盘式、触摸屏式、遥控式等。
安全无件采用各种光栅显示屏、光电管、机械式行程开关、磁性接近开关等,安全保护装置日臻完善,如汽车出入声光引导和定位、汽车尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁、停车泊位自动跟踪、键绳长度超范围报警和弹性变形自动补偿、汽车摄影对比安全检测、自动消防灭火等。
如今,无论是在城市中心商业区,还是在新建繁华地段,建设足够的停车泊位已成为规划者的重要手笔。
业内专家指出,机械式立体停车设备将是未来几年内停车设备发展的主要方向,是商家投资的重点。
1.3汽车数据的调查分析
由于轿车的类型很多,每一辆车的数据都不怎么一样,所以完全的调查是不可能的,下面就把一些常见的车型做了一个调查。
大概的数据如下表:
目前国内骄车的大概数据如下表1-3-1所示:
车名
长(mm)
宽(mm)
高(mm)
重量(kg)
长安铃木奥拓
3300
1405
1440
670
BJJP大切诺基
4610
1836
1763
1828
BJJP切诺基
4322
1790
1645
1620
天马风弛
5150
1820
1870
1720
华普美鹿
4080
1705
1432
1100
东南汽车菱绅
4705
1780
1690
1695
东南汽车新菱帅
4430
1700
1410
1130
一汽Mazda6
4670
1780
1435
1390
南汽新雅途
3825
1610
1394
1345
上海汇众伊斯坦纳
4990
1855
2105
2800
东风本田CRV
4570
1780
1710
1520
东风标致206
3873
1673
1435
1070
宝龙商务车
5020
1695
1950
1760
南京依维柯NJ6487SDD
4850
2000
2225
2800
华晨宝马318i
4471
1739
1415
1860
华晨宝马宝马525i
4841
1846
1468
1575
华晨宝马BMW325i
4520
1817
1421
1395
中兴汽车海豹SUV
4765
1750
1740
1450
中兴汽车中兴金狮
5120
1850
1875
1650
上海万丰SHK1022M
4980
1700
1600
2265
上海万丰泰威
5170
1800
1755
2320
黑豹轿卡
4940
1690
1670
1440
黑豹汽车吉日系列
4660
1690
1690
1470
赛宝汽车SAC5020XYZ
4220
1680
1860
1100
一汽丰田国产花冠
4530
1750
1490
1170
一汽丰田威驰
4285
1690
1440
1055
一汽丰田皇冠
4840
1780
1480
1650
郑州日产帕拉丁
4550
1840
1880
1785
南京跃进君达
5070
1800
1870
1570
南京跃进优尼卡
3862
1610
1720
970
吉利汽车美日
3670
1620
1380
830
吉利汽车优利欧
4125
1620
1450
940
金程海狮
4920
1710
1930
2420
金程赛风
4655
1695
1950
1750
海南马自达普力马
4295
1705
1570
1796
哈飞汽车百利
3390
1485
1535
695
比亚迪汽车福莱尔
3500
1445
1470
750
比亚迪汽车F3
4533
1750
1490
1200
长春一汽丰越
5080
1940
1900
2550
东风悦达.起亚千里马
4115
1620
1410
1024
东风悦达.起亚普莱特
3935
1605
1455
980
四川丰田普拉多GX级
4850
1875
1865
2000
北汽陆霸陆霸3000
4795
1835
1925
1885
双环汽车来宝
4600
1770
1720
1175
长安福特蒙迪欧
4805
1800
1440
1445
长安福特嘉年华
4153
1643
1435
1435
长安福特
4488
1840
1484
1340
天津一汽夏利
4070
1615
1385
845
天津一汽威乐
4145
1660
1015
1015
华翔富奇
5160
1895
1870
1990
上海通用北盛开拓者
4640
1793
1742
1890
江铃汽车陆风
4745
1800
1750
1700
江铃汽车全顺
5368
1974
2234
2045
一汽奥迪A6
4886
1810
1475
1560
一汽奥迪A4
4548
1772
1428
1420
华晨汽车中华
4880
1800
1540
1426
华晨汽车金杯海狮
5070
1690
1935
1600
上汽通用五菱雪佛兰
3495
1495
1523
875
福迪汽车探索者
4870
1720
1785
1600
福迪汽车飞越
4765
1750
1860
1600
长安汽车微型客车
3715
1475
