井字单元立体车库

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技术领域\n本发明涉及一种立体车库，尤其涉及一种单元化布置的立体车库，属于立体车库技术领域。\n背景技术\n立体车库是近年来在城市中得到快速发展的用于存取车辆(主要是轿车)的建筑物，该建筑物一般是建于地上或地下的多层立体结构形式，其中每层设有简单划分成多个间隔格子状的多个车位。传统立体车库是每层及每层之间串接有进出行车道，通过驾驶员直接将轿车驶进、驶出每层的各个车位，由于进出行车道占用面积大及各车位的间隔面积大，因此传统立体车库渐趋于淘汰。\n目前所知较为普及的立体车库一般是采用垂直升降通道及升降装置先将车辆在各层间上下移动，再通过水平纵横双向转运装置将车辆移动至每层的各个车位上，其中垂直升降通道一般是设于立体车库的一侧或一角处的单通道，每层车位的布置形式仍然是简单地划分成多个间隔格子状，与传统立体车库并无实质变化。现有这种垂直升降型立体车库比传统立体车库省去了进出行车道、减少了车库无谓的占地面积并一定程度提高了得车位率；但因垂直升降通道与每层车位的空间距离远近不一，加上水平纵横双向转运装置结构复杂、传动缓慢，导致车辆在每层的转运调度时间长，从而延长存取车辆的等待时间；更重要的是由于车库的每层仍需留有转移车辆位置而占有相当的面积(一般要占到总面积的1/3)，致使每层得车位率较低，据测算该车库的每层得车位率最高也仅达66％(2/3)。\n发明内容\n本发明解决的技术问题是：提出一种得车位率高且车辆转运调度迅捷的井字单元立体车库。\n为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种井字单元立体车库，至少有二层，所述车库设有贯穿每层的垂直升降通道、升降装置和动力控制装置，所述车库的每层均设有车位，所述车库底层的侧面设有进出车道，所述升降装置含有沿垂直升降通道升降的升降平台，所述车位和升降平台上均安置有纵横双向转运装置，所述纵横双向转运装置上放置有与纵横双向转运装置形成移动副的车辆托板，所述动力控制装置的输入输出端通过线缆分别与升降装置和纵横双向转运装置的输入输出端连接；所述车库每层的车位以垂直升降通道为中心并围绕垂直升降通道的四周按井字平面布置形成至少一个井字车位单元，所述井字车位单元含有四个与垂直升降通道相邻的正车位和四个与正车位相邻的角车位。\n本发明的井字单元立体车库在使用中的过程是：\n1)当存车时，驾驶员直接将轿车从车库底层侧面驶进底层井字车位单元某一车位的车辆托板上；如果该车位是正车位，则不再转运，如果该车位是角车位，则通过该角车位的纵横双向转运装置将载着轿车的车辆托板转运到正车位的纵横双向转运装置上。由动力控制装置控制升降平台沿垂直升降通道降落至与底层井字车位单元平面平齐的位置，然后通过底层井字车位单元正车位的纵横双向转运装置将载着轿车的车辆托板移动到升降平台的纵横双向转运装置上；再控制升降平台沿垂直升降通道上升到与车库上层井字车位单元平齐的位置，由升降平台上的纵横双向转运装置将载着轿车的车辆托板转运到上层井字车位单元正车位的纵横双向转运装置上，最后可由上层井字车位单元正车位上的纵横双向转运装置将载着轿车的车辆托板转运到该上层井字车位单元角车位的纵横双向转运装置上。对于每一个井字车位单元，可将存车时间长的车辆存放在角车位上，将存车时间短的车辆存放在正车位上。这样，重复上述过程，即可逐层放满立体车库每层的井字车位单元的各车位，直到将立体车库底层的井字车位单元除用于进出的正车位的其他各车位也都占满。\n2)反之取车时，可先将存车时间短的每层井字车位单元正车位上载着轿车的车辆托板转运到升降平台的纵横双向转运装置上，由升降平台送到车库底层井字车位单元的进出车位上后由由驾驶员驶出，然后再将每层井字车位单元角车位上载着轿车的车辆托板转运到已空出的正车位的纵横双向转运装置上，再转运到升降平台的纵横双向转运装置上，同样下降到车库底层的进出车位上后由驾驶员驶出，以此类推完成各车位的取车。