本发明涉及一种多排横向停放垂直循环立体机械停车场，属于机械制造及公共基础设施技术领域。

背景技术

汽车工业近年来突飞猛进的发展，使得家用小汽车的保有量迅猛增加，但同时却带来了停车难的问题，由于停车位不足，路边乱停车的现象屡禁不止，繁华地段更是一位难求。为了解决停车难的问题，人们发明了立体机械停车场，很大程度地缓解了这个矛盾。但是，现有的机械式停车场存在空间利用率低，造价高等问题。例如，目前空间利用率最高，也是业界评价最高的垂直循环升降式立体停车场(俗称摩天轮式)，占地38平方米，宽度6.4米，长度6米，高度16米，实现12个车位循环。空间利用率为： 12/(6.4/2.6) =4.875。但这种垂直循环式立体停车场，其结构相对复杂，故障率较高、安全性较差；由于宽度窄，高度高，造成其循环运行速度低，存取车时间长；复杂的结构，较多的零部件，使其造价较高（12车位系统售价高达60万，合单个车位5万元）。针对现有机械停车场存在的不足，本发明提出的多排横向停放垂直循环立体机械停车场，空间利用率得到大幅提升，其空间利用率相对摩天轮式的4.875，提升为11.7，而且造价远远低于摩天轮式，完美地解决了以上所述的现有机械停车场存在的不足。

发明内容

本发明提出的多排横向停放垂直循环立体机械停车场，由矩形框架轨道，链条、链轮、载车板构成。框架轨道分为前框架轨道和后框架轨道，框架轨道由槽钢焊接而成。封闭的前后矩形框架，其槽钢的凹型内部空间内各自嵌有一根封闭的链条，整根链条为长度相同的多个链节连接而成，链节由连片和转轴组成，转轴上套有一环形套管，环形套管夹在两个连片之间，其外径大于连片宽度，在链条移动时，套管的外圆与槽钢框架轨道滚动接触，槽钢框架轨道在不同位置，其宽度是不同的。链条在不同宽度的轨道中移动时，其长度会发生变化，在狭窄的轨道中移动时，链节打开，长度变长，在宽阔的轨道中移动，链节折起，其长度会变短。在链条的链节转轴上，距离相同个链节安装一个载车板的载车轴，载车轴的两端各自安装有一个同步齿轮和一个角度锁止块，载车轴的两端分别插入前后链条的链节中，代替链节转轴。框架轨道起到支撑链条、对链条导向、控制链条长度变化以及维持载车板始终保持水平状态的作用。前后框架轨道的四个角上各自安装一个支撑链轮，共8个支撑链轮，每个支撑链轮上均安装一个固定同步齿轮和2个旋转同步齿轮，在载车轴经过支撑链轮时，支撑链轮上的旋转同步齿轮与载车轴上的同步齿轮啮合，控制载车轴旋转，以实现转动过程中载车板保持水平状态。纵向安装的载车轴上装有横向安装的主载车杆，主载车杆上装有4根纵向的载车杆用于载车。4个纵向载车杆分为2组，每组两个载车杆的间距正好卡住前后汽车轮胎，为了适应不同轴距的车辆，后面一组载车杆固定，前面一组载车杆可在一定范围内前后移动。

以9层72车位多排横向停放垂直循环式为例，横向2个车位，纵向4个车位，上下9层，每层8个车位；前后框架轨道的水平轨道宽度全部为窄，垂直框架轨道的上端和下端宽度窄，中间部分宽度宽，链条在宽度宽的轨道中运行时链条会自然折起，长度变短，载车间距离缩小；链条在宽度窄的轨道中运行时链条会自然伸直，长度变长，载车间距离加大。移动时，载车轴在轨道宽的地方运行速度慢，在轨道窄的地方运行速度快。这样，在链条移动的时候，相邻车位上的载车在垂直上升和垂直下降时，由于相互之间拉开了距离，不会造成相互的阻碍，所以轻松实现了载车的循环升降移动。

本发明的技术方案是这样实现的： 

优选方案：一种多排横向停放垂直循环立体机械停车场，特征是：框架轨道横向宽度6米，高度16米，前后框架轨道间距8米，载车纵向4排停放，横向两排停放；特点是：出入库为横向直进直出，无需倒车；循环运行速度高，而且可以实现最多8辆车的同时出入库操作，存取车时间大大缩减；此种形式特别适合按时间收费的，要求存取车时间短，转换效率高的广场、商业繁华区的临时停车场，以及各种高度不受限制的场合。