1895
970
江淮汽车瑞风
5035
1820
1970
1350
一汽华利特锐
3845
1555
1760
1095
昌河汽车爱迪尔
3560
1600
1670
1360
昌河汽车北斗星
3400
1575
1670
900
长城汽车赛弗
4470
1725
1720
1615
长城汽车金迪尔
4895
1740
1670
1420
长城汽车哈弗
4630
1800
1715
1720
奇瑞瑞虎
4285
1765
1715
1480
奇瑞QQ
3550
1508
1491
880
奇瑞风云
4335
1638
1449
1050
东风日产天籁
4890
1765
1475
1560
东风日产颐达
4395
1695
1540
1168
东风雪铁龙爱丽舍
4305
1707
1713
1125
东风雪铁龙毕加索
4276
1751
1662
1365
一汽大众宝来
4376
1735
1446
1310
一汽大众高尔夫
4149
1735
1444
1215
北京现代NF御翔
4800
1832
1475
1463
上海大众波罗
3897
1650
1480
1200
上海大众GOL旋风
3895
1648
1415
1050
上海大众桑塔纳
4546
1710
1427
1070
上海大众途安
4391
1794
1670
1520
广州本田奥德赛
4835
1800
1630
1633
广州本田广州雅阁
4810
1785
1466
1495
南京菲亚特派力奥
3763
1615
1450
1064
南京菲亚特西耶那
4186
1703
1485
1085
上海通用别克GS
4984
1745
1438
1549
长丰扬子福铃双排
5110
1700
1655
2325
力帆汽车力帆520
4370
1700
1473
1155
从上表可以看出大部分的车的长度都不超过5000mm,宽不超过2000mm,高也不超过2000mm,所以依据上面的数据可设计停车位的长为5000mm。
宽为2000mm,高为2000mm。
这个尺寸可以满足大部分车辆的要求,少数的车辆可单独考虑。
2停车场的分类及相关分析
停车场按不同的形式分类就有不同的形式。
按照其建造的位置可分为地面停车场和地下停车场。
地面停车场是位于地面上的停车场所,有单层和多层(也叫停车楼)、室内和室外之分,单层停车场还可以分为露天和室内两种,按照建筑的材料有分为混凝土式和机械式。
不同的形式又有才小的分类,在这不在叙述。
下面就几种典型的停车场就其占用地、适用环境、停车场所用的材料等几个方面来说明一下。
集体说明见下表:
停车场的分类和相关分析表如下表2-1所示
类型
用地
所用的材料
适用的范围
备注
露
天
地面式
非常大
停放在地面上,不怎么需要材料。
面积宽敞的地方,象在农村。
建设费用低
机械式
非常少
需要大量的钢材和设备,自动化管理。
适用与寸土寸金的地方和人口密集的地方。
象在城市。
建设费用高,还要经常维修。
混合式
适中
需要建筑材料与适量的钢材。
人口密集的地方
现在比较常见
室
内
地面式
非常大
一般的建筑材料
建筑面积比较宽敞的地方。
浪费空间比较大
机械式
非常少
大量的钢材和立体车库的专用设备。
适用与寸土寸金的地方和人口密集的地方。
象在城市。
建设费用较高,收回成本需要很长时间。
混合式
适中
需要建筑材料与适量的钢材和设备。
适用与寸土寸金的地方和人口密集的地方。
建设成本不太高。
混合式
适中
需要建筑材料与适量的钢材和设备。
适用与寸土寸金的地方
既节省了土地也节省了建设成本。
从上表可以看出,建设停车场的材料一般都是混泥土,那样成本会低些,但要建设新型的停车场,材料上必须改进,一般多数都用钢结构,需要的话还用更好的合金材料,大多数情况下都是采用混合结构.钢结构的优势在于重量相对较轻,结构也相对简单,外观更漂亮等。
只是成本偏高,到对于现在化的城市建设需要,这些成本是很值得的,具体材料的选择就需要根据具体的情况来考虑了。
露天的停车场采用钢结构会更加方便,美观等。
3具体方案分析设计
随着停车业的飞速发展,出现了各种各样的停车库。
就拿立体车库来说,现在市场出现最多的是(垂直升降)塔式的、仓储式的、地坑式的、转盘式的、垂直循环式和多层循环式等。
由于机械露天车库设计时考虑的问题较多,在这就功能、结构、受力、材料的选用等方面进行设计。
下面是几种具体的方案设计:
3.1蜂窝煤式旋转立体车库
随着私家车的逐年迅速的增多,停车难的问题越来越突出,特别是城市人口密集的地方,建立立体露天车库是行之有效的方法之一。
现在的立体车库大多是楼层式的,占地空间较大,存取车也不是很方便,所以设计更好的立体车库是迫在眉睫。
当我看了游乐园的高空观光车后,萌发了设计立体旋转车库的想法,但是照搬高空观光车不一定有成效。
因为高空观光车的自重不太大,动力小、吊箱不够稳定等。
后面我想到了蜂窝煤,可不可以把蜂窝煤和高空观光车结合起来呢?