\n3)可将底层井字车位单元的某一个角车位专门用于堆放车辆托板，当陆续存新车时，通过人力或机械装置将堆放在该角车位的车辆托板陆续一个个移放到正车位上以承运新车；取车后空出的车辆托板可将其再回放到该角车位上备用。\n综上所述，由于本发明的井字单元立体车库的每一个井字车位单元除去中间的升降通道口以外含有八个车位(四个正车位和四个角车位)；因此，当每一个井字车位单元的车位全占满时，得车位率＝8/9≈89％。可见本发明的井字单元立体车库相比现有立体车库可以大大提高得车位率。而且，由于每一个井字车位单元的各车位都与单元中心的升降通道口紧邻，各车位与升降通道口的相互空间距离小且基本一致，因此不需要留出单独的转移车辆位置，可使每一个井字车位单元的各车位上的存车能迅即被转运而不会耽误过多时间；从而相比现有立体车库可以节省存取车辆时间。\n上述技术方案的改进是：所述纵横双向转运装置包括沿车位和升降平台横、纵向设置的横向轨道、横向齿轮机构和纵向轨道、纵向齿轮机构，所述横向齿轮机构主要由横向齿轮和横向齿轮驱动器构成，所述纵向齿轮机构主要由纵向齿轮和纵向齿轮驱动器构成；所述横向轨道和纵向轨道的截面均是凹槽，其两侧边均分别制有缺口；所述车辆拖板的底面上设有垂直交叉的横齿条、纵齿条和万向轮，所述横齿条与纵齿条相交处留有相贯空缺；所述缺口的口径大于万向轮的外径，所述车位和升降平台的横向轨道和纵向轨道彼此对应衔接；当车辆拖板安置在纵横双向转运装置上时，所述横齿条和纵齿条分别与横向齿轮和纵向齿轮啮合，所述万向轮分别进入横向轨道和纵向轨道内。\n上述技术方案的进一步改进是：相邻所述车位之间的横向齿轮的间距小于横齿条的长度并大于相邻车位的横向间距，相邻所述车位之间的纵向齿轮的间距小于纵齿条的长度并大于相邻车位的纵向间距。\n上述技术方案的更进一步改进是：所述横向轨道和纵向轨道是平行间隔并彼此垂直相交成井字形的两对，其截面均是弧形凹槽，其弧形凹槽上分别间隔冲制有十二个锥坑；所述锥坑中的四个位于横向轨道和纵向轨道的四个相交点，其余锥坑平均二个位于每根横向轨道和纵向轨道上；所述横向轨道和纵向轨道相交对角线上的锥坑处设有二个行程信号开关，所述缺口位于所述其余锥坑所处的横向轨道和纵向轨道的两侧，所述横齿条和纵齿条是垂直交叉成十字形的一对，所述万向轮是通过柱形支角固定在车辆拖板底面上的球形万向轮；当所述球形万向轮落入锥坑时，所述车辆托板与车位彼此对中；当所述横向轨道上的球形万向轮横向移动时，所述纵向轨道上的球形万向轮可从纵向轨道两侧边的所述缺口移出；当所述纵向轨道上的球形万向轮纵向移动时，所述横向轨道上的球形万向轮可从横向轨道两侧的所述缺口移出。\n附图说明\n下面结合附图对本发明的井字单元立体车库作进一步说明。\n图1是本发明实施例一的井字单元立体车库的立面结构示意图。\n图2是图1中A-A向俯视图。\n图3是图1中装设纵横双向转运装置的升降平台的结构示意图。\n图4是图3的仰视局部剖面图。\n图5是图3中I1处的局部放大图。\n图6是图3中I2处的局部放大图。\n图7是图3中I3处的局部放大图。\n图8是图3中I4处的局部放大图。\n图9是图7的仰视图。\n图10是图2中的车辆托板的底面结构示意图。\n图11是图10中B-B向俯视图。\n图12是图10中C-C向俯视图。\n图13是图5中横向第一齿轮的放大图。\n图14是图10中I5处的局部放大图。\n图15是本发明实施例三的井字单元立体车库的层面结构示意图。\n具体实施方式\n实施例一\n本实施例的井字单元立体车库，如图1和图2所示，形成有八层钢制结构的车库1，车库1设有贯穿每层的垂直升降通道2、升降装置和动力控制装置(图中未示出)，升降装置含有沿垂直升降通道升降的升降平台3。