本發(fā)明涉及車輛停放技術領域，具體地，涉及一種基于車架機械臂與回轉車板的雙層無障礙停車系統(tǒng)。

背景技術：

汽車工業(yè)發(fā)展導致汽車數(shù)量逐年增加。與此相對，多數(shù)城市已寸土寸金，“停車難”問題是城市的社會、經(jīng)濟、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結果。傳統(tǒng)的停車方式需要為車輛駛入或駛出車位預留轉向空間，存在空間浪費。現(xiàn)有的立體車庫往往是將舉升機構集成在車架上的直升試設備，這樣難以在下層有車的情況下實現(xiàn)上層汽車的停放；而且體積較大，車架機械結構復雜，不便拆卸組裝；在大型停車中采用一庫一舉升機構的車庫存在舉升機構利用率低的現(xiàn)象。

經(jīng)檢索，公開號為104847143A的中國發(fā)明申請，該發(fā)明公開一種機械臂移動式立體汽車停車場，包括升降電梯和停車場，所述停車場包括多個停車層；升降電梯與各個停車層的頂部分別設置有滑軌，并且所述升降電梯到達各個停車層時，升降電梯的內腔和停車層的內腔連通，升降電梯的滑軌和停車層的滑軌對接；每個停車層沿滑軌方向設置有多個停車位，每個停車層的豎直高度大于汽車高度的兩倍；每個停車層的滑軌上安裝有運輸裝置，運輸裝置包括升降裝置和夾持爪裝置，夾持爪裝置安裝在升降裝置的底端，并通過升降裝置上下移動。

但是上述專利的停車場體積較大，結構復雜，成本高，裝拆困難，屬于大型群體性車庫，其次，該發(fā)明升降機構集成在車架上的垂直舉升方式難以實現(xiàn)在下層有車的情況下實現(xiàn)上層車輛的停放，停取車效率較低，而且不能方便車輛實現(xiàn)停放簡便。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于車架機械臂與回轉車板的雙層無障礙停車系統(tǒng)，可以有效拓展立體空間，基于其便于拆卸組裝且停車方式新穎等特點，使空間利用率成倍提高。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種基于車架機械臂與回轉車板的雙層無障礙停車系統(tǒng)，包括：車架、機械臂系統(tǒng)、回轉車板系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)；其中：

所述車架，設有上層停車位和下層停車位，上層停車位設置上層停車板，所述上層停車板在機械臂系統(tǒng)的支撐下能進行平穩(wěn)運動；

所述機械臂系統(tǒng)，采用順次鉸接的第一四連桿機構，所述第一四連桿機構一端連接上層停車板，一端連接車架底部，支撐上層停車板完成給定軌跡的舉升與下降運動；

所述回轉車板系統(tǒng)安置在上層停車板上，用于完成回轉上車或回轉下車，并在車架機械臂系統(tǒng)的支撐下升降車輛；

所述驅動系統(tǒng)，用于為整個系統(tǒng)提供動力。

優(yōu)選地，所述車架作為整個設備的重要受力結構，采用桁架結構，在滿足受力要求的前提下減少整體質量。

優(yōu)選地，所述車架前端設置有與上層停車板升降運動軌跡一致的導軌，所述上層停車板設有滾動部件，所述上層停車板通過滾動部件在機械臂系統(tǒng)的支撐下沿著導軌運動，在功能方面滿足車板下降時的平穩(wěn)運行。

優(yōu)選地，所述機械臂系統(tǒng)利用仿生原理，類似于人的手臂，四連桿機構的每個桿件相當于一個機械臂，機械臂之間采用鉸連接，連接處具有限位結構，用來限制旋轉方向與旋轉角度。當上層停車板下降時，由于重力作用與四連桿機構中限位結構的阻擋，使得桿件的運動形式為：首先其余三根桿緊壓在一起，第四根桿轉動；當?shù)谒母鶙U接觸地面以后，前兩根桿繼續(xù)緊壓，第三根桿轉動，最后再是第二根桿轉動，直到支撐架觸地。整個運動過程支撐上層停車板保證水平，所述機械臂系統(tǒng)結構依據(jù)車輛外形大小設計，盡可能減少占地面積。