蜂窝煤式旋转立体车库顾名思义就是在大的圆盘上有许多的孔,孔里可以装许多车,但是由于每个车的重量很重,所以要从安全方面来考虑车库的最大的承载能力。
蜂窝煤式旋转立体车库是由游乐园观光车和蜂窝煤两种方案合成而来的。
此方案全部采用的钢结构,因为钢结构结实耐用。
采用地上地下式,可以节省大量的土地,适合与寸土寸金的地方,象大城市的人口密集的地方等。
再者采用地上地下式解决了存取车的问题,使存取变的非常的便捷。
由于停车位采用的是内外旋转式的,从一边存,一边取,存取互不影响,再者还设计了自动的存取车系统,所以存取特别方便。
整个系统采用了电脑和PLC控制,这就使存取时间大大的缩短。
然而,整个结构都是钢结构,所以成本会较高。
主要适合于机场、展览中心、体育中心附近地大型停车厂的改建和大型超市、大型的游乐场、大型的体育场,大型的公园、写字楼、火车站、机场,医院等需要停车密集的地方。
3.1.1方案分析
此方案是参考游乐园的高空观光车的大转盘的转动形式和蜂窝煤的蜂窝存储形式。
其主要是由支架、转盘、中心轴、蜂窝、转动机构构成。
具体的结构见图3-1-1、图3-1-2和图3-1-3。
主要区别是蜂窝煤式旋转立体车库的结构、强度要求更高,其占地面积较小,可根据具体需要设计停车场的车位以及整个停车场的高度,也可以根据停车的方向来改变占地的面积。
它的适应范围比较广,尤其是针对不同大小,不同类型的小区,这种方案比较适合,在满足用户需要的同时,也可以为小区增加一到风景。
其工作原理是:
由于进出口都与地面平行,所以存取车非常方便。
刷卡后,系统先确定一个空闲的蜂窝,大转盘转动到与地面平行,自动存取机构将车送到蜂窝里,在等候下辆车存入。
当取车时也刷一次卡转动机构转动带动大转盘转动到与地面平行,自动存取机构将车取出。
图3-1-1:
大转盘主视图(未画支架)
图3-1-2:
蜂窝煤式旋转立体车库主视图
图3-1-3:
蜂窝煤式旋转立体车库左视图
3.1.2功能设计
(1)首先要满足所设计的总车位满位时的总重量,按满位时都为最重的车型计算,满足这样的条件下计算结果是绝对安全的。
(2)汽车停车入口要与地面汽车开进口水平,以保证汽车平稳的进入蜂窝。
(3)蜂窝要求能支撑最大重量的汽车,同时还要能和大转盘保持相对运动,要保持汽车在转动的过程中永远是水平的。
(4)转动机构要求能保证整个大转盘平稳的转动,以及防止转动机构突然失效时的安全保护。
(5)中心轴要求能足够承载整个转盘满载时的重量,即要求两端的轴承能够承受满载荷和极限满载时产生的弯距。
(6)整个支架要满足最大负荷,同时要考虑占地空间。
(7)转盘的转动采用双向自由转动,这样停取车都很方便了。
(8)自动存取机构要求快速、高效、平稳,这样存取车就更加省时了。
(9)在保证质量的前提下,要尽量的节省材料,使成本有所降低。
(10)利用现在的新兴的辅助设备,尽量使车库智能化。
3.1.3结构设计
(1)蜂窝设计
蜂窝是用来装载汽车的一个容器,它的大小已经根据调查报告确定出来,蜂窝的外径R=1.4M,箱体的长、宽、高分别是5.0M、2.0M、2.0M。