在车库1的每层设有面积基本相同的车位4。在车位4和升降平台3上均安置有独立工作的纵横双向转运装置5。车库1的每层车位4以垂直升降通道2为中心并围绕垂直升降通道2的四周按井字平面布置形成一个井字车位单元，每一个井字车位单元含有四个与垂直升降通道2相邻的正车位4-1和四个与正车位相邻的的角车位4-2。在车库1的底层侧面设有进出车道7。在车库1的各车位的纵横双向转运装置5上放置有车辆托板6。进出车道7一端顶面与底层井字车位单元车位上的车辆托板6顶面平齐。\n动力控制装置的输入输出端通过线缆分别与升降装置和纵横双向转运装置5的输入输出端连接。如图1所示，升降平台3上系有从设置在车库1顶部的升降动力机构8垂下的升降索9，升降动力机构8通过升降索9带动升降平台3升降。升降平台3下部装设有移动线缆10，移动线缆10一端随升降平台3升降，另一端存放在垂直升降通道2位于车库1底层的电缆井11内。动力控制装置与纵横双向转运装置的连接图中未示出。\n安置在各车位4和升降平台3上的纵横双向转运装置5结构基本相同，以升降平台3上的纵横双向转运装置5为例说明，如图3和图4所示，纵横双向转运装置5包括沿升降平台3横、纵向(车位4上的纵横双向转运装置5沿车位4横、纵向)设置的横向轨道22、横向齿轮机构和纵向轨道23、纵向齿轮机构。横向齿轮机构主要由两个平行间隔的横向第一齿轮12、横向第二齿轮13、横向传动轴14和横向齿轮驱动器构成，纵向齿轮机构主要由两个平行间隔的纵向第一齿轮15、纵向第二齿轮16、纵向传动轴17和纵向齿轮驱动器构成。横向传动轴14与纵向传动轴17彼此交叉错开。本实施例的横向齿轮驱动器和纵向齿轮驱动器分别设一个，横向齿轮驱动器与纵向齿轮驱动器结构相同，均由正反转电动机19、变速器20和离合器21构成，正反转电动机19的输出轴联接变速器20输入端，变速器20的输出端联接离合器21输入端，离合器21输出端则分别联接横向传动轴14(或纵向传动轴17)。\n横向齿轮机构与纵向齿轮机构结构相同，本实施例以横向齿轮机构为例进一步说明。如图5、图6所示，在横向传动轴14的两端分别套装有第一横向锥齿轮12-1和第二横向锥齿轮13-1，在横向第一齿轮12的齿轮轴24-1一端同轴套装有第三横向锥齿轮12-2，在横向第二齿轮13的齿轮轴24-2一端同轴套装有第四横向锥齿轮13-2；其中，第一横向锥齿轮12-1与第三横向锥齿轮12-2啮合，第二横向锥齿轮13-1与第四横向锥齿轮13-2啮合。这样，通过一个横向齿轮驱动器即可同时同步驱动横向第一齿轮12和横向第二齿轮13两个横向齿轮转动。同样类推，在纵向传动轴17的两端分别套装有第一纵向锥齿轮和第三纵向锥齿轮，在纵向第一齿轮15和纵向第二齿轮16的各自齿轮轴一端分别同轴套装有第二纵向锥齿轮和第四纵向锥齿轮；第一纵向锥齿轮与第三纵向锥齿轮啮合，第二纵向锥齿轮与第四纵向锥齿轮啮合；一个纵向齿轮驱动器同时同步驱动纵向第一齿轮15和纵向第二齿轮16两个纵向齿轮转动。\n如图3所示，横向轨道22和纵向轨道23均是平行间隔的一对，横向轨道22和纵向轨道23彼此垂直相交成井字形。横向轨道22和纵向轨道23的截面均为弧形凹槽状(图中未示出)。如图5、图7和图8所示，在一对横向轨道22和一对纵向轨道23的弧形凹槽上分别间隔冲制有锥坑25，其中在横向轨道22和纵向轨道23的四个相交点有四个锥坑25，除了相交点的四个锥坑25以外，每根横向轨道22和纵向轨道23上分别还设有二个锥坑25，总计十二个锥坑25。在横向轨道22和纵向轨道23相交对角线上的二个锥坑25处分别设有二个十字条形行程信号开关26，这二个十字条形行程信号开关26构成信号开关组。在除了轨道相交点锥坑25以外的八个锥坑25处的横向轨道22和纵向轨道23的两侧边均分别制有四个缺口27，如图9所示。