公交車機(jī)械式立體停車庫的設(shè)計(jì)
0引言
在國家大力推廣公共交通的政策引導(dǎo)下，近年來公交車的市場應(yīng)用得到廣泛發(fā)展，同時(shí)新能源公交車在各大城市普遍推廣起來，隨之而來停放公交車立體車庫應(yīng)運(yùn)而生。鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種機(jī)械式立體停車庫，用以解決公交車的停放與充電難題。分析九大類停車設(shè)備類型特點(diǎn)，公交車庫層高較大，綜合考慮設(shè)備布局限高的、設(shè)備起升重量以及設(shè)備的穩(wěn)定性等多方面因素，為此公交車立體車庫設(shè)計(jì)采用平面移動(dòng)類機(jī)械停車庫。為滿足車庫充電功能，存取方式選用載車板交換形式。
1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
使用SAP2000V19.0對設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，設(shè)計(jì)邊界條件工況名稱WIND第一周期來源模態(tài)分析
風(fēng)力計(jì)算方式隔板范圍迎風(fēng)
QUAKE Chines-2010線性靜力工況鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足（GB50017及GB50011相關(guān)要求。
2升降驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
調(diào)研現(xiàn)有市面上的電動(dòng)公交車的車輛尺寸、整車重量，最終統(tǒng)計(jì)篩選確認(rèn)設(shè)計(jì)輸入。設(shè)計(jì)容車質(zhì)量ml，確定容車規(guī)格長（L）*寬（W）*高（H）；針對此種大負(fù)載提升設(shè)備，傳動(dòng)系統(tǒng)采用一種鋼絲繩曳引驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)包含對重。曳引鋼絲繩數(shù)量n.單根鋼絲繩每米重量m2.升降搬運(yùn)器提升高度h.升降搬運(yùn)器質(zhì)量m3.選取平衡系數(shù)0.47，對重質(zhì)量m4.
型；=碼“0.47+m升降電機(jī)穩(wěn)態(tài)計(jì)算功率P.額定升降速度v.傳動(dòng)系統(tǒng)效率n p+m+nmh-my無補(bǔ)償繩傳動(dòng)：
pa+m-mn有補(bǔ)償繩傳動(dòng)：？
設(shè)計(jì)制動(dòng)安全系數(shù)不小于1.8，滿足大載重停車設(shè)備起升需求。
設(shè)防烈度
8（0.20g）
地震影響系數(shù)最大值A(chǔ)lphallax0.16放大系數(shù)
保心牽（所有隔板）公交車陣的自身待點(diǎn)，起升用鋼絲繩規(guī)格比較大，鋼絲繩自重相應(yīng)比較大，當(dāng)升降搬運(yùn)器最大載荷位于最低層，或空載位于最高層時(shí)，鋼絲繩自重對升降電機(jī)會形成較大額外負(fù)載F=n“m*h*g
-重力加速度；通過補(bǔ)償繩的方式抵消此額外負(fù)載，工作方式如圖1所示，補(bǔ)償繩每米重量m5，補(bǔ)償繩的數(shù)量N：應(yīng)滿足下式：
n“m；=N“m，
1.