優(yōu)選地，所述車架前端為圓弧形狀，該圓弧形狀與第一四連桿機構運動軌跡相匹配。具體的，該圓弧形狀符合機械臂(即各桿件)運動軌跡，滿足在第四根桿下降時上層停車板為水平運動，使上層停車板后端運動到車架圓弧處，剩下的桿件運動時，上層停車板沿車架圓弧處下降，且第三根桿件運動時，上層停車板下落大部分高度。

上層停車板后端，此處的后端為上層停車板的后端，也就是車架的后端，所有前端都是指上層停車板下降時運動的方向，所有后端都是指車架安裝驅動系統(tǒng)的一端，也就是上層停車板運動的反方向。

優(yōu)選地，所述回轉車板系統(tǒng)包括旋轉車板和用于車體防護的車板防護機構，所述旋轉車板設置在上層停車板上，且旋轉車板能繞其自身中心旋轉，使車輛可以直接開上上停車板，減少轉彎半徑。旋轉車板完成回轉上車或回轉下車，并在機械臂系統(tǒng)的支撐下升降車輛。

優(yōu)選地，所述旋轉車板是車輛停泊過程中的載重平臺，包括回轉齒輪、旋轉板件、轉盤軸承、渦輪蝸桿減速機和步進電機，回轉齒輪與渦輪蝸桿減速機的輸出齒輪配合，同時與旋轉板件固連，并與轉盤軸承緊配合，步進電機通過渦輪蝸桿減速機驅動回轉齒輪旋轉，回轉齒輪連接旋轉板件，從而使旋轉板件繞回轉齒輪軸心旋轉一角度，使車輛能直接開上或者駛離停車板，減少轉彎半徑；轉盤軸承用于將旋轉板件以及渦輪蝸桿減速機、步進電機和車板防護機構支持在上層停車板上。

進一步的，所述轉盤軸承采用三排圓柱滾子轉盤軸承，將整個旋轉車板支持在上層停車板上，保證旋轉車板有確定的運動，并承受旋轉車板作用于其上的垂直力、水平力和傾覆力矩。蝸輪蝸桿傳動可防止車板旋轉倒轉，保證停車安全。

優(yōu)選地，所述車板防護機構通過自動觸發(fā)機構完成機械化的防護板的上下旋轉。所述車板防護機構包括自動觸發(fā)機構與防護板，防護板通過鉸連接安裝在旋轉車板兩端，自動觸發(fā)機構安裝在旋轉車板底部并與防護板相連，自動觸發(fā)機構為第二四連桿機構，其中：第一根桿末端設置觸發(fā)彈簧，所述上層停車板上設有一對防護機構觸發(fā)擋塊，所述觸發(fā)彈簧通過旋轉車板旋轉與一對防護機構觸發(fā)擋塊接觸實現(xiàn)自動觸發(fā)，第一根桿穿過固連在旋轉板件底部的一直線限位槽并通過套在第二根桿上的滑塊連接第二根桿，第二根桿一端與上層停車板鉸連接，另一端與第三根桿鉸連接，第三根桿與第四根桿鉸連接，第四根桿通過固連在旋轉板件底部的另一直線限位槽且另一端與防護板通過安裝在防護板上的滑塊連接。當上層停車板在上下車落地時，防護板放下為上下車提供斜度坡道，當上層停車板在半空移動時防護板上彈起到車體防護作用。

所述車板防護機構由自動觸發(fā)機構自行觸發(fā)，第二四連桿機構及其限位槽的配合帶動防護板上下旋轉，防止在停車過程中車輛在旋轉車板上抖動和滑落，有效保障停車安全。