\n安置在各车位4的纵横双向转运装置5上的车辆托板6的结构如图10、图11和图12所示，在车辆拖板6的底面上设有垂直交叉成十字形的横齿条28、纵齿条29和十二个球形万向轮30。横齿条28与纵齿条29相交处留有相贯空缺31。球形万向轮30通过柱形支角32固定在车辆拖板6的底面上。当车辆拖板6安置在纵横双向转运装置5上时，横齿条28与横向齿轮组的横向第一齿轮12-1和横向第二齿轮13-1啮合；同样可以类推，纵齿条29与纵向齿轮组的纵向第一齿轮和纵向第二齿轮啮合；同时，十二个球形万向轮30则分别进入横向轨道22和纵向轨道23内。如图13、图14所示，横向第一齿轮12-1、横向第二齿轮13-1、纵向第一齿轮、纵向第二齿轮、横齿条28和纵齿条29的各自齿宽两端部沿齿宽方向形成锥度，这样可使彼此分离的横齿条28与横向第一齿轮12-1、横向第二齿轮13-1之间或彼此分离的纵齿条29与纵向第一齿轮和纵向第二齿轮之间在相互重新对接时能顺利对合。各车位4和升降平台3的横向轨道22和纵向轨道23彼此对应衔接。\n缺口27与球形万向轮30外形吻合，缺口27的口径大于球形万向轮30的外径。当横向轨道22上的球形万向轮30横向移动时，纵向轨道23上的球形万向轮30可从纵向轨道23两侧的缺口27移出；当纵向轨道23上的球形万向轮30纵向移动时，横向轨道22上的球形万向轮30可从横向轨道22两侧的缺口27移出。\n相邻车位4之间的横向齿轮的间距小于横齿条28的长度并大于相邻车位4的横向间距，相邻车位4之间的纵向齿轮的间距小于纵齿条29的长度并大于相邻车位4的纵向间距。\n车辆拖板6上有射频标签和车辆存储识读卡，用于追踪存车位记载存车资料。所有齿轮组和升降动力装置8均设有人工操作装置，以便在自动装置故障和断电时，进行人工发送。\n本实施例井字单元立体车库的使用过程基本如前面发明内容中所述，在此不再赘述。对于纵横双向转运装置将载着轿车的车辆托板从一个车位转到另一个车位的过程，补充内容如下：\n1)当车辆托板放置在纵横双向转运装置5进行横向转运时，横向齿轮驱动器开动，同时纵向齿轮驱动器停止，横向齿轮驱动器驱动横向传动轴14转动，转动横向传动轴14分别通过第一锥齿轮12-1与第三锥齿轮12-2啮合、第二锥齿轮13-1与第二锥齿轮13-2驱动横向第一齿轮12-1、横向第二齿轮13-1同步同速同向转动，从而推动横齿条28和车辆托板6横向移动。此时，纵向齿轮组的纵向第一齿轮、纵向第二齿轮则与纵齿条29脱离。同理可以参照横向转运过程类推纵向转运过程，在此不再赘述。这样，车辆托板6即与纵横双向转运装置5形成横向或纵向的移动副。\n2)在上述横向或纵向转运过程中，车辆托板6在相邻车位4的纵横双向转运装置上形成转接，即当车辆托板6的横齿条28或纵齿条29与一车位4上纵横双向转运装置5的横向齿轮组或纵向齿轮组尚未脱离时，又与另一车位4上纵横双向转运装置的横向齿轮组或纵向齿轮组形成啮合。\n3)在横向转运过程中，车辆托板6底面上有八个球形万向轮30可以沿横向轨道22移动，另外四个球形万向轮30在轨道外朝着纵向轨道23移动。当八个沿横向轨道22移动的球形万向轮30移动到对应的八个锥坑25处并触压十字条形行程信号开关26时，正反转电动机19停转，此时另外四个球形万向轮30则正好从纵向轨道23的四个缺口27进入纵向轨道23内并落在对应的四个锥坑25处，十二个球形万向轮30即全部对应落在十二个锥坑25处，此时车辆托板6正好与车位4彼此对中。同样，以横向转运可类推纵向转运过程，在此不再赘述。\n4)如前所述，由于齿轮与齿条在其齿宽两端沿齿宽方向上形成斜度，因此在相邻车位4间的横向或纵向转运过程中，脱离的横齿条28与横向齿轮组或脱离的纵齿条29与纵向齿轮组之间在齿宽方向上可以顺利重新对合。\n综上，本实施例井字单元立体车库的纵横双向转运装置可以方便顺利地实现相邻车位的转运。