本发明的有益效果为：

本发明提出的多排横向停放垂直循环立体机械停车场，其构造简单、零部件少，制造成本低；控制系统简单，操作简便，安全可靠。存取车方便，时间短、效率高；适合集约化、标准化生产；较高的空间利用率、较好的场地适应性、较高的存取车效率、加上较低的售价，会使用户更容易接受这种产品。只有用户接受，机械停车场才能迅速得到普及，全社会的停车难问题才能从根本上解决。所以，该停车场的设计不仅具有极高的经济价值，而且同时可以产生极高的社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1停车场循环时序状态示意图；

附图2同步齿轮原理结构图；

附图3链条在轨道内运行示意图；

附图4载车杆载车状态示意图；

附图5链条、轨道结构示意图；

附图6载车停放位置图；

10、框架轨道；11、水平轨道；12、垂直轨道； 20、驱动链轮；21、支撑链轮；22、固定同步齿轮；23、旋转同步齿轮； 30、链条；31、链节连片、32、链节转轴；33、转轴套管； 40、载车板；41、载车轴；42、载车轴同步齿轮；43、载车轴角度锁止块；44、中心载车杆；45、载车杆；46、载车杆圆锥滑轮；47、载车杆端部连板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

框架10由16#槽钢和8#槽钢加工焊接而成，上下水平轨道11由8#槽钢加工，长度为6000mm，内部宽度为51mm，垂直轨道由16#槽钢加工，垂直轨道上部和下部各1200mm轨道宽度为51mm，中心部分轨道内部宽度为146mm；垂直轨道12长度为16000mm，窄轨道和宽轨道交接处，以斜面圆滑过渡；链条在轨道内运行时，如果是从窄轨道进入宽轨道，窄轨道内的伸直链节推动宽轨道内的折起链节，待伸直的链节进入到宽轨道内时，由于失去轨道的束缚，伸直的链节自然折起；如果是从宽轨道进入窄轨道，折起的链节由于受到轨道交接处斜面的压迫，自然伸直，伸直后进入窄轨道；轨道内嵌入的链条长度为1080节，相邻载车之间间隔60节链条；水平轨道内伸直的链节为58节，垂直轨道上部和下部伸直的链节为12节，中间折起状态的链节各为454节，折起后的两节链条长度为58.67mm。

链节转轴32的直径为30mm，长度为28mm，转轴套管33的外径50mm，内径30mm，厚度15mm。链节连片31的厚度3mm，宽度40mm，孔距100mm。链条30每间隔60个链节，由载车轴41替换链节转轴32，将两条1080节链节组成的链条30，分别镶入前后两个框架轨道10中，框架轨道10的8个角，分别安装一个支撑链轮21，支撑链轮21直径263mm，齿数为8个，所有8个支撑链轮21的中心轴均为固定轴，固定的中心轴上安装一个固定同步齿轮21，固定同步齿轮21直径84mm，模数2、齿数42，但其只有1/4圆弧上有齿，其余3/4圆弧上将轮齿削掉，所剩的10齿中，位于两侧的两个齿齿高也被削低，目的是保证旋转同步齿轮22只在固定同步齿轮21和旋转同步齿轮22及载车轴同步齿轮42的中心三点成一线时与固定同步齿轮21的轮齿啮合，其余角度范围脱离啮合，载车轴同步齿轮42也是直径84mm，模数2、齿数42；旋转同步同步齿轮22直径48mm，模数2，齿数24齿，共有两个，相互之间相差180度。旋转同步齿轮22在链条上的载车轴同步齿轮42经过时，正好与载车轴同步齿轮42啮合；旋转同步齿轮22与载车轴同步齿轮42啮合时，由于固定同步齿轮21是固定的，与其啮合的旋转同步齿轮22，一方面在链轮的顺时针旋转带动下围绕固定同步齿轮21公转，同时，也绕自身旋转轴顺时针自转，而与旋转同步齿轮22啮合的载车轴同步齿轮42则逆时针旋转，由于载车轴同步齿轮42与固定同步齿轮模数，齿数相同，所以链轮顺时针旋转90度时，载车轴同步齿轮42也相应逆时针旋转90度。由于相邻载车之间链节数量为60节，相邻载车轴同步齿轮42间隔60个链节，链轮齿数为8，所以，支撑链轮上的两个旋转同步齿轮22，在与前一个载车轴同步齿轮啮合结束后，在支撑链轮转动7.5圈后，将交替与下一个载车轴同步齿轮42啮合。支撑链轮顺时针旋转90度，同时载车轴逆时针旋转90度，确保了载车板40角度始终保持不变，载车轴41上安装有载车轴角度锁止块43，载车轴角度锁止块43，为边长44mm，厚度20mm的正方形铁块，其中心有直径30mm的圆孔，固定套装在载车轴41上；正方形铁块的4个边，每个边的平面上均钻有2个半球型凹坑，凹坑内嵌有直径6mm的滚珠，滚珠由钻有圆孔的压板固定，透过压板的圆孔与框架轨道滚动接触；载车轴角度锁止块43在载车轴同步齿轮42与旋转同步齿轮22脱离啮合时，因锁止块在链轮和同步齿轮旋转时，其上下边始终处于水平状态，所以，在载车轴同步齿轮与旋转同步齿轮尚未脱离啮合前，其上边已经与框架轨道10接触，从而保证始终锁定载车轴41的角度，使载车板40始终保持水平状态。