優(yōu)選地，所述驅動系統(tǒng)包括鏈輪、鏈條、減速箱、步進電機、齒輪組，為整個設備提供動力。由單片機控制步進電機正反轉，經(jīng)過減速箱的減速作用、齒輪組的二次減速傳遞作用，將扭矩傳遞至從動軸，由從動軸帶動鏈輪轉動，鏈輪帶動鏈條，停車板下的支撐架后端與鏈條固連，完成動力的輸送。鏈條正轉，停車板受向上的拉力，完成舉升過程；鏈條反轉，停車板受向下的拉力，完成下降過程。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明的雙層無障礙停車系統(tǒng)利用車架機械臂系統(tǒng)、車板回轉系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，使整個停車過程安全可靠；

本發(fā)明采用的回轉車板系統(tǒng)使上層車輛不需要拐彎就能實現(xiàn)車輛停取，能夠有效減小停車半徑，大大提高了土地利用率。

進一步的，本發(fā)明可以采用單體式雙層車庫，結構清晰易搭建，體積較??；本發(fā)明易拆卸可移動，安裝不需要提前設置地基,適合臨時快速搭建。本發(fā)明整個二層停車過程與一層車輛互不干涉，實現(xiàn)無障礙停車模式。

進一步的，本發(fā)明可以采用以鏈條為主動力，車架和機械臂(連桿機構)為支撐的水平舉升方式創(chuàng)新了更加安全穩(wěn)定的無障礙停車模式。

進一步的，本發(fā)明車板上的防護機構通過機械方式實現(xiàn)了自動觸發(fā)，起應急保護的作用。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的正等軸測圖；

圖2為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的車架左右二等角軸測圖；

圖3為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的上層停車板正等軸測圖；

圖4為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的機械臂系統(tǒng)正等軸測圖；

圖5為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的回轉車版系統(tǒng)示意圖，其中(a)為正視圖，(b)為俯視圖；

圖6為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的四連桿自動觸發(fā)機構機構簡圖，其中(a)為上翹狀態(tài)機構簡圖，圖(b)為下放狀態(tài)機構簡圖；

圖7為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的驅動系統(tǒng)的俯視圖；

圖中：

車架1，機械臂系統(tǒng)2，旋轉車板3，車板防護機構4，驅動系統(tǒng)5，上層停車板6，鏈條7，桁架支撐結構8，導軌9，防護機構觸發(fā)擋塊10，滾輪11，前端支撐架12，后端支撐架13，桿件一14，桿件二15，桿件三16，桿件四17，限位結構18，三排圓柱滾子轉盤軸承19，回轉齒輪20，渦輪蝸桿減速機21，步進電機22，旋轉板件23，防護板24，觸發(fā)彈簧33，第一根桿26，第二根桿28，第三根桿29，第四根桿32，直線限位槽27、31，滑塊25、30，鏈輪34，齒輪組35，減速箱36，步進電機37，從動軸38。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示，一種基于車架機械臂與回轉車板的雙層無障礙停車系統(tǒng)，包括：車架1，機械臂系統(tǒng)2，回轉車板系統(tǒng)，驅動系統(tǒng)5；其中：

所述車架1，設有上層停車位和下層停車位，上層停車位設置上層停車板6，所述上層停車板6在機械臂系統(tǒng)2的支撐下能進行平穩(wěn)運動；

所述機械臂系統(tǒng)2，采用順次鉸接的四連桿機構，一端連接上層停車板6，一端連接車架1底部，支撐上層停車板6完成給定軌跡的舉升與下降運動；

所述回轉車板系統(tǒng)安置在上層停車板6上，用于完成回轉上車或回轉下車，并在車架機械臂系統(tǒng)2的支撐下升降車輛；

所述驅動系統(tǒng)5，用于為整個系統(tǒng)提供動力。

如圖2、圖3所示，作為一優(yōu)選，所述車架1采用桁架支撐結構8；車架1前端設置通過與上層停車板升降運動軌跡一致導軌9；

上層停車板6底部固連有前端支撐架12，前端支撐架12裝有滾輪11，上層停車板6通過滾輪11在機械臂系統(tǒng)2的支撐下沿著導軌9運動，使上層停車板6下降時保持水平平穩(wěn)。