\n显然，本实施例的井字单元立体车库可以精简和变化的技术特征有：1)省去横向传动轴14和纵向传动轴17，横向第一齿轮12、横向第二齿轮13、纵向第一齿轮15和纵向第二齿轮17分别由四个齿轮驱动器直接驱动；2)锥坑25也可以省去，通过控制正反转电动机19转动时间来控制横向第一齿轮12、横向第二齿轮13、纵向第一齿轮15和纵向第二齿轮17的转动时间，从而控制车辆托板6沿横向轨道22和纵向轨道23移动的位置；3)横向齿轮和纵向齿轮不局限于两个，也可以分别是三个、四个或多个；4)横齿条28和纵齿条29不局限于相互垂直交叉成十字形的一对，也可以是相互交叉成井字形的两对或相互垂直交叉成其他形状的多对；5)球形万向轮30和对应锥坑25的数量也可以是12个以上；6)齿轮驱动器也可以是由油泵、调节阀和液压管路构成的液压齿轮驱动器或其他齿轮驱动器代替；7)横向轨道22和纵向轨道23的截面也可以是V形或其他形状的凹槽，十字条形行程信号开关26也可以由其他形状或结构的行程信号开关代替，球形万向轮30也可以由轮形或其他形状的万向轮替代；8)横向第一齿轮12、横向第二齿轮13、纵向第一齿轮15和纵向第二齿轮17可换成蜗杆，相应横齿条28和纵齿条29的齿形制成与蜗杆相匹配；9)车库的钢制结构也可以由混凝土结构替代。\n实施例二\n本实施例的井字单元立体车库主要结构与实施例二基本相同，只是纵横双向转运装置不同。本实施例井字单元立体车库的纵横双向转运装置采用的是现有技术，具体是专利号200510049398.9的中国专利《仓储式立体车库纵横向转换装置》，该转换装置包括底座、纵送机构、横送机构和变位转换机构，变位转换机构和纵送机构、横送机构相连接，并都装在底座上，变位转换机构为同步纵送机构和横送机构的滑动式变位转换机构，采用滑块和导轮构成，该变位转换机构包含电机、传动部件、纵横送控制件，传动部件和纵横送控制件、电机相连，纵送机构和横送机构装在纵横送控制件上面，其电机带动传动部件、传动部件带动纵横送控制件动作，纵横送控制件控制纵送机构和横送机构动作，纵横送控制件含有导轨、纵送机构控制件和横送机构控制件，纵送机构控制件有纵送机构用滑块和导轮，横送机构控制件有横送机构用滑块和导轮，滑块装在导轨内，导轮贴在滑块上，纵送机构用导轮和横送机构用导轮分别顶住纵送机构和横送机构，传动部件含有相互啮合的齿轮和齿条及拉杆，齿轮装在电机的转轴上，拉杆的两端分别连接齿条和滑块。该转换装置可以独立设置在单个车位上，并能实现相邻车位的车辆转运，该转换装置的详细情况介绍可参见专利说明书。\n本实施例的井字单元立体车库在使用时，车辆托板6是放在本实施例纵横向转换装置的纵、横滚轮组上(见专利号200510049398.9的中国专利《仓储式立体车库纵横向转换装置》说明书第4页第2段落)，通过滚轮组与车辆托板6之间的摩擦力推动车辆托板6。但车辆托板6仍然与纵横向转换装置彼此形成移动副。\n显然，本发明的井字单元立体车库中还可以采用其它结构的独立工作的纵横双向转运装置来与车辆托板6形成移动副。\n实施例三\n本实施例的井字单元立体车库是在实施例一基础上的改进，其车位平面布置是采用实施例一的单个井字车位单元两两相邻组合而成，其他结构与实施例一相同。如图15所示，本实施例的井字单元立体车库的每层车位按两个井字车位单元组合平面布置，在两个井字车位单元之间加设布置三个间车位4-3。这样，本实施例的井字单元立体车库的车位全占满时，得车位率＝19/21≈90.5％，得车位率进一步提高。\n本发明的井字单元立体车库不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除了实施例一所述的精简和变化以外还有：1)每个车位面积也可以按车型区分，不一定完全相同；2)车库每层车位的平面布置也可以是两个以上的井字车位单元相邻组合；等等。凡采用等同或等效替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。