如（l小s6l01導(dǎo)向輪，2曳引鋼絲繩，3搬運(yùn)器。
4補(bǔ)償繩張緊輪，5漲緊輪重塊，6補(bǔ)償繩，7對重，8曳引輪圖1補(bǔ)償繩懸掛方式
3升降搬運(yùn)器強(qiáng)平層優(yōu)化設(shè)計(jì)
設(shè)備設(shè)計(jì)為平面移動(dòng)類停車設(shè)備，存取交接方式為載車板水平移動(dòng)置換位置方式，載車板及汽車在搬運(yùn)臺車與升降搬運(yùn)器（升降平臺）之間進(jìn)行存取交接置換，當(dāng)公交車交接置換到升降搬運(yùn)器上，因載車板及此上電動(dòng)公交車自重就16-20噸.由此會引起升降平臺較大下沉，當(dāng)升降搬運(yùn)器的公交車交接置換到搬運(yùn)臺車上，升降平臺上升一定距離。升降機(jī)的升降平臺與搬運(yùn)臺車進(jìn)行存取交換，升降平臺負(fù)載發(fā)生很大變化，由于曳引鋼絲繩的伸縮特性，導(dǎo)致升降搬運(yùn)器的平層位置會發(fā)生較大變化。由此造成升降平臺與搬運(yùn)臺車軌道或滾道上下一定錯(cuò)位，載車板水平運(yùn)動(dòng)過程卡阻不暢現(xiàn)象，因此設(shè)置強(qiáng)平層裝置，保證存取交接過程時(shí)升降平臺在平層位置不變.或微小變化。如設(shè)置強(qiáng)平層裝置不當(dāng)，在解除強(qiáng)平層時(shí)造成升降平臺上下位置突變，會對設(shè)備造成較大沖擊和震動(dòng)。又為了有效提高存取車效率，減少存取車時(shí)間，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)強(qiáng)平層裝置，直接在平層位置進(jìn)行強(qiáng)制平層動(dòng)作。僅僅當(dāng)解除強(qiáng)平層時(shí)進(jìn)行的平順動(dòng)作，有效降低設(shè)備沖擊或震動(dòng)。
4車庫充電裝置設(shè)計(jì)方法
車庫設(shè)計(jì)考慮新能源公交車的充電問題，載車板上設(shè)置有充電槍，以及與其相連接的充電對接移動(dòng)件，在每一個(gè)停車位上設(shè)置有充電固定對接件。用戶在出入口將車輛停放完成后，將載車板上的充電槍插接至汽車充電口；車庫運(yùn)行，將載車板及所存車輛運(yùn)送至目標(biāo)車位，
5車庫的運(yùn)行穩(wěn)定性分析
車庫設(shè)計(jì)載車板為有軌運(yùn)行，載車板運(yùn)行軌跡與位置精度可控，載車板進(jìn)入對應(yīng)車位的最后階段，充電固定對接件與充電移動(dòng)對接件在一定的容差范圍內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)對接，對接完成后，車庫控制系統(tǒng)檢測對接正確性，并判斷是否為其供電。為了實(shí)現(xiàn)停車充電一體化系統(tǒng)的車庫充電安全、智能控制等技術(shù)還需要注重技術(shù)研發(fā)完善，充電系統(tǒng)與CMS主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)一體化自動(dòng)控制.CMS系統(tǒng)主動(dòng)切斷對充電終端的異常狀況供電，提高充電過程安全和充電后的車輛電池安全性。充電回路中設(shè)計(jì)了漏電保護(hù)、接駁件溫度檢測，收線終端溫度檢測、槍座溫度檢測，充電槍頭溫度檢測，接駁件長短針設(shè)計(jì)、過流、過壓保護(hù)等功能。多重安全保障措施可有效地降低系統(tǒng)在充電過程中因過溫、漏電、拉弧、電池過充而導(dǎo)致的汽車電池或電氣線路火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。用戶的一切操作都是在車陣出入口插撥充電槍，且沖電槍無電的情況下進(jìn)行，確保用戶的人員安全。
5車庫的運(yùn)行穩(wěn)定性分析
穩(wěn)定性是保證停車設(shè)備安全運(yùn)行的重要條件。車庫用搬運(yùn)器的結(jié)構(gòu)特征可能發(fā)生的不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)搬運(yùn)器停放最大載荷，運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)心處于最高點(diǎn)，由于水平運(yùn)動(dòng)搬運(yùn)器突然制動(dòng)而產(chǎn)生傾可能。我們對目前市場現(xiàn)有存取搬運(yùn)器進(jìn)行比對分析。