如圖4所示，作為一優(yōu)選，所述機械臂系統(tǒng)2利用仿生原理，具有限位結構18，采用四連桿機構支撐上層停車板6完成給定軌跡的舉升與下降運動，具體的：

四連桿機構包括依次首尾相連的桿件一14、桿件二15、桿件三16、桿件四17，其中：桿件一14、桿件二15、桿件三16、桿件四17的形狀為符合受力特點的兩端粗中間細，桿件之間為鉸連接并設置限定旋轉角度范圍的限位結構，桿件三16與上層停車板6鉸連接，桿件四17與車架底部鉸連接。

當上層停車板6下降時，由于重力作用加上限位結構18的阻擋，使得在桿件的運動形式為：首先桿件一14、桿件二15、桿件三16緊壓在一起，桿件四17轉動；當桿件四17接觸地面以后，桿件二15、桿件三16繼續(xù)緊壓，桿件三16轉動，最后再是第桿件二15轉動，直到上層停車板6觸地。

如圖5中(a)、(b)所示，所述旋轉車板3包含旋轉板件23、三排圓柱滾子轉盤軸承19、回轉齒輪20、渦輪蝸桿減速機21和步進電機22，其中：

所述回轉齒輪20與渦輪蝸桿減速機的輸出齒輪配合，同時與旋轉板件23固連，并與三排滾子圓柱軸承19緊配合，步進電機22通過渦輪蝸桿減速機21驅動回轉齒輪20旋轉，回轉齒輪20連接旋轉板件23，從而使旋轉板件23繞回轉齒輪20軸心旋轉一定角度，使車輛可以直接開上或者駛離停車板6，以減少轉彎半徑；

三排圓柱滾子轉盤軸承19連接回轉齒輪20和上層停車板6，三排圓柱滾子轉盤軸承20將旋轉板件23以及渦輪蝸桿減速機21、步進電機22和車板防護機構4支撐在上層停車板6上，以保證旋轉車板3有確定的運動，并承受旋轉車板3作用于三排圓柱滾子轉盤軸承17上的垂直力、水平力和傾覆力矩；蝸輪蝸桿傳動可防止上層停車板6倒轉，保證停車安全。

如圖5所示，所述車板防護機構4包括三排圓柱棍子轉盤軸承19、渦輪蝸桿減速機21和步進電機22，步進電機22與渦輪蝸桿減速機21裝配在一起，固定在上層停車板6上，渦輪蝸桿減速機21輸出軸與回轉齒輪20配合，回轉齒輪20與旋轉板件23固連，回轉齒輪20與三排圓柱棍子轉盤軸承19配合，轉盤軸承19同時與上層停車板6配合，三排圓柱滾子轉盤軸承19將旋轉板件23以及渦輪蝸桿減速機21、步進電機22和車板防護機構支撐在上層停車板6上。

如圖5，圖6，所述車板防護機構4包括防護板24，自動觸發(fā)機構，防護板24通過鉸連接安裝在旋轉車板3兩端，自動觸發(fā)機構安裝在旋轉車板3底部并與防護板24相連。

所述自動觸發(fā)機構為四連桿自動觸發(fā)機構，包括觸發(fā)彈簧33、第一根桿26、第二根桿28、第三根桿29、第四根桿32。第一根桿26末端設置觸發(fā)彈簧，所述上層停車板6上設有一對防護機構觸發(fā)擋塊10，所述觸發(fā)彈簧33通過旋轉車板3旋轉與一對防護機構觸發(fā)擋塊10接觸實現(xiàn)自動觸發(fā)，直線限位槽27與直線限位槽31均固連在旋轉板件23上，第一根桿26穿過直線限位槽27并通過套在第二根桿28上的滑塊25連接第二根桿28，第二根桿28一端與上層停車板6鉸連接，另一端與第三根桿29鉸連接，第三根桿29與第四根桿32鉸連接，第四根桿32通過直線限位槽31且另一端與防護板24通過安裝在防護板24上的滑塊30連接。