载车轴41为长度8000mm，直径75mm，壁厚10mm的钢管，钢管的两端插装有2根直径55mm的圆柱轴，圆柱轴的端部车成直径30mm，固定套装载车轴同步齿轮后插装在链节的轴孔中；钢管侧壁以中心对称开有4个直径50mm的圆孔，中心两个圆孔之间间距2400mm；两侧圆孔之间间距1900mm。圆孔中插装4根长度4000mm，直径50mm的中心载车杆44，中心载车杆44的一端距端头250mm处开有一个直径30mm的圆孔，相隔500mm开有一个同样的圆孔，2个圆孔中插装2根长度1900mm直径30mm的后载车杆45，中心载车杆44的另一端以距端头850mm处为中心开有一个宽度为30mm长度为1000mm长孔，长孔内穿过2根长度为1900mm，直径30mm，间距500mm的前载车杆45，前后载车杆中，位于轮胎后部的载车杆，两端的端头处安装有2个圆锥滑轮46，圆锥滑轮46在载车进入时，起到导正轮胎，避免载车偏离中心的作用；前后载车杆45的端头在圆锥滑轮46的外侧以连片47连接。对于宽度8米，纵向停放4排车的情况，每台车占用宽度2米，这样会存在停车后打不开车门的情况，为了解决这个问题，采用相邻载车停放方向相反的办法，中间两台车之间距离较大，为2.4米，车门朝内开，两侧载车之间距离较小，为1.9米，车门朝外开。下部水平框架轨道的高度，以载车轮胎嵌入载车杆后，轮胎与地面脱离接触为准。在存车时，车辆前行，如果是前轮驱动，对于轴距短的车辆，在后轮嵌入固定载车杆45时，汽车前轮尚未嵌入前载车杆45，此时，旋转的车轮会推动前载车杆45向前滑动，滑至顶点时，车轮会滚过接触的载车杆45，然后向后推，载车杆45会向后移动，直至车轮嵌入两根载车杆45之间，完成存车程序，对于轴距大的车辆，在后轮尚未嵌入固定载车杆时，汽车前轮会推动前载车杆45前移，直至后轮嵌入两根固定载车杆45之间，前轮滚过接触的载车杆45，嵌入2个前载车杆45之间，完成存车程序。取车时，如果是前轮驱动，此时后轮不动，前轮会在旋转时滚过前面的载车杆45，并将载车杆45向后推，同时前轮接触地面正常出库。

现有技术的垂直循环升降式立体机械停车场，因塔架高度较高，载车在循环移动时，水平运动转垂直运动，或者垂直运行转水平运行时，会在水平方向上产生很大的正负加速度，根据牛顿第二定律，F=ma；这个加速度会产生很大的水平惯性力；这个惯性力乘以停车场塔架高度就是塔架所受到的倾转力矩，由于这个倾转力矩的存在，为了避免塔架被倾倒，现有技术的垂直循环升降式立体机械停车场的运行速度很低，16米高处的载车，循环运行至地面的时间是180秒，这个速度足以让人烦躁不安。为了解决这个问题，本发明的多排横向停放垂直循环立体机械停车场，其水平框架轨道的长度为N-2个链节长度；N为相邻载车之间的链节数量，支撑链轮齿数为8齿；在载车轴循环移动至上部左侧支撑链轮9点钟位置时，相邻载车轴正好位于上部右侧支撑链轮的12点钟位置；载车轴循环移动至上部左侧支撑链轮12点钟位置时，相邻载车轴正好位于上部右侧支撑链轮的3点钟位置；此时，如果载车右行，左侧载车轴运行线速度的水平分量从零开始增大，右侧载车轴运行线速度的水平分量减小至零；其加速度一个为正，一个为负；所以其惯性力相互抵消；避免了在极高的高度上惯性力造成的倾转力矩将塔架倾倒的事故发生，可以有效提高载车循环运行速度，降低存取车时间，提高存取车效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。