首先對梳齒式存取搬運(yùn)器技術(shù)停放大巴車，個(gè)人認(rèn)為應(yīng)考慮以下因素：因驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，大荷載情況可能造成設(shè)備可靠穩(wěn)定性下降；要求層高尺寸高，車庫容車密度?。淮嫒〗唤觿?dòng)作較多.梳齒搬運(yùn)器搬運(yùn)大巴重心高度明顯增加，為了克服可能產(chǎn)生的傾覆.梳齒搬運(yùn)器、搬運(yùn)臺車運(yùn)行速度有一定限制，不能達(dá)到流齒搬運(yùn)器存取交接原目標(biāo)要求應(yīng)有效率；尤其是梳齒搬運(yùn)器在搬運(yùn)臺車行走，不宜設(shè)置像停放乘用車那樣，搬運(yùn)器行走輪設(shè)置在內(nèi)框縱梁上，行走輪輪距受泊位軌距等牽制。在寬度方向設(shè)置輪距尺寸較小，甚至搬運(yùn)器舉升寬度方向?yàn)閱吸c(diǎn)支承，導(dǎo)向裝置橫向之間尺寸偏小，梳齒搬運(yùn)器承載自重與停放十幾噸重量大巴車，撥運(yùn)器頂升汽車之后形成上大下小（下面頂升支承導(dǎo)向尺寸?。ｎ^重腳輕現(xiàn)象，因多點(diǎn)的頂升機(jī)構(gòu)及導(dǎo)向裝置上下升降安裝幾何尺寸精度很難保證，為了使梳齒搬運(yùn)器升降運(yùn)動(dòng)順暢，多點(diǎn)的頂升機(jī)構(gòu)或?qū)蜓b置實(shí)際間隙傾向性調(diào)到偏大，梳齒式外框會存在一定偏擺晃動(dòng)，如搬運(yùn)臺車在巷道高速運(yùn)行異常緊急制動(dòng)，如若沒有設(shè)置相應(yīng)防范措施.存在停放在梳齒式搬運(yùn)器上的大巴車可能產(chǎn)生傾覆情況。
公交車明顯特點(diǎn)是車體尺寸大，有效荷載大，重心較高。在車陣運(yùn)行時(shí)，設(shè)備需要將所存車輛橫向移動(dòng)。停放此上搬運(yùn)臺車搬運(yùn)器及公交車，在搬運(yùn)臺車橫向運(yùn)行起（制）動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力是使其喪失運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的外力。在車輛設(shè)計(jì)側(cè)向加速度不應(yīng)超過0.Ag。結(jié)合車庫運(yùn)行特點(diǎn)，機(jī)械車陣拖動(dòng)車輛橫向運(yùn)行時(shí)，設(shè)備加減速度不能超過車輛設(shè)計(jì)的側(cè)傾加速度，綜合考慮搬運(yùn)臺車或存取搬運(yùn)器設(shè)備自身質(zhì)量和停放適停汽車質(zhì)量的水平慣性力。驅(qū)動(dòng)力突變時(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)要求。以及公交汽車懸架系統(tǒng)和輪胎剛度對汽車側(cè)傾穩(wěn)定性等影響，如設(shè)置搬運(yùn)臺車運(yùn)行額定速度為lm/s，設(shè)計(jì)加速度不宜大于0.25m/x2；同時(shí)考慮設(shè)備瞬時(shí)斷電的情況，減速度瞬間過大，公交車在搬運(yùn)器上較大晃動(dòng)或沖擊、移位等不利情況。顯而易見采用載車板停車方式最為安全穩(wěn)買，同時(shí)也便于設(shè)置電動(dòng)汽車自動(dòng)充電的要求。
6車庫能量回饋單元
7結(jié)束語
6車庫能量回饋單元
由于公交車庫升降的慣量大的特性，搬運(yùn)器滿載下行以及空載上行時(shí)，升降電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。電機(jī)轉(zhuǎn)子在升降搬運(yùn)器或者對重的拖動(dòng)下，使得電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于變頻器輸出的同步轉(zhuǎn)速，電機(jī)所發(fā)出的電能將會儲存在變頻器的直流母線濾波電容中，車陣電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用能量回饋單元。通過自動(dòng)檢測變頻器的直流母線電壓，將變頻器的直流環(huán)節(jié)的直流電壓逆變成與電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電壓，回饋到電網(wǎng)，達(dá)到節(jié)能的目的.提高車庫的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
7結(jié)束語
對于在升降井道采用非義動(dòng)存取交接技術(shù)的停車設(shè)備，公交車庫為提升負(fù)載大，升降搬運(yùn)器曳引鋼絲繩負(fù)載突變，鋼絲繩伸縮對車庫的運(yùn)行有較大影響，升降平臺應(yīng)設(shè)置平滑過渡的強(qiáng)平層裝置；曳引鋼絲繩自重帶來的負(fù)載，通過補(bǔ)償繩裝置可以降低起升電動(dòng)機(jī)的功率；大慣量起升停車設(shè)備，采用能量回饋單元可以明顯提高設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
電動(dòng)公交車立體車降采用載車板停車方式安全穩(wěn)定性高，利于實(shí)現(xiàn)停車充電一體化，車輛充電單元考慮用戶在出入口完成一系列充電動(dòng)作，保證人員安全。
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