當未開始旋轉即旋轉車板3方向與上層停車板6方向相同時，四連桿自動觸發(fā)機構位于圖6(a)所示狀態(tài)，在一實施例中，當旋轉車板3旋轉90度，準備車輛駛入駛離時，觸發(fā)彈簧33接觸防護機構觸發(fā)擋塊10，從而使第四根桿32向下移動，第四根桿32穿過直線限位槽31并通過滑塊30與第三根桿29配合，由于第三根桿29一端鉸連接在上層停車板6上，使第三根桿29向下轉動，帶動與其鉸連接的第二根桿28轉動，通過直線限位槽27，使得第一根桿26向右做直線運動，通過滑塊25，帶動防護板24向下翻轉落下，成30°角，此時四連桿自動觸發(fā)機構處于下放狀態(tài)如圖6(b)，車輛可以從下翻的防護板駛入或者駛離旋轉車板3；當旋轉車板3反向旋轉恢復與上層停車板6同向后，觸發(fā)彈簧33脫離防護機構觸發(fā)擋塊10，彈簧由壓縮狀態(tài)變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)，帶動四連桿機構在直線限位槽31、27的限制下，恢復到初始狀態(tài)即上翹狀態(tài)如圖6(a)。

如圖7，所述驅動系統(tǒng)由鏈條7、鏈輪34、減速箱36、步進電機37、齒輪組35和從動軸38組成，用于為整個設備提供動力，其中：步進電機37的輸出端連接減速箱36，減速箱36的輸出端連接齒輪組35，從動軸38與齒輪組35固定連接，鏈輪34固定在從動軸38的兩端，鏈條7與鏈輪34配合，鏈輪34轉動帶動鏈條7運動，上層停車板6下的后端支撐架13與鏈條7固連。

步進電機37由單片機控制正、反轉，步進電機37輸出的動力經(jīng)過減速箱36的減速作用、齒輪組35的二次減速傳遞作用，將扭矩傳遞至從動軸38，由從動軸38帶動鏈輪34轉動，鏈輪34帶動鏈條7，鏈條7帶動與其固連的上層停車板6的后端支撐架13，從而帶動上層停車板6，以完成動力的輸送；

當鏈條7正轉，上層停車板6受向上的拉力，完成舉升過程；當鏈條7反轉，上層停車板6受向下的拉力，完成下降過程。

所述系統(tǒng)的工作步驟如下：

(1)上層停車：

系統(tǒng)處于初始位置如圖1所示，上層停車板6處于車架1的上層停車位且上層停車位沒有停放車輛；單片機控制步進電機37正向運動，經(jīng)過減速箱36的減速作用、齒輪組35的二次減速傳遞作用，將扭矩傳遞至從動軸38，由從動軸38帶動鏈輪34轉動，鏈輪34帶動鏈條7正轉，鏈條7轉動通過后端支撐架13帶動上層停車板6開始運動，上層停車板6承載回轉車板系統(tǒng)，上層停車板6經(jīng)滾輪11沿著車架1前端設置的導軌9平穩(wěn)運動；在上層停車板6向下運動時受到機械臂系統(tǒng)2的支撐：