其平面图如下图所示:
图3-1-4:
蜂窝的主视图图图3-1-5:
蜂窝的左视图
图4为蜂窝的主视图,正面是汽车的入口,即采用通透式,这样汽车出入口可以分开使用,提供了方便的同时还节约了很多倒车,排队存取车的时间。
装汽车的箱体与蜂窝的内圈是固定在一起的,在蜂窝内外圈之间采用了滑动的滚针(在中间有润滑系统),以方便蜂窝于转盘的相对运动。
箱体底部是先用角钢布置成一个钢架网,在架子上铺上薄钢板而成,侧面才用钢条来增加强度。
为了使箱体与内圈结合牢固,采用四角焊接和添加加强筋,特别是箱体的底面要求强度更高,因为汽车很重,为了防止把箱体底面压变形,在箱体于蜂窝内圈之间添加三角架加固,如图4所示。
(2)转盘和轨道设计
转盘内、外圈轨道均采用工字型钢轨,且分断焊接而成,内外圈轨道之间采用钢管连接,应力集中的地方还必须用一些强化方式来加强,蜂窝与转盘的连接采用三条工字型钢轨压紧、焊接的方式连接,条与条之间采用三角钢条连接。
内外圈用三个滚针轴承相连。
尽量的构建刚体三角形。
保证转盘的稳定性。
其中钢管的连接方式会影响到转盘的承载能力,必须合理选择好连接方式,但最后都必须保证整个转盘能承受最大满载荷。
(3)转动机构设计
首先要考虑减速器的设计,电机经过减速器后必须要保证转盘能够以一定的速度平稳转动,由于汽车的重量比较大,传动需要的转矩也比较大,同时考虑到系统的平稳性,采用二个水平且对称分布的传动系统和一个垂直于水平面的传动系统(这三个传动是相同的)。
每个传动系统都有两个子系统,分布于大转盘的前后两侧,所以一共需要6个子传动系统。
这样就能保证转盘更好的运动。
传动系统安装在支持中心轴的支架上,传动链经过减速箱后传到轮胎上,轮胎与转盘的外盘利用他们之间的摩擦力来带动整个转盘的转动,由于有摩擦作用,轮胎等要磨损,当轮胎磨损到一定程度时,转盘可能会由于整体不平衡,在重力作用下自己转动,为防止此类情况的发生,必须要求轮胎与转盘一直压紧接触方式来传动力矩。
可以采用压紧弹簧来完成这个功能,它能够使得轮胎始终与转盘导轨压紧接触。
转盘对称的两边和两头均采用相同传动系统,更好的保证整体平稳。
考虑到停取车的时间问题,要方便客户存取车等,转盘将设计成顺时针和逆时针二个方向均可旋转。
(4)中心轴设计
中心轴承载了转盘自重、转盘转动所产生的弯距和所有车的重量,所以中心轴承载的重量很大。
设计的时候必须满足在满载时的强度,才能使中心轴安全。
为了转动的方便,安全可靠,把转盘和中心轴焊接在一起。
转动系统安装在中心轴的两端支架之上。
粗略的估计了一下,一个车位需要1吨钢材,48个车位加上中心轴大概就50吨。
每辆车按2吨算,满载大概就是100吨,这样大转盘和中心轴一共重150吨。
每边的支架就受75吨的重。
中心轴采用45#钢,利用材料力学的相关知识分析,中心轴主要受支架于转盘的剪切力。
查资料可知45#钢的许用切应力[τ]=40MPa,在根据剪切强度校核的计算公式τ=Q/A≤[
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