首先機械臂即桿件一14、桿件二15、桿件三16緊壓在一起，機械臂即桿件四17轉動；當機械臂即桿件四17接觸地面以后，機械臂即桿件一14、桿件二15繼續(xù)緊壓，機械臂即桿件三16轉動；最后再是機械臂即桿件二15轉動，直到上層停車板6觸地。此時步進電機22通過渦輪蝸桿減速機21驅動回轉齒輪20旋轉，旋轉車板3與回轉齒輪18同時旋轉90°。當旋轉車板3旋轉90度，準備車輛駛入駛離時，觸發(fā)彈簧33接觸防護機構觸發(fā)擋塊10，從而使第四根桿32向下移動，第四根桿32穿過直線限位槽31并通過滑塊30與第三根桿29配合，由于第三根桿29一端鉸連接在上層停車板6上，使第三根桿29向下轉動，帶動與其鉸連接的第二根桿28轉動，通過直線限位槽27，第一根桿26向右做直線運動，通過滑塊25帶動防護板24向下翻轉落下，成30°角，使車輛可以直接開上上層停車板6；當車輛停穩(wěn)以后，控制步進電機22通過渦輪蝸桿減速機21驅動回轉齒輪20反向旋轉，旋轉車板3與回轉齒輪20同時反向旋轉90°，此時觸發(fā)彈簧33脫離防護機構觸發(fā)擋塊10，彈簧由壓縮狀態(tài)變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)，帶動四連桿機構在直線限位槽31、27的限制下，恢復到初始狀態(tài)即上翹狀態(tài)回轉車板系統(tǒng)恢復初始位置后，步進電機37反向運動，經(jīng)過減速箱36、齒輪組35的減速傳遞作用，將扭矩傳遞至從動軸38，由從動軸38帶動鏈輪34轉動，鏈輪34帶動鏈條7反轉，鏈條7通過過后支撐架13帶動上層停車板6，在機械臂系統(tǒng)2反向運動的支撐作用下，驅動上層停車板6承載車輛恢復初始位置，完成停車。

(2)上層取車：

系統(tǒng)處于初始位置如圖1所示，上層停車板6處于車架1的上層停車位且上層停車位已經(jīng)停放車輛；單片機控制步進電機37正向運動，經(jīng)過減速箱36的減速作用、齒輪組35的二次減速傳遞作用，將扭矩傳遞至從動軸38，由從動軸38帶動鏈輪34轉動，鏈輪34帶動鏈條7正轉，鏈條7轉動通過后支撐架13帶動上層停車板6開始運動，上層停車板6承載回轉車板系統(tǒng)與停放車輛，經(jīng)滾輪11沿著車架1前段設置的導軌9平穩(wěn)運動；當上層停車板6向下運動時受到機械臂系統(tǒng)2的支撐，首先機械臂即桿件一14、桿件二15、桿件三16緊壓在一起，機械臂即桿件四17轉動；當機械臂即桿件四17接觸地面以后，機械臂即桿件一14、桿件二15繼續(xù)緊壓，機械臂即桿件三16轉動，最后再是機械臂即桿件二15轉動，直到上層停車板6觸地。此時步進電機22通過渦輪蝸桿減速機21驅動回轉齒輪20旋轉，旋轉車板3與回轉齒輪20同時旋轉90°。此時車板防護機構4中觸發(fā)彈簧33接觸防護機構觸發(fā)擋塊10，從而使第四根桿32向下移動，第四根桿32穿過直線限位槽31并通過滑塊30與第三根桿29配合，由于第三根桿29一端鉸連接在上層停車板6上，使第三根桿29向下轉動，帶動與其鉸連接的第二根桿28轉動，通過直線限位槽27，第一根桿26向右做直線運動，通過滑塊25，帶動防護板24向下翻轉落下，成30°角使車輛可以直接駛離上層停車板6，完成取車。隨后單片機控制步進電機22通過渦輪蝸桿減速機21驅動回轉齒輪20反向旋轉，旋轉車板3與回轉齒輪18同時反向旋轉90°，此時觸發(fā)彈簧33脫離防護機構觸發(fā)擋塊10，彈簧由壓縮狀態(tài)變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)，帶動四連桿機構在直線限位槽31、27的限制下，恢復到初始狀態(tài)即上翹狀態(tài)防護板29上翹保持向上30°的姿態(tài)，回轉車板系統(tǒng)恢復初始位置后，步進電機37反向運動，經(jīng)過減速箱36、齒輪組35的減速傳遞作用，將扭矩傳遞至從動軸38，由從動軸38帶動鏈輪34轉動，鏈輪帶動鏈條7反轉，鏈條7通過過后支撐架13帶動上層停車板6，在機械臂系統(tǒng)2反向運動的支撐作用下，驅動上層停車板6恢復初始位置。

下層停取車不受上層停取車的影響，車輛可以停放在車架的下層停車位。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。